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“在數(shù)字化制造這條路上,大家的起跑線都是一樣的。不少海外國家正全力投資智能自航船舶發(fā)展。在中日韓三足鼎立的國際船舶市場激烈競爭中,擔(dān)心被趕超的韓國,只有緊緊抓住大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù),才能在未來的發(fā)展中再次贏得先機(jī)。”業(yè)內(nèi)專家表示,選擇走智能自航船舶和港口應(yīng)用服務(wù)路線,是韓國不得已而為之,因為它已經(jīng)沒有第二條路可以走了。
近年來,在推進(jìn)智能船廠建設(shè)方面,韓國的態(tài)度相當(dāng)積極。根據(jù)記者目前拿到的一份韓國《智能自航船舶及航運(yùn)港口應(yīng)用服務(wù)開發(fā)》項目單(詳情見文末)可以看出,前有“訂單荒”后有中日船企追趕的韓國,迫切希望利用物聯(lián)網(wǎng)和自動化技術(shù)等,減少不必要的開支、提高生產(chǎn)效率,并依靠該技術(shù)研發(fā)高附加值智能船舶,搶占市場新的制高點(diǎn)。
智能是知識的應(yīng)用 智慧是知識的創(chuàng)新
2017年11月,韓國總統(tǒng)文在寅提出要制定智能海上物流及核心成長先驅(qū)項目政策。
2018年1月,文在寅參觀韓國大宇造船海洋時表示,要提升大宇造船海洋在未來全球造船工業(yè)中的核心競爭力,強(qiáng)化應(yīng)對措施,立足綠色、自航技術(shù)等新技術(shù),為船舶配套實證、自航核心技術(shù)及船舶開發(fā)帶來新動能,進(jìn)一步鞏固全球影響力。同年,在韓國政府明確的100個國家課題中,第34條和第80條分別提出,要挖掘培育高附加值未來型新產(chǎn)業(yè)(智能船舶),協(xié)同海運(yùn)和造船行業(yè)共同建設(shè)海運(yùn)強(qiáng)國。
近日,韓國正式啟動自動航行船舶開發(fā)項目。該項目包括四大領(lǐng)域共計13個課題,項目周期為2020至2025年,計劃總投資為1603.2億韓元(約合9.7億元人民幣),旨在開發(fā)自動航行船舶核心技術(shù),并通過示范實現(xiàn)早期商業(yè)化的基礎(chǔ),為2030年50%的自動航行船舶市場提前布局。
韓國政府認(rèn)為自動航行船舶將成為集物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等核心要素于一體的高附加值船舶。
業(yè)內(nèi)人士表示,韓國船舶工業(yè)正在進(jìn)行數(shù)字化改革,就是信息和通信技術(shù)(ICT)融合,即將云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息通信技術(shù)與信息化、自動化技術(shù)融合,實現(xiàn)人與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的縱向集成,實現(xiàn)整個工廠內(nèi)部的聯(lián)結(jié)。
從目前韓國智能船廠推進(jìn)情況來看,智能船廠是通過新一代ICT技術(shù),實時收集廠區(qū)內(nèi)的所有人、物、空間的數(shù)據(jù),經(jīng)過大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的加工,形成設(shè)計、生產(chǎn)、管理模式的顛覆性變化。
“知識是數(shù)據(jù)的沉淀,智能是知識的應(yīng)用,智慧是知識的創(chuàng)新?!睒I(yè)內(nèi)人士表示,韓國推行的智能船廠,其實就是將所有的流程融入到數(shù)據(jù)鏈中,但不是真正意義的“智能”。只有實現(xiàn)數(shù)據(jù)代替人類做分類和關(guān)聯(lián)工作,最終使數(shù)字化技術(shù)具備人類思考的能力,才能稱之為智能。未來,智能制造會更多地應(yīng)用在標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;慕ㄔ焐希缙?、工業(yè)零件等。
