近來,船舶工業(ye) 領域不斷湧出各種智能新概念、新技術、新成果,讓人眼花繚亂(luan) 。
例如我國自主研製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(nei) 首創船舶數字空間解決(jue) 方案正式發布,世界首家數字航運公司準備啟航等等。
這些新成果、新概念刺激著業(ye) 界興(xing) 奮神經的同時,也使大家陷入迷茫,麵對這麽(me) 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(ye) 智能化的下一步發展方向。
“智”從(cong) 何來
自2008全球金融危機以來,全球航運市場整體(ti) 態勢持續低迷,全球航運業(ye) 運力過剩及市場競爭(zheng) 力的加劇也使得航運造船企業(ye) 身心俱疲。然而,這還不是全部。
近年來,隨著人們(men) 環保意識的增強,環境法規不斷加碼,讓本已負重不堪的航運造船業(ye) 更加苦不堪言。2016年10月,國際海事組織(IMO)下屬海上環境保護委員會(hui) 第70次會(hui) 議通過決(jue) 議,自2020年1月1日起,將船用燃料的硫含量上限從(cong) 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製區(ECA)內(nei) 船用燃料硫含量不超過0.1%;我國交通運輸部發布的《船舶大氣汙染物排放控製區實施方案》已於(yu) 2019年1月1日生效,方案明確了我國指定海域內(nei) 硫氧化物和顆粒物排放、氮氧化物排放等控製要求。
溫室氣體(ti) 排放和減排監測方麵,歐盟推出的船舶CO2排放監測、報告、驗證(MRV)機製已於(yu) 2018年1月1日開始實施,該機製的目的是在歐盟區域內(nei) 更有效地控製、監管船舶排放,推進綠色船舶的發展;作為(wei) 海運節能減排戰略“三步走”的第一步,IMO第70屆環保會(hui) 278號決(jue) 議通過的關(guan) 於(yu) 燃油數據收集係統的MARPOL附則VI修正案,於(yu) 2018年3月1日起正式生效。該機製將通過監測和收集船舶的CO2排放數據,為(wei) 確定減排控製手段和目標、明確CO2稅及碳交易等提供數據支撐。
值得注意的是,目前的MRV機製主要針對CO2排放,未來是否會(hui) 將檢測目標擴展至船舶的所有排放物,我們(men) 不得而知。
此外,隨著各種新興(xing) 技術的快速發展和應用,以及應對日趨嚴(yan) 格的法規,當下的船舶及其操作正變得越來越複雜,這也就提升了對高素質人才的需求。而現實情況卻不樂(le) 觀,專(zhuan) 業(ye) 人才市場明顯供不應求。
而這一切的一切,最終都將體(ti) 現在公司的運營成本上,無限擠壓企業(ye) 利潤。為(wei) 了生存與(yu) 發展,全球各大航運企業(ye) 不得不將其發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(ye) 界苦苦尋覓未來轉型之路時,大數據、互聯網+等數字技術叩響了這個(ge) 傳(chuan) 統行業(ye) 的大門。緊接著,互聯網+、信息技術、人工智能等紛至遝來,為(wei) 船舶工業(ye) 後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麵所具備的突出優(you) 勢,正好滿足了行業(ye) 當前需求。因此,船舶智能化是未來船舶製造與(yu) 航運領域發展的必然趨勢很快在行業(ye) 取得共識。“智能船舶”瞬時躥升為(wei) 業(ye) 界最熱關(guan) 鍵詞。
但是,就在業(ye) 界對其無比向往的同時,也有一個(ge) 現實問題擺在大家麵前——鮮有人知道到底該怎麽(me) 做。2015年,中國船級社(CCS)發布了全球首部《智能船舶規範》,填補了這一空白,為(wei) 船舶智能化的發展提供了參考與(yu) 依據。
根據《智能船舶規範》的定義(yi) ,智能船舶是指利用傳(chuan) 感器、通信、物聯網、互聯網等技術手段,自動感知和獲得船舶自身、海洋環境、物流、港口等方麵的信息和數據,並基於(yu) 計算機技術、自動控製技術和大數據處理和分析技術,在船舶航行、管理、維護保養(yang) 、貨物運輸等方麵實現智能化運行的船舶。以使船舶更加安全、更加環保、更加經濟、更加可靠。這裏的“智能”可以理解為(wei) “會(hui) 思考”,能夠綜合考慮具體(ti) 任務和獲取的各種信息,製定出一係列符合船舶航行安全、經濟、環保要求的最優(you) 決(jue) 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”輪正式發布,該船擁有110餘(yu) 個(ge) 智能數據分析模型以及34項專(zhuan) 利,能夠實現智能航行、智能機艙、智能能效管理等強大功能。