呂龍德
最近,工業和信息化部、交通運輸部、國防科工局聯合頒布《智能船舶發展行動計劃(2019-2021年)》(下稱《行動計劃》),為我國船舶工業提出了一個 “三年目標”:形成智能船舶發展頂層規劃,初步建立智能船舶規范標準體系,突破航行態勢智能感知、自動靠離泊等核心技術,完成相關重點智能設備系統研制,實現遠程遙控、自主航行等功能的典型場景試點示范,擴大典型智能船舶“一個平臺+ N個智能應用”的示范推廣,初步形成智能船舶虛實結合、岸海一體的綜合測試與驗證能力,保持我國智能船舶發展與世界先進水平同步。那么,我國智能船舶研制3年后是否能實現這一規劃?對此,業界充滿了希望和信心。
智能船舶是造船業必然趨勢
智能船舶是科技高速發展和時代進步的必然產物,隨著無人車、無人機技術發展,智能船舶已成為了造船航運業的未來方向和人工智能技術應用的熱點。當前,許多造船國家正在加緊研究智能船舶技術,爭搶這一“戰略高地”。其中,歐洲依托船配優勢在自主控制無人船研發方面快人一步,日本將智能船舶標準制定列為未來5年重點任務,韓國通過緊密的產用結合模式將自主研發的智能技術應用于大量新建船舶。此外,為打破智能船舶甚至無人船運營壁壘的海事法規也正在醞釀中。
在國內,智能船舶已被列為“中國制造2025”等國家戰略的重點發展對象。經過幾年發展,我國智能船舶研究加速推進,形成了《智能船舶規范》、《無人貨物運輸船技術要求》和《智能集成平臺檢驗指南》等系列技術文件,自主研發了全球首艘智能船舶“大智”號。最近,滬東中華為中遠海運集裝箱運輸有限公司建造的智能集裝箱船“中遠海運荷花”號也交付。《行動計劃》的推出,不僅說明了進軍智能船舶的緊迫性,而且凸顯了國家愈發重視的決心。
人工智能技術是實現智能船舶的基本支撐,目前已在多個領域得到了廣泛應用。通過人工智能技術的應用可提升智能船舶的識別能力與處理能力,使其具備類似于人的自主駕駛能力,這也是智能船舶發展的終極目標——無人駕駛船舶。全球已開展了多個智能船舶和無人駕駛船項目,包括我國綠色海豚38800噸智能示范船建造項目、代號“MARS”的無人駕駛船項目、DNV GL的無人運輸船設計項目、韓國現代重工的智能船舶聯網系統項目等。可以說,智能船舶研究正方興未艾,而人工智能技術必將推動智能船舶高速發展。
船舶功能向智能化轉變是不可逆轉的趨勢,這是因為智能化技術的融入將有效地提高船舶的安全性、經濟性和運營效率,使傳統造船業和航運業掀起顛覆性變革。雖然全球智能船舶研究還處于初級階段,智能船舶的定義、分級分類、標準體系、測試與驗證體系仍欠缺,尤其是相關國際海事公約法規研究剛剛起步。但是,這并不影響智能船舶蓬勃發展的進程,相反,智能船舶的開發速度更是呈現前所未有態勢。最近,ABS發布首組智能功能船級符號,就是對智能船舶未來的一個領先布局。
“三年計劃”鋪設廣闊路徑
《行動計劃》對今后三年的智能船舶行動路徑作了精心設計,明確指出應從強化頂層設計、突破關鍵智能技術、推動船用設備智能化升級、提升網絡和信息安全防護能力、加強測試與驗證能力建設、構建規范標準體系、推動工程應用試點示范、打造協同發展生態體系、促進軍民深度融合等九方面著力。這一路徑圖體現了全面、清晰和詳細的特點,對各個層面都有的放矢進行了周密部署,為行業、船企指明了方向,推出了實操細則,必將更加系統性、有效性地促進我國智能船舶的產業化進程。
從《行動計劃》的線路圖不難看出,突破智能船舶的基礎共性技術和關鍵核心技術,提升船舶總體、動力、感知、通信、控制、人工智能等集成創新能力,已經放到了很重要的位置。而對建設滿足多場景實船測試要求的水上綜合試驗場,打造智能船舶試驗、檢驗等服務體系,以推動智能船舶走向市場應用,也作了重點強調。可以說,這九大步驟雖有側重卻無先后之分,有條件的要開展,無條件或條件不成熟的也要創造條件。
雖然我國較早就進行了智能船舶研究,并取得一定成果,但總體來說還處于零敲碎打境地,加之產業鏈上下游協作不夠,一些環節落后脫節,形不成系統化、規模化和全局化,所以創新推進步伐還比較緩慢滯后。這對智能船舶發展相當不利,而《行動計劃》正有望彌補這一不足,可解決無的放矢、各自為戰、發展失衡的現實問題。由此可見,這項措施帶給造船業的影響絕非簡單的技術革命,而應該是蘊含更深的意義和作用。
總之,《行動計劃》放眼未來又立足實際,其鋪設的道路必然為業已積累了相當基礎的我國船舶工業步向智能快車道提供有力的引導性支持。
發展智能船舶的關鍵在哪?
