近來,船舶工業(yè)領域不斷涌出各種智能新概念、新技術、新成果,讓人眼花繚亂。
例如我國自主研制的全球首艘智能集裝箱船舶"中遠海運荷花"號正式交付運營,國內首創(chuàng)船舶數(shù)字空間解決方案正式發(fā)布,世界首家數(shù)字航運公司準備啟航等等。
這些新成果、新概念刺激著業(yè)界興奮神經的同時,也使大家陷入迷茫,面對這么多選擇,不知該選擇哪條道路。這時,大家開始認真思考船舶工業(yè)智能化的下一步發(fā)展方向。
"智"從何來
自2008全球金融危機以來,全球航運市場整體態(tài)勢持續(xù)低迷,全球航運業(yè)運力過剩及市場競爭力的加劇也使得航運造船企業(yè)身心俱疲。然而,這還不是全部。
近年來,隨著人們環(huán)保意識的增強,環(huán)境法規(guī)不斷加碼,讓本已負重不堪的航運造船業(yè)更加苦不堪言。2016年10月,國際海事組織(IMO)下屬海上環(huán)境保護委員會第70次會議通過決議,自2020年1月1日起,將船用燃料的硫含量上限從當前的3.5%大幅降至0.5%;自2015年1月1日起,波羅的海、北海及加勒比海硫排放控制區(qū)(ECA)內船用燃料硫含量不超過0.1%;我國交通運輸部發(fā)布的《船舶大氣污染物排放控制區(qū)實施方案》已于2019年1月1日生效,方案明確了我國指定海域內硫氧化物和顆粒物排放、氮氧化物排放等控制要求。
溫室氣體排放和減排監(jiān)測方面,歐盟推出的船舶CO2排放監(jiān)測、報告、驗證(MRV)機制已于2018年1月1日開始實施,該機制的目的是在歐盟區(qū)域內更有效地控制、監(jiān)管船舶排放,推進綠色船舶的發(fā)展;作為海運節(jié)能減排戰(zhàn)略"三步走"的第一步,IMO第70屆環(huán)保會278號決議通過的關于燃油數(shù)據收集系統(tǒng)的MARPOL附則VI修正案,于2018年3月1日起正式生效。該機制將通過監(jiān)測和收集船舶的CO2排放數(shù)據,為確定減排控制手段和目標、明確CO2稅及碳交易等提供數(shù)據支撐。
值得注意的是,目前的MRV機制主要針對CO2排放,未來是否會將檢測目標擴展至船舶的所有排放物,我們不得而知。
此外,隨著各種新興技術的快速發(fā)展和應用,以及應對日趨嚴格的法規(guī),當下的船舶及其操作正變得越來越復雜,這也就提升了對高素質人才的需求。而現(xiàn)實情況卻不樂觀,專業(yè)人才市場明顯供不應求。
而這一切的一切,最終都將體現(xiàn)在公司的運營成本上,無限擠壓企業(yè)利潤。為了生存與發(fā)展,全球各大航運企業(yè)不得不將其發(fā)展重點轉移至提升船隊運營效率和安全性等方向上。就在業(yè)界苦苦尋覓未來轉型之路時,大數(shù)據、互聯(lián)網+等數(shù)字技術叩響了這個傳統(tǒng)行業(yè)的大門。緊接著,互聯(lián)網+、信息技術、人工智能等紛至沓來,為船舶工業(yè)后期的智能化轉型提供了基礎,指明了方向。
智能船舶在提高安全性、提升船舶能效及降低成本等方面所具備的突出優(yōu)勢,正好滿足了行業(yè)當前需求。因此,船舶智能化是未來船舶制造與航運領域發(fā)展的必然趨勢很快在行業(yè)取得共識。"智能船舶"瞬時躥升為業(yè)界最熱關鍵詞。
但是,就在業(yè)界對其無比向往的同時,也有一個現(xiàn)實問題擺在大家面前--鮮有人知道到底該怎么做。2015年,中國船級社(CCS)發(fā)布了全球首部《智能船舶規(guī)范》,填補了這一空白,為船舶智能化的發(fā)展提供了參考與依據。
根據《智能船舶規(guī)范》的定義,智能船舶是指利用傳感器、通信、物聯(lián)網、互聯(lián)網等技術手段,自動感知和獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據,并基于計算機技術、自動控制技術和大數(shù)據處理和分析技術,在船舶航行、管理、維護保養(yǎng)、貨物運輸?shù)确矫鎸崿F(xiàn)智能化運行的船舶。以使船舶更加安全、更加環(huán)保、更加經濟、更加可靠。這里的"智能"可以理解為"會思考",能夠綜合考慮具體任務和獲取的各種信息,制定出一系列符合船舶航行安全、經濟、環(huán)保要求的最優(yōu)決策。
