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我的航行我做主！――記全球首艘智能VLCC“凱征”號(hào)
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| 記者 陳璐 中國(guó)船舶報(bào)
6月的大連，晴空萬里。隨著一聲長(zhǎng)笛鳴響，我國(guó)智能船舶隊(duì)伍又增添了一位新成員――全球首艘超大型智能原油船（VLCC）“凱征”號(hào)，該船也是全球首艘獲得智能貨物管理符號(hào)（C）的智能船舶。這艘集船舶航行輔助自動(dòng)駕駛、智能液貨管理、綜合能效管理、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、船岸一體通信5大智能系統(tǒng)于一體，囊括了數(shù)家船舶行業(yè)骨干單位智慧的船舶投入運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著中國(guó)書寫了全球VLCC智能航運(yùn)新篇章。 “經(jīng)過多年的努力，這艘智能船舶如期建成交付，是大船集團(tuán)繼2018年成功交付全球首艘風(fēng)帆助推VLCC后，同招商局能源運(yùn)輸股份有限公司共同打造品牌VLCC的又一力作?！痹诖敖桓懂?dāng)天，中國(guó)船舶重工集團(tuán)有限公司所屬大連船舶重工集團(tuán)有限公司“凱征”號(hào)項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師李志鵬激動(dòng)地向記者介紹說，“盡管第一次設(shè)計(jì)建造智能船舶遇到了許多難題，但大船集團(tuán)和眾多參研單位積極溝通、共同攻關(guān)，使所有智能項(xiàng)目報(bào)驗(yàn)一次通過，并成功交船，對(duì)于參建人員來說是極大的鼓舞。”
“沒有一個(gè)樣例可以參考”
2016年，由中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)有限公司所屬上海船舶研究設(shè)計(jì)院牽頭申報(bào)的智能船舶1.0研發(fā)專項(xiàng)正式立項(xiàng)。作為智能船舶1.0研發(fā)專項(xiàng)的依托工程，超大型智能原油船示范應(yīng)用項(xiàng)目交由大船集團(tuán)牽頭實(shí)施。
為更好地推進(jìn)超大型智能原油船智能系統(tǒng)應(yīng)用研究及專有智能系統(tǒng)的開發(fā)，大船集團(tuán)聯(lián)合招商輪船、中國(guó)船級(jí)社（CCS）、上海船院、中船集團(tuán)所屬中國(guó)船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院、上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所、北京海蘭信數(shù)據(jù)科技股份有限公司、中船重工第七〇四研究所等單位共同攻堅(jiān)?！耙?yàn)橹悄艽霸诹㈨?xiàng)申報(bào)之初，并沒有一個(gè)樣例可以參考，因此，所有研究人員一起查找資料、研究、討論，往往工作至深夜，付出了很多努力?！崩钪均i回憶說。
針對(duì)VLCC高防爆要求、自主裝卸載、可隨時(shí)調(diào)整浮態(tài)、中低航速、航線相對(duì)固定等特點(diǎn)，大船集團(tuán)聯(lián)合上海船院、系統(tǒng)工程研究院等參研單位，反復(fù)研究論證，以“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的理念，調(diào)研營(yíng)運(yùn)需求，全力開展網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和信息平臺(tái)頂層設(shè)計(jì)，確定智能VLCC技術(shù)方案并予以實(shí)施。
2017年6月，大船集團(tuán)與各參研單位討論并簽訂了項(xiàng)目技術(shù)協(xié)議。經(jīng)過2天的協(xié)商，最終確定了網(wǎng)絡(luò)和信息2個(gè)平臺(tái)及5個(gè)智能系統(tǒng)的技術(shù)協(xié)議，明確了各系統(tǒng)的架構(gòu)、功能、供貨范圍、交付時(shí)間，為智能VLCC示范船的建造以及按時(shí)交付奠定了基礎(chǔ)。
此外，各單位通過整合實(shí)船已有的設(shè)備和系統(tǒng)，增加相關(guān)的硬件和軟件設(shè)施，采集滿足智能功能需求的數(shù)據(jù)，構(gòu)建服務(wù)智能系統(tǒng)的全船綜合網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，以期為智能應(yīng)用提供全面的數(shù)據(jù)支持。
經(jīng)過研發(fā)團(tuán)隊(duì)的努力，大船集團(tuán)完成了智能VLCC實(shí)船設(shè)計(jì)，并聯(lián)合七〇四所研發(fā)了智能液貨管理系統(tǒng)；上海船院完成了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的開發(fā)；系統(tǒng)工程研究院、上海船研所、海蘭信等完成了信息平臺(tái)、能效管理、設(shè)備運(yùn)維、智能航行等系統(tǒng)的開發(fā)。智能平臺(tái)和系統(tǒng)經(jīng)過原理樣機(jī)驗(yàn)證后，完成了工程樣機(jī)研制，獲得了CCS的認(rèn)可，為實(shí)船建造和智能系統(tǒng)的安裝調(diào)試奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
