數字化傳播技術8篇

時間:2023-09-24 15:44:07

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數字化傳播技術

篇1

數字化時代的傳播特征

信息傳播的傳受一體化。隨著數字化時代的到來,受眾不再扮演被動的角色,他們不僅接收信息,而且生產信息。傳統的傳受關系被顛覆,傳受關系日益模糊,傳受雙方沒有明顯的界限,逐漸出現了傳受一體化現象。

受眾擁有表達自我觀點的意愿和平臺,對接收到的信息進行加工,借助各種傳播平臺與他人分享信息。信息經過多次傳播后可能重新回到信息傳播的發起者,但這是經過多次加工以后的信息,與原有的信息存在差異。如此往復,傳播方式已演變為一個網狀結構,不再是線性的結構。網狀傳播結構的出現充分印證了信息傳播的傳受一體化現象。

信息傳播的高精準性。數字化時代未來臨之前,媒體的傳播通常是面向大眾的傳播,這種傳播方式是單向的、線性的,缺乏反饋與互動,缺乏對受眾及時的了解,不能及時、準確地獲取受眾的需求,因此,這種單向、線性的傳播方式所具備的精準性值得商榷。

然而,隨著數字化時代的到來,傳統單向的、大眾化的傳播方式弊端逐漸顯現,互動的、小眾化甚至一對一的傳播方式被人們所接受,新的傳播方式能夠深入地洞察受眾的需求,直擊受眾的特殊喜好,滿足受眾的個性化需求,因此,它所具備的高精準性正被人們所頌揚。

“分眾”假象下的“聚眾”。社會的不斷進步,人們生活水平的不斷提升,受眾的需求千差萬別,呈現出多樣化態勢。受眾的需求出現差異,同時傳者日益重視受眾需求的差異,即宣告“分眾”的誕生。

一個深刻地把握了這一階段性特征的傳播者必然會看到這樣一種碎片化之下的真正社會含義,這就是在“分眾”的背后新的“聚眾”的需求。①因此,我們在注意到“分眾”的同時,要把握“分眾”假象下的“聚眾”。媒介不斷被細分,其實是在做另一種聚焦,為的是更好地聚眾,更有效地將有著同一價值追求、生活模式與文化特征的眾多個體,以某種傳播手段和渠道平臺聚合到一起。②

數字化時代變動的消費者

消費者信息接收方式的改變。消費者對信息的接收方式由傳統的AIDMA模式發展到AISAS模式,直到數字化時代的AIDEES模式。AIDEES模式中,最突出的貢獻在于兩個E:體驗(experience)與熱情(enthusiasm)。AIDEES模式是以自媒體的興起和發展為前提的,自媒體的出現使消費者擁有更多體驗的機會,擁有更多展現其傳播熱情的平臺。

數字化時代,體驗消費已成為消費者新的消費方式。諾基亞在一些城市建立了諾基亞手機品牌體驗區,讓消費者零距離地感受諾基亞最新系列手機。目的正是為了迎合消費者的體驗需求,以消費者的體驗為中心,與消費者產生共鳴,以此激發消費者的熱情。體驗與熱情充分激發了消費者的參與性與互動性,促使消費者積極主動地了解產品的相關信息,維持消費者對產品的持續關注度,增加消費者購買的機會。

消費者對第三方信息需求的改變。第三方信息具有客觀真實性及較好的公信力,消費者往往更樂于傾聽第三方意見。數字化時代來臨前,由于技術等條件的限制,消費者所了解到的產品信息更多的是生產商提供的,他們只能獲取有限的第三方信息,由于信息的不對稱,消費者在消費過程中極易被生產商的信息所勸服。隨著數字化時代的到來,消費者擁有更多的渠道去分享自己親身消費后的感受,與此同時,消費者對分享自己購買后的感受樂不思蜀。因此,在數字化時代,消費者更容易獲取第三方信息,第三方信息已成為消費者信息需求的重要組成部分。大眾點評網是典型的第三方信息的供給平臺。在大眾點評網上,網民可以將自己消費的真實體會與其他人分享。以餐飲為例,消費者在選擇餐廳就餐時,就會參考大眾點評網上他人提供的有效信息選擇餐廳。第三方所提供的信息已成為消費者重要的“參考資料”。

消費者對產品附加值需求的改變。在數字化時代,產品的同質化現象嚴重,同類產品有更多的可替代品,消費者擁有更多的自主選擇權。消費者已不只是單純地追求產品的基本功用,同時,消費者更多的是考慮產品的附加價值。附加價值作為消費者權衡是否購買的重要指標,任何商品化消費都成為消費者社會心理實現和標示其社會地位、文化品位、區別生活水準高下的文化符號。③換而言之,消費者對于產品的消費不僅僅是對產品基本功能的消費,更多的是對產品附加價值的消費。產品的附加價值從某種程度上來說,標示著消費者的社會屬性。產品的附加價值能否滿足消費者的社會心理需求是消費行為是否發生的重要依據。

消費者個性化消費的轉變。數字化時代,消費者已不滿足于大眾式的消費,小眾甚至一對一的營銷模式是消費者所樂于接受的。消費者的“自我意識”和“自我個性”不斷被激活,個性化消費已成為大多數消費者的共識。數字技術對渠道的拓展為大規模定制的實現奠定了技術基礎。④數字技術的加速發展為消費者追求個性化消費提供了有利的技術保證。由于技術的實現,生廠商為了最大限度地吸引消費,不斷附和消費者的個性化消費需求。營銷人正采取高精準的營銷方式以期滿足消費者的這種個性化消費。根據消費者的獨特需求的定制式服務正趨于流行,這能更好地滿足消費者的個性化需求。

消費者購物方式的轉變。數字化時代所帶來的新技術,使網上購物由虛幻變為現實。數字化時代,網購日益風靡。首先,由于網上購物的便捷性和價格優勢,網上購物已成為部分消費者購物的重要渠道。其次,消費者網上購物可以在任何閑暇時間完成,而且不用奔波到商場就可直接購買自己心儀的商品。網上購物不受時間和空間的限制,為消費者節省了大量的時間和精力。再次,消費者采取網購使其擁有更多的選擇性。以凡客誠品為代表的一類企業甚至沒有自己的實體店,直接通過網絡進行線上銷售。凡客誠品得以迅速成長正是基于網購的風靡,它滿足了消費者網上購物的需求。

數字化時代不變的消費者

數字化時代的到來,社會發生了一系列新的變化,消費者隨之也出現了新的變動。然而,消費者的某些行為特征卻是相對靜止的、不變的,它并不會隨著時代的變遷而改變。廣東平成廣告公司提出的“果殼理論”模型認為:消費者的認知系統如同果狀的結構系統,由果核、果質、果殼三個層次構成。其中,果核代表文化心理積淀,是每個民族都具有的超穩定的心理結構,塑造著每個民族不同時代人的基本心理結構。果質代表時代烙印,這是個次穩定的心理結構層,不同的時代際遇塑造了不同時代人群的心理特質。果殼代表豐富多彩、快速易變的流行元素,浮在認知結構的最表層。根據“果殼理論”模型,消費者必然存在著某些穩定的、不變的特征。

