我国已发展成为世界造船大国,但与日韩等世界造船强国相比,在生产效率、管理现代化、信息集成等方面仍有较大差距。为此,《中国制造2025》将海洋装备即高技术船舶领域作为重点突破的十大领域之一,并明确将船舶智能制造列为主攻方向。将智能制造技术与生产过程相结合,是目前我国造船企业急需解决的问题。为此,本文将“船舶智能制造关键共性技术专项——互联互通的船舶智能制造车间基础平台开发”中船舶制造过程的物联网技术研究与上海外高桥造船有限公司组立车间相结合。通过实地调研,给出物联网四层架构方案。对架构进行可靠性验证及对车间生产设备、光纤通讯介质及其抗干扰能力两个方面验证物联网设计方案的可行性,从而为实现全行业智能制造过程的互联互通的目标提供参考。本文主要研究内容如下:首先,研究可靠性相关基础理论,包括可靠性定义、可靠性性能指标、分析可靠性的五种方法,对比分析现有物联网架构的三种体系标准。基于复杂的车间环境,选择USN体系构建车间物联网架构。接着,从工艺过程、生产管理、设备管理三个视角,分析得到组立车间六大工位需要通过物联网采集的63组数据信息,确定为物联网架构的底层——数据感知层;利用RBD法,得到红外传感器的可靠性模型与函数表达式。研究车间WSN、MHN、CNC-EN三种网络内在关系;利用RBD法,给出WSN的可靠性分析模型与函数表达式,从而得到网络接入层。然后对异构的生产设备进行对比分析,给出Profibus/Profinet、Device-net统一转换为Modbus协议的转换示意图,并以Modbus协议作为统一的数据交换协议,得到核心网络层的可靠性分析模型与函数表达式。以企业ERP数据传输过程为分析对象,得到应用层的可靠性RBD模型与函数表达式。将上述各层以串联的方式得到车间整体物联网四层架构,确定整体物联网RBD分析模型与函数表达式,并对各层级影响系统物联网可靠性进行k/n模型仿真,得到感知层是影响系统可靠性最大的层级的结论。然后,基于第三章得到的结论,进一步分析数据感知层中生产设备可靠性对生产过程的影响。基于Markov法,设计双FCB焊接机冗余模型,得到双机四种状态转移图与状态转移数学表达式。并对故障率、维修率、共因失效因子三种性能指标进行可靠性定性分析,得到维修率是影响设备在生产过程可靠性最大因素的结论。并就设备本身存在的屏蔽干扰、内部噪声与温度干扰,分别提出具体的抑制干扰的方法,以提升生产效率与精度。最后,对四层物联网架构中的网络层进行可靠性分析。对比分析组立车间现有光纤、双绞线、电力线、无线四种网络介质的稳定性。并以稳定性较好的光纤网络为研究对象,设计双环线冗余模型。利用DFT分析法,将十个生产工位节点化,研就得到诱发顶事件“船舶制造车间网络故障”发生的所有中间事件及底事件原因。通过计算,得到设计的冗余模型的MTBF等可靠性性能指标。同时,对车间存在的电磁干扰对光纤通讯造成的影响进行滤波电路抗干扰定量分析。结果表明设计的冗余模型兼顾良好的可靠性与抗干扰能力。