船舶智能化研究新逻辑

本刊记者 王思佳

历史经验告诉我们，当某一新兴技术领域呈现出快速发展趋势时，所有人都应放慢脚步，认真思考未来的发展方向，避免陷入“蒙眼狂奔”的尴尬。

近来，船舶工业领域不断涌出各种智能新概念、新技术、新成果，让人眼花缭乱。例如我国自主研制的全球首艘智能集装箱船舶“中远海运荷花”号正式交付运营，国内首创船舶数字空间解决方案正式发布，世界首家数字航运公司准备启航等等。这些新成果、新概念刺激着业界兴奋神经的同时，也使大家陷入迷茫，面对这么多选择，不知该走哪条路。这时，大家开始认真思考船舶工业智能化的下一步发展方向。

“智”从何来

自2008全球金融危机以来，全球航运市场整体态势持续低迷，全球航运业运力过剩及市场竞争力的加剧也使得航运造船企业身心俱疲。然而，这还不是全部。近年来，随着人们环保意识的增强，环境法规不断加码，让本已负重不堪的航运造船业更加苦不堪言。2016年10月，国际海事组织（IMO）下属海上环境保护委员会第70次会议通过决议，自2020年1月1日起，将船用燃料的硫含量上限从当前的3.5%大幅降至0.5%；自2015年1月1日起，波罗的海、北海及加勒比海硫排放控制区（ECA）内船用燃料硫含量不超过0.1%；我国交通运输部发布的《船舶大气污染物排放控制区实施方案》已于2019年1月1日生效，方案明确了我国指定海域内硫氧化物和颗粒物排放、氮氧化物排放等控制要求。温室气体排放和减排监测方面，欧盟推出的船舶CO2排放监测、报告、验证（MRV）机制已于2018年1月1日开始实施，该机制的目的是在欧盟区域内更有效地控制、监管船舶排放，推进绿色船舶的发展；作为海运节能减排战略“三步走”的第一步，IMO第70届环保会278号决议通过的关于燃油数据收集系统的MARPOL附则VI修正案，于2018年3月1日起正式生效。该机制将通过监测和收集船舶的CO2排放数据，为确定减排控制手段和目标、明确CO2税及碳交易等提供数据支撑。值得注意的是，目前的MRV机制主要针对CO2排放，未来是否会将检测目标扩展至船舶的所有排放物，我们不得而知。

此外，随着各种新兴技术的快速发展和应用，以及应对日趋严格的法规，当下的船舶及其操作正变得越来越复杂，这也就提升了对高素质人才的需求。而现实情况却不乐观，专业人才市场明显供不应求。

而这一切的一切，最终都将体现在公司的运营成本上，无限挤压企业利润。为了生存与发展，全球各大航运企业不得不将其发展重点转移至提升船队运营效率和安全性等方向上。就在业界苦苦寻觅未来转型之路时，大数据、互联网+等数字技术叩响了这个传统行业的大门。互联网+、信息技术、人工智能等纷至沓来，为船舶工业后期的智能化转型提供了基础，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备的突出优势，正好满足了行业当前需求，因此，船舶智能化是未来船舶制造与航运领域发展的必然趋势很快在行业取得共识。“智能船舶”瞬时蹿升为业界最热关键词。

但是，就在业界对其无比向往的同时，也有一个现实问题摆在大家面前，鲜有人知道到底该怎么做。2015年，中国船级社（CCS）发布了全球首部《智能船舶规范》，填补了这一空白，为船舶智能化的发展提供了参考与依据。

根据《智能船舶规范》的定义，智能船舶是指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行，并且使船舶更加安全、更加环保、更加经济、更加可靠。这里的“智能”可以理解为“会思考”，能够综合考虑具体任务和获取的各种信息，制定出一系列符合船舶航行安全、经济、环保要求的最优决策。

2017年12月，全球首艘通过中国船级社认证的38800 吨智能散货船“大智”轮正式发布，该船拥有110个智能数据分析模型以及34项专利，能够实现智能航行、智能机舱、智能能效管理等强大功能。该船的发布标志着中国在智能船舶设计建造和规范标准制定等领域均已走在世界前沿，成为我国智能船舶发展的里程碑事件。这同样也预示着智能船舶时代的到来。