消費者對利益需求的不變。無論時代如何變遷,消費行為發生的前提都是消費者具有某種利益需求,而產品或服務能夠滿足消費者的利益需求,只有滿足了消費者的利益需求,消費行為才有發生的可能性,這一前提是永恒不變的。數字化時代的到來只會改變消費者對利益需求的判斷標準和判斷方法,但是,消費者對于產品或服務的利益需求是不變的。

消費者對誠信要求的不變。誠信是中華民族的傳統美德。孔子曰:“人而無信,不知其可也。”數字化時代,信息的傳播方式出現了新的變化,信息傳播的內容更加豐富、更具有針對性。但是,傳播的信息必須具備真實性。信用既是無形的力量,也是無形的財富。消費者一旦發現傳播的信息是虛假的,必定會破壞企業的形象,給企業造成巨大的損失。

消費者對家庭美德的注重不變。家庭美德主要包括尊老愛幼、男女平等、夫妻和睦、勤儉持家、鄰里團結等。消費者對于家庭美德的注重是恒定不變的。數字化時代,企業在信息傳播過程中可充分利用消費者一如既往地對家庭美德的重視進行信息的傳播,塑造企業形象。

綜上所述,數字化時代帶來的巨變我們有目共睹,尤其是傳播領域發生了根本性改變。以數字化時代的傳播特征為背景,深入洞察數字化時代消費者的行為特征有利于企業制定正確的營銷策略,滿足消費者的需求,提高企業的經濟效益,樹立企業品牌形象。

注 釋:

①喻國明:《解讀當前中國傳媒發展關鍵詞》,《新聞與寫作》,2006(9)。

②張蕓芝:《數字化時代的廣告傳播》,人民網,。

③王岳川:《全球化消費主義中的當代傳媒問題》,《文化研究》第一輯,天津:天津社會科學出版社,2001年版。

④肖贊軍:《數字化時代傳媒產業的經濟特征》,《國際新聞界》,2009(7)。

篇2

關鍵詞:船舶建造;數字化;信息技術

中圖分類號:U673 文獻標識碼:A

1.什么是船舶建造數字化

船舶建造數字化是以數據處理、圖形圖像、虛擬現實、數據庫、網絡通信、數字控制等數字化技術為基礎,將數字化技術全面應用于船舶的產品開發、設計、制造、管理、經營和決策的全過程,使船舶產品的設計和生產向著自動化、精細化、柔性化、智能化的方向發展。通過數字化技術與現代管理思想和先進工程方法的融合,形成船舶制造業信息化的完整體系,實現對造船業的信息化改造,使得造船企業全面提升產品的研發、生產能力,降低生產成本,縮短設計、生產周期,提高產品質量。

2.船舶建造數字化技術的內涵

船舶建造數字化技術主要體現在如下3個方面:

2.1 CAX(計算機輔助技術)

CAX(計算機輔助技術)是CAD(計算機輔助設計)、CAE(計算機輔助工程)、CAM(計算機輔助制造)和CAPP(計算機輔助工藝計劃)的統稱。

(1)CAD(計算機輔助設計)指在計算機及可視化設備為基礎的專業化計算機系統的支持下,幫助設計人員進行設計工作。可以在CAD系統的輔助下完成從合同設計開始的一系列設計工作,建立產品數字模型,進行工程計算和分析,生成和繪制工程圖,生成物料清單等。

(2)CAE(計算機輔助工程)是用計算機輔助求解復雜工程和產品結構強度、剛度、屈曲穩定性、動力響應、熱傳導、三維多體接觸、彈塑性等力學性能的分析計算以及結構性能的優化設計等問題的一種近似數值分析方法。

(3)CAM(計算機輔助制造)是將計算機應用于生產制造的過程或系統,其核心是計算機數值控制(簡稱數控NC)。有狹義和廣義兩個概念。CAM的狹義概念指的是數控,包括數控機床、數控加工中心、數控生產流水線、數控火焰或等離子切割、激光束加工、自動繪圖儀、焊機、機器人等;廣義概念還包括制造活動中與物流有關的所有過程(加工、裝配、檢驗、存貯、輸送)的監視、控制和管理。

(4)CAPP(計算機輔助工藝計劃)是通過計算機進行產品加工的工藝路線制定、工序設計、加工方法選擇、工時定額計算,包括工裝、夾具設計、刀具和切削用量選擇等,生成必要的工藝卡和工藝文件等。CAPP是連接產品設計CAD信息和加工制造CAM信息之間工藝信息的橋梁,是生成各種加工制造,管理信息的重要環節。

2.2 企業業務技術過程與信息管理

通常包括PDM/PLM/ERP/MES/CIMS等。即產品數據管理PDM、產品生命周期管理PLM、企業資源計劃ERP、制造執行系統MES、計算機集成制造系統CIMS等。它們通過信息技術與現代管理理念的融合,使人、資源、技術、管理等要素有機地結合起來,從而實現設計及生產過程管理的精細化和企業資源利用的優化。

2.3 數字化裝備

軟硬件相結合的數字化裝備,如NC(數控設備)、FMS(柔性制造系統)、Robot(機器人)等通過數字控制形成的生產自動化裝備。這些設備通過離散的數字信息控制設備或傳動裝置的運行,實現生產加工的自動化。

3.船舶建造數字化技術的發展歷程

3.1 單項技術的企業部門級應用階段

該階段主要是單項技術,如數值計算技術、CAD/CAE/CAM技術、數控技術以及各種部門級的管理信息系統,如財務、人事、OA、物資等管理系統在企業部門的局部范圍內的應用。部門級數字化技術的應用作為一種技術手段對提高設計和生產效率、提高產品質量發揮著重要作用。

3.2 企業內綜合應用集成階段

這一階段是由企業內的信息集成、過程集成到應用集成。通過信息集成保證了系統間信息的一致性,通過應用集成使企業內部的各種信息系統組成了一個有機的整體,大幅提高了數字化技術應用的整體效益,使得企業設計、生產、經營、管理的各種業務活動得以協調運行,大大提高了企業的生產能力。

3.3 企業間的應用集成階段

由于互聯網技術的快速發展,促使電子商務、供應鏈管理、協同設計、敏捷制造等一些基于互聯網技術的新型管理思想和管理方法得以實施,使得船舶這種具有大量配套設施的高度復雜產品的制造能夠實現跨地域的專業化企業間的協同運作,使產品能夠快速地、柔性地應對用戶的需求。

