2019年6月22日,全球首艘智能30.8萬(wàn)噸級VLCC“凱征”輪在大連順利交付運營(yíng),備受業(yè)界矚目。該輪為中船重工大船集團為招商輪船建造。作為國家工業(yè)與信息化部立項的高技術(shù)船舶研究重大專(zhuān)項—智能船舶的實(shí)船示范項目,其由中船重工大船集團、中國船級社、招商輪船、上海船舶研究設計院、中國船舶工業(yè)系統工程研究院、上海船舶運輸科學(xué)研究所、北京海蘭信數據科技股份有限公司、704所、708所等多家單位參研,入中國船級社(CCS)單一船級,獲得CCS授予的智能船舶附加標志i-Ship(N,M,Et,C,I),是截至目前全球首艘獲得智能船舶附加標志的VLCC。該輪的橫空出世,是典型的業(yè)界協(xié)同創(chuàng )新的結果,它的成功為智能船舶的發(fā)展起到了很好的示范效應。
“凱征”輪是國內自主研發(fā)的第六代節能環(huán)保型VLCC,采用艉機艉槳設計,螺旋槳前部安裝前置預旋導輪,有效地增加了節能效果。該輪主要船舶參數如下:
總長(cháng)332.68 米,型寬60米,型深30米,設計吃水20.5米,結構吃水21.8米,總噸162629,凈噸101960,載重噸307568.90噸,設計航速15.7節,主機功率24720千瓦,續航能力達24000海里。
為滿(mǎn)足項目船舶科研以及智能規范和指南相關(guān)要求,示范船項目在符合常規所有VLCC油輪適用的公約、規范和相關(guān)要求前提下,還設置了網(wǎng)絡(luò )、信息兩個(gè)平臺系統,以及智能航行、機艙運維、能效管理、智能液貨、船岸一體通訊五個(gè)應用模塊,各個(gè)平臺和應用模塊主要實(shí)現的功能如下:
1、網(wǎng)絡(luò )平臺
為了滿(mǎn)足智能船舶上的應用程序要求,網(wǎng)絡(luò )平臺采用萬(wàn)兆級以太網(wǎng)技術(shù),以先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )結構為其它智能應用提供一個(gè)高性能、可擴展的平臺,具有網(wǎng)絡(luò )數據的高交換性能,可提供多媒體的數據支持能力。
2、信息平臺
作為滿(mǎn)足各個(gè)智能系統應用兼容性、開(kāi)放性和安全性要求的基礎,解決了全船信息的集成與融合、智能思維搭建問(wèn)題。主要完成了后臺服務(wù)端的數據計算與分發(fā),前臺應用集成與數據顯示的功能和工作。
3、智能航行
通過(guò)數據通信設備,獲取船舶航線(xiàn)海區的氣象海況信息,結合船舶油耗、航速、時(shí)間等要求,在保證船舶、人員和貨物安全的條件下,設計和優(yōu)化航路、航速,并通過(guò)信息采集,對本船與其它船舶間避碰提供輔助決策建議。
4、機艙運維
提供對主要設備(主機、發(fā)電機、鍋爐、推進(jìn)軸、部分重要風(fēng)機、泵組等)運行過(guò)程的健康狀態(tài)評估、健康狀態(tài)分析、健康事件處理、健康檔案與管理等,可根據上述情況為船舶操作者提供輔助決策建議。
5、能效管理
可實(shí)現船舶能效智能監測、能效/能耗實(shí)時(shí)分析與智能評估、節能減排輔助決策和輔助能效管理等。為船舶提供監測、分析、節能、報告等服務(wù)。在船舶不同縱傾條件下,生成相應的最佳配載方案。智能能效系統作為船東和船員的一種管理工具,通過(guò)系統提供的信息,達到使船舶以更經(jīng)濟、更環(huán)保方式運營(yíng)的目的。
6、智能液貨
將液貨系統與相關(guān)輔助系統集成化,通過(guò)監測、計算、分析,為貨艙和貨物保護提供輔助決策建議,指導整個(gè)系統的有效運行。
7、船岸一體通訊
在原有FBB/VSAT配置的基礎上,增加了3G/4G/WIFI等通訊設備,建立了船岸、船船的間接和直接通信鏈路,具備安全防護及數據加密處理能力。對智能平臺上傳的數據具有輕量化處理和壓縮功能。
