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摘要：随着通信技术及电子技术发展，物联网技术在船舶建造行业得到广泛应用，物联网技术利用 RF设备、传感器、无线传感网络建立船舶制造各部门数据采集、传输及存储系统，制造过程朝着智能化、信息化方向发展。整个制造周期包含多个过程，如设计管理、生产控制、供应链管理、环境监控等，基于物联网技术的智能制造平台对信息统一存储并共享。本文在研究了船舶制造流程基础上，针对铝合金船舶制造特征，提出了基于物联网的智能管理技术。
关键词：物联网；铝合金；船舶建造
一、铝合金船舶特点
铝合金具有比重和弹性模量小、耐腐蚀、可焊接、易加工、无磁性和低温性能好等特点，用做造船，有如下特点：
（1）因船重减轻，可减小发动机单机容量，可增加速度；可减少燃料耗费，节约石油；可以改善船的长宽比，增加稳定性，使船易于操纵；还可以增加载重量，获得额外利润。
（2）抗腐蚀性能好，能减少涂油等维修费用，使用年限长（一般在20年以上）。
（3）加工成形性能好，易于进行切割、冲压、冷弯、成形和切削等各种形式的加工，适合船体的流线化；可挤压出大型宽幅薄壁型材，减少焊缝数和使船体结构合理化和轻量化。
（4）焊接性能好，能较容易地进行焊接。
（5）弹性模量小，吸收冲击应力的能力大，有较大的安全性。
（6）铝废料容易回收，可以循环使用。
（7）无低温脆性，最適合做低温设备。
（8）由于非磁性，罗盘不受影响；全铝船可以避免水雷攻击，适合作扫雷艇。
（9）没有虫害和干燥变形；不燃烧，遇火灾较安全。
二、基于物联网的铝合金船舶制造设计
铝合金船舶制造涉及部门及管理模块众多，由于篇幅限制，在此重点研究供应链管理、生产流程管理及监控管理的实现。
（一）基于物联网的铝合金船舶供应链管理
铝合金船舶供应链系统由3部分组成：一是内部的供应链管理，包含订单、物流、存储；二是铝合金船舶制造企业与外部单位的供应链，如各零部件的供应；三是物流企业与船舶制造部门之间的接口。
基于物联网技术铝合金船舶生产供应链管理是一个有机整体，利用电子标签、RFID、传感器等对订单、存储仓库、物流车辆进行信息采集，通过定位系统跟踪物流过程，实现基于无线传感网络的物流信息共享，自动对物流精确控制。物流管理各流程如下：
（1）订单及采购
铝合金船舶制造涉及零部件类型众多，需要对各零部件订单类型、质量、交货时间地点进行统一管理，基于物联网采购智能管理系统按照生产计划、物资计划、库存信息来制定采购计划，与供应商通过互联网信息共享平台确认交货详细信息，并将所有订单信息录入数据库。
（2）物流跟踪管理
物流跟踪管理能实时了解订单的物流状态，铝合金船舶制造企业构建与物流公司的信息交互平台，获取实时准确的物资配送状态，从而优化企业内部的生产活动。
利用物联网技术，通过RF工D发射器、定位跟踪系统对运输物资车辆进行识别，实时掌握物流状态，同时在制造部门内部，则根据计划管理、物流状态安排内部的智能配送。
（3）物流仓库智能管理
仓库是物流公司与船舶制造企业的中转节点，基于物联网的智能管理利用电子标签、RFID读写器准确获取仓库物资的数量、位置及状态，与物流公司利用无线传感网络实时传输信息，从而提高物资的出库入库效率。基于物联网技术的智能仓库管理如图1所示。
（二）基于物联网技术的铝合金船舶智能生产管理
智能生产是整个船舶制造的核心，对生产环节的管理直接关系到船舶制造效率及性能，基于物联网技术的铝合金船舶智能管理着重从以下3个方面对流程管理进行了改进
（1）整合生产流程中各类资源设备
铝合金船舶的生产工序及设备众多，原先物资、设备各部门单独管理，在此对所有物资设备进行整合，方便部门协调使用。