自20世紀60年代末將計算機用于船舶線型放樣開始,我國船舶行業信息化已歷經40多年,國內造船業經過不懈的努力,使得造船數字化技術已逐步滲透到造船業價值鏈的每一個環節,引進或自主開發了各種各樣的信息系統,已廣泛應用于船舶設計、建造和管理過程中。國內一些骨干造船企業和研究院所已開始引進虛擬仿真技術,開展船舶和海洋工程的產品虛擬設計和建造過程模擬等研究。

4.船舶建造數字化技術體系

制造業數字化技術是以現代設計制造的工程方法和先進制造理論為依據,以數字化技術為手段,面向產品全生命周期,理論方法與應用技術相結合的一個復雜的技術體系。

4.1 現代制造理論與數字化技術基礎

主要有計算機集成制造、并行工程、精益生產、敏捷制造、大批量定制等現代制造理論,以及建模技術、仿真技術、優化技術、集成技術等數字化技術緊密結合,形成了其技術理論基礎。

4.2 數字化基礎環境

主要包括計算機系統及系統軟件、數據庫管理系統及相關技術、網絡系統及相關技術、信息安全體系、信息標準化體系等。

4.3 數字化產品開發設計技術

主要包括產品需求分析、設計開發、生產制造等各個階段中,為分析和解決產品設計和制造過程中的各種問題而提供的數字化的技術方法和應用工具,如單項應用技術CAD、CAE、CAM、VR等,過程管理和集成平臺PDM、仿真及優化應用等。

4.4 數字化制造技術

主要有數字化生產計劃與制造執行控制、數字化工藝過程、數字化裝備、數字化制造單元、基于數字化的生產系統綜合集成等。

4.5 數字化管理技術

主要包括現代企業管理模式、集成化管理與決策信息系統、企業資源計劃與管理系統、企業生產項目管理系統、企業間協作的供應鏈管理與電子商務技術、企業質量管理的相關技術及企業管理系統的應用實施過程及方法等。

船舶建造數字化技術是制造業數字化技術針對船舶制造的特點和具體要求的實際應用。船舶建造數字化技術體系包括現代制造與數字化技術基礎、船舶產品的數字化設計技術、數字化制造技術、數字化管理技術和一體化集成技術,此外,還有數字化基礎支撐環境與相關技術等。

(1)船舶產品數字化設計技術以三維建模技術、數值計算技術、CAD、PDM、并行協同技術等數字化技術為基礎,按照船舶設計不同階段及不同專業的規范和技術要求,形成船舶各設計階段的數字化技術。

(2)船舶產品數字化制造技術以MES、CAPP、NC、過程仿真等數字化技術為基礎,根據現代造船模式的要求,形成制造執行層面的船舶數字化制造技術。

(3)船舶產品數字化管理技術則是將制造業先進的管理理念和方法與數字化技術相融合,按照船舶生產管理特點,形成船舶制造數字化管理技術。

(4)一體化集成技術則是進一步在設計、制造、管理等數字化技術應用的基礎上,實現信息的集成和應用的集成,達到工程的并行和協同。

上述數字化技術的研究、開發和應用需具備相應的基礎環境,需要解決一些相關的關鍵技術,如信息標準化、編碼體系、產品數據庫、企業資源數據庫、集成平臺、信息安全體系等。

5.船舶建造集成系統

船舶建造集成系統涵蓋船舶建造企業的設計、制造、管理的主要業務過程:

(1)設計方面主要包含船、機、電、舾裝、涂裝等專業門類的設計CAD系統、船舶設計虛擬仿真系統,以及結合生產工藝要求的各個專業的生產設計系統。設計系統生成的設計數據通過PDM(船舶產品數據管理系統)存放并管理,以PDM作為平臺,為船舶制造系統和管理系統提供有關產品信息的共享。

(2)船舶建造和管理系統通常包含工程計劃管理、物資與物流管理、成本管理、財務管理、質量管理、企業資源(設備與人力資源)管理,以及MES(制造執行系統)等。

(3)制造執行系統控制車間級的生產制造執行過程,如造船精度管理、資源日程計劃、作業安排與執行實績反饋等。制造和管理系統根據企業經管計劃和產品生產設計的要求制訂工程計劃、采購計劃、生產計劃和其他生產準備工作,通過制造執行系統貫徹實施生產作業過程。

結語

隨著信息技術的飛速發展,制造業的新思想、新方法、新技術層出不窮、日新月異,船舶建造業應該緊跟現代科技潮流,不斷創新,以實現船舶建造技術的跨越式發展。

參考文獻

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篇3

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篇4

【關鍵詞】廣播電視;數字化;傳輸技術

廣播電視節目傳輸質量提升,是希望讓觀眾可以獲得更加好的視覺享受和服務,所以廣播電視節目的技術質量就是廣播電視臺的競爭力體現,也是其競爭和生存的基本,制作出高質量的電視節目并非易事,要是其傳輸質量不好,就算是節目質量再高也不能夠給觀眾獲得良好的視覺體驗。

1.廣播電視數字化傳輸的優點

1.1頻道利用率高

數字壓縮技術是將模擬信號經過抽樣、量化,變成數字信號(即模擬/數字轉換),再經取樣祥壓縮編碼,驅除信號冗余度,以一定的壓縮比將信號頻帶壓窄,將其調制到載波上,這樣就提高了頻譜的利用率。接收則以相反的過程進行:接收、解調、解碼、數字/模擬轉換,視頻處理后還原成視頻信號。國際上目前主要有兩種gc=iz壓縮傳輸標準比較流行,即MPEG-1和 MPEG-2。廣播電視系統一般采用MPEG-2標準,它可以將速率為200Mbit/s的數字視頻信號壓縮到1.5-15Mbit/s。在這種標準下,如果對壓縮信號采用64QAM調制方式,則CATV在每個8MHz帶寬的模擬電視頻道內能傳送的碼率為37Mbit/s,扣除FEC等因素占用的碼率,凈速率>32Mbit/so如果每千頻道平均速率為 4.2Mbit/s,則一個8MHz模擬電視頻道就可同時傳輸8-16套電視節目,10個模擬頻道就能傳輸80-160套電視節目。省干線上的模擬微波均屬于調頻(FM)模擬微波,每套電視節目占有的帶寬為f0±10MHz。實際系統設備帶寬為 34MHz,如果壓縮編碼信號采用QPSK調制和相干解調方式,則中容量480路數字微波傳輸系統速率為34.368Mbit/s,它所要求的微波通道傳輪帶寬為f0±8.5MHz。實際系統設備帶寬也為34MHz,如果每個電視頻道平均速率為8Mbit/s,則省干線上—個模擬頻道就至少可以同時傳輸4套高質量的節目。由此可知,廣播電視數字化后可以成倍甚至成十倍地增加頻道的利用率。

