智能造船，下一個風(fēng)口

　　日前，中船工業(yè)集團(tuán)在中國國際海事展上宣布，將在上海設(shè)計建設(shè)國內(nèi)首艘智能示范船——38800噸智能船項(xiàng)目。該項(xiàng)目將于今年9月開工，并計劃在2017年交付。據(jù)悉，這一項(xiàng)目由中船工業(yè)旗下的上海船舶研究設(shè)計院牽頭，計劃以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸匯集，結(jié)合數(shù)字建模、遠(yuǎn)程控制等信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶感知、分析和決策的智能化，從而提升船舶運(yùn)行效率。

　　當(dāng)前，新一輪的工業(yè)變革已經(jīng)開始，制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化將成為革命的核心力量。這場“智”造革命所帶來的風(fēng)暴，對我國造船業(yè)的未來將產(chǎn)生深刻的影響。

　　A　打造“會思考”的船舶

　　智能船舶以“大數(shù)據(jù)”為基礎(chǔ)，運(yùn)用實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸和匯集、大容量計算、數(shù)字建模、遠(yuǎn)程控制等先進(jìn)的信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶智能化的感知、判斷分析以及決策和控制，讓船舶具備“會思考”的能力，從而更好地保證船舶的航行安全及效率。

　　據(jù)人民網(wǎng)報道，38800噸智能船項(xiàng)目是中船集團(tuán)創(chuàng)新計劃的第一個民品項(xiàng)目。該項(xiàng)目由上海船舶研究設(shè)計院牽頭，中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院、中船黃埔文沖船舶有限公司、中船動力研究院、滬東重機(jī)有限公司等單位參加，將通過研究智能船舶關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)一型綠色節(jié)能的智能示范船，并以綠色海豚38800噸散貨船為平臺，實(shí)現(xiàn)智能示范船的實(shí)船建造。目前，38800噸智能船的合同設(shè)計和全船技術(shù)規(guī)格書、智能管理和控制系統(tǒng)訂貨技術(shù)規(guī)格書已經(jīng)完成，部分模塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)船試用試裝，并確定了建造智能示范船的商業(yè)模式。

　　中船系統(tǒng)院平臺系統(tǒng)研究所智能維護(hù)研究室工程師魏慕恒表示：“由于該項(xiàng)目從設(shè)計階段就開始進(jìn)行智能系統(tǒng)的統(tǒng)籌布局，進(jìn)行智能感知體系、智能分析體系和智能決策體系的優(yōu)化，形成一個強(qiáng)大、高效的智能平臺，因此能將‘智能’理念貫穿于船舶的整個生命周期。從這一角度來說，這艘38800噸散貨船將不僅成為我國的首艘智能船舶，也將成為全球真正意義上的首艘智能船舶?！?/br>

　　據(jù)媒體報道，為了開發(fā)智能船，中船集團(tuán)調(diào)動了大量資源，包括中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院、上海船舶研究設(shè)計院、滬東中華船廠、滬東重機(jī)、黃埔文沖船廠等。第一代智能船將擁有300多個傳感器，可以連續(xù)感知船舶運(yùn)行與海況環(huán)境，每天產(chǎn)生數(shù)據(jù)超過10G。系統(tǒng)工程院院長張宏軍透露，由此形成的“思考能力”將讓機(jī)器分擔(dān)船員50%的工作。

　　讓船“會思考”，對航運(yùn)保障意義重大。它能隨時監(jiān)控船員操作，持續(xù)評估零件狀態(tài)。張宏軍說，大部分船舶事故來自誤操作，智能船有望將事故率降低70%；假使能預(yù)知零件故障，就能提前訂好備件，送往船即將?？康拇a頭，這可將船舶可用時間增加10%。除了“自省”，智能船還會“學(xué)習(xí)”。整個項(xiàng)目將在岸上建立數(shù)據(jù)中心，把天氣、油價、運(yùn)價等動態(tài)信息導(dǎo)入經(jīng)濟(jì)模型；遠(yuǎn)程獲取這些知識后，智能船就能選擇最合理的航速、航線。

　　B　市場需要智能化

　　智能化也是造船業(yè)發(fā)展的必然趨勢。從航運(yùn)和造船形勢看，2015年的航運(yùn)業(yè)不容樂觀，港航企業(yè)面臨嚴(yán)峻的生存考驗(yàn)。航運(yùn)企業(yè)并購重組，一大批造船企業(yè)倒閉。降本增效成為當(dāng)前造船企業(yè)的不二選擇，而智能化無疑是最有效的途徑之一。

