江苏新扬子造船有限公司,作为全国最大的造船民营企业,面对传统喷涂方式存在的诸多痛点,提出了明确的项目需求。传统的船舶喷涂方式主要依赖人工操作,存在着质量不稳定、效率低下、喷涂覆盖不足、以及漆雾弥漫对工人健康的危害等问题。为了克服这些局限性,江苏新扬子造船有限公司要求研制一款面向船舶分段的自动喷涂机器人系统,该系统应具备实时监测和反馈功能,以提高喷涂效率和涂膜质量。
基于上述需求,我们的项目旨在设计和研发一套智能喷涂系统,专门用于船舶分段喷涂作业。该系统的核心技术包括九轴联动喷涂设备、轨迹规划软件以及数字孪生系统,通过这些技术突破,我们能够实现喷涂覆盖面广、喷涂效率高和漆膜质量优良的目标。这不仅能够有效解决当前喷涂作业中的痛点问题,还将推动船舶喷涂工艺的智能化和自动化发展,为造船业带来显著的经济效益和社会效益。
团队针对上述痛点,调研了15家船企和2家喷涂设备厂商,与21名喷涂技术高工深入交流,采集喷涂工艺数据10万余条,形成《船舶喷涂行业调研报告》,研制了一套针对船舶分段涂装的智能喷涂系统。
该系统技术上突破了超大行程九轴联动喷涂抑抖协同控制、异形结构复杂空间喷涂轨迹优化解算及规划,独创了孪生膜厚表征方法。形成发明专利6件、实用新型专利3件、软著1项和论文4篇。该系统具有以下优势:能快速匹配工件,适应结构多样性,涂装作业可实现率超90%;轨迹规划时间由传统方法的超过50分钟减少到低于20分钟,效率提升超60%,缩短轨迹编程周期,提高轨迹规划效率;数字孪生首次应用到船舶喷涂领域,孪生系统预测膜厚准确率提高40.6%、延时小于59.8毫秒,填补国内数字喷涂的空白。
产品已在上海外高桥船厂大型邮轮涂装车间投入使用,结构面喷涂效率提升51.88%,非结构面效率提升203.75%,得到院士、船舶设计大师、中船集团和国家级学会的肯定,国内媒体争相报道。
团队由多学科交叉人才组成,企业高工与总经理组成顾问团队,提供关键指导与资源引流。拟在2024年7月成立公司,依托中国国际海事展和广大校友资源进行产品推广。目前已与招商局重工(江苏)和大连华锐重工达成合作意向,预计2024年营收达1152万元。
通过本项目,团队成员积累多项知识产权,科研能力显著提升,3名成员保研至985高校;团队积极开展调研实践,广泛宣讲产品研发故事,获省级优秀团队和市级优秀个人等荣誉,弘扬了海洋强国战略,激发了爱国志报国情,育人成效显著。
“十四五”期间我国年造船量约为6500万吨,自动化涂装设备的市场需求量巨大。本产品能解决当前涂装行业痛点问题, 推动船舶产业升级,加速船舶智能制造,保护喷涂工人健康,创造优质就业岗位。本产品性能优异,未来在技术升级的基础上推广到海工平台、轨道交通和航空航天领域。
姓名 | 所在或毕业院校 | 毕业时间 | 学历 | 学位 | 所学专业 | 成员类型 |
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纵帅 | 江苏科技大学 | 2025-06-24 | 博士在读 | 博士在读 | 船舶与海洋工程 | 团队负责人 |
邱伟健 | 江苏科技大学 | 2025-06-24 | 博士在读 | 博士在读 | 船舶与海洋工程 | 成员 |
王子强 | 江苏科技大学 | 2025-06-24 | 本科在读 | 本科在读 | 船舶与海洋工程 | 成员 |
李金澄 | 江苏科技大学 | 2026-06-24 | 硕士在读 | 硕士在读 | 船舶与海洋工程 | 成员 |
刘嘉敏 | 江苏科技大学 | 2025-06-24 | 本科在读 | 本科在读 | 船舶与海洋工程 | 成员 |
张潇文 | 江苏科技大学 | 2026-06-24 | 硕士在读 | 硕士在读 | 英语语言文学 | 成员 |
时明涛 | 江苏科技大学 | 2026-06-24 | 硕士在读 | 硕士在读 | 机械 | 成员 |
乐迎晨 | 江苏科技大学 | 2027-06-24 | 本科在读 | 本科在读 | 电子信息类 | 成员 |
胡方鑫 | 江苏科技大学 | 2025-06-24 | 博士在读 | 博士在读 | 船舶与海洋工程 | 成员 |
姬贺港 | 江苏科技大学 | 2025-06-24 | 博士在读 | 博士在读 | 船舶与海洋工程 | 成员 |
姓名 | 所在院校 | 研究方向 | 职务 | 职称 | 教师类型 |
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徐江敏 | 江苏科技大学 | 机械工程/教育 | 副教授 | 副教授 | 指导教师 |
张健 | 江苏科技大学 | 船-冰碰撞冰载荷计算及结构动力学响应 | 教授 | 教授 | 指导教师 |
陆鸿飞 | 江苏科技大学 | 有机合成/精细化工 | 教授 | 教授 | 指导教师 |
刘昆 | 江苏科技大学 | 船舶与海洋工程结构力学性能 | 教授 | 教授 | 指导教师 |
夏志平 | 江苏科技大学 | 创新创业教育 | 讲师 | 讲师 | 指导教师 |