海洋卫士压载水

韩国:立足“智能自航船舶”赢先机

2019-11-20 22:10:40
来源:中国船舶报 编辑: 国际船舶网 我有话要说

资料图 supplychain247.com

“在数字化制造这条路上,大家的起跑线都是一样的。不少海外国家正全力投资智能自航船舶发展。在中日韩三足鼎立的国际船舶市场激烈竞争中,担心被赶超的韩国,只有紧紧抓住大数据、人工智能等技术,才能在未来的发展中再次赢得先机。”业内专家表示,选择走智能自航船舶和港口应用服务路线,是韩国不得已而为之,因为它已经没有第二条路可以走了。

近年来,在推进智能船厂建设方面,韩国的态度相当积极。根据记者目前拿到的一份韩国《智能自航船舶及航运港口应用服务开发》项目单(详情见文末)可以看出,前有“订单荒”后有中日船企追赶的韩国,迫切希望利用物联网和自动化技术等,减少不必要的开支、提高生产效率,并依靠该技术研发高附加值智能船舶,抢占市场新的制高点。

智能是知识的应用,智慧是知识的创新

2017年11月,韩国总统文在寅提出要制定智能海上物流及核心成长先驱项目政策。

2018年1月,文在寅参观韩国大宇造船海洋时表示,要提升大宇造船海洋在未来全球造船工业中的核心竞争力,强化应对措施,立足绿色、自航技术等新技术,为船舶配套实证、自航核心技术及船舶开发带来新动能,进一步巩固全球影响力。同年,在韩国政府明确的100个国家课题中,第34条和第80条分别提出,要挖掘培育高附加值未来型新产业(智能船舶),协同海运和造船行业共同建设海运强国。

近日,韩国正式启动自动航行船舶开发项目。该项目包括四大领域共计13个课题,项目周期为2020至2025年,计划总投资为1603.2亿韩元(约合9.7亿元人民币),旨在开发自动航行船舶核心技术,并通过示范实现早期商业化的基础,为2030年50%的自动航行船舶市场提前布局。

韩国政府认为自动航行船舶将成为集物联网、大数据、人工智能等核心要素于一体的高附加值船舶。

业内人士表示,韩国船舶工业正在进行数字化改革,就是信息和通信技术(ICT)融合,即将云计算、大数据、人工智能等新一代信息通信技术与信息化、自动化技术融合,实现人与设备、设备与设备之间的纵向集成,实现整个工厂内部的联结。

从目前韩国智能船厂推进情况来看,智能船厂是通过新一代ICT技术,实时收集厂区内的所有人、物、空间的数据,经过大数据、人工智能等技术的加工,形成设计、生产、管理模式的颠覆性变化。

“知识是数据的沉淀,智能是知识的应用,智慧是知识的创新。”业内人士表示,韩国推行的智能船厂,其实就是将所有的流程融入到数据链中,但不是真正意义的“智能”。只有实现数据代替人类做分类和关联工作,最终使数字化技术具备人类思考的能力,才能称之为智能。未来,智能制造会更多地应用在标准化、规模化的建造上,例如汽车、工业零件等。

科技较量的外世界,生存而战的内世界

新型智能客服、大数据潮流趋势分析、区块链技术……刚刚过去的“双十一”,与其说是消费者的狂欢,不如说是一场各大电商平台的科技较量、一次智力爆表的科技竞赛。

“蚂蚁金服”开设智能客服系统,具备了“未卜先知”的能力;京东打造“诸葛·智享”智慧供应链商家开放平台,帮助商家洞察市场、精选商品、优化定价。

“如今,墙外的世界飞速发展,人们已经被数据包围、享智能服务,科技深入渗透了每个人的生活和工作,但墙内的船舶工业,其数字化发展才刚刚起步。”业内人士说,“尽管其他行业的数字化发展正在潜移默化影响着船舶工业,但当前船舶工业务必为之的改革路径,就是快速打破藩篱,跟上外部世界的科技步伐,让软件和机器替代部分人的工作。”

“火不烧到屁股,大家是不会跑的。”业内人士表示,这场变革,与其说是数字化转型,不如说是为生存而战。

作为资本密集、技术密集、劳动密集、时间密集型行业,船舶行业产出的是定制化产品,也是整个制造业中单件产品价值量最大的产品之一,要推行数字化发展,其中涉及的对象和环节非常多,相关联的复杂程度在一定程度上影响了船舶工业的数字化发展。与此同时,船舶产品仅仅是全球物流链中的小小一环,从航运公司、货主到港口国再到船级社等,一旦涉及到新技术的应用,牵一发而动全身,这使得船舶工业在整个环节里比较“被动”。尤其是任何技术的改进和更迭,其相应的国际海事组织(IMO)法规最快要一年半才能通过。如此的延迟效应,进一步加剧了如今船舶工业的“传统”。

随着新一代信息通信技术在制造业领域的普及和应用,工厂车间内越来越多功能强大的智能设备以无线方式实现了与互联网或设备之间的互联,通过物理世界和信息世界以信息物理系统(CPS)的方式相融合。

