液艙裝卸數(shù)字孿生系統(tǒng)建立及優(yōu)化方法

趙會軍,甘正林,齊 鳴

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油服務(wù)分公司,天津300452;2.武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司,湖北 武漢430085;3.上海中船船舶設(shè)計技術(shù)國家工程研究中心有限公司,上海 201114)

0 引言

液艙裝卸作業(yè)是實現(xiàn)船舶裝載必不可少的環(huán)節(jié)。該場景不僅是狹義范圍所指的液貨船的在港裝卸作業(yè),其他如原油生產(chǎn)平臺的加注和外輸、打撈救生作業(yè)、起重作業(yè)中的壓載水置換等所有發(fā)生于水面的船舶液艙與外部、液艙間的液體輸轉(zhuǎn),在廣義范圍內(nèi)都屬于船舶裝卸作業(yè)。

船舶液艙裝卸作業(yè)通常具有安全要求高、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜等特點,且由于船舶本身自重大、多系統(tǒng)布置及協(xié)調(diào)難度高,在機(jī)電系統(tǒng)控制,特別是自動化控制中,對系統(tǒng)的可靠性有著更高的要求。常規(guī)船舶的液艙裝卸作業(yè),主要由船員利用裝載計算機(jī)交互定義制定包含幾個重要調(diào)載節(jié)點的裝卸載計劃,調(diào)載節(jié)點逐一通過安全性校核后,根據(jù)計劃中調(diào)載時間點向閥門遙控、泵控以及其他相關(guān)裝卸系統(tǒng)下發(fā)啟停、開度等命令,從而實現(xiàn)液艙裝卸作業(yè)執(zhí)行。該作業(yè)過程執(zhí)行的效果對船員經(jīng)驗依賴程度較高。基于這種作業(yè)流程,用戶在預(yù)置典型工況基礎(chǔ)上經(jīng)過多次修改確定的裝卸計劃,在浮態(tài)、穩(wěn)性、強(qiáng)度等作業(yè)狀態(tài)或者安全性上,僅能實現(xiàn)“達(dá)標(biāo)”而非“最優(yōu)解”。為了更好地發(fā)掘船舶運輸及作業(yè)的潛力,提升船舶在液艙裝卸作業(yè)中的可靠性和自動化水平,行業(yè)內(nèi)近年來在液艙裝卸設(shè)備能力、數(shù)據(jù)分析、數(shù)字化呈現(xiàn)等方面都做了較深入的探索,船舶液艙裝卸系統(tǒng)綜合作業(yè)能力得到了長足的進(jìn)步。

本文以船舶典型的液艙裝卸載作業(yè)為應(yīng)用場景,圍繞船上現(xiàn)有液位監(jiān)測、浮態(tài)監(jiān)測、閥門遙控及其他貨物安全系統(tǒng),建立以各系統(tǒng)信息融合、智能決策、自主執(zhí)行為目標(biāo)的統(tǒng)一的液艙裝卸系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上,通過數(shù)據(jù)分析、智能算法、數(shù)值仿真等手段,實現(xiàn)作業(yè)過程的模擬、執(zhí)行過程的狀態(tài)預(yù)測及故障針對,以船舶裝卸相關(guān)系統(tǒng)為邊界,形成較完整的數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建框架。

1 船舶液艙裝卸系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著船舶智能化和信息化的發(fā)展,作為船舶重要的組成部分之一的液艙裝卸系統(tǒng)越來越趨于復(fù)雜化、智能化,成為融合傳感器、計算機(jī)、自動控制、電子信息、大數(shù)據(jù)技術(shù),以及船舶管理等多學(xué)科的綜合管理控制系統(tǒng)[1]。

船舶裝載及壓載由多個獨立的水密艙室實現(xiàn),各艙之間通常可裝載不同量的液體。隨著船舶功能性的增強(qiáng),船舶的艙室劃分也逐步向更多元、更密集的方向發(fā)展;如果是液貨艙,常設(shè)置隔艙,每個貨艙設(shè)有完全獨立的貨物裝卸系統(tǒng)和貨物維護(hù)系統(tǒng)。艙室裝卸系統(tǒng)方面,其控制系統(tǒng)的先進(jìn)性在船舶各系統(tǒng)中也是較為突出的。除了常規(guī)的液貨裝卸及壓載水置換系統(tǒng)外,液貨船基于安全性要求通常會配備液艙高位/高高位報警、惰性氣體系統(tǒng)等;根據(jù)裝載貨物特性,會配備如貨物冷卻液化和再氣化、加熱等貨物裝載輔助系統(tǒng)。此外,還會配備自動化的洗艙系統(tǒng)。