2017年12月,全球首艘通過中國船級社認證的38800噸智能散貨船"大智"輪正式發(fā)布,該船擁有110余個智能數(shù)據分析模型以及34項專利,能夠實現(xiàn)智能航行、智能機艙、智能能效管理等強大功能。該船的發(fā)布標志著中國在智能船舶設計建造和規(guī)范標志制定等領域均已走在世界前沿,成為我國智能船舶發(fā)展的里程碑事件。這同樣也預示著智能船舶時代的到來。
"智"在四方
顯然,智能船舶已經成為國際海事界新熱點。智能船舶猶如瑯琊榜之"麒麟才子",被業(yè)界視為未來船舶領域的必爭之地。因此,各方紛紛摩拳擦掌,準備在這場智能競賽中大展身手。然而,對于這個新興領域,大家都知其重要,卻誰也不知道具體該怎么做。于是,為了在這一市場占據先機,智能船舶領域一時間冒出一大批勇于試吃螃蟹的探險者。
近年來,中日韓及歐洲等國家和地區(qū)對智能船舶的研發(fā)不斷加快,且已取得可喜成果。例如,2019年5月,我國自主研制的13500標箱集裝箱船"中遠海運荷花"號智能船舶交付運營。該船可利用船舶狀態(tài)感知、大數(shù)據和人工智能等先進技術手段為船員操作提供輔助決策支持,實現(xiàn)船岸聯(lián)動的智能管控,提高航運安全,降低船舶能耗,提升運營效率。
"中遠海運荷花"號智能船舶率先提出了"1+N"智能應用體系框架,通過搭建匯集各類功能系統(tǒng)的集成平臺,實現(xiàn)智能機艙、智能能效、智能航行等功能,面對船舶遠航出現(xiàn)的復雜海況與氣候變化,具備智能應對能力;2018年4月,挪威Yara集團以及Marin Teknikk公司聯(lián)手開展了全球首個采用電力推進的零排放無人船舶項目。該項目試驗船舶"YARA Birkeland"號利用自身安裝的全球定位系統(tǒng)、雷達、攝像機和傳感器等,能夠在航道中實現(xiàn)自行避讓其他船舶。船上還配有一套自動停泊系統(tǒng),使船舶的停泊和起航都無需人力介入。該船除了不用配備船員之外,船上還采用電池作為動力,設計也不需要壓載水艙。
2018年12月初,全球無人船行業(yè)領導者--羅爾斯羅伊斯公司(羅羅)和芬蘭國有渡輪運營商Finferries在芬蘭圖爾庫市南部的群島成功展示了世界上第一艘全自動渡船,這艘載有80名乘客的"Falco"號汽車渡船采用羅羅智能船舶技術,在芬蘭帕爾加斯和瑙沃之間完成了無人駕駛航行,并在遙控操作下順利返航;2018年1月,商船三井與Rolls-Royce共同開展船舶智能識別系統(tǒng)的測試工作,首先在三井公司的客運輪渡上安裝測試;2018年5月,韓國大宇造船、Naver Business Platform(NBP)及英特爾韓國公司進行合作,共同建立智能船舶4.0服務基礎設施(Smart Ship 4.0 Service Infrastructure)。智能船舶4.0是基于云計算、物聯(lián)網等技術,實時收集數(shù)據并基于數(shù)據分析來管理船舶的架構體系。據此,船東和航運公司可以基于收集的數(shù)據保障船舶處于最佳航行狀態(tài),同時還能對船舶進行高效的診斷和維護保養(yǎng)。
隨著各國船舶智能化步伐的不斷加快,該領域的發(fā)展明顯進入提速期。據上海國際航運研究中心最新發(fā)布的《2018版全球港航信息化發(fā)展報告》顯示,2017年以來,各大船級社聯(lián)手造船企業(yè)、船舶管理公司以及船舶研究所等機構,不斷探索智能船舶領域新規(guī)則的制定、新技術的應用和新趨勢的走向,在智能船舶發(fā)展的初級階段取得值得肯定的成果,對未來智能船舶的進一步研究奠定了基礎。
然而發(fā)展必然會產生問題,尤其是智能船舶的認定規(guī)則不統(tǒng)一、法律制定脫節(jié)、智能化設備和系統(tǒng)不夠完善等問題。因此,智能船舶的發(fā)展仍然有很長的路要走,我們想要走的快一點,就需要各方求同存異,通力合作。
智"慧"邏輯
歷史經驗告訴我們,每當某一新興技術領域呈現(xiàn)出快速發(fā)展趨勢時,所有人都應放慢腳步,認真思考未來的發(fā)展方向,避免陷入"蒙眼狂奔"的尷尬。
