作為LNG動力船的核心部件，由于燃料罐需要高質(zhì)量的精密焊接，其制造周期也比其他部件更長。但傳統(tǒng)電弧焊方法需要多次重復(fù)焊接才能應(yīng)用于低溫特殊材料，導(dǎo)致生產(chǎn)成本和時間增加。
韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院的研發(fā)團隊通過優(yōu)化適用于極低溫特殊材料的“激光-電弧復(fù)合焊接（Hybrid Laser-Arc Welding，HLAW）”技術(shù)，成功實現(xiàn)了以更低成本、更短時間制造LNG燃料罐。
HLAW技術(shù)結(jié)合了激光焊接的精準接合優(yōu)勢與電弧焊接的填充間隙和臺階能力，無需額外的焊縫加工即可一次性實現(xiàn)快速單層焊接，并解決了傳統(tǒng)電弧焊方法存在的熱變形和裂紋等問題。此外，通過優(yōu)化熱傳導(dǎo)通道的形成條件，該技術(shù)在應(yīng)用于厚的材料時也能通過一次焊接實現(xiàn)高強度連接。
同時，研發(fā)團隊還開發(fā)了基于人工智能（AI）的過程監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)實時質(zhì)量檢測與即時響應(yīng)。AI算法可分析焊接過程中產(chǎn)生的紫外線和紅外線信號，使操作人員能夠在系統(tǒng)檢測到缺陷時實時采取應(yīng)對措施。
目前，該研發(fā)團隊正與韓國三家造船廠（HD現(xiàn)代重工、韓華海洋、三星重工）以及設(shè)備企業(yè)合作推進HLAW技術(shù)的現(xiàn)場演示，并計劃將該技術(shù)應(yīng)用于以氫氣、氨氣為燃料的環(huán)保型船舶儲罐制造的研究。
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傳統(tǒng)上，造船廠因設(shè)計復(fù)雜、結(jié)構(gòu)龐大且高度依賴人工勞動一直難以實現(xiàn)自動化。然而，近年來勞動力短缺和老齡化、高價值船舶需求上升以及全球競爭加劇等結(jié)構(gòu)性挑戰(zhàn)使得數(shù)字技術(shù)的整合不再是一種選擇，而是生存的必要條件。
智能船廠代表著利用實時數(shù)據(jù)連接設(shè)備和流程的智能制造生態(tài)系統(tǒng)，能夠最大限度提高運營效率。如數(shù)字孿生、人工智能（AI）、機器人和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等先進技術(shù)正在被部署以提升生產(chǎn)力和質(zhì)量，并通過制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和基于云的平臺進行集中管理。
作為全球最大的造船國，中國正積極擴展數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。國有船企正實施AI驅(qū)動的設(shè)計優(yōu)化、自動化物料物流及集成數(shù)字平臺，向技術(shù)驅(qū)動型競爭力轉(zhuǎn)變。
在韓國，HD現(xiàn)代、三星重工和韓華海洋等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)正推進高價值船舶的智能制造戰(zhàn)略以提高生產(chǎn)效率?；?G的增強現(xiàn)實（AR）工作輔助、AI驅(qū)動的焊接監(jiān)控以及自動化裝配模塊等創(chuàng)新技術(shù)正增強船廠競爭力。
日本中小型船廠正穩(wěn)步引入機器人焊接、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控及智能培訓(xùn)系統(tǒng)等技術(shù)。歐洲造船商正專注于郵輪和軍艦等特種船舶，并通過數(shù)字化整合從設(shè)計到試航的全生命周期流程。德國邁爾船廠（Meyer Werft）和意大利芬坎蒂尼（Fincantieri）等船企正利用CAD/CAE集成、基于云的協(xié)作工具及虛擬調(diào)試系統(tǒng)強化其在高附加值船舶市場的競爭力。