（2）消除各部门信息屏障，实现资源共享
对所有部门的生产计划、规范进行标准统一，各部门信息在物联网平台实现资源共享。
（3）对生产环节参数的自适应控制
生产工艺有较强的容错机制，建立工艺控制自适应反馈机制。
MES是执行上层船舶生产计划与车间生产控制的中间层，如图2所示。
MES一方面通过无线传感网络接收管理层发送的生产计划，对计划进行分解，并传输给生产车间，另一方面通过监控设备实时获取生产车间的运行状态，将状态传输至ERP。ME S最关键的是通过传感器、监控设备对车间的生产数据进行采集，实现各设备部门信息交互，从而实现生产的自动闭环控制。
三、系统实现
最后给出了基于物联网技术的铝合金船舶智能生产控制流程，如图3所示。通过无线传感网络将管理计划传输至底层控制系统，同时通过天线将命令发送至车间管理平台；各车间管理人员通过浏览器或手机App实时获取生产计划，将分解后的计划写入电子标签；各部门获取电子标签内容，组织生产过程，同时各类传感器及监控系统将生产状态、工序、设备运行转台、环境等采集数据传输至管理层，实现状态的可视化界面，以便管理层能够实时掌握生产状态，对计划进行实时调整，从而提供了一个基于物联网技术的铝合金船舶智能管理平台。
四、结语
本文分析了基于物联网技术的铝合金船舶智能制造平台，重点分析了其中的供应链管理及智能生产管理，最后给出了平台工作流程。
参考文献：
[1]朱航.物联网技术在船舶工业的应用综述[J].造船技术，2013（4）：63-68.
[2][高飞.焊接机器人在船舶工业中的应用[J].江苏船舶，2015（2）：84-87.
[3]IERA A.， FLOERKEMEIER C.， MITSUGI， J.， MORABITO， G.The Internet of Things[J]. IEEE Transactions on Wireless Communication， 2013，（10）：138-149.
作者简介：李文星（1983年12月）、男、汉族、籍贯：广东省清远市、当前职称：助理工程师、学历：大学本科、研究方向：铝合金船体建造与工艺技术管理。
关键词：物联网；铝合金；船舶建造
一、铝合金船舶特点
铝合金具有比重和弹性模量小、耐腐蚀、可焊接、易加工、无磁性和低温性能好等特点，用做造船，有如下特点：
（1）因船重减轻，可减小发动机单机容量，可增加速度；可减少燃料耗费，节约石油；可以改善船的长宽比，增加稳定性，使船易于操纵；还可以增加载重量，获得额外利润。
（2）抗腐蚀性能好，能减少涂油等维修费用，使用年限长（一般在20年以上）。
（3）加工成形性能好，易于进行切割、冲压、冷弯、成形和切削等各种形式的加工，适合船体的流线化；可挤压出大型宽幅薄壁型材，减少焊缝数和使船体结构合理化和轻量化。
（4）焊接性能好，能较容易地进行焊接。
（5）弹性模量小，吸收冲击应力的能力大，有较大的安全性。
（6）铝废料容易回收，可以循环使用。
（7）无低温脆性，最適合做低温设备。
（8）由于非磁性，罗盘不受影响；全铝船可以避免水雷攻击，适合作扫雷艇。
（9）没有虫害和干燥变形；不燃烧，遇火灾较安全。
二、基于物联网的铝合金船舶制造设计
铝合金船舶制造涉及部门及管理模块众多，由于篇幅限制，在此重点研究供应链管理、生产流程管理及监控管理的实现。
（一）基于物联网的铝合金船舶供应链管理
铝合金船舶供应链系统由3部分组成：一是内部的供应链管理，包含订单、物流、存储；二是铝合金船舶制造企业与外部单位的供应链，如各零部件的供应；三是物流企业与船舶制造部门之间的接口。