1.2接收門限電子低、傳輸距離遠

原廣電部GY/F106-1999標準中提出了有線電視廣播系統技術規范,下行模擬傳輸系統要求載噪比C/N≥43dB。歐廣聯(EBU)給出了圖像信號的5級評分標準,若要達到4級以上的良好質量,則要求信噪比SAN≥36.6dB。在模擬信號的傳輸中,為防止信號的衰落,必須有6dB的衰落儲備量,因此模擬調幅微波傳輸鏈路中系統設計的載噪比必須口N≥49dB。在模擬調頻微波傳輸鏈路中,由于S/N存在 18dB調頻改善系數,所以C/N≥31dB就夠了。

若采用OPSK相移鍵控調制,則只需(CYN) 18dB就可以得到高質量的圖像質量。模擬調幅 (AM)微波與64QAM調制數字微波相比,門限下降了約20dB;模擬調頻(FM)微波與QPSK:調制數字微波相比,也相差約l0dB。從上述分析不難得出數字微波比模擬微波傳輸距離遠的結論。如果原設計模擬MMDS微波傳輸距離為 40km,在同樣的有效發射功率、同樣的天饋、同樣的路由前提下,采用數字MMDS微波傳輸后,就能輕易地覆蓋100km以上的距離。

1.3圖像質量好,抗干擾能力強

數字濾波、數字存儲和再生中繼這幾項技術的應用,讓信號傳遞過程的噪聲和失真影響得到了解決,排除了圖像亮度的擾動,可以最大限度的將畫面還原,即便是多級中繼也不會對圖像產生質量影響,所以數字電視傳輸的圖像質量是非常高的。

1.4數字載波調制方式的比較

QPSK和64QAM是數字信號傳輸的載波調制方式,其中QPSK是相移鍵控,64QAM是振幅相位聯合鍵控。有相關的研究顯示,相位鍵控的抗噪性是最好的。

2.干線微波的數字改造

對模擬微波和數字微波進行信號收發設備對比。

兩者具有同樣的工作原理。70MHz中頻調制器是這兩種傳輸方式使用的調制器,兩者的工作原理幾乎相同,唯一不同的地方就是,模擬微波在進行調頻器調制后會有一級限幅中放,而這個是數字微波調制所不具備的。

一樣的傳輸帶寬。模擬微波和數字微波傳輸進行一套電視節目傳輸都是使用17MHz的帶寬。

模擬微波系統對比數字微波系統來說,其對一些傳輸指標的要求要高一些,這樣就給模擬傳輸線路改造為數字傳輸線路提供了基礎。

現在的模擬微波器件都是全固態化的, FET場效應器件、線性放大器等代替了過去的行波管、高壓盤,為模擬微波改數字微波鋪平了道路。

3.需要解決的幾個問題

頻率穩定度的問題。模擬微波傳輸信號只要求其頻率穩定度在4個數量級以下就可以了。但是數字微波傳輸系統,在數字壓縮后產生的多套電視數字信號復接后使用QPSK調制,這樣就會要求微波發信機線的指標有所提升,并且對于頻率穩定度的要求也要高于模擬微波傳輸信號,通常都是10-6個數量級,為了解決這一問題,可以使用介質穩頻和鎖相穩頻聯合使用。

相位噪聲問題。模擬微波使用調頻來進行傳輸,所以不會有過高的相位噪聲要求,但是數字微波則不同,QPSK調制及相干解調是它的傳輸方式,那么對于相位噪聲的要求就有一定的標準,一般都是要求低于-70dBc/Hz。將模擬微波系統的傳輸設備相位噪聲控制在-95dBdHz以下,才能夠符合數字微波傳輸的標準需求。

微波功放問題。調頻模擬微波的功放工作在非線陛區,在早期發射機變頻器的前端還要增加—4’,限幅放大器。數字凋相(QPSIQ微波要求三階交調抑制)20dB,因此要求功放必須是線由放大器。所以微波功放的線性度問題、微波頻率穩定度問題及系統的相位噪聲問題一解決,數字化改造就基本成功了。

在信道傳輸上采用數字化傳輸。使用QPSK調制來進行中頻調制,同步相干解調,干線中繼用再生中繼,這樣能夠為線路改造節約資金,雖然會有一些噪聲積累,但是并不會對整個系統產生影響,也能夠保證信號經過中轉和傳輸后不會有質量問題。

4.傳輸系統的日常維護措施

每周都要開展安全傳輸例會,通過對前一周的傳輸情況進行總結和分析,尋找故障處理方式,不斷的改進傳輸質量。

定期和不定期檢修維護聯合使用,確保設備的安全穩定運行。

若是檢修過程中需要進行調整設備或線路,應該要詳細記錄好。

機房維護檢修工作實行日巡檢、周檢、月檢、季檢+年檢制度。

篇5

關鍵詞:數字化造船;綠色造船;中小型船廠;效益

1 數字化船舶建造技術簡述

數字化船舶建造技術就是利用計算機系統和多媒體對船舶詳細設計進行三維建模輔助、完成生產設計圖紙并具有可施工性、可修改性的一種造船技術。這種技術是船舶生產設計優化、縮短建造周期、節約能源及材料、沿著“綠色造船”方向發展的重要措施。它是現代數字化造船模式體系―數字化船舶設計、數字化工程管理、數字化船舶建造三大項目中發展得最快、最關鍵的一項技術。

本文所述的是應用于國內中小型船廠具有船舶建造仿真、綜合放樣、自動生成零件生產圖紙和船用材料信息功能的數字化船舶建造技術。下面就我廠運用此技術建造的船舶項目分析探究其實現價值。

2 傳統船舶生產技術概述

過去,國內中小型船廠因設備使用、科技信息管理、生產流程都處于一種習慣性的模式,生產設備也不及大型船廠,使船舶建造周期規劃、材料損耗控制、成本核算都處于較為落后的階段。本文以廣州市番禺靈山造船廠有限公司為例敘述其過去十年船舶生產技術的方式和改變。我公司早期的生產設計主要使用手工繪圖,以詳細設計圖紙直接作為生產圖紙,型線放樣采用1:1實體放樣,管路和電纜沒有進行整船放樣,而是直接在建造中的船體結構上進行具體布置。隨著造船業務的拓展,所造海洋船舶不斷增加,排水量增大,結構相對復雜,檢驗標準更嚴格,采用傳統生產技術將面臨零件加工速度慢,船臺占用周期長,整船管路電纜綜合放樣難度大等問題。船廠為解決這些問題而更新了硬件設施,如等離子數控切割機、液壓曲板輥彎機、大型壓力機和起重機等,而施工圖紙采用CAD繪圖,這些措施相對解決了零件加工和分段建造速度問題,但生產圖紙設計方面仍然相對落后,與各硬件設施的軟件系統數據連接不佳。下面列舉生產設計與生產設備結合方面仍然存在的一些弊端:

(1)復雜曲面放樣困難,放樣精度也取決于生產工人的技術水平,往往增加施工過程的修改,產生程度不同的返工現象,從而造成生產周期加長等不良后果。

(2)數控切割零件的利用率低。數控機切割的零件圖形是在CAD里繪制并進行人工排列,在排列時需要計算零件的尺寸,這種套料方式效率低,板材利用率也低。

(3)分段建造及合攏技術未達到最優化。分段大小受起重能力和船臺空間制約,重量重心采用人手計算,工作量大。

(4)船舶下水壓力分布計算,重量重心計算主要使用經驗公式。

3 應用數字化船舶建造仿真技術

隨著造船業務不斷發展及商務運作需要,訂購商要求建造周期大為縮短,為適應市場需要,我廠在2008年購買了一套加拿大SSI公司的船舶建造設計軟件-Shipconstructor2008。該系統在發揮硬件設備最大效益、生產數據的統籌、縮短建造周期以及節約建造成本方面取得較為滿意的成效,但軟件系統仍然存在一定的局限性,尤其管路設計中零件投影效果不理想、圖紙修改比較困難等問題比較突出。

我們在使用該軟件系統的兩年時間內,把軟件系統與船廠生產的各個環節完全結合,下面就在建和已建船舶項目的數字化技術應用上概要介紹,供同業參考。數字化仿真生產設計從退審圖開始,其生產設計流程如圖1所示。

下面以我廠去年下水的一首56米海洋供應船為例,介紹該技術的實際應用。

3.1 船舶總體型線放樣及光順、有限元模型的生成技術

過去船舶的造型設計只通過平面圖紙表達,感染力不強。采用三維技術進行船舶放樣,能把設計師的設計思想完整表達出來,增強設計的真實感及制作效果圖展示給客戶,如圖2所示。

我們還針對復雜結構舾裝件與船體結構的接合及其工藝安裝過程進行三維可視化圖形制作,優化復雜船體結構的設計,提高放樣精度減少現場返工。某些復雜加強結構需要作局部強度計算,而使用這些已經建好的三維模型則可直接用SAT格式導入所有有限元分析軟件中使用,這樣可以避免重復繪圖(見圖3)。型線的光順和放樣源于同一個軟件系統,使性能計算及艙容計算與實船誤差大大減少,而且同樣可以避免重復繪制型線。

圖2 56米海供船3D效果圖

圖3 56米海供船載貨區甲板骨架有限元分析云圖

3.2 生產設計及施工設計數字化

生產設計使用三維技術及共用數據庫,施工圖紙采用分段半立體顯示及零件加工裝配數字化是我廠船舶生產的一大改革,也是SC2008軟件系統的核心功能,我們利用該軟件系統的功能結合自身生產技術、工藝習慣及設備條件設計出一套完整、具實用價值的生產方法。

下面按過去和現在的船舶生產設計及施工技術對比,介紹數字化仿真技術的應用情況及實現的價值:

(1)型線及外殼板放樣

(2)結構零件放樣及加工

(3)分段裝配圖

(4)綜合放樣

在未使用數字化船舶建造仿真技術之前,船體結構的建造以船臺正裝、散裝為主,就算采用分段建造形式,也僅限邊水艙以獨立分段建造,分段合攏方案主要依靠施工經驗。零件的拼裝依靠詳細設計平面圖紙,因此需要通過文字描述零件的安裝位置和安裝工藝。零件余量及合攏縫余量未經過嚴格計算,加放量比較大。由于建造精度未得到嚴格控制,返工情況比較多。這種施工方式會消耗大量的工時,浪費材料較多,導致增加建造成本。針對以上問題,我們現在使用新技術手段進行優化,具體措施如下:

(1)在結構零件放樣時取消全部內部構件余量,而把三維建模做到最仔細,僅限在外板及主甲板分段合攏處增設余量,而且小于50 mm。縱向零件尺寸按比例增設焊接收縮補償量,曲面結構需要計算彎曲伸張量,按伸張量安排補償量加放位置,嚴格控制外板余量的加放,主要為取消一部分外板的縱向接縫余量。胎架按反變形理論設計。

(2)盡可能把所有零件使用數控機切割,這樣可使零件尺寸和仿真模型一致。套料過程在計算機里完成,利用人機結合方式優化套料過程,保證材料利用率達到理想目標。

(3)從套料圖、零件加工圖到分段裝配圖使用同一套完整的零件編碼,零件名稱編采用數字化編制,能表達零件的裝配位置及工藝。而這些編碼是人工設計,計算機自動生成。零件裝配編碼原則文件里,零件名命名方式為: 項目號-分段號-結構平面號-拼裝順序號-工藝要求號,使工人安裝思路清晰,材料分類堆放次序分明,提高堆場面積利用率,從而增加加工裝配場地并提高裝配效率。

(4)分段劃分過程使用電腦模型進行三維可視化劃分,根據船臺起重能力及空間大小合理設計分段的重量重心,并進行合攏過程模擬,對分段合攏過程分析做到最精確,提高分段建造的安全性。分段裝配一改以往平面圖形顯示形式,采用半立體圖形顯示,結合數字化編碼運用,一般均可滿足施工要求,只有在精細結構裝配才會再拆分成平面圖形。

(5)以分段設計船體結構并制作分段電腦模型另一個重要作用是為舾裝、管路、電氣綜合放樣作基礎平臺,使管路零件走向、電纜走向及其他設備附件綜合顯現在船體分段模型上,從而很直觀顯示布置效果,防止以往施工中相互矛盾及位置重疊等現象。

圖4為按分段設計的生產圖紙。

圖4 56米海供船升高甲板分片裝配圖

以往我廠的舾裝、管路及電纜是各專業生產車間根據原理圖和布置圖在船臺直接進行其具體布置設計和零件放樣,導致各專業同時放樣會出現相互干涉情況較多,返工次數增加。為改善這些不良現象,我廠決定研發綜合放樣技術,讓各專業技術人員使用同一個數字化建造仿真系統,合理制定工作流程和區域劃分,在電腦里完整繪制舾裝立體圖、完整的管路系統、電纜托架圖及電纜走向圖。在船體結構模型繪制完畢并且部分分段開始建造的時候其他專業可開始進行布置和放樣,在設計時期進行多次有必要的個專業零件布置協調會議,確保艙內空間利用率最大化。數字化船舶建造仿真技術能極大減少管子余量、活動管數目、電纜材料浪費、艙室裝修的影響及各種施工耗時。另外,使用此技術繪制的起錨機、拖纜機、收纜機等舾裝設備的安裝示意圖均以立體形式顯示,能使安裝步驟方法更為清晰,從而提高安裝速度。

3.3 生產進度及材料成本優化

經過數字化船舶建造仿真技術進行生產設計后,圖紙的速度和質量得到一定提高并且通過減少結構余量,提高鋼料利用率,減少返工數量及電算化材料配額清單節省成本。響應“數字化造船”和“綠色造船”兩大主題。通過56米海供船的母型船(其母型船未使用數字化技術生產)建造進度和材料用量對比總結,56米海供船在勞動力投入、建造工時、能耗及材料用量上共節省成本約15%。