專家強調(diào)，未來造船業(yè)的競爭力不僅取決于環(huán)保技術(shù)，還取決于數(shù)字設(shè)計與制造的精準融合。隨著船舶復(fù)雜性增加及綠色船舶轉(zhuǎn)型加速，智能船廠的建設(shè)已從可選項轉(zhuǎn)變?yōu)楸剡x項。
船舶制造已不再只是重工業(yè)，它正演變?yōu)橛扇斯ぶ悄芎涂沙掷m(xù)創(chuàng)新塑造的高科技行業(yè)。智能船廠正引領(lǐng)這一轉(zhuǎn)型，為未來海事制造樹立新的全球標準。
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目前，HII正在擴大與C3 AI的現(xiàn)有合作，將AI解決方案集成到其造船運營中，包括規(guī)劃、運營、供應(yīng)鏈和勞動力分配等領(lǐng)域。此舉預(yù)計將提高生產(chǎn)力并支持美國海軍的艦隊戰(zhàn)備需求。
此次合作建立在英格爾斯造船廠進行的為期六個月的初始企業(yè)AI生產(chǎn)部署計劃基礎(chǔ)上，造船團隊將利用復(fù)雜算法調(diào)整并優(yōu)化工作流程。由C3 Agentic AI平臺提供支持的C3 AI應(yīng)用程序的初始部署表明船廠執(zhí)行效率得到顯著提升，因此這項工作將擴展至HII旗下所有造船廠。
初期工作將集中在利用AI加強HII旗下兩大造船部門的規(guī)劃與調(diào)度能力，即為美國海軍建造兩棲艦艇和驅(qū)逐艦的英格爾斯造船廠以及為美國海軍建造核動力航空母艦和核動力潛艇的紐波特紐斯造船廠。
HII首席執(zhí)行官Chris Kastner表示：“提升造船效率是HII和美國海軍的首要任務(wù)。我們很榮幸與C3 AI合作，利用人工智能等數(shù)據(jù)和數(shù)字技術(shù)來完成向美國海軍交付艦艇的緊迫任務(wù)?！?/p>
C3 AI董事長兼首席執(zhí)行官Thomas M. Siebel說：“此次合作將確保HII通過采用下一代造船技術(shù)來保持美國海事工業(yè)主導(dǎo)地位的愿景。通過在規(guī)劃、運營和供應(yīng)鏈中部署Enterprise AI，我們正在構(gòu)建一個現(xiàn)代、智能的基礎(chǔ)設(shè)施，以確保美國在海軍戰(zhàn)備方面的優(yōu)勢?！?/p> ]]>
該培訓(xùn)系統(tǒng)是通過韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部和韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)振興院的“根基產(chǎn)業(yè)專業(yè)綜合支持項目”中“AI機器人現(xiàn)場示范教育中心”創(chuàng)建的。Neuromeka在2024年12月進行的提案評估中被選為中標單位并簽署總價值達6.4億韓元（約合人民幣337.92萬元）的合同。
據(jù)介紹，新設(shè)立的培訓(xùn)中心是支持HD現(xiàn)代三湖“基于AI的智能造船廠”戰(zhàn)略的核心基礎(chǔ)設(shè)施，旨在培養(yǎng)以使用協(xié)作機器人的焊接自動化技術(shù)為核心的實踐型人才。Neuromeka將其旗艦協(xié)作機器人“Indy”、焊接協(xié)作機器人“OPTi”、定制化焊接系統(tǒng)及各類實訓(xùn)設(shè)備以類似于實際現(xiàn)場流程的形式融入課程體系，最大限度地提高培訓(xùn)效果。
該培訓(xùn)中心旨在超越簡單的理論教育，通過模擬船廠實際工作環(huán)境的情景化實踐來培養(yǎng)實踐能力。此外，該中心還引入基于虛擬現(xiàn)實（VR）的“Vive”直觀操作系統(tǒng)，幫助非專業(yè)人員輕松操作協(xié)作機器人，大大增加現(xiàn)場適用性和技術(shù)傳播的可能性。
通過該項目，Neuromeka推出了專門用于焊接自動化教育的協(xié)作機器人解決方案，進一步擴大了機器人自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?；诙嗄攴e累的機器人技術(shù)和現(xiàn)場經(jīng)驗，該公司計劃強化其在國內(nèi)外市場的競爭力，并持續(xù)推動智能制造領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。
