【船舶】助力造船行业“弯道超车”
12月1日，由中国船级社(CCS)编制的《智能船舶规范》(简称《规范》)正式对外发布。该规范体系涵盖智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台六大功能;在智能化程度上，又分别从船舶数据感知、分析、评估、诊断、预测、决策支持、自主响应实施等方面，对应不同的智能功能提出了相应要求。
作为全球首部《智能船舶规范》，《规范》在业界对“大数据”、“智能船舶”、“互联网+”等新风潮尚处于概念讨论时，率先提出了智能船舶的定义、目标和功能要求。中国船级社副总裁孙峰表示，CCS第一时间发布全球首部《智能船舶规范》，说明中国航运界在智能船舶上完全有能力走得更快，走得更远。
据悉，该规范将于2016年3月1日正式生效。
概念颠覆：智能≠大数据
“从发展趋势来看，船舶智能化可分四个阶段，第一阶段是具有感知能力的船舶，要求通过一定数量的传感器获得相应的信号和设备运行的信息;第二阶段具有辅助人工决策能力的船舶，根据收集的设备运行信息，通过软件逻辑分析给出设备运行情况的预测，提供给人工决策参考;第三阶段具有自主决策能力的船舶，是通过收集的信息和预测结果，由系统给出建议和决策，并自动实施人工监督;第四阶段是基于远程岸基支持下自主运行船舶。”
在国际海事展期间举办的CCS技术研讨发布会上，CCS规范与技术中心总经理陈实用一个直观的类比向听众阐释了辅助决策、自主决策、和自主运行的区别。“例如日常开车时，我们用GPS导航，系统给出了几条建议路线供我们选择，这时系统承担的是辅助决策;如果我们设定目的地，系统就规划好了一条最优路线，并在偏离航线时进行提醒，就是自主决策;如果车辆在行进时，系统可根据速度和前方障碍物距离自动刹车、防避碰，就是自主运行。”
推介《智能船舶规范》作为当天发布会的重头戏，现场座无虚席，不少听众挤在门口、过道。毫无疑问，正处于市场寒冬期的航运界对于新技术的潜在机遇充满了期待，而《规范》清晰的定义、分类令听众耳目一新。陈实坦言，由于是一个全新的规范，不同的人对“智能”的概念有不同的理解，发散性很大，因此明确概念是制定规范的前提。
按照CCS的定义，智能船舶是基于传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，使船舶可以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，再利用计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术，最终实现船舶在航行、管理、维护保养、货物运输等方面的智能化运行。
而在实现智能化的过程中，包括船舶航行、机电设备和系统的操作与管理、船体结构的管理、货物的装卸与管理等在内的功能模块智能化是基础;通过能效智能化管理，控制并不断降低船舶营运成本是主要动力;集成各模块的数据和信息，充分利用，建立智能化的集成平台，实现船舶更加安全、更加环保、更加经济、更加可靠是最终目的。
“因此，大数据是智能船舶的基础，但智能船舶不只是大数据。”陈实强调。
明晰标准：i-Ship (Nx,，Hx，Mx，Ex，Cx，Ix)阐释智能船舶各项指标
明确了智能船舶的定义、目标，《规范》通过对智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台六大功能的一般要求、功能要求、技术要求、检验要求及人员要求一一明确，为智能船舶发展指明了方向。例如：
N表示智能航行，其基本功能要求船舶具有基于气象、经济性和物流信息的航路设计和优化的功能，即根据船舶所具有的技术条件和性能，特定的航行任务、吃水情况、货物特点和船期计划，充分考虑风、浪、流、涌等因素，在保证船舶、人员和货物安全的条件下，设计和优化航路、航速，使燃油消耗最低，并在整个航行 期间不断优化。其补充功能要求船舶在开阔水域实现自主航行，继而在狭窄水道、复杂环境条件下实现高级的自主航行。据介绍，该功能对于长航线，特别是多港口、不定航线航行的散货船具有极高的经济价值。
H表示智能船体，其基本功能要求船舶基于船体数据库的建立与维护，为船体全生命周期内的安全和结构维修保养提供辅助决策，其补充功能要求最终为船舶操纵提供辅助决策。这就使得检测系统不仅会报警，还能在报警后为船员提供操作建议。
M表示智能机舱，其基本功能要求系统可对主机、辅机、轴系进行状态监测、异常分析和故障诊断,并提供辅助操作决策，而它的补充功能将能够通过健康评估，实现视情维修。这意味着机舱整体将拥有健康趋势表，实现有针对行的拆解维修。
E表示智能能效管理，其基本功能是实现对船舶航行状态、能效及耗能状况进行在线监测和数据的自动采集、评估、报告和报警，并为能效管理提供辅助决策建议;补充功能一方面将结合航线特点、燃油 油耗、经济效益等评估结果,提供 基于不同目标的航速优化方案;另一方面根据 初始装载及船舶最佳航态分析,提 供基于纵倾优化的最佳配载方案，使得在装货时就实现最佳纵倾。