4 數字化造船對安全生產的效應

數字化船舶建造系統由于能得到精確的全船各分段重量、重心位置數據,從而可以根據船廠起重設備布置、起重工藝技術的特點優化分段設計、指導吊裝作業,大大降低吊裝作業的危險性。

數字化船舶建造仿真技術也為船舶下水計算提供了更有力的理論依據,在船舶下水時,其完工量僅為部分完工,而且各船下水時重量分布情況也有差異,以至于使用母型船換算法也難以得到足夠準確的數據,使用手工計算對這種船舶個分段完工量程度不一、重量分布不規則的船舶下水過程重量、重心及壓力計算長期困擾著技術力量相對薄弱的中小型船廠。鑒此,使用數字化船舶建造仿真系統進行船舶下水計算是最佳的技術手段,這是由于船舶建造仿真系統本身就能按建造進度拆分船體分段及局部結構,而且計算速度快、準確度高。下水重量、重心及壓力分布計算數據也對整個船舶下水安全性分析起關鍵性作用,從而大大提高船舶下水的安全性。

由于數字化分段綜合放樣的實現,為分段舾裝、管路、電纜混合安裝提供基礎條件,大大減少船體結構分段成型后多種專業項目的交叉作業量,從而減少生產安全隱患,提高機、電設備安裝作業環境的安全性。

5 今后設想

(1)發展工程現場數字化系統,把技術部的三維電腦模型直接作為施工文件直接在工(下轉第頁)(上接第頁)程現場使用,并可在工程現場利用計算機即時查取所需的施工數據,減少工程現場交談次數,并進一步縮短生產周期及節約能源。

(2)組建工程管理信息集成系統(ERP系統),整合倉庫管理、供應采購、成本核算、工程管理的數據信息庫,逐步實現船舶生產管理數字化。

(3)繼續完善已有的數字化船舶建造仿真技術,軟件系統需要根據實際情況進行升級或改用其他功能更好更適合我廠的軟件系統。

6 結束語

以上僅為本廠在實施數字化船舶建造仿真技術過程的簡介,雖然取得一定的成效,但還未完全達到理想效果,今后仍需按上述的設想進一步深化和完善,使其提升到更高的技術平臺。本文僅介紹針對本廠實際情況而編制的流程和措施,但愿能為其他中小型船廠提供參考,從而達到拋磚引玉的目的。

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關鍵詞:輪機自動化;高技術;教學研究

1 輪機自動化技術分析

輪機自動化技術是一種結合控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術,對輪機各個生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策的綜合性高技術,包括自動化軟件、硬件和系統三大部分。

在船上,常規配置的船舶輪機自動化主要有:主推進裝置自動化系統;柴油發電機及電站自動化系統;疏水/壓載閥控系統;燃/滑油輸送閥控系統;冷藏、空調、通風、鍋爐自動化系統;焚燒爐、艙底水、生活污水、油凈化器等環保設備自動化系統;自動減搖鰭/減搖水艙系統;探火、浸水報警、消防滅火等損害管制系統;甲板機械自動化系統;全船監測報警系統;海水制淡系統;艏側向推進裝置遙控系統。油船還有易燃易爆氣體探測系統、惰性保護氣體發生器系統、液貨閥控系統、原油洗艙系統等。集裝箱船還有冷藏集裝箱控制監測系統等。

電子控制技術推動柴油機向電控發動機方向發展,已逐步取代了普通機械式柴油機。世界上主要的船舶柴油機研發企業都在努力發展高壓共軌電控柴油機和雙燃料電控柴油機。在柴油機電控系統上,高速傳感器技術能實時獲取運行數據信息,現場總線能安全即時通信,高速處理器技術能高效處理信息,高速電磁閥能實現精確的燃油噴射控制等。電控技術能在更大范圍內實現對運行工況的最優化控制,使柴油機性能得到大幅度提高。在雙燃料柴油機上,還有另外一套LNG燃料儲存和噴射控制系統,此機型電控系統功能更加復雜。基于以上電控柴油機,相應的設備廠商也重新設計和推出了最新的主推進裝置自動化系統和柴油發電機系統。

基于現場總線技術的全船監控系統功能更集中和高效。它是全分布式的串行雙向的通信系統,減少了專用I/O 裝置和控制站,系統控制功能在網絡內徹底分散,在各個智能控制節點實現,故障節點自動脫離總線,降低成本和提高可靠性,克服了傳統多層多級控制系統的弊端。在全船監控系統中,完全可以集成柴油發電機系統監控、電站監控、壓載水系統、側向推進裝置遙控系統、機艙監測報警系統、船舶燃油監控系統等等。

世界經濟增長減緩和常規船舶市場趨于飽和,造船市場有效需求不足導致需求結構出現明顯變化,高技術船舶和海洋工程裝備的需求比較多。隨著船舶電氣化水平的不斷提高,海洋平臺、海洋工程船舶和許多新建大型船舶的總裝機容量已最高至上百兆瓦,大多都采用中壓配電系統,效果良好。隨著電力電子技術和大功率交流電機變頻調速技術不斷進步,基于晶閘管整流/逆變方案和IGBT器件方案實現的船舶電力推進技術取得突破性發展,半潛船、豪華郵輪、破冰船、渡輪等很多新造船舶采用了電力推進系統。當然,高技術船舶和海洋工程裝備還有其他獨特的高技術作業系統,輪機自動化控制系統經歷了氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統和集散式控制系統DCS的發展歷程。現如今輪機自動化系統產品一般可分成下列幾類:分布式控制系統(DCS);嵌入式計算機及OEM產品,包括PID調節器及控制器;可編程序控制器(PLC);工業PC機;現場總線控制系統(FCS)等。

2 輪機自動化教學研究

目前,隨著我國船舶設備制造、船舶建造和修理行業的發展,船舶電氣、機艙自動化系統等細分行業中的船舶配套設備加工商為更好滿足客戶的需求,不斷加大技術研發投入,提高自己的綜合能力,開始向系統集成商轉變。對于船舶上輪機管理人員,根據11 規則,輪機自動化是海船管理級輪機員、操作級輪機員、船舶電子電氣員適任證書考試的評估考試科目。船舶企業對這類技術專業人才的需要,給輪機自動化專業的人才培養提供了良好的發展機遇。