1.1 液艙裝載貨物的復(fù)雜性

除壓載艙外,液艙裝載貨物類型根據(jù)船型有很大區(qū)別[2]。即便是面向單一貨品的液貨船,如原油船、LNG船、LPG船等,也因其易燃易爆的特性,對壓力、靜電等環(huán)境物理狀態(tài)都十分敏感;同一類但不同體積質(zhì)量的貨物間、貨物與壓載水間,若發(fā)生接觸,可能產(chǎn)生如氧化、化合、分解等反應(yīng),這些都是液貨船裝配載過程中所必須要規(guī)避的[3]。液艙裝載貨物的復(fù)雜性,使得一般船員難以具備完善的艙室操作及設(shè)備維護(hù)能力,需要液艙裝卸系統(tǒng)具備一定的智能化和自動化水平,以應(yīng)對各種貨物特性[4]。

1.2 船舶液艙裝卸作業(yè)的復(fù)雜性

船舶液艙裝卸作業(yè)中,首先除了要考慮貨物本身特性帶來的危險外,因其過程中涉及的系統(tǒng)較多,操作本身也較為復(fù)雜。其次貨物的交接時間是有限的,且裝卸貨精度要求高,大幅增加了船舶裝卸作業(yè)本身的不確定性。以浮式生產(chǎn)儲卸油平臺(FPSO)為例,由于采油過程在環(huán)境條件允許的情況下是不間斷的,因而其液貨艙注入是連續(xù)進(jìn)行的過程。該過程通常會有一個或一對艙參與。當(dāng)前允許注入的艙室達(dá)到裝載量目標(biāo)后,通過調(diào)整液貨輸轉(zhuǎn)路徑實現(xiàn)注入目標(biāo)艙室的切換。達(dá)到裝載量目標(biāo)后,原油在一段時間沉淀后油水分離,底部含水量較高的原油需要通過倒艙轉(zhuǎn)移至制定艙室,倒艙過程至少會有2個液艙參與。同時周期性的,在FPSO達(dá)到一定的裝載總量后,會依計劃通過海底管線或者穿梭油輪卸載部分液貨,外輸作業(yè)參與艙室較多且多為同步進(jìn)行。此外,每個艙室在完成一次注入、外輸?shù)淖鳂I(yè)流程后,都需要通過洗艙為下一階段的作業(yè)循環(huán)做準(zhǔn)備,處于洗艙階段的艙室不會再參與原油輸轉(zhuǎn)的作業(yè)流程,直至洗艙作業(yè)完成。在FPSO的常規(guī)作業(yè)過程中,可能會有多至五、六種液艙裝卸過程同時進(jìn)行,每種過程都需要制定不同的策略,調(diào)動的設(shè)備范圍也大不相同。如果在這個過程中有智能化手段的輔助,則可以在提升裝卸作業(yè)、維持作業(yè)效率的同時,最大程度地避免船員的誤操作。

1.3 船員素質(zhì)和能力的復(fù)雜性

船舶裝卸作業(yè)通常由船上的大副負(fù)責(zé)監(jiān)督操作和執(zhí)行,操作人員本身除了要具備一般的操縱船舶基本技能外,還需要對裝載貨物本身的理化特性、裝卸設(shè)備安全操作規(guī)范、船舶總體性能(浮態(tài)、穩(wěn)性、強(qiáng)度)安全要求、應(yīng)急處理等有充分的了解和掌握。任何一個操作過程中的欠缺和疏漏,都可能導(dǎo)致船舶發(fā)生事故和無法挽回的后果。