就船舶工业而言,完全使用机械代替人工存在很大难度。届时,即便是智能化发展到一定程度,预计有70%的生产过程仍需要人的参与。因此,韩国打造数字化船厂,不是完全实现机器代替人,而是让人和物的超连接、超智能化提升竞争力并创造收益。

高速迭代意味淘汰,3D打印引爆变革

科技变革的大环境下,人们看到的是更多的选择和更优质的服务,还有更多样的营生方式。正如我们看到“双十一”创造了很多个“来钱快”的渠道一样,当下年轻人更愿意选择轻松的方式谋生,这也造成了技术型人才的“金贵”。对于韩国船舶工业来说,高端技术人才的流失、断代问题也相当严重。“手上功夫越来越差,是不争的事实。”业内人士表示,如果说“人”是生产环节中最大的障碍,那么提高“人”因素之外的东西,是韩国船舶工业要思考的严肃问题。目前,英国正在研发的“人体骨骼”,已经实现了让软件和机器去替代人搬东西。未来,实现“一半人、一半机器”的操作现场,是之后15年内可以看到的船厂图景。

虽然工业基础强,但韩国依旧面临“船舶行业是传统行业”的现实。在传统工艺上,韩国船厂已经做到极致,或者说已经到了天花板,下一步,单位时间的工艺创造值才是最大的追求,这也是韩国造船业在市场低迷期间保持国际竞争力的有效对策。

2018年,大宇造船海洋与韩国最大的搜索引擎和门户网站运营商Naver签订了“智能船舶4.0服务”基础设施建设合作协议,双方共同推进此项目。在船舶物联网系统方面,大宇造船海洋计划引入英特尔物联网解决方案。同年7月,大宇造船海洋从英国劳氏船级社(LR)获得了智能船舶网络保安技术的基本认证,并加快推进有关技术开发工作。

与此同时,现代重工于去年3月获得了美国船级社(ABS)颁发的全球首个关于智能船舶解决方案的网络保安技术认证证书。在物联网快速发展、信息交流日益活跃的背景下,“黑客”等网络威胁增加的可能性也在不断加大,该技术就是为了事前防范这一风险。

技术迭代速度愈发迅猛的当下,回看过去5年、展望未来5年,这两个时间段的发展速度绝对是不一样的。科技的力量强有力地推动着社会向前走,这也意味着“淘汰”成为了一件“不需要商量的事”。

“如果有一种替代海运的产品出现,船舶工业的发展将发生革命性变化。”业内人士表示,基于金属颗粒、塑料粒子、高分子材料为核心的3D打印,是一项颠覆生产模式和海运原材料的技术。当前该技术已经应用于工艺品和高科技产品,例如飞机机身、机床机架等,下一步,3D打印技术将应用在更广泛的领域。目前,德国德累斯顿工业大学(TUD)研发了一种名为CONPrint3D的建筑3D打印技术,可实现大尺寸的混凝土3D打印,这意味着更大规模的打印产品将进入到3D领域。同时,3D打印的逆向操作也在持续研发中,该技术可实现打印产品的回炉重造,再塑新品,达到可循环、绿色、环保的效果。试想不远的未来,在消费国、生产国、资源国三大角色的全球环境中,一旦3D打印技术成熟化、灵活化、高端化,人们仅依靠3D打印就能在有限空间内实现小型物品的成型、大型物品的锻造,这将极大地降低某些货物的运输需求,那么资源国的原材料、货物不再需要漂洋过海,输送到消费国,届时,船舶工业的未来又在哪里?

韩国《智能自航船舶及航运港口应用服务开发》项目

总体目标:

造船产业全球第一(2017年全球第二)

航运产业全球前十(2017年全球第十三)

海上物流费用减少10%~20% (括船舶—港口物流)

企业间技术合作前十(2015年经济合作与发展组织排名第二十二)

项目时间:

2019~2024 年(共计6年,前4年为技术开发阶段,后 2年为实证、运营阶段)

项目经费:

共计5848亿韩元(约合34.4 亿人民币)

其中,国拨4341亿韩元(74.2%),地方政府45 亿韩元(0.8%),民资1462 亿韩元(25.0%)。

项目一:

智能自航船舶开发

(硬件42 个、软件74个)

开发基于数据和决策的自航系统,并建造搭载该系统和配套的船舶(1700TEU LNG 动力集装箱船,往返中日韩三国路线)。

达到自主航行的第四阶段(即搭载4名船员,船员不参与驾驶,仅处理紧急问题)。船舶可实现远程控制、自航、经济模式、安全运航模式、智能维护保养等功能。

三大项目开展:智能自航船舶管理技术开发、智能自航系统开发、智能自航船舶建造及配套开发。

20个细分课题:

船体污染程度评估及管理系统开发

集装箱货物管理系统开发

智能自航船舶状态监控系统开发

智能异常问题及故障诊断、预测系统开发

智能自航船舶核心装备预防维护解决方案开发

基于可靠性工学的智能型配套维护保养协作系统开发

基于AR/VR 的船舶维修支持/培训解决方案开发

可防冲突、事故的航海认知系统开发

智能自航船舶航行环境信息支援技术开发

利用航行海域气象信息判断安全航线的支援技术开发

环境规则综合评估及管理系统开发

基于实际海域数据的经济运航优化技术开发

船舶能源综合管理系统开发

智能火灾、浸水事故应急系统开发

自航船舶装备功能安全性评估及性能验证仿真系统开

绿色 LNG 燃料推进系统开发

智能自航船舶综合流体性能预测技术开发

中小型集装箱船智能自航船舶设计及建造

智能自航船舶危险度评估技术开发

基于船舶数据分析结果应用至智能新船型设计技术开发

项目二

智能自航船舶试航中心开发

(硬件4个、软件10个)

试航中心基础设施构建及平台开发,开发陆上远程控制技术及运营模式,为智能自航船舶提供实证基础。

自航船舶试航中心包括监控室,远程会议室和办公室等空间。

在监控室可实现自航性能(船舶物体识别、躲避冲突、自航);网络安全性能(病毒及黑客应对);通信及控制性能(双方向通信、通信干扰、控制能力);装备及机器状态(状态监控、数据分析、信号处理功能)。同时,可采集船舶航行数据,进行大数据分析。

在实际海域船舶可自动航行,躲避障碍物,监控海况。

细分项目:

1。试航中心监控系统及决策支持技术开发

2.试航中心陆上信息系统连接及支持技术开发

细分课题:

试航及性能试验基础设施构建

智能自航船舶实时信息监控及基于大数据的船舶运行状态再现技术开发

智能自航船舶陆上远程控制技术开发

试航中心运营平台开发

远程控制危险要素分析及运营指导技术开发

自航船舶试航及性能评估流程/指导手册开发

项目三

智能自航船舶—试航连接系统开发

(硬件11个、软件19个)

智能自航船舶及试航中心间的稳定数据交换及信息共享,开发船舶和陆上间的连接系统。

细分项目:

1.船舶—试航中心数据连接技术开发

2.自航船舶及是试航中心平台技术开发

细分课题:

船舶—试航中心数据交换技术开发

船舶—试航中心间通信技术开发

高可用性船舶网络系统开发

智能自航船舶平台技术开发

船舶数据综合管理平台技术开发

智能自航船舶专用深度学习算法开发

试航中心综合安全及安保管理技术开发

项目四:

自航船舶——港口连接系统开发

(硬件14个、软件16个)

实现自航船舶在港口或航道上安全运营,以及自航船舶自动离/ 靠岸技术。

细分项目:

1。港口或航道安全运航及进出港技术开发

2.开发应对港口现代化自航船舶技术

细分课题:

基于状况识别的港内及航道自航技术及系统开发

基于 AR 的防碰撞船舶姿态保持系统开发

港湾内船舶事故危险度评估及应对技术开发

自航船舶自动离/靠岸系统开发

远程监视及控制技术开发

港界内冲突/触礁回避技术开发

自航船舶自动 AMP 连接技术开发

Flexible 码头起重机开发

自航船舶对应港口码头开发

集散中心运营系统—自航船舶信息整合及决策支持技术开发

自动系泊系统开发

自航船舶对应海上物流流程设计技术开发

项目五:

港界内自航船舶远程航行控制中心开发

(硬件14个、软件16个)

支援自航船舶在韩国港口内安全运营,紧急情况控制室(可从出发港口获取自航船舶信息)。

细分项目:

1。港界内自航船舶安全支援远程遥控中心开发

2。应用服务及远程遥控中心验证技术开发

细分课题:

运航状况控制运营平台及控制室开发

港界内自航船舶紧急情况远程控制技术开发

自航远程控制室运营及管理技术开发

基于自航船舶航行控制仿真系统的业务能力提升程序开发

Ship to Ship 数据交换及通信技术开发

Ship to 运航监控室数据通信安全技术开发

基于深度学习的决策支持系统开发

Ship to 运航监控室数据交换及通信技术开发

仿真验证基础设施构建及应用服务技术验证

用于验证应用服务技术的实际海域试验环境构建

项目六

自航船舶应用服务及制度开发

(硬件20个、软件30个)

应对完全无人船舶的相关法律、制度、规则规范、国际标准等方面的更新,开发培养人才的项目。

细分项目:

1.自航船舶应用服务开发

2.自航船舶法律、制度及人才培养开发

细分课题:

基于物联网的船员健康管理系统开发

资产(Asset)管理系统开发

海陆连接补给支援技术开发

自航船舶海盗等侵害势力自动应对技术开发

漏油、货物坠落等事故发生初期应对技术开发

船舶航海管理及维护保养管理技术开发

船员紧急逃生体系及救生艇自动化系统开发

利用物联网装备自航船舶验证及管理技术开发

自航船舶相互识别认证技术开发

基于港界内远程状况调节的危险分析及运营指导技术开发

智能海上物流开放平台构建制度开发

自航船舶事故责任及保险制度开发

自航船舶 IMO 国际组织应对体系构建

自航船舶推广及应用的商业化政策基础开发

自航船舶—港口自动连接标准化技术开发

自航船舶实用性推进法律体系及认证制度开发

自航船舶海陆运营教育培训项目开发

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