“智”在四方

显然，智能船舶已经成为国际海事界新热点。智能船舶犹如琅琊榜之“麒麟才子”，被业界视为未来船舶领域的必争之地。因此，各方纷纷摩拳擦掌，准备在这场智能竞赛中大展身手。然而，对于这个新兴领域，大家都知其重要，却谁也不知道具体该怎么做。于是，为了在这一市场占据先机，智能船舶领域一时间冒出一大批勇于试吃螃蟹的探险者。

近年来，中日韩及欧洲等国家和地区对智能船舶的研发不断加快，且已取得可喜成果。例如，2019年5月，我国自主研制的13500标箱集装箱船“中远海运荷花”号智能船舶交付运营。该船可利用船舶状态感知、大数据和人工智能等先进技术手段为船员操作提供辅助决策支持，实现船岸联动的智能管控，提高航运安全，降低船舶能耗，提升运营效率。“中远海运荷花”号智能船舶率先提出了“1+N”智能应用体系框架，通过搭建汇集各类功能系统的集成平台，实现智能机舱、智能能效、智能航行等功能，面对船舶远航出现的复杂海况与气候变化，具备智能应对能力；2018年4月，挪威Yara集团以及Marin Teknikk公司联手开展了全球首个采用电力推进的零排放无人船舶项目。该项目试验船舶“YARA Birkeland”号利用自身安装的全球定位系统、雷达、摄像机和传感器等，能够在航道中实现自行避让其他船舶。船上还配有一套自动停泊系统，使船舶的停泊和起航都无需人力介入。该船除了不用配备船员之外，船上还采用电池作为动力，设计也不需要压载水舱。2018年12月初，全球无人船行业领导者——罗尔斯罗伊斯公司（罗罗）和芬兰国有渡轮运营商Finferries在芬兰图尔库市南部的群岛成功展示了世界上第一艘全自动渡船，这艘载有80名乘客的“Falco”号汽车渡船采用罗罗智能船舶技术，在芬兰帕尔加斯和瑙沃之间完成了无人驾驶航行，并在遥控操作下顺利返航；2018年1月，商船三井与Rolls-Royce共同开展船舶智能识别系统的测试工作，首先在三井公司的客运轮渡上安装测试；2018年5月，韩国大宇造 船、Naver Business Platform（NBP）及英特尔韩国公司进行合作，共同建立智能船舶4.0服务基础设施（Smart Ship 4.0 Service Infrastructure）。智能船舶4.0是基于云计算、物联网等技术，实时收集数据并基于数据分析来管理船舶的架构体系。据此，船东和航运公司可以基于收集的数据保障船舶处于最佳航行状态，同时还能对船舶进行高效的诊断和维护保养。

随着各国船舶智能化步伐的不断加快，该领域的发展明显进入提速期。据上海国际航运研究中心最新发布的《2018版全球港航信息化发展报告》显示，2017年以来，各大船级社联手造船企业、船舶管理公司以及船舶研究所等机构，不断探索智能船舶领域新规则的制定、新技术的应用和新趋势的走向，在智能船舶发展的初级阶段取得值得肯定的成果，对未来智能船舶的进一步研究奠定了基础。然而，发展中必然会产生问题，尤其是智能船舶的认定规则不统一、法律制定脱节、智能化设备和系统不够完善等问题。因此，智能船舶的发展仍然有很长的路要走，我们想要走的快一点，就需要各方求同存异，通力合作。