除上述設備、模塊各自達到的智能功能之外,智能船舶通過(guò)不同系統數據的采集、通訊、整合,還實(shí)現了不同系統數據間的綜合分析和應用,使船舶操作者可以方便快捷地在一個(gè)工作終端核查其關(guān)注的各項信息,在設備異?;驁缶瘯r(shí),結合智能系統給出輔助決策建議,更便捷和有針對性地對發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行處理和解決,并可以通過(guò)智能系統自動(dòng)生成一些原本需要人工手填的文件資料。同時(shí),通過(guò)船岸傳輸,也使岸基管理人員實(shí)時(shí)了解到船舶的各項運營(yíng)參數,并在必要時(shí)為船上人員提供技術(shù)支持。智能系統作為船東和船員的一種輔助監控、分析、管理工具,可以不斷促進(jìn)船舶達到更加經(jīng)濟、更加環(huán)保方式運營(yíng)的目的。
作為智能船舶重大研究專(zhuān)項的參研單位之一,中國船級社(CCS)全周期參與了“凱征”輪的設計建造檢驗過(guò)程,借助之前長(cháng)期的相關(guān)技術(shù)積累,以及其它曾授予智能船舶附加標志的船舶建造檢驗經(jīng)驗,由系統超大型油輪總項目組協(xié)調,組織科創(chuàng )中心、智能工作組、能效工作組、船舶審圖中心、產(chǎn)品審圖中心、轄區建造入級處等多個(gè)部門(mén)一同協(xié)作,為該項目的順利開(kāi)展和最終圓滿(mǎn)交付提供了強有力和全方位的支持與保障。
在項目設計初期,針對船舶制造廠(chǎng)等客戶(hù)對于CCS智能船舶規范要求不了解、不熟悉的狀況,CCS積極組織專(zhuān)家進(jìn)行了規范要求的宣貫和講解。在部分智能系統檢驗指南的制定和頒布時(shí),充分與各個(gè)參研單位和客戶(hù)進(jìn)行研討和交流,吸納了很多優(yōu)質(zhì)和合理建議,在保證前瞻性的基礎上進(jìn)一步增強了標準要求的適用性。
項目建造推進(jìn)過(guò)程中,中國船級社系統專(zhuān)家、現場(chǎng)項目組在建造各方參與的智能系統多次技術(shù)交底會(huì )、協(xié)調會(huì )、評審會(huì )上,就CCS曾在其它船上發(fā)現的智能系統相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了梳理和介紹,并給出了預防性建議措施。根據建造現場(chǎng)的實(shí)際情況,還為船舶制造廠(chǎng)提供了智能系統/設備的現場(chǎng)檢驗關(guān)注點(diǎn)和預計難點(diǎn)講解,有效保證了船廠(chǎng)的施工建造質(zhì)量和生產(chǎn)調試計劃周期。結合各方智能船舶相關(guān)經(jīng)驗不足,首次接觸的情況,CCS系統內多地聯(lián)動(dòng),協(xié)助參研和供貨單位及時(shí)解決了智能系統的多個(gè)圖紙審核、產(chǎn)品檢驗取證等問(wèn)題。
為更好地確保航行安全并為客戶(hù)提供更好的服務(wù),在船舶建造調試階段,中國船級社組織系統專(zhuān)家,按照中國船級社《船舶網(wǎng)絡(luò )系統要求及安全評估指南》等要求,對“凱征”輪智能示范船安裝部署的智能網(wǎng)絡(luò )平臺和各子系統及關(guān)鍵設備,進(jìn)行了實(shí)船的網(wǎng)絡(luò )風(fēng)險評估分析。在智能相關(guān)系統安裝和調試檢驗階段,應船東公司的申請和需求,中國船級社還委托專(zhuān)業(yè)的風(fēng)險評估公司與現場(chǎng)檢驗部門(mén)配合,一起對該輪的智能系統和導航、操舵相關(guān)設備進(jìn)行了風(fēng)險評估分析和實(shí)船的測試驗證,識別了潛在風(fēng)險隱患,并判析了風(fēng)險劃分等級,提出了相關(guān)建議措施,為客戶(hù)提供了強有力的技術(shù)服務(wù)保障。
凱征”輪的成功交付,不僅在智能船舶的發(fā)展歷程中有著(zhù)重要意義,也標志著(zhù)中國開(kāi)啟了全球智能船舶和航運嶄新的一頁(yè)。此次示范應用船所得到的實(shí)踐數據和相關(guān)經(jīng)驗積累,將為智能船舶后續進(jìn)一步的升級和發(fā)展,提供寶貴的經(jīng)驗和有利的技術(shù)支撐。