“全靠科學(xué)合理組合”
2018年4月10日，“凱征”號(hào)開工建造；2018年9月29日，實(shí)現(xiàn)鋪底；2019年3月22日，順利出塢。在這其中，大船集團(tuán)結(jié)合智能船舶施工特點(diǎn)，做了充分的前期準(zhǔn)備工作，編制智能系統(tǒng)安裝調(diào)試程序和計(jì)劃，組織各參研單位進(jìn)行“四首四新”評(píng)審。
與中船集團(tuán)所屬上海外高橋造船有限公司建造、上海船院設(shè)計(jì)的40萬噸智能超大型礦砂船（VLOC）“明遠(yuǎn)”號(hào)不同，“凱征”號(hào)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)均出自大船集團(tuán)之手，上海船院更側(cè)重負(fù)責(zé)這艘船的智能系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。“如果把船比做汽車，各個(gè)智能系統(tǒng)單元就好比其他企業(yè)生產(chǎn)的汽車上的導(dǎo)航、記錄儀、倒車影像等設(shè)備。我們自己設(shè)計(jì)制造汽車，再把導(dǎo)航、記錄儀、倒車影像等設(shè)備融入汽車設(shè)計(jì)，使其兼容、美觀、功能最強(qiáng)?！崩钪均i說，“所以，VLCC是我們自己設(shè)計(jì)的，智能導(dǎo)航、船岸一體、設(shè)備運(yùn)維、智能能效系統(tǒng)是我們同各參研單位一同開發(fā)的，智能液貨系統(tǒng)是我們牽頭研發(fā)的。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中讓實(shí)船和智能系統(tǒng)完全匹配，以達(dá)到研究目標(biāo)?！?/p>
面對(duì)十多家系統(tǒng)設(shè)備廠商集中在船上安裝調(diào)試的現(xiàn)狀和智能系統(tǒng)首次安裝遇到的難題，大船集團(tuán)設(shè)立智能船舶總協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)人，專門負(fù)責(zé)智能設(shè)備或系統(tǒng)的施工，組織召開智能船舶周例會(huì)，集中討論智能船舶施工難點(diǎn)，使各項(xiàng)問題得以快速有效解決。在大船集團(tuán)項(xiàng)目組的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，各參研單位全力配合，僅用45天就完成了所有智能船舶設(shè)備調(diào)試報(bào)驗(yàn)，為按期試航提供了堅(jiān)實(shí)保障。
2019年5月23日，“凱征”號(hào)駛離大船集團(tuán)碼頭，進(jìn)入航海試驗(yàn)階段。大船集團(tuán)牽頭研究編制了航海試驗(yàn)程序、試驗(yàn)計(jì)劃等，組織各參研單位和船東、船檢對(duì)試航計(jì)劃合理性進(jìn)行評(píng)估和討論，將智能船交驗(yàn)項(xiàng)目和常規(guī)交驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了科學(xué)合理地組合。經(jīng)過為期5天的海試，“凱征”號(hào)2大智能平臺(tái)、5大智能系統(tǒng)總計(jì)77個(gè)報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目均一次通過，通過率為100%，得到了船東、船檢的高度認(rèn)可。李志鵬說：“在試航過程中，‘凱征’號(hào)實(shí)現(xiàn)了對(duì)船舶的各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)、燃油消耗，以及海浪、流速、風(fēng)力、風(fēng)向等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)船舶的航線航速等進(jìn)行了科學(xué)的規(guī)劃?！?/p>
“82”是“凱征”號(hào)交付前的編號(hào)，也珍藏了該船所有參與人員美好的回憶。當(dāng)這艘智能VLCC在試航時(shí)所有智能項(xiàng)目報(bào)驗(yàn)完成并一次通過后，為表達(dá)喜悅心情，來自大船集團(tuán)有關(guān)部門及船東、船檢、科研院所等單位的82人在甲板上組成了代表智能船舶簡(jiǎn)稱標(biāo)志的“i-SHIP”并拍照留念。其中，“i”由船東站隊(duì)而成，代表領(lǐng)頭團(tuán)隊(duì)；“-”由CCS的5人組成，象征“凱征”號(hào)獲得的5個(gè)船級(jí)符號(hào)；“S”由大船集團(tuán)項(xiàng)目組組成，代表船廠；“H”由上海船院、系統(tǒng)工程研究院、海蘭信、七〇四所、上海船研所等單位人員組成，寓意團(tuán)結(jié)合作；“I”由大船集團(tuán)設(shè)計(jì)院人員組成，代表智慧；“P”由大船集團(tuán)生產(chǎn)部門組成，代表生產(chǎn)。
“事情推進(jìn)并非一帆風(fēng)順”