現有的輪機自動化教材,對于前面基礎內容講解略簡單,不能跟后面具體的復雜設備和系統緊緊的聯系起來,且后面設備和系統的講解傾向于氣動系統等傳統的自動化技術,對于基于現場總線的主機遙控和全船監控等系統側重于功能概述,實例技術細節分析較少。學好輪機自動化,很需要其它學科的功底,不然很難理解設計人員的設計思想和具體技術實施方案。現今,構成輪機自動化系統的軟、硬件可分為如下幾類,自動化設備,傳動設備,儀器儀表與測量設備,自動化軟件,計算機硬件,通信網絡。這就要求教師和學生在輪機自動化的教學和學習活動中,不斷的結合其它專業知識去分析和理解輪機自動化設備的原理和系統知識。

教學手段過于依賴PPT圖片和黑板粉筆等機械解說式,“嬌生慣養”的很多大學生第一次在圖片里看到實物,無法去想象實際設備運行狀態,只能被動接受抽象空洞的運動控制原理和電路邏輯關系。而因為學校客觀發展的原因,學校的實驗條件和實踐項目的設計不完善,實驗室設備老舊,不重視實驗室學時,走馬觀花式企業參觀實踐流于形式。在課堂對學生講解理論的同時,也更應該重視動手實踐活動。一方面,要設計一些電子電路實驗,單片機和PLC電氣實驗,現場總線實驗等實驗課程。另一方面,通過輪機模擬器教學加深學生理解和提高動手能力,組織到學校實物機艙觀摩,也要設計一些企業參觀課程,使得學生能有更多機會在工廠親眼看到輪機自動化設備的制造、安裝和運行,增加興趣。

3 總結

科技水平推動輪機自動化技術不斷進步,對從業人員的素質也要求越來越高。為了滿足行業要求,必須深入開展課程輪機自動化教學研究,精心設計課程教學知識點,擴展教學內容,不斷改進教學方法、完善教學設施,提高教學質量。

參考文獻

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[2]王宗濤,李修強.輪機自動化課程的分解式教學方法[J].船海工程,2014,43(1):112-113

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【關鍵詞】船舶;自動化;前景;應用

0引言

隨著科學技術的發展和進步,自動化技術在船舶上的應用也是越來越多。然而對于船舶自動化技術今后的發展方向怎樣,仍然是一個需要深入探討的話題。進入21世紀以來,計算機和互聯網技術更是得到了飛速的發展,這樣也帶動了一系列技術在船舶自動化上的應用。特別是近幾年智能化隨機事件處理系統,多部門遙控和通訊技術,以及空間高精度定位系統技術迅猛發展,為船舶自動化、智能化的進展更是起到了推動的作用。

對于船舶整體綜合自動化技術的發展以及應用對于船舶工業的發展是一個非常重要的話題,下面我們將會就船舶自動化的應用進行闡述并且對船舶自動化的發展進行展望。

1機艙自動化發展情況

機艙的自動化是為了避免船舶上的操作人員,出現判斷以及操作上的錯誤,同時機艙的自動化可以很大程度上減少船上工作人員體力的重復消耗,因此加強船舶機艙的自動化水平,可以很大程度上提升船舶的生命力以及戰斗能力。而且對于民用船舶來說,船舶機艙的自動化不僅可以減少因為船員錯誤操作引起的安全因素,而且使用和升級船舶的自動化水平可以很有效地減少船舶運行的開支,達到經濟并且安全的效果。

船舶機艙自動化系統是集機艙動力系統及輔助系統自動控制、監測、報警等于一體化的監控系統, 例如主機遙控、機艙監測報警、電站管理、泵控制等。通過近一百年的發展,機艙的自動化經歷了單機艙自動化階段、無人機艙階段以及一人橋樓階段。比如滬東船廠在82年就建造了4000馬力的無人機艙多功能拖船,出口到了澳大利亞。該船廠還一直有著護衛艦搖籃的美譽,在機艙的自動化進程中取得了非常不俗的成績。在一些船舶也運用了國內自行研發的無人機艙自動化技術,實現了主機遙控、主輔機運行、計算機監測、火災報警、燃油輸送控制、清水供應、輔助設備等多系統的自動化控制,代表了內河船舶自動化技術的發展方向。

2船舶電站自動化的情況

作為船舶的最重要的組成之一,電站的自動化水平是船舶自動化的重要內容。電站是否經濟可靠對于整個船舶的經濟和安全起著至關重要的作用和意義,也是整個船舶自動化的關鍵。目前國際上來說,船舶的發展方向還是多功能化以及大型化,那么這樣對船舶的電站系統就提出了非常高的要求。最近幾十年以來,船舶的電站系統也是發展非常迅猛的,當然發展的關鍵詞就是自動化。

船舶電站的自動化,即是實現船舶電站的安全保護自動化,操作控制自動化,監測報警系統自動化,以及數據傳輸自動化。船舶電站自動化的發展是從手動操作階段進步到手動遙控,后來發展成半自動化控制,目前基本已經實現了電站全自動控制的無人值班的水平。20世紀60年代,日美英德等國家就實現了電站的每個單元的自動化。八十年代,互聯網技術和計算技術的發展更加迅猛成熟,這樣使得很多國家研發生產出了分布式計算機網絡型的船舶電站自動化系統,并在現代船舶建造中廣泛運用。

我國在電站自動化的發展是比較落后的,互聯網技術以及微機技術也遠遠落后于發達國家,所以在電站自動化的水平上是落后于發達國家的。最近幾年來,隨著我國改革開放的深入以及科學技術的迅猛發展,國內一些單位也研制出了很多基于單微機的自動化電站產品。當然國內的產品在可靠性、精度以及穩定性上表現都不是很好,非常實際的問題在于,萬一計算機出了問題,整個電站就癱瘓了,會嚴重影響船舶的安全航行。所以基于單微機的自動化電站系統的應用是非常有限的,對于大型化的船舶更是這樣。所以功能多樣齊全,穩定可靠的基于計算機的分布式的自動化電站是國際上發展的趨勢和方向。

3船岸信息一體化系統的發展

隨著計算機信息技術、通信技術和網絡技術的迅速發展,船舶船岸信息一體化系統技術已逐步運用到了現代船舶之上。該技術是為船舶航行提供航行狀態的實時監視、調度、管理、指揮、導航的自動管理系統,并由電子海圖、雷達、GPS、船舶自動識別系統AIS、航行數據記錄儀VDR、計算機遠程監測系統等,通過無線網絡數據傳輸,在船岸之間實現船舶公司對航行船舶的有效管理,進而在船舶耗能監控、海損事故分析、機艙遠程控制、船舶自動導航等方面發揮積極作用。船岸信息一體化技術系統的運用,以南京云帆公司開發的IMAS2000 系列V2.2版計算機監測系統為例,它主要完成船舶熱工參數、液位參數及其他參數的集中遙測、自動數據處理及報警、輔助控制等功能,通過無線VPN路由器和岸站聯網,實現船岸之間數據實時傳輸,極大地推進了船舶管理單位機務數字化建設。