此外,船舶作為最主要的大宗貨物運輸載體,相較其他運輸行業(yè),航運業(yè)工作時間長、工作強(qiáng)度大、技術(shù)要求高、工作環(huán)境差,人員調(diào)派困難、船員心理狀態(tài)欠佳情況時有出現(xiàn),這對于實船系統(tǒng)操作人員責(zé)任心和敬業(yè)心無疑提出了更高的要求。因此,通過采用智能化的貨物管理手段對船員的工作壓力可以起到非常大的緩解效果,提高了船舶的運營安全。

2 數(shù)字孿生在船舶裝卸系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 船舶裝卸數(shù)字孿生系統(tǒng)的一般組成

數(shù)字孿生系統(tǒng)并無通用的定義,通常它的主體是由特定物理空間下的物理對象、用戶實體、數(shù)據(jù)采集實體與設(shè)備控制實體在數(shù)字空間中構(gòu)建的數(shù)字孿生體,以及基于該孿生體提供的不同層級的預(yù)測、決策、控制策略構(gòu)成。從系統(tǒng)架構(gòu)上來看,一般會分為感知層、數(shù)據(jù)層、決策層、執(zhí)行層,在實現(xiàn)對物理對象狀態(tài)信息實時采集的基礎(chǔ)上,通過對數(shù)字孿生體的分析、訓(xùn)練等呈現(xiàn)物理對象的狀態(tài)或運動變化趨勢,從而輔助對物理對象進(jìn)行優(yōu)化、決策或控制。

船舶裝卸系統(tǒng)的感知層主要是由面向船舶總體狀態(tài)和設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測布置的傳感器組成的。當(dāng)前有液艙調(diào)載需求的船舶都會配備液位遙測系統(tǒng)、閥門遙控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng),依托這些系統(tǒng)部署在艙室或者設(shè)備內(nèi)部的傳感器,在提供艙室裝載狀態(tài)信息采集的同時,也會實時監(jiān)測相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)。當(dāng)前船舶總體及機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)的傳感器分布和反饋信號頻率、范圍,已足夠覆蓋船舶液艙裝卸系統(tǒng)的使用需求。

船舶液艙裝卸系統(tǒng)數(shù)字孿生體中數(shù)據(jù)層主要包括系統(tǒng)模型構(gòu)建和系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)。系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)包括船舶總體設(shè)計模型、艙室設(shè)計模型、設(shè)備性能參數(shù)模型等,是船舶液艙裝卸系統(tǒng)物理對象在系統(tǒng)中的數(shù)字映射。系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)主要來源是由各類傳感設(shè)備實時采集到的多模式、多類型的運行數(shù)據(jù),依據(jù)觸發(fā)事件一般包括狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)和預(yù)警/報警信息。系統(tǒng)將感知層采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)層的數(shù)字信號,需要首先確定數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)測點等,針對數(shù)據(jù)管理還涉及數(shù)據(jù)的存儲、清洗、分類、聚合和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等技術(shù)。

在掌握裝卸系統(tǒng)運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上,船舶液艙裝卸系統(tǒng)可以提供多層次、多維度的輔助決策建議,包括輸轉(zhuǎn)速率計算及擬合、配載方案制定、裝卸計劃制定、裝卸流程仿真、裝卸操作流程生成等,基于理論算法、智能算法、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)手段在裝卸輔助決策領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

船舶裝卸數(shù)字孿生系統(tǒng)必須要在決策層完成充分的分析、驗證、仿真后,方可下發(fā)具體的執(zhí)行指令,數(shù)字孿生系統(tǒng)的執(zhí)行層是對決策結(jié)果的檢驗,必須是可回放、可預(yù)測的;同時決策層也需要根據(jù)實際執(zhí)行和決策結(jié)果的偏離程度,不斷修正決策過程,實現(xiàn)數(shù)字孿生體向物理實體的逐步逼近。

船舶裝卸系統(tǒng)架構(gòu)圖見圖1。

圖1 船舶裝卸系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.2 船舶液艙裝卸數(shù)字孿生系統(tǒng)基本功能