業內曾預測,到2027年無人遠洋船將成為常態化。這也表明國際航運的趨勢必定是智能化,而我國大打智能船舶牌的力度越來越大。這從緊隨《行動計劃》又發布《智能航運發展指導意見》,即可略見一斑。
近年來,我國智能船舶研制方向雖然逐漸清晰并延伸,但全球智能船舶還處探索初級階段,智能感知等核心技術有待突破,正如有人指出:迄今為止,投入運輸應用的船舶只是實現個別功能系統智能化,而要達到無人駕駛遠洋航行還有較長一段距離。這也說明全面攻克全自主核心技術仍是發展智能船舶的當務之急。概括說,我國要在智能船舶上有所作為,起碼需要抓住三個關鍵點。
一是加強關鍵共性技術和系統設備研發,加快成熟智能技術工程化應用。這僅僅依靠造船行業的力量還是略顯薄弱,除了集聚業內企業、高等院校、科研院所、配套供應商合作,促進跨界聯動,推動互聯網、大數據、人工智能等領域專業企業、服務機構和航運業參與進來,也十分必要。另外,走出去開展有關智能船舶技術、產業、人才培養等方面的國際交流合作,高效利用全球創新資源,同樣是提升我國智能船舶發展能力的“重中之重”。
二是智能船舶發展的根本在于船舶配套設備及其技術,而我國船配水平還落后,特別是科技創新能力較差,國產化率低。這對于發展智能船舶是一個不言而喻的短板,因為國產船配核心技術跟不上,關鍵部件靠進口受人制約,要實現船舶智能機電一體化、環境感知、自動控制及人工智能等領先優勢,幾乎就是癡人說夢。因此,推動船配感知與控制基礎元器件、現有設備智能化升級和新型智能設備研制,提高國內船配核心智能水平和創新能力,已到了非常嚴峻的地步。正如中船黃埔文沖船舶有限公司副總經理王毅指出,只有布局智能船設備研發,通過提高智能船國產配套率,才能實現彎道超車。
三是智能船舶的標準規則構建與話語權。完善、規范的標準體系可有依有序地促進智能船舶的研發創新,而智能船舶的發展反過來也會推動各種標準建立和完善,更重要的是提高我國智能船舶制造和應用的國際地位。當前,全球智能船舶正處初始階段,國際海事界正在艱難探索智能船舶尤其是無人船的公約、規則。面對這樣同一條起跑線,對任何一個造船國家都是挑戰,更是機遇,因為誰掌握了規則話語權,誰就能占據了智能船舶的主導權和主動權。雖然我國已經出臺了一些智能船舶乃至無人船的規范技術文件,但還遠遠不夠,所以在健全智能船舶規范、基礎通用標準等國內標準體系的基礎上,努力參與國際標準規范的制定和修訂,也是至關重要。
實現目標不是夢
我國現代造船業經過二十多年努力,取得了舉世矚目的成就,這是無可爭辯的。近年來,在高質量發展戰略的引領下我國更是加快速度奔向造船強國,各種前沿技術和高附加值產品層出不窮,就連造船工業要求最高、難度最大的郵輪制造也業已進入制造階段,將在不久時間里推出中國造郵輪。這是日韓造船強國都做不到的事情,不但彰顯了我國造船業的崛起之勢不可擋,更說明了我國綜合實力的強大。
雖然我國造船業在高端、核心技術上與世界造船強國還有較大差距,但由于我國對新生事物智能船舶甚至無人駕駛船介入時間較早、重視程度較大,所以基本能保持與世界水平同步,不僅率先交付了智能散貨船和集裝箱船,而且無人船研究上也是成果累累,如無人船的實驗場地建設初見成效,應用于水質監測、水文測繪等領域的小型無人船屢見不鮮,特別是最近研制的 “智騰”號成功進行自主航行和自主避碰演示,標志著我國無人船探索取得了重要進展。
有這樣深厚的基礎和研發傳統,加上現在舉國由上至下重視齊發力,我國智能船舶發展前景更是一片光明。隨著《行動計劃》不斷落實推進,我國一定能實現今后三年的智能船舶發展目標,必將走在世界智能船舶的前列,跨入并跑甚至領跑位置。這是中國造船信心與決心的展現,更是中國力量的結果。
讓我們拭目以待!