本刊記者 胥苗苗

“大智”輪的成功問世，不僅標志著智能船舶、智能航運時代的到來，更是中國造船綜合實力提升的重要體現(xiàn)。

2017年12月5日， 全球首艘智能商船iDolphin 38800噸智能散貨船“大智”輪在中國國際海事會展上正式發(fā)布。該船是中船集團智能船舶示范工程的創(chuàng)新產(chǎn)品，是第一艘按照中國船級社（CCS）智能船舶規(guī)范建造并申請CCS智能船符號I-SHIP(N，M，E，I)的船舶，技術(shù)性能達到世界領(lǐng)先水平。該船的成功問世，不僅標志著智能船舶、智能航運時代的到來，更是中國造船綜合實力提升的重要體現(xiàn)。

全球首艘“會思考”的船舶

“大智”輪是Green Dolphin型38800噸示范船的智能升級船型，由中船黃埔文沖船舶有限公司、上海船舶研究設(shè)計院、中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院、中船動力研究院有限公司、滬東重機股份有限公司，聯(lián)合中國船級社和英國勞氏船級社共同研制。該船突破全船信息共享、自主評估與決策、船岸一體等方面關(guān)鍵技術(shù)，完成了全船智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能運行與維護系統(tǒng)、智能航行系統(tǒng)和主機遙控系統(tǒng)的自主研制與集成應(yīng)用，實現(xiàn)了船舶自身和海洋環(huán)境等數(shù)據(jù)信息的自動感知，以及船岸一體的船舶智能化運行管理，全船智能化技術(shù)指標達到世界先進水平。

作為全球首艘智能船，“大智”輪開創(chuàng)了全新的船舶總體設(shè)計理念。據(jù)中船黃埔文沖船廠的相關(guān)人士介紹，該船開創(chuàng)了全新的船舶設(shè)計、建造、運營理念，完成了船舶智能集成信息平臺、智能運行與維護系統(tǒng)、智能航行等關(guān)鍵核心系統(tǒng)的自主研制和集成應(yīng)用，安裝了全球首臺滿足智能船舶規(guī)范的智能應(yīng)用低速主機以及我國自主研制的首套智能主機遙控系統(tǒng)。使船舶有了聰慧的“大腦”、通暢的“神經(jīng)”、敏銳的“五官”、強勁的“心臟”，能夠降低營運油耗，大幅降低機艙設(shè)備事故，縮減設(shè)備維護時間，并向船東提供全方位的數(shù)字技術(shù)和決策優(yōu)化服務(wù)，提高船舶的安全、環(huán)保、經(jīng)濟、舒適性以及智能化水平，提升船隊的能效和營運效率。

“大智”輪的“會思考”主要體現(xiàn)在以下三個方面。一是智能航行。該船智能航行系統(tǒng)可以獲取船舶自身、海洋洋流、氣象、港口、導(dǎo)航等方面的信息和數(shù)據(jù)，提供省時、省油、舒適和低綜合成本等四種航線優(yōu)化決策輔助，并在航行過程中不斷更新。二是智能機艙。智能機艙通過該船智能運行與維護系統(tǒng)提供的健康管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r評估船舶設(shè)備健康狀況，提前發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患，給出高效的問題解決方案。讓系統(tǒng)運行更加可靠，實現(xiàn)“近零故障”、無憂管理的運營目標。三是智能能效。智能能效系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控和分析評估船舶海上航行能源消耗、設(shè)備性能狀態(tài)，提供基于數(shù)據(jù)的能效分析結(jié)果，以及航線優(yōu)化、最佳配載等能耗優(yōu)化決策建議，以降低全船整體能源成本。

據(jù)中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院海洋智能技術(shù)中心主任邱伯華介紹，“大智”輪安裝了我國自主研發(fā)的全球首個會自主學習的船舶智能運行與維護系統(tǒng)（SOMS），能利用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、機器學習等技術(shù)手段，通過光纖網(wǎng)為智能系統(tǒng)高速傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全船各系統(tǒng)及設(shè)備的信息融合及共享。SOMS系統(tǒng)包含了110余個智能數(shù)據(jù)分析模型，擁有34項專利，面向用戶各項需求，可低成本、快速響應(yīng)地提供定制化個性化應(yīng)用。隨著航行經(jīng)歷增加，數(shù)據(jù)積累，大智會越來越智能。比如船舶里設(shè)備很多，非常復(fù)雜，大智通過特有的實時健康狀況評價與預(yù)警分析工具，結(jié)合趨勢預(yù)測模型，防微杜漸。能提前發(fā)現(xiàn)隱患，顯示問題原因與關(guān)鍵變化參數(shù)，幫助船員高效排除安全隱患，達近零故障運行，并提供舒適和低綜合成本的航線優(yōu)化決策等。

