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我的航行我做主!——記全球首艘智能VLCC“凱征”號

記者 陳璐  中國船舶報

  6月的大連,晴空萬里。隨著一聲長笛鳴響,我國智能船舶隊伍又增添了一位新成員——全球首艘超大型智能原油船(VLCC)“凱征”號,該船也是全球首艘獲得智能貨物管理符號(C)的智能船舶。這艘集船舶航行輔助自動駕駛、智能液貨管理、綜合能效管理、設備運行維護、船岸一體通信5大智能系統于一體,囊括了數家船舶行業骨干單位智慧的船舶投入運營,標志著中國書寫了全球VLCC智能航運新篇章。

  “經過多年的努力,這艘智能船舶如期建成交付,是大船集團繼2018年成功交付全球首艘風帆助推VLCC后,同招商局能源運輸股份有限公司共同打造品牌VLCC的又一力作。”在船舶交付當天,中國船舶重工集團有限公司所屬大連船舶重工集團有限公司“凱征”號項目總設計師李志鵬激動地向記者介紹說,“盡管第一次設計建造智能船舶遇到了許多難題,但大船集團和眾多參研單位積極溝通、共同攻關,使所有智能項目報驗一次通過,并成功交船,對于參建人員來說是極大的鼓舞。”

 

“沒有一個樣例可以參考”

 

  2016年,由中國船舶工業集團有限公司所屬上海船舶研究設計院牽頭申報的智能船舶1.0研發專項正式立項。作為智能船舶1.0研發專項的依托工程,超大型智能原油船示范應用項目交由大船集團牽頭實施。

 

  為更好地推進超大型智能原油船智能系統應用研究及專有智能系統的開發,大船集團聯合招商輪船、中國船級社(CCS)、上海船院、中船集團所屬中國船舶工業系統工程研究院、上海船舶運輸科學研究所、北京海蘭信數據科技股份有限公司、中船重工第七〇四研究所等單位共同攻堅。“因為智能船舶在立項申報之初,并沒有一個樣例可以參考,因此,所有研究人員一起查找資料、研究、討論,往往工作至深夜,付出了很多努力。”李志鵬回憶說。

 

  針對VLCC高防爆要求、自主裝卸載、可隨時調整浮態、中低航速、航線相對固定等特點,大船集團聯合上海船院、系統工程研究院等參研單位,反復研究論證,以“互聯網+大數據”的理念,調研營運需求,全力開展網絡平臺和信息平臺頂層設計,確定智能VLCC技術方案并予以實施。

 

  2017年6月,大船集團與各參研單位討論并簽訂了項目技術協議。經過2天的協商,最終確定了網絡和信息2個平臺及5個智能系統的技術協議,明確了各系統的架構、功能、供貨范圍、交付時間,為智能VLCC示范船的建造以及按時交付奠定了基礎。

 

  此外,各單位通過整合實船已有的設備和系統,增加相關的硬件和軟件設施,采集滿足智能功能需求的數據,構建服務智能系統的全船綜合網絡信息平臺,以期為智能應用提供全面的數據支持。

 

  經過研發團隊的努力,大船集團完成了智能VLCC實船設計,并聯合七〇四所研發了智能液貨管理系統;上海船院完成了網絡平臺的開發;系統工程研究院、上海船研所、海蘭信等完成了信息平臺、能效管理、設備運維、智能航行等系統的開發。智能平臺和系統經過原理樣機驗證后,完成了工程樣機研制,獲得了CCS的認可,為實船建造和智能系統的安裝調試奠定了技術基礎。

 

“全靠科學合理組合”

 

 

  2018年4月10日,“凱征”號開工建造;2018年9月29日,實現鋪底;2019年3月22日,順利出塢。在這其中,大船集團結合智能船舶施工特點,做了充分的前期準備工作,編制智能系統安裝調試程序和計劃,組織各參研單位進行“四首四新”評審。

 

  與中船集團所屬上海外高橋造船有限公司建造、上海船院設計的40萬噸智能超大型礦砂船(VLOC)“明遠”號不同,“凱征”號的生產設計和詳細設計均出自大船集團之手,上海船院更側重負責這艘船的智能系統總體設計。“如果把船比做汽車,各個智能系統單元就好比其他企業生產的汽車上的導航、記錄儀、倒車影像等設備。我們自己設計制造汽車,再把導航、記錄儀、倒車影像等設備融入汽車設計,使其兼容、美觀、功能最強。”李志鵬說,“所以,VLCC是我們自己設計的,智能導航、船岸一體、設備運維、智能能效系統是我們同各參研單位一同開發的,智能液貨系統是我們牽頭研發的。我們在設計中讓實船和智能系統完全匹配,以達到研究目標。”

 

  面對十多家系統設備廠商集中在船上安裝調試的現狀和智能系統首次安裝遇到的難題,大船集團設立智能船舶總協調負責人,專門負責智能設備或系統的施工,組織召開智能船舶周例會,集中討論智能船舶施工難點,使各項問題得以快速有效解決。在大船集團項目組的統一協調下,各參研單位全力配合,僅用45天就完成了所有智能船舶設備調試報驗,為按期試航提供了堅實保障。

