记者 吴秀霞

　　江苏科技大学船舶与海洋工程学院研发的一项船舶智能涂装技术，如今正在悄然改变着造船业的涂装模式。基于该技术的九轴联动智能轨迹规划涂装系统解决了我国造船业传统涂装过程中“喷不到、喷不快、喷不好”的难题，推动我国船舶行业在提升船舶分段涂装自动化、智能化水平方面迈出了坚实的一步，并已成功应用于国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”分段涂装车间。而该系统的研发，则源于项目负责人王子强在一次船厂实习中的所见所悟。

　　2021年，王子强在船厂实习过程中发现，在喷涂车间，船舶分段多为人工喷涂，喷涂效率低、危险性高，喷涂质量不稳定，且喷涂过程中产生的漆雾对环境和工人健康造成了危害。这些问题不仅影响船舶的使用寿命和性能，也制约了船舶行业的持续发展。为深入了解行业现状，王子强组建了智能涂装装备研发团队， 于2021年~2023年多次带领团队走访了15家船企和2家喷涂设备厂商，通过与211名喷涂技术高工深入交流，采集喷涂工艺数据10万余条，形成了《船舶喷涂行业调研报告》，旨在研制一套针对船舶分段涂装的智能喷涂系统。

　　在实践过程中，王子强团队发现，目前国内大部分船厂的分段涂装作业存在以下问题：现有自动喷涂方式仅适用于船舶外立面，无法适应分段的复杂性和多样性；多采用人工喷涂方式，质量不稳定，作业周期长，且危害工人身体健康；喷涂现场漆雾弥漫、可视性差，因而难以对涂层质量进行实时监测，导致膜厚不均。针对上述痛点，项目团队结合在校学习的机械设计课程，精心设计了一套智能涂装系统。尤其是在机械结构方面，团队针对大型船舶分段的特点，采用了框架式机械臂设计，并通过不断试验和改进，通过多种手段确保机械臂能够覆盖到船舶分段的所有角落：采用了3P6R冗余自由度结构解决了“喷不到”的问题；研发结合切片算法模拟喷涂轨迹的离线编程软件，实现了“喷得快”；首创了基于代理模型的膜厚数字孪生表征方法，确保了“喷得好”。

　　经过3年努力，基于数字孪生的九轴联动智能轨迹规划涂装系统终于问世。该系统由三大核心部分和机械臂、喷枪组等构成，具有超强的适应性和极高的喷涂效率。该系统首次将数字孪生技术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0.0598秒，填补了我国船舶领域数字喷涂技术的空白。在实际应用中，该系统能快速匹配工件，适应结构多样性，涂装作业可实现率超90%；可大幅缩短轨迹规划时间，使效率提升超60%。最新的科技查新报告显示，该系统的核心技术均为国内首创；经第三方质量检测，其船舶涂装膜厚合格率达90%，优于行业标准。

　　据了解，在中国船舶集团有限公司旗下上海外高桥造船有限公司的国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”分段涂装车间，该智能涂装系统已成功实现应用，并使结构面喷涂效率提升51.88%，非结构面效率提升203.75%。与此同时，项目团队科研能力显著提升，共发表12篇技术成果论文，还获得省级优秀团队和市级优秀个人等荣誉。王子强介绍，团队未来还将对该系统进行技术升级，将其推广应用于海工平台、轨道交通和航空航天等领域，为我国制造业的转型升级注入新的动力。