值得一提的是，該船機艙取得了CCS智能機艙入級符號I-Ship（M）和LR智能入級符號，是真正意義上的全球首艘智能船舶。

船舶工業(yè)實現(xiàn)里程碑跨越

智能船舶示范工程于2015年1月正式啟動，同時開始示范船總體設(shè)計技術(shù)研究與關(guān)鍵系統(tǒng)的研制工作。“大智”輪作為國內(nèi)第一艘智能散貨船于2016年9月開工，2017年3月進塢，2017年10月底成功試航。由于該船為全球首艘真正意義上的智能船，所以在其研發(fā)的各個階段都沒有先例可循，設(shè)計院、船廠和關(guān)鍵系統(tǒng)制造廠商與船級社聯(lián)合行業(yè)內(nèi)專家針對船舶設(shè)計、建造和關(guān)鍵智能系統(tǒng)研制過程中存在的技術(shù)難點進行了多次研討并形成解決方案，最終在“大智”輪身上實現(xiàn)了多個“首次”。

在“大智”輪建造過程中，黃埔文沖船廠大膽創(chuàng)新，在多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“首次”突破。國內(nèi)第一次實現(xiàn)船舶建造智能化焊接。國內(nèi)首次嘗試應(yīng)用便攜式焊接機器人代替人工進行智能化焊接， 機器人可實現(xiàn)智能化識別裝配間隙及坡口信息，自動配置焊接參數(shù)，焊接質(zhì)量好，正反面成型美觀，是船舶建造領(lǐng)域首次嘗試智能化建造的突破；建立國內(nèi)第一個智能船建造精度管理數(shù)據(jù)庫。根據(jù)智能船船型不同區(qū)域的結(jié)構(gòu)特點，合理分配補償量值、延尺值、各工序余量值，統(tǒng)籌規(guī)劃形成了完善的精度管理數(shù)據(jù)庫。極大程度的保證了船體結(jié)構(gòu)在中組立、分段建造、分段總組及合攏各道工序產(chǎn)品精度合格，最終實現(xiàn)了智能船建造精度取得可喜成績。尤其是分段精度報驗一次合格率達91.5%，搭載原始坡口保留率達76%；首次大面積地將磁性工裝和新型斜支撐工裝應(yīng)用到小組、中組、大組等工序，使構(gòu)件的裝配更加便捷；首次將螺柱卡碼工裝應(yīng)用到分段建造及總組工序，使外板的裝焊和分段合攏精度更高，質(zhì)量更好。充分利用吊車資源，將分段進行翻身作業(yè)，變仰焊為平焊，焊接質(zhì)量相對其他船舶有所提升。新型工裝的大面積使用，不但提升了分段的裝配效率，而且極大減少了以前的裝配工裝所帶來的切割、碳刨、打磨等工作，保證質(zhì)量的同時，大大節(jié)省了分段建造成本；首次開創(chuàng)了管材成品定尺供貨模式的先河。管材定尺供貨模式是文沖船廠與中船物流、萬鎰公司三方合作的模式推進的，全船管材供應(yīng)按照托盤零件圖的下料清單集托按需回廠，按配送成品管結(jié)算的模式。

各方親密無間的精誠合作也是“大智”輪順利交船的重要原因。據(jù)邱伯華介紹，智能船舶經(jīng)歷了論證、智能系統(tǒng)總體設(shè)計、總裝建造、關(guān)鍵智能系統(tǒng)設(shè)備研制與認證、系泊航行檢驗等關(guān)鍵節(jié)點。在探索中不斷涌現(xiàn)出新的技術(shù)問題和工程問題，這都需要多方進行探討解決，中間也出現(xiàn)過多次的設(shè)計修改迭代的過程，這都是在船級社、智能系統(tǒng)設(shè)計方、設(shè)計院、船廠多方技術(shù)力量互相配合情況下完成的。例如，在航行試驗前夕，智能系統(tǒng)需要在航行試驗中開展基線數(shù)據(jù)采集試驗，這個與常規(guī)船舶航行試驗項目有較大區(qū)別。在這個問題上，船級社、中船系統(tǒng)院、船廠針對智能系統(tǒng)航行試驗要求與常規(guī)船試驗項目進行了專項討論會議，合理安排并適當調(diào)整了試驗項目順序，生成新的航行試驗大綱與測試安排，如期保證航行試驗各項工作的順利進行。在大家的共同努力之下，各施工節(jié)點順利按時完成。

可以看出，中船“大智”輪不但填補了國內(nèi)空白，部分關(guān)鍵系統(tǒng)、設(shè)備在國際上也屬首次應(yīng)用。在該船研制過程中，國內(nèi)參研單位共同參與了智能船舶國際最高標準的制定，可以說，是我國船舶工業(yè)從落后到追趕再到領(lǐng)先的一個重要里程碑。

未來競爭高地

在大數(shù)據(jù)時代背景下，船舶智能化已經(jīng)成為當今船舶制造與航運領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。目前，我國造船業(yè)正處于關(guān)鍵發(fā)展時期，而智能船舶作為船舶未來的發(fā)展方向，完全可以作為我國船舶工業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級、建立創(chuàng)新優(yōu)勢的突破口。而且，智能船舶的研制還關(guān)系到我國重要戰(zhàn)略性航運業(yè)和港口業(yè)、信息行業(yè)的升級發(fā)展，因此，智能船舶也完全可能成為這些行業(yè)轉(zhuǎn)型升級和實現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要契機。