該船的發布標誌著中國在智能船舶設計建造和規範標誌製定等領域均已走在世界前沿,成為(wei) 我國智能船舶發展的裏程碑事件。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(wei) 國際海事界新熱點。智能船舶猶如琅琊榜之“麒麟才子”,被業(ye) 界視為(wei) 未來船舶領域的必爭(zheng) 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,對於(yu) 這個(ge) 新興(xing) 領域,大家都知其重要,卻誰也不知道具體(ti) 該怎麽(me) 做。於(yu) 是,為(wei) 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於(yu) 試吃螃蟹的探險者。
近年來,中日韓及歐洲等國家和地區對智能船舶的研發不斷加快,且已取得可喜成果。例如,2019年5月,我國自主研製的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感知、大數據和人工智能等先進技術手段為(wei) 船員操作提供輔助決(jue) 策支持,實現船岸聯動的智能管控,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(ti) 係框架,通過搭建匯集各類功能係統的集成平台,實現智能機艙、智能能效、智能航行等功能,麵對船舶遠航出現的複雜海況與(yu) 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公司聯手開展了全球首個(ge) 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係統、雷達、攝像機和傳(chuan) 感器等,能夠在航道中實現自行避讓其他船舶。船上還配有一套自動停泊係統,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(wei) 動力,設計也不需要壓載水艙。
2018年12月初,全球無人船行業(ye) 領導者——羅爾斯羅伊斯公司(羅羅)和芬蘭(lan) 國有渡輪運營商Finferries在芬蘭(lan) 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(lan) 帕爾加斯和瑙沃之間完成了無人駕駛航行,並在遙控操作下順利返航;2018年1月,商船三井與(yu) Rolls-Royce共同開展船舶智能識別係統的測試工作,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、NaverBusiness 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 ServiceInfrastructure)。智能船舶4.0是基於(yu) 雲(yun) 計算、物聯網等技術,實時收集數據並基於(yu) 數據分析來管理船舶的架構體(ti) 係。據此,船東(dong) 和航運公司可以基於(yu) 收集的數據保障船舶處於(yu) 最佳航行狀態,同時還能對船舶進行高效的診斷和維護保養(yang) 。
隨著各國船舶智能化步伐的不斷加快,該領域的發展明顯進入提速期。據上海國際航運研究中心最新發布的《2018版全球港航信息化發展報告》顯示,2017年以來,各大船級社聯手造船企業(ye) 、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則的製定、新技術的應用和新趨勢的走向,在智能船舶發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。
然而發展必然會(hui) 產(chan) 生問題,尤其是智能船舶的認定規則不統一、法律製定脫節、智能化設備和係統不夠完善等問題。因此,智能船舶的發展仍然有很長的路要走,我們(men) 想要走的快一點,就需要各方求同存異,通力合作。
智“慧”邏輯
曆史經驗告訴我們(men) ,每當某一新興(xing) 技術領域呈現出快速發展趨勢時,所有人都應放慢腳步,認真思考未來的發展方向,避免陷入“蒙眼狂奔”的尷尬。
業(ye) 界有觀點提出,下一步的智能化研究需要轉變觀念,因為(wei) 更加關(guan) 注船舶智能化的並不是船東(dong) ,而是貨主。國際標準化組織船舶與(yu) 海洋技術委員會(hui) (ISO/TC8)主席李彥慶對此觀點表示認同,他認為(wei) :“智能的問題,本質上是互聯條件下的問題,隻要談到‘連接(CONNECTED)’,就會(hui) 讓我們(men) 的思想從(cong) 單一的傳(chuan) 統工業(ye) 圈子跳出來,即船舶、船東(dong) 、港口的模式等。因為(wei) 無所不聯,所以參與(yu) 者從(cong) 傳(chuan) 統極為(wei) 垂直的分層(如船舶總體(ti) 與(yu) 各分係統、設備商,船東(dong) 與(yu) 貨主,運輸者,服務者)變得更為(wei) 扁平,即各參與(yu) 者的身份更為(wei) 接近,擺脫了簡單上下遊的關(guan) 係,而是更強調平行合作關(guan) 係。