船岸信息一體化網絡技術的發展、船舶支持管理系統的軟件平臺技術、陸上信息管理與指揮調度系統的軟件平臺技術、船舶導航系統和輔助決策系統數據信息信息、船舶自動識別系統等均是船岸信息一體化系統技術發展的關鍵。例如近幾年由長江航道局研發并投入使用的長江電子航道圖(2.0版)系統,采用基于數據庫的方式進行數據生產與更新,基于網絡的數據服務,以綜合數據庫為支撐向港航企業提供航運管理、監控調度等應用服務。電子航道圖應用與服務系統可通過在線下載等方式獲取產品數據,整合GPS、AIS、雷達、測深儀等多傳感信息,并基于數據服務系統向終端用戶提供基本導航以及豐富實用的助航與信息服務。該系統的推廣和應用對船舶船岸信息一體化技術在內河船舶的發展具有重要意義。

4總結

在信息化浪潮的席卷之下,船舶企業世界性的競爭將日趨激烈。船舶自動化技術正朝著數字化、智能化、模塊化、網絡化、集成化的方向迅速發展,在未來的發展中,會有很多公司并且是越來越多的公司努力開發和建造高度綜合自動化船舶,隨著計算機運用技術等科學技術的迅速發展,也必將帶動一系列技術在船舶自動化上的應用。在不就的將來,我們所期待的全智能的無人駕駛的船舶也會出現,就如我們今天看到的無人駕駛飛機和汽車一樣。

在本論文中,筆者淺析了船舶自動化進程的應用和發展方面,得出如下結論,自動化船舶技術已經發展得非常迅猛,并且向著綜合自動化不斷的發展進步,在不久的將來船舶自動化技術會有非常重大的突破。

【參考文獻】

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關鍵詞:船舶 自動化技術 現狀

中圖分類號:F426 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)04(c)-0055-01

1 船舶自動化技術的發展進程

根據船舶自動化技術的發展歷程,可以具體的分為三個階段:第一個階段是船舶單元裝置自動化時期;第二個階段是船舶機艙自動化時期;第三個階段是船舶全船綜合自動化時期。

1.1 船舶單元裝置自動化時期

船舶單元裝置自動化技術是在船舶自動化技術發展的最初階段出現的,這一段歷史進程的最主要特點就是船舶的一個單獨的設備的自動化技術的應用。具體的說,就是通過安裝在船舶上面的各種設備儀器、船舶上面具有各式各樣功能的儀表設備、船舶上面的各種監控設施來實現船舶的自動化管理。船舶單元裝置自動化時期的自動化技術雖然很好的提升了當時的船舶自動化技術,但是作為船舶上的儀器,船舶上的各個自動化設備之間很難做到有效的溝通處理。因此,在船舶單元裝置自動化時期,整個船舶的自動化設備之間無法做到有效連接,收集的自動化信息也比較松散,尚且需要船舶上的工作人員進行一定的人工手動操作,是最初級的船舶自動化技術。

1.2 船舶機艙自動化時期

在當代背景下,擁有先進船舶自動化技術的國家率先結合電子信息科學研究出來了船舶集中監控系統,通過對船舶集中監控系統的應用,就可以實現船舶機艙夜間無人值班,船舶自動化技術也隨之快速發展。船舶機艙自動化時期主要研究出來的船舶自動化技術有:船舶主機遙控技術、出阿伯電站管理技術、船舶動力裝置的監測報警技術、船舶柴油機的工控監測與趨勢分析技術、船舶故障預診斷技術等。船舶機艙自動化自動化技術的技術核心是船舶機艙自動化監控技術。在最初的船舶機艙自動化時期,機艙自動化監控技術的核心是集中船舶船艙監控,其主要特點是整個船舶采用一臺計算機進行集中控制和管理。一旦這一臺計算機出現故障,這種管理模式就難以維持整個船舶機艙自動化的需求。針對這樣的問題,20世紀70年代,先進國家研究出了分散監控的新型監控模式,通過船舶上面多臺計算機的聯合操作實現自動化管理,有效的完成了船舶的自動化運行。

1.3 船舶全船綜合自動化時期

進入新世紀以來,隨著信息科學技術以及互聯網計算機科學技術的出現和發展,船舶自動化技術已經開始初步邁進實現船岸信息共享、船舶網絡一體化的船舶全船綜合自動化時期。船舶全船綜合自動化技術是對船舶的航行、裝卸、機艙等各個方面實行全方位的監督和管理。在具體的船舶全船綜合自動化技術之中,采用的是分級管理的模式,在進行監督管理的時候,每一個船舶總系統管理下的分系統都擁有自己的獨立的計算機來進行自動化運行。與此同時,各個獨立的分系統之間也可以通過互聯網技術進行信息的共享,進而實現整個船舶的信息共享、整個船舶的集中管理控制。當各個分系統收集到足夠資料后,在匯總進入總系統進行統一處理,實現船舶的自動化操作。

2 船舶自動化技術現狀

2.1 船舶主機遙控系統

船舶主機遙控技術出現于20世紀的60年代,其實目前實現船舶自動化的重要組成部分之一。目前,PLC系統已經成為了船舶自動化技術最廣泛采用的主機遙控技術,其具有可靠性強、通信功能強大等優良的特性。

2.2 船舶機艙監控系統

作為船舶自動化技術的核心技術,船舶機艙監控技術主要包含船舶互聯網鏈接以及船舶現場總線技術這兩個部分。目前,采用最廣泛的總線技術是CAN總線技術,其具有高效的信息傳輸能力和比較強的穩定性,CAN總線技術主要是應用在船舶的船艙自動化技術方面。船舶的互聯網鏈接技術采用的最廣泛的是無線通信技術,主要指的就是GPS和NET技術,這樣船舶就可以實現無線網絡的遠程監控,與此同時,還可以通過加密軟件的使用保證整個船舶的信息安全。

2.3 船舶電站管理系統

目前,世界的大部分船舶都具有體積大、速度快的特點,為了適應船舶的這些變化,就要求船舶自動化技術的船舶電站管理技術可以維持船舶高速運行的電力消耗,要求船舶電站管理系統可以為船舶提供穩定大量的電力輸出。針對這樣的情況,目前采用最廣泛的船舶電站管理技術是仿真電站管理技術,可以為整個船舶提供穩定大量的電力資源。

2.4 船舶自動避碰

目前,如何有效的實現船舶之間的自動躲避已經成為了船舶自動化技術研究的重點項目之一,通過船舶自動躲避碰撞技術的研究,可以有效避免人為因素所造成的船舶碰撞現象。在今后一段時期內,船舶自動躲避技術會成為自動化技術研究的主攻方向。

3 結語

綜上所述,船舶自動化技術已經隨著現場總線技術以及通信技術的不斷發展而日趨完善,與此同時,人工智能技術的發展也極大地促進了船舶自動化技術的發展。隨著時間的發展,船舶自動化技術終將成為船舶安全運行的有力保證。

參考文獻

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