作為智能船舶1.0研發(fā)專項(xiàng)中的智能VLCC示范船，“凱征”號(hào)搭建了網(wǎng)絡(luò)和信息2大平臺(tái)，是全球第一艘獲得CCS i-SHIP（I，N，M，Et，C）及OMBO一人駕駛船級(jí)符號(hào)的VLCC，填補(bǔ)了行業(yè)空白；配備智能液貨管理系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了液貨相關(guān)系統(tǒng)的集中監(jiān)測(cè)，還可提供有效的輔助操作決策；完成了開闊水域輔助避碰決策功能的實(shí)船驗(yàn)證，提高了船舶航行安全水平；搭建了船岸、船船智慧通信網(wǎng)絡(luò)鏈路，實(shí)現(xiàn)了船岸、船船之間大數(shù)據(jù)的互通與共享；應(yīng)用了“平臺(tái)+N個(gè)應(yīng)用”的理念，為船企發(fā)展“制造+服務(wù)”積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
除了擁有全球首艘的身份，智能液貨管理系統(tǒng)也是“凱征”號(hào)一大亮點(diǎn)?！啊畡P征’號(hào)的智能液貨管理系統(tǒng)獲得了CCS授予的全球首個(gè)C符號(hào)，其運(yùn)用為船員快速找到并解決問題提供了技術(shù)幫助，標(biāo)志著該船在原油裝卸方面實(shí)現(xiàn)了智能化?！贝蟠瘓F(tuán)副總工程師關(guān)英華介紹說。此外，“凱征”號(hào)首次將全船的感知和信息采集點(diǎn)擴(kuò)展了2倍以上，并新增采集視頻、語音等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，智能界面數(shù)百個(gè)，實(shí)現(xiàn)了船內(nèi)互通、船岸互聯(lián)，通過航路優(yōu)化、縱傾優(yōu)化、輔助決策等，在理想條件下，可實(shí)現(xiàn)綜合節(jié)能5%。
智能液貨系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、監(jiān)測(cè)和報(bào)警的集成，以及輔助決策功能?！皠P征”號(hào)的這套系統(tǒng)由2個(gè)工作站、2個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換箱、1個(gè)數(shù)據(jù)處理柜和2個(gè)UPS等硬件組成。智能液貨系統(tǒng)與8大主要設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、智能配載儀進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，通過環(huán)網(wǎng)組成了智能液貨系統(tǒng)的整體架構(gòu)。該系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集貨油泵系統(tǒng)、閥門遙控系統(tǒng)、液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、可燃?xì)怏w探測(cè)系統(tǒng)、壓載水系統(tǒng)、壓載水處理系統(tǒng)、惰氣系統(tǒng)、ODME系統(tǒng)、油氣回收系統(tǒng)等過程數(shù)據(jù)，形成93個(gè)顯示和報(bào)警界面，可根據(jù)收集數(shù)據(jù)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)和警報(bào)，當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，還能提供相應(yīng)的原因分析和排除方法。
“事情推進(jìn)并不是一帆風(fēng)順的?！崩钪均i回憶道，“智能液貨軟件編制之初，存在界面粗糙、輔助功能不足等問題。大船集團(tuán)和七〇四所設(shè)計(jì)人員數(shù)百次反復(fù)修改，多次評(píng)審，最終優(yōu)化了幾十個(gè)界面，完善了21項(xiàng)輔助決策功能，使其直觀而且功能強(qiáng)大，系泊和航海驗(yàn)收工作一次成功，受到船東稱贊。”目前，該系統(tǒng)已設(shè)計(jì)輔助決策21類，參與輔助決策的數(shù)據(jù)點(diǎn)為231個(gè)，能為船員快速找到并解決問題提供技術(shù)幫助。
智能船舶融合了現(xiàn)代信息技術(shù)和人工智能等新技術(shù)，具有安全可靠、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效等顯著特點(diǎn)，是未來船舶發(fā)展的重點(diǎn)方向，“凱征”號(hào)的交付為我國(guó)后續(xù)發(fā)展智能船舶積累了經(jīng)驗(yàn)?！翱傮w而言，目前全球大型遠(yuǎn)洋智能船舶仍處于探索和發(fā)展的初級(jí)階段。”關(guān)英華說，在成功研制全球首艘智能VLCC的基礎(chǔ)上，大船集團(tuán)將通過“產(chǎn)學(xué)研用”的深度合作，不斷提升船舶智能化水平，推動(dòng)船舶行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為進(jìn)一步提升我國(guó)船舶工業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力作出新的更大的貢獻(xiàn)。 |
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