這種情況讓貨主有更多的理由去關(guan) 心全運輸鏈成本,貨主如果可以選擇,就可以創造新的產(chan) 業(ye) 鏈。這就好比傳(chuan) 統的郵政業(ye) 與(yu) 現在的快遞業(ye) ,隻要資本足夠,在尚無管製或者門檻不高的情況下,便可創造出新的業(ye) 態。”
嚴(yan) 格來講,船東(dong) 就是承運人,比較關(guan) 心經營船舶和航線的收益。而貨主關(guan) 心的是貨物本身所帶來的利益,例如,如果貨量規模很小,情況又緊急,隻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:“所有的創新都要與(yu) 最終關(guan) 心成本的那個(ge) 群體(ti) 發生關(guan) 係。如果你打造一個(ge) 全新的高成本交通運輸係統,誰會(hui) 去用呢?船東(dong) 已在這個(ge) 傳(chuan) 統的交通係統中運營多年,如果重塑一個(ge) 與(yu) 他有競爭(zheng) 關(guan) 係的運輸係統,他肯定會(hui) 反對。所以,船東(dong) 當前很在意智能問題,但是因為(wei) 沒有強製的法規,所以,他會(hui) 選擇按兵不動。隻有那些貨主或者船東(dong) 中的先行者,才會(hui) 去主動創新。”
“當然,這並不是說,船東(dong) 無所作為(wei) 。傳(chuan) 統的大船東(dong) 在麵對顛覆性技術變化時,如果要采取措施進行跟隨,將麵臨(lin) 著十分沉重的資產(chan) 轉型壓力。因此,一般而言,在創新生態鏈環節上,先鋒型企業(ye) 不會(hui) 來自大船東(dong) ,而是中小船東(dong) 在局部的實踐開辟出希望之門,從(cong) 而為(wei) 其它進入者,當然也包括大船東(dong) 提供進一步重塑生態的可能。歐洲目前在智能船全產(chan) 業(ye) 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(dong) ,因為(wei) 他更關(guan) 注全產(chan) 業(ye) 鏈的成本。然而,當前是貨主,不等於(yu) 未來隻此一家。如同中國的快遞一經出現,便如雨後春筍般發展開來。”李彥慶補充道。
船舶智能化轉型的核心價(jia) 值在於(yu) 利用數字化技術解決(jue) 行業(ye) 痛點,為(wei) 業(ye) 界創造更多價(jia) 值。因此,弄清業(ye) 界各方的需求、痛點是下一步轉型發展的基石。
在李彥慶看來,對造船而言,智能的概念分為(wei) 兩(liang) 種。一是從(cong) 設計製造過程看,這就涉及智能製造的問題,實現少人、高質量、高效率。這與(yu) 智能航運是一回事,由於(yu) 西方人工較貴,船員越來越難招、難培養(yang) ,製造工業(ye) 日益缺少吸引力等原因導致鮮有人願意在該領域就業(ye) 。質量和效率方麵,從(cong) 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,使製造過程能夠在無人或者少人的情況下重塑,減少環節,更改模式,更加精益和敏捷,從(cong) 而在效率和成本方麵進一步提高。如果能夠做到對顧客的響應、定製方麵有更大的進步的話,就可以在很大程度上解決(jue) 定製、小批量、單件的效率問題。在這一方麵,當前的研究和討論的熱點是CPS(即信息物理係統)。
另外是是智能船舶。分為(wei) 三個(ge) 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(jue) 策,其實就是智能船。二是船與(yu) 船、船與(yu) 岸通信、數據交互的自動化。三是船、岸、服務的信息化。前兩(liang) 個(ge) 具有很強的技術和工程特點,而後者是航運生態係統進一步構建的問題。
李彥慶表示:“關(guan) 於(yu) 智能,站在造船的角度,會(hui) 關(guan) 注智能船舶,站在航運角度會(hui) 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(hui) 構建智能物流,站在支持服務的角度會(hui) 重塑信息服務。其實,叫什麽(me) 詞並不重要,重要的是它的前提,即網絡化下萬(wan) 物互聯,信息暢通,利益相關(guan) 方進一步關(guan) 心利益,包括安全、經濟、環保、效率等。如果不從(cong) 最終使用者角度看這個(ge) 智能生態係統,各個(ge) 環節也難以找到自己的方位,造船界這一點要十分注意。”
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