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此次合作是數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的一部分，旨在提高設(shè)計生產(chǎn)力并加強工程師的設(shè)計能力，其重點是利用人工智能技術(shù)開發(fā)一個更高效、更準確的設(shè)計系統(tǒng)。
此次合作圍繞兩個關(guān)鍵目標展開。首先是開發(fā)基于AI分析模型的支墩布置優(yōu)化和強度評估解決方案。支墩是造船過程中用于支撐船體的重要設(shè)施，需經(jīng)過重復(fù)復(fù)雜的計算分析過程確定所需數(shù)量和安裝位置。合作雙方計劃利用AI技術(shù)實現(xiàn)計算過程的自動化，同時開發(fā)一個可根據(jù)各種輸入條件提供實時模擬結(jié)果的用戶界面。
第二個目標是開發(fā)基于生成式AI的封閉式設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)將基于大模型構(gòu)建，可在企業(yè)內(nèi)部穩(wěn)定運行，通過整合積累的各類文檔，開發(fā)出符合船廠安全要求的內(nèi)部專用封閉式環(huán)境。通過此舉，有望將造船行業(yè)特有知識資產(chǎn)基于AI進行系統(tǒng)化整理，并建立各類崗位均可輕松使用的業(yè)務(wù)流程，從而提升專家能力并提高現(xiàn)場生產(chǎn)效率。
KR和HD現(xiàn)代三湖計劃以此次聯(lián)合研究為起點，在設(shè)計和分析領(lǐng)域全面引入AI技術(shù)，并將所開發(fā)的核心技術(shù)推廣和應(yīng)用于其他領(lǐng)域。
HD現(xiàn)代三湖相關(guān)人員表示：“此次合作將通過基于人工智能的設(shè)計自動化技術(shù)大幅提高船廠的設(shè)計效率和準確性。基于人工智能分析的支墩布置優(yōu)化和強度評估解決方案以及封閉式設(shè)計利用系統(tǒng)將在減少設(shè)計師工作量的同時實現(xiàn)更精確、更一致的設(shè)計，有助于提高船廠的整體生產(chǎn)效率和質(zhì)量?！?/p>
KR相關(guān)人員表示：“這一聯(lián)合開發(fā)項目將成為通過應(yīng)用最新人工智能技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)有船廠設(shè)計和分析工作流程的重要轉(zhuǎn)折點。KR將繼續(xù)為造船和海洋工程行業(yè)開發(fā)各種基于人工智能的服務(wù)?！?/p> ]]>
此次合作旨在利用尖端的人工智能技術(shù)、地理空間數(shù)字孿生解決方案、工業(yè)4.0原則和質(zhì)量保證4.0戰(zhàn)略徹底改變印度造船和海事行業(yè)。該合作將加強果阿船廠和印度理工學(xué)院海得拉巴分校的技術(shù)能力和資源，幫助將人工智能集成到船舶設(shè)計、安全和運營效率的各個方面。
該合作伙伴關(guān)系將專注于優(yōu)化船舶設(shè)計流程、加強造船廠安全性，并實施有望改變行業(yè)的先進數(shù)字解決方案。人工智能驅(qū)動的生成式設(shè)計、數(shù)字孿生和地理空間技術(shù)將在提高造船速度和準確性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，同時提高造船廠的安全標準。
此次合作標志著印度造船業(yè)的重大飛躍，為強調(diào)更高效率、更強安全性和可持續(xù)發(fā)展的未來帶來了希望。將生成式人工智能集成到造船流程中，將重新定義船舶的設(shè)計、建造和維護方式，為印度海事行業(yè)帶來積極的變革。
