特别关注｜知名院士谈航运4.0与智能航运
2023年10月17日至19日，由中国航海学会发起的首届世界航海科学技术大会在山东省青岛市举行，国际和国内智能航运领域的专家学者和技术先行者围绕“智能航运技术与发展趋势”主题展开了深入交流。葡萄牙工程院院士、里斯本大学高等技术学院(Instituto Superior Técnico ，IST）杰出教授、里斯本大学海洋技术与海洋工程中心（CENTEC）主任（Scientific Coordinator）Carlos Guedes Soares教授在大会演讲和嘉宾对话环节，分享了他对航运业绿色智能技术发展的展望，以及里斯本大学海洋技术与海洋工程中心在智能船舶关键技术研究领域的突出成果。Carlos Guedes Soares教授也是国际船舶与海洋工程协会（SNAME）会士，并且荣获了美国机械工程师学会（ASME）终身成就奖，在船舶结构、系统可靠性和海洋工程等领域有着极高的学术影响力和国际知名度，具有丰富的研究经验和深厚的理论水平。会后，Carlos Guedes Soares教授接受本刊记者专访，向我们进一步介绍了航运4.0概念，并对自主航运发展面临的挑战和对策以及航运业绿色和智能转型之间的相互关系做了专业解读。
问：您在2023年世界航海科学技术大会上发表演讲时曾提到航运4.0，即“第四次航运业革命”，请您再详细介绍一下这一概念。
答：在制造业中，有一个概念已经发展了一段时间，如今被称为制造业4.0，航运4.0正是这一概念在航运业的延伸。制造业4.0反映了人类的第4代生产模式，其特征就是数据在我们的生产活动中得到了更广泛、深入的应用。当生产作业机械化，工厂能够实现大规模生产时，人们将这种变化称之为一场重大的工业革命。从人类开始发展计算机技术并在生产过程中集成应用计算机时起，我们就进入了第3代生产模式。
而在如今第4代生产模式下，人们正在生产大量数据，并且能够利用这些数据产出有价值的信息。这一过程在制造业中仍在继续进行，我们在航运业中也能找到相对应的概念，因为在航运业同样的变革也在发生，人们也在生产着不同层次的大量数据，同时也在利用数据挖掘和数据库程序等方式从数据中提取信息。因此，航运4.0这一概念所反映的就是当下行业中正呈现出的新发展模式。
问：目前我们处在航运4.0的初级阶段吗？
答：是的。要想处理好在此过程中面临的一切问题，我们还有很长一段路要走。当然，我们已经具备了许多有用的工具，例如，我们已经掌握和开发了处理数据的知识和工具，但我们依然还有很长的路要走。业界关于何时才能实现船舶自主航行的讨论已经明确了航运4.0过程中许多需要解决的挑战。对于其中一些挑战，我们已经找到了解决方案，但实施和测试这些方案还需要花费不少时间。因此，航运4.0是一个长期的过程。
问：您在演讲中还指出，商业航运的数字化以及自主航行和无人船将改变航运4.0的游戏规则，那么，您认为未来数字化和自主航运的发展将为海员带来什么样的影响？
答：要实现数字化和自主航运，海员将需要承担另一种新的职能。他们需要掌握更多数据处理和计算机方面的技能，因为他们的工作将更多地涉及到数据监测以及从数据界面了解船舶所处的状态。因此，他们需要对这些技术更加熟悉，并且清楚在设备出现故障时自己应做出何种反应。
在过渡时期，船上的配员会减少，岸上控制中心的人员则会增加。这也显示了行业不同以往的发展动向。一些领域已经出现了这种趋势，例如引航员工作方式的转变和船舶交通管理系统（VTS）的应用。现在，船舶交通监控系统已经在大量船舶上实现安装运行，许多过去需要登船工作的引航员如今可在船舶交通控制中心进行相应的操作。因此，在这方面，我们已经看到了航运业的转型。当行业中出现更多远程控制和自主航行船舶后，更多工作人员（即海员）会被转移到岸上控制中心。同样的，这也是一个需要经历很长时间才能走完的长期过程。
问：目前许多国家都在开展自主航运相关的研究，行业中也已经出现了一些成功的自主航行示范，在您看来，业界应如何从技术和法规层面建立起统一的国际标准呢？
答：事实上，目前已经有一些国际组织正在开展这方面的工作，试图制定不同领域的标准，例如国际海事组织（IMO）和国际标准化组织（ISO）。另外，我们也可以看到，业界有很多关于电子海图以及港口和进出港航道数据的讨论。在自主航运发展领域，有许多方面需要实现标准化，以便使其能在不同国家应用。但是，相关研究工作还会一直持续进行下去。不同国家的研究人员会不断尝试开发新的方案，并且推动技术进步，其中有一些方法经过实践证明具有相比其他方法更加优越的表现，那么，它们就会成为正在接受测试的同类方案的标准。
问：您曾指出，自主航运的发展仍然存在一些不利条件，例如额外的设备成本，设备故障以及网络安全风险等等，您认为业界应当如何克服这些不利条件？
答：首先，我们必须认识到问题所在，然后再努力寻找解决问题的办法。要想开发出自主航行船舶，我们必然需要用到额外的设备，但从另一方面来看，这些设备被生产出来之后，如果能够得到越来越多船舶的购买和使用，它们的价格就会逐渐降到一个合理的水平，这样的发展过程自然而然就形成了解决方案。
网络安全确实是一个非常重要的问题，同时也是许多行业都会面临的普遍问题，各国政府和许多机构的研究人员都在就此问题进行研究，不断改善安全状况。因此，我们应当明确自主航运发展存在哪些问题，在我们付诸实践，推广自主航行船舶的应用之前，及时制定解决方案。
此外，关于设备故障，我的观点是，我们从来都没有完美的解决方案。如果有人说自主航行设备能够消除人为失误，因为设备从来不会出错，这也是不正确的。设备有时候也会出现故障，所以我们必须始终小心谨慎，不要过度夸大技术的能力。
问：绿色和智能转型已成为当前航运业的两大发展趋势，船舶似乎既需要满足绿色环保的要求也需要迎合智能发展之势，您认为绿色和智能航运这二者之间存在着什么样的联系呢？
答：不仅是船舶需要绿色环保，社会上的其他一些活动也需要绿色环保，这是因为我们必须控制排放，其中的道理不言而喻。与此同时，如今的船舶正变得越来越智能化。应用智能技术可以节省资金，也有利于创造更加舒适的社会环境。因此，只要人们有信心能够成功地开发利用智能技术，我们就会这样做。智能和绿色航运的侧重点和紧迫性略有不同，向绿色航运过渡是我们必须尽快完成的任务，而智能航运转型则是在我们有相应的能力并且能够确保解决方案的安全性的情况下需要做的事。
此外，自动化和智能化还能够提高效率，也有助于航运业向着更加绿色环保的方向发展，因为自动化和智能技术可以更好地控制机械的运行及其所产生的排放物。这意味着，船舶智能化程度的提升可以改善并加快航运业的绿色转型。可见，这二者之间存在一种有趣的相互关系。
✦ 往期精彩回顾 ✦
END