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“大智”轮的标志性意义

新闻来源:中国船检    浏览量:1056 胥苗苗 2018-01-18
 
        |► “大智”轮的成功问世,不仅标志着智能船舶、智能航运时代的到来,更是中国造船综合实力提升的重要体现。
        2017年12月5日,全球首艘智能商船iDolphin 38800吨智能散货船“大智”轮在中国国际海事会展上正式发布。该船是中船集团智能船舶示范工程的创新产品,是第一艘按照中国船级社(CCS)智能船舶规范建造并申请CCS智能船符号I-SHIP(N,M,E,I)的船舶,技术性能达到世界领先水平。该船的成功问世,不仅标志着智能船舶、智能航运时代的到来,更是中国造船综合实力提升的重要体现。
        全球首艘“会思考”的船舶
       “大智”轮是Green Dolphin型 38800吨示范船的智能升级船型,由中船黄埔文冲船舶有限公司、上海船舶研究设计院、中国船舶工业系统工程研究院、中船动力研究院有限公司、沪东重机股份有限公司,联合中国船级社和英国劳氏船级社共同研制。该船突破全船信息共享、自主评估与决策、船岸一体等方面关键技术,完成了全船智能网络系统、智能运行与维护系统、智能航行系统和主机遥控系统的自主研制与集成应用,实现了船舶自身和海洋环境等数据信息的自动感知,以及船岸一体的船舶智能化运行管理,全船智能化技术指标达到世界先进水平。
        作为全球首艘智能船,“大智”轮开创了全新的船舶总体设计理念。据中船黄埔文冲船厂的相关人士介绍,该船开创了全新的船舶设计、建造、运营理念,完成了船舶智能集成信息平台、智能运行与维护系统、智能航行等关键核心系统的自主研制和集成应用,安装了全球首台满足智能船舶规范的智能应用低速主机以及我国自主研制的首套智能主机遥控系统。使船舶有了聪慧的“大脑”、通畅的“神经”、敏锐的“五官”、强劲的“心脏”,能够降低营运油耗,大幅降低机舱设备事故,缩减设备维护时间,并向船东提供全方位的数字技术和决策优化服务,提高船舶的安全、环保、经济、舒适性以及智能化水平,提升船队的能效和营运效率。
       “大智”轮的“会思考”主要体现在以下三个方面。一是智能航行。该船智能航行系统可以获取船舶自身、海洋洋流、气象、港口、导航等方面的信息和数据,提供省时、省油、舒适和低综合成本等四种航线优化决策辅助,并在航行过程中不断更新。二是智能机舱。智能机舱通过该船智能运行与维护系统提供的健康管理系统,能够实时评估船舶设备健康状况,提前发现潜在安全隐患,给出高效的问题解决方案。让系统运行更加可靠,实现“近零故障”、无忧管理的运营目标。三是智能能效。智能能效系统,可以实时监控和分析评估船舶海上航行能源消耗、设备性能状态,提供基于数据的能效分析结果,以及航线优化、最佳配载等能耗优化决策建议,以降低全船整体能源成本。
        据中国船舶工业系统工程研究院海洋智能技术中心主任邱伯华介绍,“大智”轮安装了我国自主研发的全球首个会自主学习的船舶智能运行与维护系统(SOMS),能利用传感器、物联网、机器学习等技术手段,通过光纤网为智能系统高速传送数据,实现全船各系统及设备的信息融合及共享。SOMS系统包含了110余个智能数据分析模型,拥有34项专利,面向用户各项需求,可低成本、快速响应地提供定制化个性化应用。随着航行经历增加,数据积累,大智会越来越智能。比如船舶里设备很多,非常复杂,大智通过特有的实时健康状况评价与预警分析工具,结合趋势预测模型,防微杜渐。能提前发现隐患,显示问题原因与关键变化参数,帮助船员高效排除安全隐患,达近零故障运行,并提供舒适和低综合成本的航线优化决策等。