 

  2019年5月23日,“凱征”號駛離大船集團碼頭,進入航海試驗階段。大船集團牽頭研究編制了航海試驗程序、試驗計劃等,組織各參研單位和船東、船檢對試航計劃合理性進行評估和討論,將智能船交驗項目和常規交驗項目進行了科學合理地組合。經過為期5天的海試,“凱征”號2大智能平臺、5大智能系統總計77個報驗項目均一次通過,通過率為100%,得到了船東、船檢的高度認可。李志鵬說:“在試航過程中,‘凱征’號實現了對船舶的各個設備的狀態、燃油消耗,以及海浪、流速、風力、風向等信息進行監測,并對船舶的航線航速等進行了科學的規劃。”

 

  “82”是“凱征”號交付前的編號,也珍藏了該船所有參與人員美好的回憶。當這艘智能VLCC在試航時所有智能項目報驗完成并一次通過后,為表達喜悅心情,來自大船集團有關部門及船東、船檢、科研院所等單位的82人在甲板上組成了代表智能船舶簡稱標志的“i-SHIP”并拍照留念。其中,“i”由船東站隊而成,代表領頭團隊;“-”由CCS的5人組成,象征“凱征”號獲得的5個船級符號;“S”由大船集團項目組組成,代表船廠;“H”由上海船院、系統工程研究院、海蘭信、七〇四所、上海船研所等單位人員組成,寓意團結合作;“I”由大船集團設計院人員組成,代表智慧;“P”由大船集團生產部門組成,代表生產。

 

 


  通過前期的努力,全球首艘智能VLCC“凱征”號6月22日在大船集團成功交付,榮耀起航。據了解,“凱征”號是大船集團自主研發的第六代VLCC,同時也是其成功交付的第九十七艘VLCC。

 

“事情推進并非一帆風順”

 

 

  作為智能船舶1.0研發專項中的智能VLCC示范船,“凱征”號搭建了網絡和信息2大平臺,是全球第一艘獲得CCS i-SHIP(I,N,M,Et,C)及OMBO一人駕駛船級符號的VLCC,填補了行業空白;配備智能液貨管理系統,不僅實現了液貨相關系統的集中監測,還可提供有效的輔助操作決策;完成了開闊水域輔助避碰決策功能的實船驗證,提高了船舶航行安全水平;搭建了船岸、船船智慧通信網絡鏈路,實現了船岸、船船之間大數據的互通與共享;應用了“平臺+N個應用”的理念,為船企發展“制造+服務”積累了寶貴的經驗。

 

  除了擁有全球首艘的身份,智能液貨管理系統也是“凱征”號一大亮點。“‘凱征’號的智能液貨管理系統獲得了CCS授予的全球首個C符號,其運用為船員快速找到并解決問題提供了技術幫助,標志著該船在原油裝卸方面實現了智能化。”大船集團副總工程師關英華介紹說。此外,“凱征”號首次將全船的感知和信息采集點擴展了2倍以上,并新增采集視頻、語音等非結構化數據,智能界面數百個,實現了船內互通、船岸互聯,通過航路優化、縱傾優化、輔助決策等,在理想條件下,可實現綜合節能5%。

 

  智能液貨系統可實現數據收集、監測和報警的集成,以及輔助決策功能。“凱征”號的這套系統由2個工作站、2個網絡交換箱、1個數據處理柜和2個UPS等硬件組成。智能液貨系統與8大主要設備和系統進行數據傳輸,并與網絡平臺、智能配載儀進行數據交互,通過環網組成了智能液貨系統的整體架構。該系統實時采集貨油泵系統、閥門遙控系統、液位監測系統、可燃氣體探測系統、壓載水系統、壓載水處理系統、惰氣系統、ODME系統、油氣回收系統等過程數據,形成93個顯示和報警界面,可根據收集數據的狀態和數據的變化趨勢作出預測和警報,當發生報警時,還能提供相應的原因分析和排除方法。

 

  “事情推進并不是一帆風順的。”李志鵬回憶道,“智能液貨軟件編制之初,存在界面粗糙、輔助功能不足等問題。大船集團和七〇四所設計人員數百次反復修改,多次評審,最終優化了幾十個界面,完善了21項輔助決策功能,使其直觀而且功能強大,系泊和航海驗收工作一次成功,受到船東稱贊。”目前,該系統已設計輔助決策21類,參與輔助決策的數據點為231個,能為船員快速找到并解決問題提供技術幫助。

 

  智能船舶融合了現代信息技術和人工智能等新技術,具有安全可靠、節能環保、經濟高效等顯著特點,是未來船舶發展的重點方向,“凱征”號的交付為我國后續發展智能船舶積累了經驗。“總體而言,目前全球大型遠洋智能船舶仍處于探索和發展的初級階段。”關英華說,在成功研制全球首艘智能VLCC的基礎上,大船集團將通過“產學研用”的深度合作,不斷提升船舶智能化水平,推動船舶行業高質量發展,為進一步提升我國船舶工業的綜合競爭力作出新的更大的貢獻。


 
記者 陳璐  中國船舶報
2019-07-15
 
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