　　來自中國經(jīng)營報的報道說，降本增效成為企業(yè)存活的救命稻草。在日前舉行的“2015上海航運(yùn)交易論壇”上，上海航運(yùn)交易所總裁張頁表示：“針對目前的行業(yè)困境，企業(yè)唯有降本增效才有出路。成本為王，對于航運(yùn)企業(yè)而言，降低成本就是一種創(chuàng)新思維。”

　　中國船級社總裁孫立成認(rèn)為，控制成本需要各方面的努力，而技術(shù)創(chuàng)新往往是最有效的手段，在市場不景氣的環(huán)境下，技術(shù)創(chuàng)新更是應(yīng)對挑戰(zhàn)、贏得競爭的有力工具。

　　上海船舶研究設(shè)計院副院長房泉表示：“對于傳統(tǒng)的船舶工業(yè)來說，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)，可以推動船舶向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展，從而提高船舶營運(yùn)的安全性和效率，幫助航運(yùn)業(yè)降低成本、提升競爭力。”

　　上述業(yè)內(nèi)人士還認(rèn)為，中國人口紅利日漸消失，船舶工業(yè)也面臨人力成本優(yōu)勢不斷弱化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，而智能船舶作為船舶未來的發(fā)展方向，能夠提升航運(yùn)企業(yè)人員效率和用工缺口。

　　此外，船舶是一種受到環(huán)境因素影響非常大的裝備，目前船員對于船舶狀況、航行狀態(tài)等的判斷主要還是依靠經(jīng)驗(yàn)和理論知識，這樣一來難免會出現(xiàn)不恰當(dāng)?shù)臎Q策，造成不必要的人力、物力或財力損失。出于應(yīng)對運(yùn)營成本增長、船舶操作復(fù)雜化以及環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格的需求，“智能船舶以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸和匯集、大容量計算、數(shù)字建模、遠(yuǎn)程控制等先進(jìn)的信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶智能化的感知、判斷分析以及決策和控制，從而更好地保證船舶的航行安全及效率。”魏慕恒介紹說。

　　還有專家舉例，非智能船和智能船之間的關(guān)系就好比手工制作的產(chǎn)品和機(jī)械化流水線出來的產(chǎn)品，僅從效率、精度及安全性來看，后者肯定要高于前者，“目的是讓船東‘省錢省力省心’?！?/br>

　　房泉認(rèn)為，船舶智能化成為船舶制造與航運(yùn)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢，“以往那些‘通過經(jīng)驗(yàn)做管理’的傳統(tǒng)模式已經(jīng)慢慢被邊緣化，非智能化的船舶將無法滿足未來船東的要求?！?/br>

　　C　各國爭奪的“未來高地”

　　在大數(shù)據(jù)時代背景下，船舶智能化已經(jīng)成為當(dāng)今船舶制造與航運(yùn)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。據(jù)經(jīng)濟(jì)日報報道，以往那些“通過機(jī)理做模型、通過閾值做監(jiān)控、通過經(jīng)驗(yàn)做管理”的傳統(tǒng)模式，已經(jīng)慢慢被邊緣化，非智能化的船舶將無法滿足未來船東的要求。智能船舶決定了各國船舶工業(yè)在未來船舶市場的地位，因而成為各大造船國家的“必爭之地”。

　　來自經(jīng)濟(jì)日報報道說，為在智能船舶市場搶占先機(jī)，日本、韓國、中國及歐美國家的不少船級社、造船及船機(jī)企業(yè)均積極投身于智能船舶的研制。

　　日本船級社成立了海事業(yè)大數(shù)據(jù)中心，與IBM開發(fā)了相關(guān)軟件能通過收集機(jī)艙發(fā)動機(jī)、泵及溫度傳感器的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而提供設(shè)備優(yōu)化和維修等建議。

　　據(jù)中國船舶報報道，韓國造船業(yè)界分析認(rèn)為，在今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，國際造船市場新技術(shù)的競爭熱點(diǎn)將集中在兩大領(lǐng)域：一是船舶的降低能耗和減少排放新技術(shù)，二是船舶的“智能化”新技術(shù)。如今，韓國的主要造船企業(yè)已在這兩大領(lǐng)域增加財力、物力和人力投入，并展開研究開發(fā)，期望以新技術(shù)優(yōu)勢戰(zhàn)勝以數(shù)量為優(yōu)勢的中國造船企業(yè)，從而比競爭對手創(chuàng)出更多的收益、更高的附加值，成為國際上的高效益造船企業(yè)。

