日本造船的智能化突围
   ( 2018-08-15 )    来源:原创: 曾晓光 中国船检

  近几年,作为老牌的造船强国,日本在无人船舶、智能船舶方面一直暗暗发力,以期抢占市场先机,重塑日本造船新的核心竞争力。从日本国内发展来看,虽然政府层面组织开展的大型科研项目不是很多,但相关企业、科研机构等均在无人船舶、智能船舶方面开展了大量研究工作。

  早在2012年12月,由日本船舶配套协会和日本船级社等在内的29家企业和单位就联合组织开展了“智能船舶应用平台”项目研究,项目研究周期为2012年12月至2015年3月,研究经费120万美元。该项目旨在开发船舶智能信息与控制系统,结合常见的船载监控系统,如主机遥控、压载水管理、船载电力管理、电子海图等,利用远程数据传输技术,研制出可以存储船舶监控系统运行数据,并向智能船舶各种应用系统提供接口的统一数据交互平台,实现气象导航、纵倾优化、主机监测、状态监测、能效管理、远程维护等功能。目前,该平台已经在日本的一艘渡船和一艘原油运输船上安装应用。同时,项目团队也在推动智能船舶应用平台成为国际海事组织E-航海战略的一个测试版,并在国际海事组织、国际标准化组织、国际电工委员会(IEC)等层面积极推动关于系统模型、系统安全、数据结构等内容的标准化工作。

  从近期来看,日本邮船(NYK)、商船三井(MOL)两家单位在无人船舶、智能船舶领域开展了多项研究工作。

  首先来看日本邮船。2018年2月初,MTI公司、日本电报电话公司(NTT)和NTT数据公司在沿海船舶上进行了下一代船载物联网平台的概念证明实验。据相关报道,该测试是在日本邮船子公司Kinkai Yusen Kaisha经营的沿海船舶Hidaka号上进行的。日本邮船和MTI公司之前开发过一种船舶信息管理系统(SIMS),可以收集、监测和共享船岸之间的详细数据,这些数据包括远洋船舶运行状况和性能信息。在2017年9月,日本邮船、MTI公司、日本电报电话公司和NTT数据公司这四家公司开始合作,利用NTT公司的边缘计算技术通过融合SIMS系统,开发了新一代船载物联网平台,从而使得在岸上实现对船上应用程序的远程分发和管理。该平台符合由日本船舶机械和设备协会制定的船载物联网国际标准。这四家公司计划于2019年在远洋船舶上进行概念验证试验。

  再看商船三井。商船三井于2017年开展了“自主远洋运输系统技术概念项目”研究,该项目入选日本国土、基础设施、交通和旅游部(MLIT)的“FY2017交通运输研究和技术推广计划”。该项目的研究联合会由商船三井、三井造船株式会社、国家海事研究所、港口和航空技术协会、东京海洋大学、日本船级社、日本船舶技术研究协会,以及昭岛实验室(三井造船)等组成。

  该研究联合会将利用各参与公司的优势,发展自主海运的技术理念,为实现可靠、安全、高效的海运自主船舶提供所需的技术基础。其中,商船三井从船舶运营的角度进行分析,以便在船舶操作中提高船舶性能;三井造船株式会社从造船的角度对船舶进行系统集成;日本船舶技术研究协会负责对该合作研究项目进行协调;东京海洋大学负责开展船舶导航研究;日本船级社则从船舶分类法规的角度定义自主船舶的入级规则和有关产业化实施不可或缺的规定;国家海事研究所从评估的角度开展自主船的安全技术评估等。研究联合会通过各公司的优势发展自主船舶技术概念,并力争明确自主船舶技术的发展路径,促进自主远洋运输系统技术的发展。

  除了促进自主远洋运输系统技术发展,随着研究的深入,该项目还将通过与社会和海运业共享成果,促进实施这些先进技术项目发展所需的基础设施建设,并赢得公众的支持。此外,该项目还将分析有关无人自主远洋运输的商业理念、系统、基础设施以及产业化实施之间的关系。

  同时,2017年6月,商船三井还和三井造船就共同开发基于实时数据的下一代船舶监测和支持系统达成合作。该系统基于实时数据构建,数据来源包括导航信息数据和由三井造船制造的设备机械信息数据等。双方还将就短周期数据和采集的大数据分析方法进行研究。

  此外,商船三井还与罗尔斯·罗伊斯公司达成协议,进行智能感知系统(IAS)开发合作。据罗尔斯·罗伊斯公司表示,智能感知系统通过为船员提供对船舶周围环境的感知信息,从而使船舶能够更安全、轻松、高效运行。该系统将一系列传感器的数据与现有船舶系统(如自动识别系统和雷达)信息融合以实现其主要功能。

  另外,商船三井还与旭化成株式会社(AEC)达成合作,联合进行振动传感器预测船用设备异常情况的验证研究。该研究将利用分析软件和振动传感器,对正在建造的汽车运输船和VLCC上的关键辅助机械,如泵和净化器状况进行监测。作为船舶物联网系统(IoT system)的一部分,项目参与者预计该项目将不仅创造一个独立的船载监控系统,而且有助于将数据与船岸之间的实时通讯监控平台合并,以便一旦发生异常就进行分析。

  除上述两家公司外,日本船级社、东京计器株式会社、日本古野电气株式会社等单位也开展了很多工作。如日本船级社已将研发智能船舶作为未来5年的重点工作,成立了海事业大数据中心,与IBM开发了相关软件,能通过收集机舱发动机、泵及温度传感器的实时数据进行分析,从而提供设备优化和维修等建议,还与NAPA合作研发了航线优化支持系统,以帮助船舶运营商优化航线及航行计划,该系统也已在实船上得到应用;东京计器株式会社与MTI、日本海洋科学株式会社、海上安全技术研究所、古野电气株式会社、日本无线株式会社在内的共7家单位开展了“船舶自主导航碰撞风险的确定研究”,该项目为“先进安全船舶技术研发支持项目”中的一个子项,由日本国土交通省支持。

  此外,据相关报道,包括商船三井和日本邮船在内的日本公司计划组建一支无人驾驶商用船队,船队包括250艘货运船只。这些船只将利用人工智能技术,在海洋中寻求最安全、最经济的路线航行。按照计划,这支船队将在2025年投入使用,船队将会装备物联网,从而可以收集数据。有了数据之后,将使用人工智能软件来分析天气及其他信息来调整船舶的航线。而且,通过监控船只的运行情况,可以在问题发生之前预测故障,避免发生海上事故。

  从日本发展无人船舶、智能船舶技术来看,其还是采用从局部到整体的推进方式,针对部分关键系统和关键技术开展研究,逐步实现整船的无人化和智能化,重点包括船舶物联网技术、船岸一体化控制技术、船舶远程运维技术、自主航行技术等。另外,用户参与甚至主导也是日本发展无人船舶、智能船舶的一个重要特点,像商船三井、日本邮船等都是航运公司,在前文中可以看出,其开展了大量研究开发工作,这最大程度的确保了技术开发的可行性和实用性。当前我国也在大力发展智能船舶技术,这些都是非常值得我们关注和借鉴的。

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