(1)鏡像

數(shù)字孿生系統(tǒng)的鏡像是指在系統(tǒng)中建立物理對象的數(shù)字孿生體,在幾何尺度、物理屬性等方面與物理實體以適當(dāng)?shù)念l率保持一致,同時在系統(tǒng)中通過可視化手段展示[5]。基于數(shù)字孿生技術(shù),集成船舶液艙裝卸數(shù)字孿生系統(tǒng)感知層和數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)信息,建立FPSO裝卸系統(tǒng)的數(shù)字化模型。其中,船舶液艙裝卸系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測即是實現(xiàn)該系統(tǒng)在數(shù)字化環(huán)境中的鏡像,基于液位遙測、浮態(tài)監(jiān)測、裝卸設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測等高精度傳感器,以及信號處理手段,采集、篩選、處理船舶各系統(tǒng)信號,系統(tǒng)掌握船舶的裝載狀態(tài)及作業(yè)狀態(tài)。

(2)歸因

數(shù)字孿生系統(tǒng)的歸因是指通過數(shù)字孿生體實現(xiàn)對物理對象動態(tài)的、趨于實時的監(jiān)測,基于所得的監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史信息推送對物理對象當(dāng)前狀態(tài)及成因的判斷結(jié)果[5]。船舶裝卸數(shù)字孿生系統(tǒng)要求系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)采集反映的船舶及設(shè)備狀態(tài),通過裝載計算模塊自動計算特定狀態(tài)下的船舶總體狀態(tài)及安全校核結(jié)果。

(3)預(yù)知

數(shù)字孿生系統(tǒng)的歸因是指通過數(shù)字孿生體,在數(shù)字空間對物理對象的設(shè)計、制造、測試、運行與維護(hù)、拆解與報廢等過程進(jìn)行集成的模擬、仿真與驗證,并在系統(tǒng)中實現(xiàn)對物理對象未來狀態(tài)的預(yù)測,從而判斷其潛在的缺陷與風(fēng)險[5]。船舶艙室狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)除了可以完整地體現(xiàn)船舶當(dāng)前工作狀態(tài)外,也可以通過數(shù)據(jù)變化預(yù)測狀態(tài)變化趨勢,如可根據(jù)液位遙測采集到的艙室裝載率變化,計算液體裝卸速率,預(yù)測未來各時間點艙室的裝載狀態(tài),進(jìn)一步預(yù)測全船的作業(yè)狀態(tài)。

(4)優(yōu)選

數(shù)字孿生系統(tǒng)的優(yōu)選是指通過數(shù)字孿生體,在數(shù)字空間分別對多種決策方案下的物理對象性能、缺陷、風(fēng)險等進(jìn)行模擬、比對,進(jìn)而選擇決策方案或?qū)Q策提出建議,包括決策支持、自動化決策[5]。船舶裝卸數(shù)字孿生系統(tǒng)要求根據(jù)配載需要智能推送滿足船舶作業(yè)條件及船舶作業(yè)狀態(tài)要求的優(yōu)化配載方案;同時,根據(jù)裝卸作業(yè)要求和設(shè)備狀態(tài),實現(xiàn)裝卸計劃的智能生成及模擬,并智能生成裝卸作業(yè)操作方案。

(5)自主

自主是數(shù)字孿生系統(tǒng)的落腳點,即通過系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字孿生體與其物理對象之間動態(tài)互動,數(shù)字孿生體向物理空間反饋物理實體的執(zhí)行動作,從而實現(xiàn)系統(tǒng)自動運行[5]。船舶裝卸數(shù)字孿生系統(tǒng)通過對裝卸系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的控制,實現(xiàn)裝卸計劃的自主執(zhí)行;執(zhí)行過程中收集控制對象狀態(tài)反饋,狀態(tài)異常時啟動相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)措施。

基于數(shù)字化孿生基本要素,面向船舶裝卸系統(tǒng)軟件業(yè)務(wù)流程,結(jié)合計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù),在狀態(tài)監(jiān)測和過程仿真兩方面開展技術(shù)優(yōu)化,將采集、監(jiān)測的數(shù)據(jù)和性能模型(如流速計算等)整合一體化,通過驅(qū)動數(shù)字模型,完成過程仿真的優(yōu)化驗證,智能化生成船舶裝卸方案等,實現(xiàn)裝卸計劃的自主執(zhí)行。