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首先，HD現(xiàn)代旗下三家造船企業(yè)——HD現(xiàn)代重工、HD現(xiàn)代三湖、HD現(xiàn)代尾浦正在與Palantir合作推進“未來先進船廠（FOS）”項目，旨在打造一個配備數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）、自動化和人工智能等尖端數(shù)字技術(shù)的未來先進造船廠。
HD現(xiàn)代于2021年起開始實施FOS項目，第一階段“可視化船廠”已于2023年12月建成，第二階段建成“互聯(lián)可預(yù)測的最優(yōu)化工廠” 目前正在推進中。該公司的目標是到2026年利用人工智能從各種大數(shù)據(jù)中得出人員、設(shè)備和流程管理的最佳運行條件，到2030年建成“智能自主運營造船廠”，這是未來先進船廠的最終目標，預(yù)計生產(chǎn)率將提高30%，造船周期縮短30%并實現(xiàn)資源零浪費。
造船廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也推動了安全管理方面的積極變化。HD現(xiàn)代旗下三家造船企業(yè)正在利用數(shù)字孿生技術(shù)在虛擬環(huán)境中實時監(jiān)控船舶的實際狀況，從而能夠提前發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對潛在問題。
特別是，利用大數(shù)據(jù)分析識別和改善生產(chǎn)過程中的風(fēng)險因素以提高工人的安全性。HD現(xiàn)代開發(fā)的綜合安全控制解決方案（HiCams）通過利用大數(shù)據(jù)快速準確地檢測危險情況，在維護船舶和船員安全方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用?；贖iCams可利用人工智能實時檢測和分析與安全相關(guān)的事件，HD現(xiàn)代計劃將其應(yīng)用范圍擴大到存在高空墜落等事故風(fēng)險的工廠現(xiàn)場以消除安全盲點。
為確保造船現(xiàn)場實現(xiàn)順暢溝通，HD現(xiàn)代正在開發(fā)專為造船業(yè)量身定制的基于生成式人工智能翻譯服務(wù)“AI Agent”。AI Agent收集了造船期間使用的13000個國家標準造船術(shù)語以及4200個作業(yè)指令句式，通過大規(guī)模語言模型（LLM）進行學(xué)習(xí)并提供各種語言的翻譯。
HD現(xiàn)代還在自主導(dǎo)航和最佳路線提供解決方案領(lǐng)域處于市場領(lǐng)先地位。該公司已將基于人工智能的最佳航線解決方案OceanWise應(yīng)用于韓國航運公司的船舶。OceanWise是一種“脫碳和經(jīng)濟運營解決方案”，利用大數(shù)據(jù)和人工智能算法，僅通過船舶位置信息便能測量和預(yù)測碳排放量，并提供最佳航行路線，從而最大限度地減少燃料消耗。
另外，HD現(xiàn)代的自主航行專門企業(yè)Avicus已決定在今年年底前將大型船舶自主導(dǎo)航解決方案“HiNAS Control”應(yīng)用于多達30艘船舶。HiNAS Control是一種基于人工智能的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，可融合各種航海設(shè)備和傳感器的信息，并利用增強現(xiàn)實使船舶自動以最佳航線和速度運行或避免碰撞。
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此次合作的重點是將Compute Maritime用于船舶設(shè)計和優(yōu)化的旗艦平臺“NeuralShipper”與西門子用于計算流體動力學(xué)（CFD）和結(jié)果驗證的Simcenter
STAR-CCM+軟件相集成，從而增強船舶的設(shè)計和仿真流程。
目前，造船業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是用新技術(shù)和燃料改造現(xiàn)有船舶，以提高減排效果和燃油效率。然而，現(xiàn)有船舶最初的設(shè)計并不適用于采用新的燃料類型或節(jié)能裝置，從而限制了其最大限度地節(jié)約能源的潛力。