基于物联网技术铝合金船舶生产供应链管理是一个有机整体，利用电子标签、RFID、传感器等对订单、存储仓库、物流车辆进行信息采集，通过定位系统跟踪物流过程，实现基于无线传感网络的物流信息共享，自动对物流精确控制。物流管理各流程如下：
（1）订单及采购
铝合金船舶制造涉及零部件类型众多，需要对各零部件订单类型、质量、交货时间地点进行统一管理，基于物联网采购智能管理系统按照生产计划、物资计划、库存信息来制定采购计划，与供应商通过互联网信息共享平台确认交货详细信息，并将所有订单信息录入数据库。
（2）物流跟踪管理
物流跟踪管理能实时了解订单的物流状态，铝合金船舶制造企业构建与物流公司的信息交互平台，获取实时准确的物资配送状态，从而优化企业内部的生产活动。
利用物联网技术，通过RF工D发射器、定位跟踪系统对运输物资车辆进行识别，实时掌握物流状态，同时在制造部门内部，则根据计划管理、物流状态安排内部的智能配送。
（3）物流仓库智能管理
仓库是物流公司与船舶制造企业的中转节点，基于物联网的智能管理利用电子标签、RFID读写器准确获取仓库物资的数量、位置及状态，与物流公司利用无线传感网络实时传输信息，从而提高物资的出库入库效率。基于物联网技术的智能仓库管理如图1所示。
（二）基于物联网技术的铝合金船舶智能生产管理
智能生产是整个船舶制造的核心，对生产环节的管理直接关系到船舶制造效率及性能，基于物联网技术的铝合金船舶智能管理着重从以下3个方面对流程管理进行了改进
（1）整合生产流程中各类资源设备
铝合金船舶的生产工序及设备众多，原先物资、设备各部门单独管理，在此对所有物资设备进行整合，方便部门协调使用。
（2）消除各部门信息屏障，实现资源共享
对所有部门的生产计划、规范进行标准统一，各部门信息在物联网平台实现资源共享。
（3）对生产环节参数的自适应控制
生产工艺有较强的容错机制，建立工艺控制自适应反馈机制。
MES是执行上层船舶生产计划与车间生产控制的中间层，如图2所示。
MES一方面通过无线传感网络接收管理层发送的生产计划，对计划进行分解，并传输给生产车间，另一方面通过监控设备实时获取生产车间的运行状态，将状态传输至ERP。ME S最关键的是通过传感器、监控设备对车间的生产数据进行采集，实现各设备部门信息交互，从而实现生产的自动闭环控制。
三、系统实现
最后给出了基于物联网技术的铝合金船舶智能生产控制流程，如图3所示。通过无线传感网络将管理计划传输至底层控制系统，同时通过天线将命令发送至车间管理平台；各车间管理人员通过浏览器或手机App实时获取生产计划，将分解后的计划写入电子标签；各部门获取电子标签内容，组织生产过程，同时各类传感器及监控系统将生产状态、工序、设备运行转台、环境等采集数据传输至管理层，实现状态的可视化界面，以便管理层能够实时掌握生产状态，对计划进行实时调整，从而提供了一个基于物联网技术的铝合金船舶智能管理平台。
四、结语
本文分析了基于物联网技术的铝合金船舶智能制造平台，重点分析了其中的供应链管理及智能生产管理，最后给出了平台工作流程。
参考文献：
[1]朱航.物联网技术在船舶工业的应用综述[J].造船技术，2013（4）：63-68.
[2][高飞.焊接机器人在船舶工业中的应用[J].江苏船舶，2015（2）：84-87.
[3]IERA A.， FLOERKEMEIER C.， MITSUGI， J.， MORABITO， G.The Internet of Things[J]. IEEE Transactions on Wireless Communication， 2013，（10）：138-149.
作者简介：李文星（1983年12月）、男、汉族、籍贯：广东省清远市、当前职称：助理工程师、学历：大学本科、研究方向：铝合金船体建造与工艺技术管理。