科技較量的外世界 生存而戰(zhàn)的內(nèi)世界
新型智能客服、大數(shù)據(jù)潮流趨勢分析、區(qū)塊鏈技術(shù)……剛剛過去的“雙十一”,與其說是消費(fèi)者的狂歡,不如說是一場各大電商平臺的科技較量、一次智力爆表的科技競賽。
“螞蟻金服”開設(shè)智能客服系統(tǒng),具備了“未卜先知”的能力;京東打造“諸葛·智享”智慧供應(yīng)鏈商家開放平臺,幫助商家洞察市場、精選商品、優(yōu)化定價。
“如今,墻外的世界飛速發(fā)展,人們已經(jīng)被數(shù)據(jù)包圍、享智能服務(wù),科技深入滲透了每個人的生活和工作,但墻內(nèi)的船舶工業(yè),其數(shù)字化發(fā)展才剛剛起步?!睒I(yè)內(nèi)人士說,“盡管其他行業(yè)的數(shù)字化發(fā)展正在潛移默化影響著船舶工業(yè),但當(dāng)前船舶工業(yè)務(wù)必為之的改革路徑,就是快速打破藩籬,跟上外部世界的科技步伐,讓軟件和機(jī)器替代部分人的工作?!?/p>
“火不燒到屁股,大家是不會跑的。”業(yè)內(nèi)人士表示,這場變革,與其說是數(shù)字化轉(zhuǎn)型,不如說是為生存而戰(zhàn)。
作為資本密集、技術(shù)密集、勞動密集、時間密集型行業(yè),船舶行業(yè)產(chǎn)出的是定制化產(chǎn)品,也是整個制造業(yè)中單件產(chǎn)品價值量最大的產(chǎn)品之一,要推行數(shù)字化發(fā)展,其中涉及的對象和環(huán)節(jié)非常多,相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜程度在一定程度上影響了船舶工業(yè)的數(shù)字化發(fā)展。與此同時,船舶產(chǎn)品僅僅是全球物流鏈中的小小一環(huán),從航運(yùn)公司、貨主到港口國再到船級社等,一旦涉及到新技術(shù)的應(yīng)用,牽一發(fā)而動全身,這使得船舶工業(yè)在整個環(huán)節(jié)里比較“被動”。尤其是任何技術(shù)的改進(jìn)和更迭,其相應(yīng)的國際海事組織(IMO)法規(guī)最快要一年半才能通過。如此的延遲效應(yīng),進(jìn)一步加劇了如今船舶工業(yè)的“傳統(tǒng)”。
隨著新一代信息通信技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域的普及和應(yīng)用,工廠車間內(nèi)越來越多功能強(qiáng)大的智能設(shè)備以無線方式實現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)或設(shè)備之間的互聯(lián),通過物理世界和信息世界以信息物理系統(tǒng)(CPS)的方式相融合。
就船舶工業(yè)而言,完全使用機(jī)械代替人工存在很大難度。屆時,即便是智能化發(fā)展到一定程度,預(yù)計有70%的生產(chǎn)過程仍需要人的參與。因此,韓國打造數(shù)字化船廠,不是完全實現(xiàn)機(jī)器代替人,而是讓人和物的超連接、超智能化提升競爭力并創(chuàng)造收益。
高速迭代意味淘汰 3D打印引爆變革
科技變革的大環(huán)境下,人們看到的是更多的選擇和更優(yōu)質(zhì)的服務(wù),還有更多樣的營生方式。正如我們看到“雙十一”創(chuàng)造了很多個“來錢快”的渠道一樣,當(dāng)下年輕人更愿意選擇輕松的方式謀生,這也造成了技術(shù)型人才的“金貴”。對于韓國船舶工業(yè)來說,高端技術(shù)人才的流失、斷代問題也相當(dāng)嚴(yán)重?!笆稚瞎Ψ蛟絹碓讲睿遣粻幍氖聦??!睒I(yè)內(nèi)人士表示,如果說“人”是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最大的障礙,那么提高“人”因素之外的東西,是韓國船舶工業(yè)要思考的嚴(yán)肅問題。目前,英國正在研發(fā)的“人體骨骼”,已經(jīng)實現(xiàn)了讓軟件和機(jī)器去替代人搬東西。未來,實現(xiàn)“一半人、一半機(jī)器”的操作現(xiàn)場,是之后15年內(nèi)可以看到的船廠圖景。