3 面向數(shù)字孿生的船舶裝卸系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 狀態(tài)監(jiān)測優(yōu)化

在船舶裝卸系統(tǒng)中,狀態(tài)監(jiān)測多來自于傳感器直接采集信號的反饋。這些對艙室或者設(shè)備狀態(tài)的反饋數(shù)據(jù)顯示在系統(tǒng)的數(shù)字化模型中,可以較全面地體現(xiàn)數(shù)字孿生系統(tǒng)鏡像的特性。現(xiàn)有傳感器采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)也是船舶裝卸系統(tǒng)工作狀態(tài)趨勢判斷、預(yù)警及風(fēng)險規(guī)避依賴數(shù)據(jù)的唯一來源,其中最主要的是通過艙室液位變化分析得到的流速數(shù)據(jù)。

受限于設(shè)備成本和安裝數(shù)量的限制,用于檢測流速數(shù)據(jù)的流量計通常僅布置在貨油管線或者壓載管線的總管位置,而在進(jìn)入各艙的支管位置并沒有獨立的監(jiān)測設(shè)備。很多情況下,進(jìn)入各艙液體流速受到船舶姿態(tài)、管線內(nèi)液體的密度(粘稠度)、管線內(nèi)壁的材質(zhì)、管網(wǎng)高度落差、艙室距離離心泵輸出口的距離等諸多因素影響。現(xiàn)有的流速解決方案通常是根據(jù)目標(biāo)液艙過去一段時間裝載體積變化,在時間跨度上平均計算得到。由于船舶通常處于一種波動的狀態(tài)下,加之液位信號采集的頻率較低,這樣得到的結(jié)果難以反映實時的流速,易產(chǎn)生突變,極大影響了對未來狀態(tài)預(yù)知的準(zhǔn)確程度。當(dāng)前可行的優(yōu)化手段可從以下2方面入手:

(1)建立管線內(nèi)流速理論計算模型

基于設(shè)備性能參數(shù),建立泵功率和轉(zhuǎn)速、閥門開度、管線流速間的數(shù)值關(guān)聯(lián);基于泵及閥門的設(shè)計參數(shù),建立初步的流速曲線;根據(jù)液體密度(粘稠度)、管內(nèi)壁材質(zhì)建立流速模型;根據(jù)裝卸實際環(huán)境修正各液艙的流速曲線。

(2)基于實船數(shù)據(jù)建立流速擬合模型

實時采集裝卸過程中的艙室裝載液位高數(shù)據(jù),通過機(jī)器學(xué)習(xí),建立船舶姿態(tài)、液體密度(粘稠度)、艙室位置、閥門開度等條件下對應(yīng)的液位高采集片段;基于對應(yīng)片段,建立流速擬合曲線,從而實現(xiàn)基于實船數(shù)據(jù)的流速擬合模型。

3.2 過程仿真優(yōu)化

完備的仿真運行環(huán)境有助于生成可靠的船舶裝卸系統(tǒng)智能決策方案;實船采集數(shù)據(jù)也需要完備的仿真環(huán)境以回歸和驗證。所以,一套完整的數(shù)字化船舶裝卸系統(tǒng)仿真環(huán)境對于系統(tǒng)的自我完善和優(yōu)化至關(guān)重要。

以船舶自主裝卸系統(tǒng)為研究對象,構(gòu)建跨流體、機(jī)械、控制、電氣等專業(yè)的船舶自主裝卸系統(tǒng)的多領(lǐng)域模型庫,根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)標(biāo)定系統(tǒng)關(guān)鍵部件仿真模型,將設(shè)計知識和設(shè)計經(jīng)驗以模型的方式進(jìn)行表達(dá)與積累。

根據(jù)裝卸系統(tǒng)的拓?fù)湓?通過拖拽組件調(diào)用模型庫中的模型,集成為系統(tǒng)仿真分析模型。以自主裝卸系統(tǒng)系統(tǒng)仿真模型為對象,開展以下工作:

(1)自主裝卸流程的仿真驗證分析。

(2)自主裝卸系統(tǒng)的壓力、流量動態(tài)響應(yīng)分析。

(3)自主裝卸控制算法的仿真驗證分析。

(4)針對局部設(shè)備故障工況下,控制器故障處理能力仿真分析。

(5)以仿真結(jié)果數(shù)據(jù)為驅(qū)動,對自主裝卸過程進(jìn)行動態(tài)展示。

規(guī)范以當(dāng)前型號為代表的自主裝卸系統(tǒng)研制流程,提供數(shù)字化快速設(shè)計驗證條件,為后續(xù)相關(guān)裝備的快速設(shè)計迭代過程提供基礎(chǔ)仿真驗證平臺。

基于需求分析的結(jié)果,完成系統(tǒng)功能分解,根據(jù)產(chǎn)品功能性能指標(biāo)要求,對其進(jìn)行分解得到系統(tǒng)的各個功能模塊;再從組件→子系統(tǒng)→系統(tǒng)進(jìn)行自底向上的系統(tǒng)模型構(gòu)建,得到各系統(tǒng)仿真模型;基于所構(gòu)建的模型,根據(jù)理論知識或試驗數(shù)據(jù)對其進(jìn)行驗證,并對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,得到經(jīng)過驗證的組件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)模型;結(jié)合需求分析得到的產(chǎn)品功能指標(biāo),基于各系統(tǒng)模型對其進(jìn)行全數(shù)字仿真分析,以保證系統(tǒng)模型能夠滿足指標(biāo)要求。

3.3 自主執(zhí)行優(yōu)化

船舶裝卸系統(tǒng)自主執(zhí)行通常遵循以下流程:

(1)制定裝卸作業(yè)計劃,確定艙室在裝卸計劃各階段調(diào)載目標(biāo)。

(2)設(shè)置裝卸作業(yè)計劃執(zhí)行確認(rèn)。

(3)基于貨油艙、壓載艙及相關(guān)裝卸設(shè)備關(guān)系表,自動生成設(shè)備操作計劃。

(4)根據(jù)當(dāng)前艙室裝載及船舶狀態(tài)自動校準(zhǔn)計劃實施情況,并評估距離階段目標(biāo)狀態(tài)剩余時間。

(5)在正確時間點下發(fā)各艙室階段調(diào)載目標(biāo)。

這種方式的優(yōu)勢如下:

(1)制定的計劃一定是被驗證安全可靠的,實際操作過程中只需要監(jiān)測計劃執(zhí)行精度,而船舶本身的安全性通常被認(rèn)為是可靠的。

(2)執(zhí)行過程中不會產(chǎn)生較大的設(shè)備操作調(diào)整,只要裝卸初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)沒有重大調(diào)整,計劃可完成程度有保證。

這種方式的劣勢如下:

(1)針對FPSO、挖泥船等裝卸作業(yè)執(zhí)行過程連續(xù),沒有明顯初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)的裝卸過程,自主裝卸的計劃無法生成。

(2)執(zhí)行過程中如果船體、艙室、設(shè)備狀態(tài)出現(xiàn)異常,應(yīng)急響應(yīng)能力較弱。

應(yīng)對這些情況,可考慮采用自主尋跡的方式。根據(jù)當(dāng)前船舶、艙室、設(shè)備狀態(tài),實時生成未來一段時間的液艙裝卸計劃,并根據(jù)反饋的系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀態(tài)優(yōu)化裝卸流程和操作計劃。

4 結(jié)語

船舶液艙裝卸過程具有影響因素多、貨物對環(huán)境狀態(tài)敏感等特點。裝卸作業(yè)環(huán)境條件、輸轉(zhuǎn)液體密度、參與裝卸艙室的選取、船舶總體靜水性能等,都會對裝卸的效率及安全性產(chǎn)生深刻的影響。本研究基于數(shù)字孿生系統(tǒng)的功能要素,提出了智能化、自動化大背景下船舶艙室裝卸系統(tǒng)的建立思路。通過船舶裝卸系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、設(shè)備技術(shù)條件和自主決策方案的使用現(xiàn)狀,提出了船舶液艙裝卸系統(tǒng)的優(yōu)化方向,在確保裝卸過程安全可靠的基礎(chǔ)上,為有效提升裝卸過程的執(zhí)行效率和自主程度,進(jìn)而提升船舶貨物管理智能化水平提供了新思路。