在這種情況下，智能船舶水平的高低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”。韓國造船界將其當作突破現(xiàn)階段危機的“困境突破口”，在韓國最新出臺的《韓國造船產(chǎn)業(yè)競爭力強化方案》中明確提出要支持智能船舶核心技術(shù)開發(fā)。日本也將其認定為傳統(tǒng)制造業(yè)的“生產(chǎn)性革命”。《中國制造2025》提出智能化、綠色化為中國船舶工業(yè)的未來發(fā)展主要方向。贏得這場“智能競賽”就能贏得造船市場的未來已經(jīng)成為世界三大造船國——中國、日本、韓國的共識。

現(xiàn)階段，我國智能船舶的發(fā)展處于良好的政策和科技發(fā)展環(huán)境。今年5月，國務(wù)院印發(fā)了《中國制造2025》，部署了全面推進實施制造強國戰(zhàn)略。智能船舶作為中國制造2025中重點發(fā)展的高技術(shù)船舶被重點提及。今年8月，我國通過并發(fā)布《關(guān)于促進大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動綱要》。大力發(fā)展“大數(shù)據(jù)”上升為國家核心戰(zhàn)略。與此同時，與智能船舶研制息息相關(guān)的信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，我國的發(fā)展并不比日韓兩國差，從一定角度上，我國甚至超過日韓。我國信息化與工業(yè)化融合蓬勃發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)得以廣泛應(yīng)用。當今全球排名前十的互聯(lián)網(wǎng)公司中，中國企業(yè)至少占了3家。在這種背景下，我國的智能船舶迎來了發(fā)展的“天時地利人和”。

正因為此，考慮到未來船舶智能化的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢，為了引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，同時也為船舶航行更加安全，更加環(huán)保，更加經(jīng)濟和更加可靠，作為技術(shù)先鋒的中國船級社基于近年來對計算機技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)、先進傳感器技術(shù)、先進控制技術(shù)等國際智能船舶技術(shù)的發(fā)展研究成果，充分參考國內(nèi)外有關(guān)智能船舶的應(yīng)用經(jīng)驗和發(fā)展現(xiàn)狀，編制了CCS《智能船舶規(guī)范》，并于2016年3月1日正式生效。據(jù)CCS智能船舶工作組組長蔡玉良透露，CCS《智能船舶規(guī)范》的面世，填補了此方面的空缺，是全球首部涵蓋了智能船舶從設(shè)計、建造到運營全生命周期的船級社規(guī)范，在行業(yè)內(nèi)產(chǎn)生了巨大的影響和引領(lǐng)作用。在IDOPHIN 38800TEU“大智”輪的研制過程中，CCS參與了智能船舶設(shè)計建造、智能系統(tǒng)研制與檢驗的全過程，從智能船舶規(guī)范角度出發(fā)，在智能系統(tǒng)設(shè)計、檢驗、測試、認證方面給予了專業(yè)指導(dǎo)，從而保證了“大智”輪的順利交付，并于2017年11月6號完成航行試驗測試。本船后續(xù)智能系統(tǒng)符號性的檢驗工作還將繼續(xù)由CCS承擔。

未來，智能船舶的發(fā)展方向主要包括智能設(shè)備和智能模塊，這就需要加強和督促設(shè)備廠家推進設(shè)備本地智能化功能發(fā)展和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化能力，為船舶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化采集、存儲提供支持，同時為船舶數(shù)據(jù)分析層的數(shù)據(jù)復(fù)合型分析提供技術(shù)支持。同時，推進船舶數(shù)據(jù)分析層的智能分析模塊的發(fā)展，吸引具有數(shù)學和物理分析能力的公司、研究機構(gòu)和學校進入智能船舶行業(yè)，提升船舶建造和航運綜合能力。另外，隨著智能船舶的發(fā)展還涉及到數(shù)據(jù)所有權(quán)劃分的問題。數(shù)據(jù)所有權(quán)將決定未來船級社、船廠、設(shè)計院、船東在行業(yè)中的地位、發(fā)展方向和發(fā)展速度，所以未來智能船數(shù)據(jù)所有權(quán)的劃分和數(shù)據(jù)保密性將是行業(yè)重點。業(yè)內(nèi)專家建議以船級社為牽頭單位，組建船舶行業(yè)大數(shù)據(jù)存儲、管理、劃分、保密工作?？梢钥闯?，不論是在規(guī)范引領(lǐng)還是技術(shù)指導(dǎo)、行業(yè)協(xié)調(diào)方面，中國船級社都重任在肩。

“一花獨放不是春，萬紫千紅春滿園?！睂⒅悄艽啊⒅悄苤圃熳鳛閺娀芾?、降本增效的主攻方向，大力推進數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)成為船舶工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此，不論是中國船級社，還是船東、設(shè)計單位、船廠、設(shè)備廠商都需要思考創(chuàng)新推進工作的思路和方法，加快打造自己的智能制造體系，在圍繞智能制造展開的新一輪競爭中厚植優(yōu)勢，從而推動船舶工業(yè)由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)變，助力我國成為真正的造船強國、海洋強國。