　　現(xiàn)代重工于2011年3月在世界造船企業(yè)中首家推出了“SmartShip1.0”（智能型船1.0），現(xiàn)在在這一基礎(chǔ)上正在開發(fā)智能型船2.0，并專門設(shè)立了“造船海洋IT融合革新中心”，負(fù)責(zé)IT技術(shù)與造船、海工裝備相融合的技術(shù)研發(fā)。三星重工造船與IT技術(shù)融合的最突出特點(diǎn)是該技術(shù)在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用，自動化的“機(jī)器人”被大量投入生產(chǎn)現(xiàn)場一線，使造船自動化率達(dá)到62%，為世界同行的最高水平；將IT技術(shù)應(yīng)用于造船生產(chǎn)工藝流程，構(gòu)筑起了船廠統(tǒng)一的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理控制系統(tǒng)，船用鋼材從加工、船體分段件焊接、搬運(yùn)和組裝全過程均由計算機(jī)系統(tǒng)操控，無線波頻識別（RFID）、條形碼、無線通信、衛(wèi)星定位（GPS）等技術(shù)被廣泛采用。

　　D　我國走向“智造”的風(fēng)口

　　面對國際造船市場智能化發(fā)展趨勢，我國對智能船舶的研制也在加速。

　　從政策層面看，近日，工業(yè)和信息化部近日正式印發(fā)《工業(yè)和信息化部關(guān)于貫徹落實(shí)<國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見>的行動計劃（2015-2018年）》（簡稱“互聯(lián)網(wǎng)+”三年行動計劃），提出通過實(shí)施智能制造培育推廣行動等七大行動計劃，到2018年，我國互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合進(jìn)一步深化，制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平顯著提高?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”三年行動計劃明確，支持機(jī)械、航空、船舶等制造企業(yè)加快構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同研發(fā)體系，集聚各類創(chuàng)新資源，發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同設(shè)計模式，以新一代信息技術(shù)、制造技術(shù)的加快融合，提升高端智能裝備國產(chǎn)化率。

　　業(yè)界專家表示，“互聯(lián)網(wǎng)+”三年行動計劃的發(fā)布對我國船舶工業(yè)加快推進(jìn)智能制造，實(shí)現(xiàn)“兩化”深度融合，順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”浪潮提供了重要的“風(fēng)口”，帶來了重大政策利好。

　　日前，南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司船舶制造智能車間被工業(yè)和信息化部納入2015年智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單。事實(shí)上，近年來，南通中遠(yuǎn)川崎也在大力推進(jìn)計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)，先后引進(jìn)船舶設(shè)計專用軟件TRIBON、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)等信息化體系，并又多次投入資金對多個信息化系統(tǒng)進(jìn)行更新升級。不僅如此，該公司在大力引進(jìn)先進(jìn)軟件系統(tǒng)的同時，加強(qiáng)自主開發(fā)，先后成功研發(fā)了成本系統(tǒng)和支付系統(tǒng)、PSPC涂裝管理系統(tǒng)、固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)、成本控制管理系統(tǒng)、安全信息管理系統(tǒng)、信息共享系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的自主開發(fā)和應(yīng)用，提升了該公司業(yè)務(wù)管理的集成化、自動化水平，在顯著提高管理效率的同時，大幅節(jié)約了軟件引進(jìn)的成本。

　　而在浙江舟山，先進(jìn)的“機(jī)器人”已走進(jìn)舟山市各大船廠班組、車間，并在船舶修理各環(huán)節(jié)得到了應(yīng)用，船企已經(jīng)開始體會到“智能制造”在提升造船效率、造船精度等方面的優(yōu)勢。

　　舟山市圍繞促進(jìn)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快推進(jìn)公共服務(wù)平臺建設(shè)，大力推進(jìn)信息技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈管理、人力資源管理、財務(wù)管理等領(lǐng)域的集成應(yīng)用。

　　至去年底，全市規(guī)模以上大中型船舶企業(yè)造船焊接自動化和半自動化率達(dá)到60%以上。

　　舟山市將借力數(shù)字化技術(shù)，加速現(xiàn)代造船模式的建立與深化。

　　機(jī)器人在造船工業(yè)中的應(yīng)用把工人從”苦、臟、累”的作業(yè)環(huán)境中解脫出來，同時智能化的優(yōu)勢也使得造船效率成倍提升造船效率提升。國內(nèi)越來越多的船廠已經(jīng)體會到”智能制造”在提升造船效率、提高造船精度等方面的優(yōu)勢。相對于通用機(jī)器人，船用焊接機(jī)器人工藝復(fù)雜、重復(fù)性工作低，要求其有一定的智能水平自動調(diào)整相應(yīng)程序完成焊接工作，目前此項(xiàng)技術(shù)被國外完全壟斷、國產(chǎn)化工作難度很大。

　　目前，中國的造船企業(yè)也在加大在造船機(jī)器人上的研發(fā)力度，努力打破國外在該領(lǐng)域的技術(shù)封鎖。國家把“大型造船多分段全自助焊接雙臂機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)與裝備”項(xiàng)目納入到了國家863計劃，中船重工七一六研究所承擔(dān)了這一項(xiàng)目，并在全國該領(lǐng)域申報的21個項(xiàng)目中排名第二，順利在國家科技部立項(xiàng)，這也成為七一六所機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的起點(diǎn)。