雖然工業(yè)基礎(chǔ)強(qiáng),但韓國依舊面臨“船舶行業(yè)是傳統(tǒng)行業(yè)”的現(xiàn)實。在傳統(tǒng)工藝上,韓國船廠已經(jīng)做到極致,或者說已經(jīng)到了天花板,下一步,單位時間的工藝創(chuàng)造值才是最大的追求,這也是韓國造船業(yè)在市場低迷期間保持國際競爭力的有效對策。
2018年,大宇造船海洋與韓國最大的搜索引擎和門戶網(wǎng)站運(yùn)營商N(yùn)aver簽訂了“智能船舶4.0服務(wù)”基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)合作協(xié)議,雙方共同推進(jìn)此項目。在船舶物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方面,大宇造船海洋計劃引入英特爾物聯(lián)網(wǎng)解決方案。同年7月,大宇造船海洋從英國勞氏船級社(LR)獲得了智能船舶網(wǎng)絡(luò)保安技術(shù)的基本認(rèn)證,并加快推進(jìn)有關(guān)技術(shù)開發(fā)工作。
與此同時,現(xiàn)代重工于去年3月獲得了美國船級社(ABS)頒發(fā)的全球首個關(guān)于智能船舶解決方案的網(wǎng)絡(luò)保安技術(shù)認(rèn)證證書。在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展、信息交流日益活躍的背景下,“黑客”等網(wǎng)絡(luò)威脅增加的可能性也在不斷加大,該技術(shù)就是為了事前防范這一風(fēng)險。
技術(shù)迭代速度愈發(fā)迅猛的當(dāng)下,回看過去5年、展望未來5年,這兩個時間段的發(fā)展速度絕對是不一樣的??萍嫉牧α繌?qiáng)有力地推動著社會向前走,這也意味著“淘汰”成為了一件“不需要商量的事”。
“如果有一種替代海運(yùn)的產(chǎn)品出現(xiàn),船舶工業(yè)的發(fā)展將發(fā)生革命性變化?!睒I(yè)內(nèi)人士表示,基于金屬顆粒、塑料粒子、高分子材料為核心的3D打印,是一項顛覆生產(chǎn)模式和海運(yùn)原材料的技術(shù)。當(dāng)前該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于工藝品和高科技產(chǎn)品,例如飛機(jī)機(jī)身、機(jī)床機(jī)架等,下一步,3D打印技術(shù)將應(yīng)用在更廣泛的領(lǐng)域。目前,德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)(TUD)研發(fā)了一種名為CONPrint3D的建筑3D打印技術(shù),可實現(xiàn)大尺寸的混凝土3D打印,這意味著更大規(guī)模的打印產(chǎn)品將進(jìn)入到3D領(lǐng)域。同時,3D打印的逆向操作也在持續(xù)研發(fā)中,該技術(shù)可實現(xiàn)打印產(chǎn)品的回爐重造,再塑新品,達(dá)到可循環(huán)、綠色、環(huán)保的效果。試想不遠(yuǎn)的未來,在消費(fèi)國、生產(chǎn)國、資源國三大角色的全球環(huán)境中,一旦3D打印技術(shù)成熟化、靈活化、高端化,人們僅依靠3D打印就能在有限空間內(nèi)實現(xiàn)小型物品的成型、大型物品的鍛造,這將極大地降低某些貨物的運(yùn)輸需求,那么資源國的原材料、貨物不再需要漂洋過海,輸送到消費(fèi)國,屆時,船舶工業(yè)的未來又在哪里?