        值得一提的是,该船机舱取得了CCS智能机舱入级符号I-Ship(M)和LR智能入级符号,是真正意义上的全球首艘智能船舶。
        船舶工业实现里程碑跨越
        智能船舶示范工程于2015年1月正式启动,同时开始示范船总体设计技术研究与关键系统的研制工作。“大智”轮作为国内第一艘智能散货船于2016年9月开工,2017年3月进坞,2017年10月底成功试航。由于该船为全球首艘真正意义上的智能船,所以在其研发的各个阶段都没有先例可循,设计院、船厂和关键系统制造厂商与船级社联合行业内专家针对船舶设计、建造和关键智能系统研制过程中存在的技术难点进行了多次研讨并形成解决方案,最终在“大智”轮身上实现了多个“首次”。
        在“大智”轮建造过程中,黄埔文冲船厂大胆创新,在多个领域实现了“首次”突破。国内第一次实现船舶建造智能化焊接。国内首次尝试应用便携式焊接机器人代替人工进行智能化焊接, 机器人可实现智能化识别装配间隙及坡口信息,自动配置焊接参数,焊接质量好,正反面成型美观,是船舶建造领域首次尝试智能化建造的突破;建立国内第一个智能船建造精度管理数据库。根据智能船船型不同区域的结构特点,合理分配补偿量值、延尺值、各工序余量值,统筹规划形成了完善的精度管理数据库。极大程度的保证了船体结构在中组立、分段建造、分段总组及合拢各道工序产品精度合格,最终实现了智能船建造精度取得可喜成绩。尤其是分段精度报验一次合格率达91.5%,搭载原始坡口保留率达76%;首次大面积地将磁性工装和新型斜支撑工装应用到小组、中组、大组等工序,使构件的装配更加便捷;首次将螺柱卡码工装应用到分段建造及总组工序,使外板的装焊和分段合拢精度更高,质量更好。充分利用吊车资源,将分段进行翻身作业,变仰焊为平焊,焊接质量相对其他船舶有所提升。新型工装的大面积使用,不但提升了分段的装配效率,而且极大减少了以前的装配工装所带来的切割、碳刨、打磨等工作,保证质量的同时,大大节省了分段建造成本;首次开创了管材成品定尺供货模式的先河。管材定尺供货模式是文冲船厂与中船物流、万镒公司三方合作的模式推进的,全船管材供应按照托盘零件图的下料清单集托按需回厂,按配送成品管结算的模式。
        各方亲密无间的精诚合作也是“大智”轮顺利交船的重要原因。据邱伯华介绍,智能船舶经历了论证、智能系统总体设计、总装建造、关键智能系统设备研制与认证、系泊航行检验等关键节点。在探索中不断涌现出新的技术问题和工程问题,这都需要多方进行探讨解决,中间也出现过多次的设计修改迭代的过程,这都是在船级社、智能系统设计方、设计院、船厂多方技术力量互相配合情况下完成的。例如,在航行试验前夕,智能系统需要在航行试验中开展基线数据采集试验,这个与常规船舶航行试验项目有较大区别。在这个问题上,船级社、中船系统院、船厂针对智能系统航行试验要求与常规船试验项目进行了专项讨论会议,合理安排并适当调整了试验项目顺序,生成新的航行试验大纲与测试安排,如期保证航行试验各项工作的顺利进行。在大家的共同努力之下,各施工节点顺利按时完成。
        可以看出,中船“大智”轮不但填补了国内空白,部分关键系统、设备在国际上也属首次应用。在该船研制过程中,国内参研单位共同参与了智能船舶国际最高标准的制定,可以说,是我国船舶工业从落后到追赶再到领先的一个重要里程碑。
        未来竞争高地
        在大数据时代背景下,船舶智能化已经成为当今船舶制造与航运领域发展的必然趋势。目前,我国造船业正处于关键发展时期,而智能船舶作为船舶未来的发展方向,完全可以作为我国船舶工业实现转型升级、建立创新优势的突破口。而且,智能船舶的研制还关系到我国重要战略性航运业和港口业、信息行业的升级发展,因此,智能船舶也完全可能成为这些行业转型升级和实现跨越式发展的重要契机。