業(yè)界有觀點提出,下一步的智能化研究需要轉變觀念,因為更加關注船舶智能化的并不是船東,而是貨主。國際標準化組織船舶與海洋技術委員會(ISO/TC8)主席李彥慶對此觀點表示認同,他認為:"智能的問題,本質上是互聯(lián)條件下的問題,只要談到'連接(CONNECTED)',就會讓我們的思想從單一的傳統(tǒng)工業(yè)圈子跳出來,即船舶、船東、港口的模式等。因為無所不聯(lián),所以參與者從傳統(tǒng)極為垂直的分層(如船舶總體與各分系統(tǒng)、設備商,船東與貨主,運輸者,服務者)變得更為扁平,即各參與者的身份更為接近,擺脫了簡單上下游的關系,而是更強調平行合作關系。
這種情況讓貨主有更多的理由去關心全運輸鏈成本,貨主如果可以選擇,就可以創(chuàng)造新的產業(yè)鏈。這就好比傳統(tǒng)的郵政業(yè)與現(xiàn)在的快遞業(yè),只要資本足夠,在尚無管制或者門檻不高的情況下,便可創(chuàng)造出新的業(yè)態(tài)。"
嚴格來講,船東就是承運人,比較關心經營船舶和航線的收益。而貨主關心的是貨物本身所帶來的利益,例如,如果貨量規(guī)模很小,情況又緊急,只要在即定時間下的成本有所保障,貨主完全可以選擇其他運輸方式,例如鐵路、航空,甚至是公路,不一定非得選擇航運。
李彥慶說:"所有的創(chuàng)新都要與最終關心成本的那個群體發(fā)生關系。如果你打造一個全新的高成本交通運輸系統(tǒng),誰會去用呢?船東已在這個傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)中運營多年,如果重塑一個與他有競爭關系的運輸系統(tǒng),他肯定會反對。所以,船東當前很在意智能問題,但是因為沒有強制的法規(guī),所以,他會選擇按兵不動。只有那些貨主或者船東中的先行者,才會去主動創(chuàng)新。"
"當然,這并不是說,船東無所作為。傳統(tǒng)的大船東在面對顛覆性技術變化時,如果要采取措施進行跟隨,將面臨著十分沉重的資產轉型壓力。因此,一般而言,在創(chuàng)新生態(tài)鏈環(huán)節(jié)上,先鋒型企業(yè)不會來自大船東,而是中小船東在局部的實踐開辟出希望之門,從而為其它進入者,當然也包括大船東提供進一步重塑生態(tài)的可能。歐洲目前在智能船全產業(yè)鏈實踐最典型的國家是挪威,該項目的啟動者便是貨主而不是船東,因為他更關注全產業(yè)鏈的成本。然而,當前是貨主,不等于未來只此一家。如同中國的快遞一經出現(xiàn),便如雨后春筍般發(fā)展開來。"李彥慶補充道。
船舶智能化轉型的核心價值在于利用數(shù)字化技術解決行業(yè)痛點,為業(yè)界創(chuàng)造更多價值。因此,弄清業(yè)界各方的需求、痛點是下一步轉型發(fā)展的基石。
在李彥慶看來,對造船而言,智能的概念分為兩種。一是從設計制造過程看,這就涉及智能制造的問題,實現(xiàn)少人、高質量、高效率。這與智能航運是一回事,由于西方人工較貴,船員越來越難招、難培養(yǎng),制造工業(yè)日益缺少吸引力等原因導致鮮有人愿意在該領域就業(yè)。質量和效率方面,從西方來看,主要是通過自動化、網絡化、信息化,包括未來的智能化,使制造過程能夠在無人或者少人的情況下重塑,減少環(huán)節(jié),更改模式,更加精益和敏捷,從而在效率和成本方面進一步提高。如果能夠做到對顧客的響應、定制方面有更大的進步的話,就可以在很大程度上解決定制、小批量、單件的效率問題。在這一方面,當前的研究和討論的熱點是CPS(即信息物理系統(tǒng))。
另外是是智能船舶。分為三個層次,一是船本身具有一定的智能化,如船舶對航行、安全、操作本身的自動化、信息化,如果加上部分自主決策,其實就是智能船。二是船與船、船與岸通信、數(shù)據交互的自動化。三是船、岸、服務的信息化。前兩個具有很強的技術和工程特點,而后者是航運生態(tài)系統(tǒng)進一步構建的問題。
李彥慶表示:"關于智能,站在造船的角度,會關注智能船舶,站在航運角度會聚焦智能航運,站在港口角度則考慮智能港口,站在物流的角度會構建智能物流,站在支持服務的角度會重塑信息服務。其實,叫什么詞并不重要,重要的是它的前提,即網絡化下萬物互聯(lián),信息暢通,利益相關方進一步關心利益,包括安全、經濟、環(huán)保、效率等。如果不從最終使用者角度看這個智能生態(tài)系統(tǒng),各個環(huán)節(jié)也難以找到自己的方位,造船界這一點要十分注意。"(王思佳)
轉自:中國水運報
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