C表示智能货物控制，它的基本功能集中与对货舱、货物和货物保护系统进行监测报警和辅助决策，而补充功能则着眼于建立自动装卸货系统。与其他方面相比，这项功能的发展基础较为薄弱。
I表示智能集成平台，实现统计分析、综合评估，为航行、安全、经济性等提供综合预报预警、趋势预测、辅助决策等。在当前阶段，这项功能处于开放发展阶段，因此只提供了目标性的基础功能。
在这些功能里，x为可选功能补充标识，《规范》为六项功能的各个补充功能均赋予了一个小写字母，每个小写字母表示一个功能的补充标志，一个功能标识下可以有多个功能补充标志。在授予标志时，船舶智能化程度达到实现什么阶段就授予什么标志，达到一个授予一个，逐步增加，体现了智能化发展的循序渐进。
厚积薄发：智能化发展的技术储备
i-Ship (Nx,，Hx，Mx，Ex，Cx，Ix)的各项功能描述都让人对智能船舶发展充满了期待，然而，这些功能如何实现?船舶智能化还有多长的路要走?陈实介绍，围绕智能船的功能模块和发展趋势，CCS近年来已经在能效管理、软件安全认证、船体结构、机电设备与系统、货物管理以及智能船规范等方面开展了大量研究，努力为智能船舶的发展做好技术储备。
颇具盛名的“船舶能效实时在线综合监控管理系统”(EOM)就是一个典型的例子。该系统首先对航行行为及耗能设备数据的智能感知、自动采集和在线监测，继而使用大数据处理、数值分析及优化等关键技术，实现船舶能耗、航行行为、排放数据的在线智能监测，对不同船型、不同航线的船舶能效实时评估与预警，解决船舶运营效率与效益评估等关键问题，最终为船舶能效提高提供智能辅助决策方案。因为有助于提高航运公司的管理精度，降低成本，系统一经发布就引发了业内的广泛关注。CCS也成为首家在规范中明确提出“船舶能效实时在线综合监控”(EOM)附加标志的船级社。今年9月2日，CCS对在天津新港船厂建造的中远散货运输有限公司40000DWT散货船“珍珠海”轮首次授予EOM附加标志。
为了提供能效管理的“一揽子”解决方案，CCS与中散集团联合开发了满足授予 EOM附加标志的“船舶能效在线智能管理系统”软件产品，已在中散的21艘营运船、6艘新造船上 实施安装运行。实现了智能能效管理从理念到实践的转换。
从需求入手推动智能发展，类似的研究还有许多。例如，针对业界普遍困惑的智能船体问题，CCS提出智能船体主要包括船体维修保养和结构安全，并将研究焦点集中于此。2012年，开发完成了基于3D的“METE船体检查保养系统”、“METE船体结构测厚管理系统”;2013年，完成了船体监测系统规范;2014年，完成了《船体检查保养计划指南》。
据介绍，两个管理系统保存了船舶建造过程中的电子档案及监测过程中发现的问题，可在船舶的全生命周期，预测腐蚀状况、承压状况等，可面向甲板设备和船体结构提供检查保养计划，实现个性化的结构检查指导和船体结构缺陷跟踪处理。改变了原来先评估测试、再制定维护计划的被动做法，使提前安排维护保养成为了可能，大大缩短了船舶的维护保养时间。目前，系统已在多条船舶上实现应用并获得了广泛好评。
开放式规范：中国的标准开始引领世界
“当前，世界正迎来一场‘智造风暴’，对于航运工业而言，一个大变革时代正在来临。”孙峰表示，提高智能化水平，实现造船由“量”到“质”的转变至关重要。
但同时，智能船舶的发展不是一蹴而就，而是一个循序渐进的过程。《规范》提出，考虑到智能船舶技术在不断发展变化，智能船舶规范将作为一种开放式规范，与国际上智能船舶技术的发展和应用同步，不断纳入新的应用成果，完善和细化已有技术要求，从而不断为业界输入技术动力。
据悉，为了迎接新挑战，我国航运界已应声而动：中国船舶工业集团调动系统内部大量资源，研究开发智能船舶，中国远洋(运输)集团、招商局能源运输股份有限公司等航运巨头已加入中国船舶工业集团的工业4.0联盟。中海集运、中海网络与阿里巴巴签署合作协议，着力构建全球领先的电子商务综合物流信息服务平台。中关村船讯网在提供船舶动态信息的基础上，正在陆续推出档案、租船、订舱、保险等信息服务。博懋国际利用对船舶现有数据的分析提供服务，开发的产品可提供船舶基本信息、实时位置、航行轨迹、港口信息、潮汐数据、航线信息、港口抵港预测和船务公司及其联系人等数据。而CCS也在信息采集和分析手段的可靠性、管理模式与规范、法规的矛盾、信息安全等方面继续发力。
“作为一个后发国家，过去中国航运界在很长一段时间处于追赶期。面对率先由发达国家提出的国际规范、公约，我们经历了从‘跟踪’到‘应对’，即从被动接受，到参加讨论、提出对策。而如今，中国造船业能否实现弯道超车?智能船舶给我们提供了机会。CCS希望与中国航运界共同携手，变挑战为机遇，为中国造船业引领智能船舶发展而努力。”陈实说。