　　延伸閱讀　智能船舶發(fā)展?fàn)顩r

　　智能船舶簡單來說，就是以“大數(shù)據(jù)”為基礎(chǔ)，運(yùn)用先進(jìn)的信息化技術(shù)，如實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸和匯集、大計算容量、數(shù)字建模能力、遠(yuǎn)程控制、傳感器等，實(shí)現(xiàn)船舶智能化的感知、判斷分析，以及決策和控制，從而更好地保證船舶的航行安全和效率，大幅度減少甚至杜絕人為因素造成的事故，避免與貨主的糾紛等。

　　舉個不恰當(dāng)?shù)睦?，非智能船和智能船之間的關(guān)系就好比手工制作的產(chǎn)品和機(jī)械化流水線出來的產(chǎn)品，僅從效率、精度及安全性來看，后者肯定要高于前者。所以說，智能船舶所具備的基本功能通俗點(diǎn)來講就是安全、經(jīng)濟(jì)、效率，當(dāng)然還有環(huán)保，最終目的就是讓船東“省錢、省力、省心”。

　　智能船舶的發(fā)展并不是一蹴而就的，而是一個循序漸進(jìn)的過程，從局部到整體，從海上到岸上。就目前的技術(shù)情況來看，智能船舶才剛剛起步，業(yè)界可以做的就是先讓船上的操作更簡化、更統(tǒng)一，這也是實(shí)現(xiàn)智能船舶的第一步。當(dāng)前出現(xiàn)的比較多也比較熱門的智能船舶技術(shù)就是綜合船橋系統(tǒng)（IBS）。

　　IBS可以說是實(shí)現(xiàn)智能船舶的最重要組成部分，其發(fā)展從二十世紀(jì)70年代開始，至今已經(jīng)成為船舶自動化領(lǐng)域的核心裝備。它是一種集海上綜合導(dǎo)航（包括各種分導(dǎo)信息測量、采集、優(yōu)化處理和分發(fā)使用，航行狀態(tài)監(jiān)視、預(yù)報、航線計劃、航路導(dǎo)航、航海作業(yè)管理、綜合航務(wù)管理等）、操縱駕駛、機(jī)艙監(jiān)測和遙控、自動避碰、航行控制、綜合通信管理以及艦船安全、消防、自動監(jiān)測和報警等眾多功能為一體的高度信息化、自動化的集成系統(tǒng)。國際海事組織（IMO）對IBS的定義為：它是船舶導(dǎo)航與控制的集成系統(tǒng)，通過系統(tǒng)設(shè)備及子系統(tǒng)間的相互聯(lián)通，集中顯示和使用來自傳感器和數(shù)據(jù)接口的信息，它的目的是提高船舶航行的自動化程度和經(jīng)濟(jì)性，提高船員操作和管理效率，保證船舶和船上全體人員的安全。

　　未來智能技術(shù)令人遐想

　　當(dāng)前船舶智能技術(shù)僅僅是目前人們已經(jīng)開發(fā)出的比較熱門的技術(shù)，未來的智能船舶肯定不止于此?？梢韵胂蟮降氖?，除了自主航行、遠(yuǎn)程遙控等主要關(guān)鍵技術(shù)，一些細(xì)節(jié)部分同樣可以智能化，譬如自動靠泊、離岸，自主維修，自動清洗（如海底門濾器），自動更換設(shè)備部件，自我防護(hù)（針對海盜等），自動補(bǔ)給等。另外，隨著智能化程度越來越高，船上所需人員肯定會越來越少，甚至實(shí)現(xiàn)無人。事實(shí)上，無人船在某些海事領(lǐng)域即將成為現(xiàn)實(shí)，其對海上安全方面的影響無疑是積極的，雖然仍會有很多規(guī)范方面的問題需要攻克，但這并不會改變業(yè)界對無人船的認(rèn)同。不過從個人角度來看，船上最好還是留有至少一人，主要是考慮到一些船即便是有了智能也處理不了的突發(fā)狀況。從另一方面來看，未來也許會從人服務(wù)于船轉(zhuǎn)變?yōu)榇?wù)于人，比如由于船上配置人員減少，那么考慮到船員情緒，就可以家庭為單位上船，此時就要考慮人員的健康和教育問題，如遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷、機(jī)器人手術(shù)、遠(yuǎn)程教育和娛樂等，甚至是船上生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。（本報記者羅強(qiáng)）

　　轉(zhuǎn)自：中國水運(yùn)報

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