智能新逻辑

历史经验告诉我们，当某一新兴技术领域呈现出快速发展趋势时，所有人都应放慢脚步，认真思考未来的发展方向，避免陷入“蒙眼狂奔”的尴尬。

业界有观点提出，下一步的智能化研究需要转变观念，因为更加关注船舶智能化的并不是船东，而是货主。国际标准化组织船舶与海洋技术委员会（ISO/TC8）主席李彦庆对此观点表示认同，他认为：“智能的问题，本质上是互联条件下的问题，只要谈到‘连接（CONNECTED）’，就会让我们的思想从单一的传统工业圈子跳出来，即船舶、船东、港口的模式等。因为无所不联，所以参与者从传统极为垂直的分层（如船舶总体与各分系统、设备商，船东与货主，运输者，服务者）变得更为扁平，即各参与者的身份更为接近，摆脱了简单上下游的关系，而是更强调平行合作关系。这种情况让货主有更多的理由去关心全运输链成本，货主如果可以选择，就可以创造新的产业链。这就好比传统的邮政业与现在的快递业，只要资本足够，在尚无管制或者门槛不高的情况下，便可创造出新的业态。”

严格来讲，船东就是承运人，比较关心经营船舶和航线的收益。而货主关心的是货物本身所带来的利益，例如，如果货量规模很小，情况又紧急，只要在即定时间下的成本有所保障，货主完全可以选择其他运输方式，例如铁路、航空，甚至是公路，不一定非得选择航运。李彦庆说：“所有的创新都要与最终关心成本的那个群体发生关系。如果你打造一个全新的高成本交通运输系统，谁会去用呢？船东已在这个传统的交通系统中运营多年，如果重塑一个与他有竞争关系的运输系统，他肯定会反对。所以，船东当前很在意智能问题，但是因为没有强制的法规，所以，他会选择按兵不动。只有那些货主或者船东中的先行者，才会去主动创新。”

“当然，这并不是说，船东无所作为。传统的大船东在面对颠覆性技术变化时，如果要采取措施进行跟随，将面临着十分沉重的资产转型压力。因此，一般而言，在创新生态链环节上，先锋型企业不会来自大船东，而是中小船东在局部的实践开辟出希望之门，从而为其它进入者，当然也包括大船东提供进一步重塑生态的可能。欧洲目前在智能船全产业链实践最典型的国家是挪威，该项目的启动者便是货主而不是船东，因为他更关注全产业链的成本。然而，当前是货主，不等于未来只此一家。如同中国的快递一经出现，便如雨后春笋般发展开来。”他补充道。

船舶智能化转型的核心价值在于利用数字化技术解决行业痛点，为业界创造更多价值。因此，弄清业界各方的需求、痛点是下一步转型发展的基石。在李彦庆看来，对造船而言，智能的概念分为两种。一是从设计制造过程看，这就涉及智能制造的问题，实现少人、高质量、高效率。这与智能航运是一回事，由于西方人工较贵，船员越来越难招、难培养，制造工业日益缺少吸引力等原因导致鲜有人愿意在该领域就业。质量和效率方面，从西方来看，主要是通过自动化、网络化、信息化，包括未来的智能化，使制造过程能够在无人或者少人的情况下重塑，减少环节，更改模式，更加精益和敏捷，从而在效率和成本方面进一步提高。如果能够做到对顾客的响应、定制方面有更大的进步的话，就可以在很大程度上解决定制、小批量、单件的效率问题。在这一方面，当前的研究和讨论的热点是CPS（即信息物理系统）。

二是智能船舶。分为三个层次，一是船本身具有一定的智能化，如船舶对航行、安全、操作本身的自动化、信息化，如果加上部分自主决策，其实就是智能船。二是船与船、船与岸通信、数据交互的自动化。三是船、岸、服务的信息化。前两个具有很强的技术和工程特点，而后者是航运生态系统进一步构建的问题。

李彦庆表示：“关于智能，站在造船的角度会关注智能船舶，站在航运角度会聚焦智能航运，站在港口角度则考虑智能港口，站在物流的角度会构建智能物流，站在支持服务的角度会重塑信息服务。其实，叫什么词并不重要，重要的是它的前提，即网络化下万物互联，信息畅通，利益相关方进一步关心利益，包括安全、经济、环保、效率等。如果不从最终使用者角度看这个智能生态系统，各个环节也难以找到自己的方位，造船界要十分注意这一点。”