        在这种情况下,智能船舶水平的高低决定了各国船舶工业在未来船舶市场的地位,因而成为各大造船国家的“必争之地”。韩国造船界将其当作突破现阶段危机的“困境突破口”,在韩国最新出台的《韩国造船产业竞争力强化方案》中明确提出要支持智能船舶核心技术开发。日本也将其认定为传统制造业的“生产性革命”。《中国制造2025》提出智能化、绿色化为中国船舶工业的未来发展主要方向。赢得这场“智能竞赛”就能赢得造船市场的未来已经成为世界三大造船国——中国、日本、韩国的共识。
        现阶段,我国智能船舶的发展处于良好的政策和科技发展环境。今年5月,国务院印发了《中国制造2025》,部署了全面推进实施制造强国战略。智能船舶作为中国制造2025中重点发展的高技术船舶被重点提及。今年8月,我国通过并发布《关于促进大数据发展的行动纲要》。大力发展“大数据”上升为国家核心战略。与此同时,与智能船舶研制息息相关的信息技术和大数据产业,我国的发展并不比日韩两国差,从一定角度上,我国甚至超过日韩。我国信息化与工业化融合蓬勃发展,云计算、大数据等信息技术得以广泛应用。当今全球排名前十的互联网公司中,中国企业至少占了3家。在这种背景下,我国的智能船舶迎来了发展的“天时地利人和”。
        正因为此,考虑到未来船舶智能化的发展方向和发展趋势,为了引领行业发展,同时也为船舶航行更加安全,更加环保,更加经济和更加可靠,作为技术先锋的中国船级社基于近年来对计算机技术、通信导航技术、先进传感器技术、先进控制技术等国际智能船舶技术的发展研究成果,充分参考国内外有关智能船舶的应用经验和发展现状,编制了CCS《智能船舶规范》,并于2016年3月1日正式生效。据CCS智能船舶工作组组长蔡玉良透露,CCS《智能船舶规范》的面世,填补了此方面的空缺,是全球首部涵盖了智能船舶从设计、建造到运营全生命周期的船级社规范,在行业内产生了巨大的影响和引领作用。在IDOPHIN 38800TEU“大智”轮的研制过程中,CCS参与了智能船舶设计建造、智能系统研制与检验的全过程,从智能船舶规范角度出发,在智能系统设计、检验、测试、认证方面给予了专业指导,从而保证了“大智”轮的顺利交付,并于2017年11月6号完成航行试验测试。本船后续智能系统符号性的检验工作还将继续由CCS承担。
        未来,智能船舶的发展方向主要包括智能设备和智能模块,这就需要加强和督促设备厂家推进设备本地智能化功能发展和数据网络化能力,为船舶数据网络化采集、存储提供支持,同时为船舶数据分析层的数据复合型分析提供技术支持。同时,推进船舶数据分析层的智能分析模块的发展,吸引具有数学和物理分析能力的公司、研究机构和学校进入智能船舶行业,提升船舶建造和航运综合能力。另外,随着智能船舶的发展还涉及到数据所有权划分的问题。数据所有权将决定未来船级社、船厂、设计院、船东在行业中的地位、发展方向和发展速度,所以未来智能船数据所有权的划分和数据保密性将是行业重点。业内专家建议以船级社为牵头单位,组建船舶行业大数据存储、管理、划分、保密工作。可以看出,不论是在规范引领还是技术指导、行业协调方面,中国船级社都重任在肩。
       “一花独放不是春,万紫千红春满园。”将智能船舶、智能制造作为强化管理、降本增效的主攻方向,大力推进数字化、网络化和智能化技术的应用,已经成为船舶工业发展的必然趋势。因此,不论是中国船级社,还是船东、设计单位、船厂、设备厂商都需要思考创新推进工作的思路和方法,加快打造自己的智能制造体系,在围绕智能制造展开的新一轮竞争中厚植优势,从而推动船舶工业由“制造”向“智造”转变,助力我国成为真正的造船强国、海洋强国。
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