因此，在設(shè)計階段優(yōu)化船舶性能至關(guān)重要。Compute Maritime的NeuralShipper可作為船舶數(shù)字設(shè)計師，在初步設(shè)計階段為設(shè)計人員提供支持。該平臺能快速生成數(shù)百種設(shè)計方案，使團隊能夠大大加快概念開發(fā)，并快速進入詳細設(shè)計階段。然后，西門子的CFD軟件Simcenter STAR-CCM+使設(shè)計人員能夠?qū)崿F(xiàn)仿真流程自動化，并準確模擬船舶的實際性能。
西門子數(shù)字工業(yè)軟件公司相關(guān)人員表示：“公司與Compute Maritime的合作代表了船舶設(shè)計的范式轉(zhuǎn)變。NeuralShipper與Simcenter STAR-CCM+軟件的結(jié)合旨在重新定義多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的執(zhí)行方式。它支持創(chuàng)建新的船舶類型，并展示設(shè)計人員如何實現(xiàn)仿真流程自動化以及模擬實際性能，即使針對最非常規(guī)的設(shè)計也是如此?！?/p> ]]>
近日，蔚山市在HD現(xiàn)代尾浦造船技術(shù)創(chuàng)新中心舉辦了“基于協(xié)作機器人的人工智能自主制造核心技術(shù)開發(fā)項目研討會暨技術(shù)交流會”。該項目已于2023年9月入選韓國工業(yè)部人工智能自主制造先導(dǎo)項目，并獲得30億韓元的政府資金。
該項目的重點是利用在造船核心工序——焊接和裝配過程中運行的協(xié)作機器人，并結(jié)合工藝模擬和數(shù)字孿生等人工智能技術(shù)構(gòu)建自主制造系統(tǒng)；其主要目標是通過與外部合作伙伴共享和傳播技術(shù)，提高生產(chǎn)力并加強當?shù)卦齑瑯I(yè)生態(tài)系統(tǒng)。
由于造船業(yè)的許多工序仍依賴人工，引進自動化技術(shù)的需求一直在穩(wěn)步提高。 因此，預(yù)計通過該項目構(gòu)建的智能自主制造系統(tǒng)將實現(xiàn)高效造船，并創(chuàng)造人類與機器人之間的協(xié)作環(huán)境。
HD現(xiàn)代尾浦相關(guān)人員表示：“造船業(yè)的競爭力取決于創(chuàng)新技術(shù)。通過這個項目，我們將把協(xié)作機器人和人工智能技術(shù)應(yīng)用到造船現(xiàn)場以提高造船效率，并為加強全球市場的競爭力奠定重要基礎(chǔ)?！?/p>
蔚山市相關(guān)人員表示：“這將是蔚山造船業(yè)實現(xiàn)技術(shù)飛躍的契機。蔚山市將通過這個項目加強當?shù)刂行∑髽I(yè)的技術(shù)能力，支持蔚山成為人工智能和自主制造技術(shù)領(lǐng)域的中心?！?/p> ]]>
中大型船舶管路自主制造系統(tǒng)將由三星重工、Woori Welltech、中小型造船研究所以及慶尚南道科技園等9家企業(yè)和機構(gòu)負責研發(fā)，項目總投資76億韓元（約合人民幣3929.2萬元），計劃于2028年完成。
參與企業(yè)和機構(gòu)將在難以實現(xiàn)船舶生產(chǎn)自動化的中大型管路制造工序中引入人工智能算法，使管路制造生產(chǎn)率提高30%，生產(chǎn)質(zhì)量提高20%，工序時間縮短20%，并將人工智能自主制造成果推廣到中小型管路制造企業(yè)。
據(jù)了解，人工智能自主制造先導(dǎo)項目是韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部于今年5月發(fā)布的《人工智能自主制造戰(zhàn)略 1.0》的核心項目，其目標是開發(fā)可應(yīng)用于韓國機械、造船、半導(dǎo)體、汽車和二次電池等12個主要行業(yè)的人工智能自主制造模型。
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