韓國《智能自航船舶及航運(yùn)港口應(yīng)用服務(wù)開發(fā)》項目
總體目標(biāo):
造船產(chǎn)業(yè)全球第一(2017年全球第二)
航運(yùn)產(chǎn)業(yè)全球前十(2017年全球第十三)
海上物流費(fèi)用減少10%~20% (括船舶—港口物流)
企業(yè)間技術(shù)合作前十(2015年經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織排名第二十二)
項目時間:
2019~2024 年(共計6年,前4年為技術(shù)開發(fā)階段,后 2年為實證、運(yùn)營階段)
項目經(jīng)費(fèi):
共計5848億韓元(約合34.4 億人民幣)
其中,國撥4341億韓元(74.2%),地方政府45 億韓元(0.8%),民資1462 億韓元(25.0%)。
項目一:
智能自航船舶開發(fā)
(硬件42 個、軟件74個)
開發(fā)基于數(shù)據(jù)和決策的自航系統(tǒng),并建造搭載該系統(tǒng)和配套的船舶(1700TEU LNG 動力集裝箱船,往返中日韓三國路線)。
達(dá)到自主航行的第四階段(即搭載4名船員,船員不參與駕駛,僅處理緊急問題)。船舶可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、自航、經(jīng)濟(jì)模式、安全運(yùn)航模式、智能維護(hù)保養(yǎng)等功能。
三大項目開展:智能自航船舶管理技術(shù)開發(fā)、智能自航系統(tǒng)開發(fā)、智能自航船舶建造及配套開發(fā)。
20個細(xì)分課題:
船體污染程度評估及管理系統(tǒng)開發(fā)
集裝箱貨物管理系統(tǒng)開發(fā)
智能自航船舶狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)
智能異常問題及故障診斷、預(yù)測系統(tǒng)開發(fā)
智能自航船舶核心裝備預(yù)防維護(hù)解決方案開發(fā)
基于可靠性工學(xué)的智能型配套維護(hù)保養(yǎng)協(xié)作系統(tǒng)開發(fā)
基于AR/VR 的船舶維修支持/培訓(xùn)解決方案開發(fā)
可防沖突、事故的航海認(rèn)知系統(tǒng)開發(fā)
智能自航船舶航行環(huán)境信息支援技術(shù)開發(fā)
利用航行海域氣象信息判斷安全航線的支援技術(shù)開發(fā)
環(huán)境規(guī)則綜合評估及管理系統(tǒng)開發(fā)
基于實際海域數(shù)據(jù)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)航優(yōu)化技術(shù)開發(fā)
船舶能源綜合管理系統(tǒng)開發(fā)
智能火災(zāi)、浸水事故應(yīng)急系統(tǒng)開發(fā)
自航船舶裝備功能安全性評估及性能驗證仿真系統(tǒng)開
綠色 LNG 燃料推進(jìn)系統(tǒng)開發(fā)
智能自航船舶綜合流體性能預(yù)測技術(shù)開發(fā)
中小型集裝箱船智能自航船舶設(shè)計及建造
智能自航船舶危險度評估技術(shù)開發(fā)
基于船舶數(shù)據(jù)分析結(jié)果應(yīng)用至智能新船型設(shè)計技術(shù)開發(fā)
項目二:
智能自航船舶試航中心開發(fā)
(硬件4個、軟件10個)
試航中心基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建及平臺開發(fā),開發(fā)陸上遠(yuǎn)程控制技術(shù)及運(yùn)營模式,為智能自航船舶提供實證基礎(chǔ)。
自航船舶試航中心包括監(jiān)控室,遠(yuǎn)程會議室和辦公室等空間。
在監(jiān)控室可實現(xiàn)自航性能(船舶物體識別、躲避沖突、自航);網(wǎng)絡(luò)安全性能(病毒及黑客應(yīng)對);通信及控制性能(雙方向通信、通信干擾、控制能力);裝備及機(jī)器狀態(tài)(狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、信號處理功能)。同時,可采集船舶航行數(shù)據(jù),進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。
在實際海域船舶可自動航行,躲避障礙物,監(jiān)控海況。
細(xì)分項目:
1.試航中心監(jiān)控系統(tǒng)及決策支持技術(shù)開發(fā)
2.試航中心陸上信息系統(tǒng)連接及支持技術(shù)開發(fā)
細(xì)分課題:
試航及性能試驗基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建
智能自航船舶實時信息監(jiān)控及基于大數(shù)據(jù)的船舶運(yùn)行狀態(tài)再現(xiàn)技術(shù)開發(fā)
智能自航船舶陸上遠(yuǎn)程控制技術(shù)開發(fā)
試航中心運(yùn)營平臺開發(fā)
遠(yuǎn)程控制危險要素分析及運(yùn)營指導(dǎo)技術(shù)開發(fā)
自航船舶試航及性能評估流程/指導(dǎo)手冊開發(fā)
項目三:
智能自航船舶—試航連接系統(tǒng)開發(fā)
(硬件11個、軟件19個)
智能自航船舶及試航中心間的穩(wěn)定數(shù)據(jù)交換及信息共享,開發(fā)船舶和陸上間的連接系統(tǒng)。
細(xì)分項目:
1.船舶—試航中心數(shù)據(jù)連接技術(shù)開發(fā)
2.自航船舶及是試航中心平臺技術(shù)開發(fā)
細(xì)分課題:
船舶—試航中心數(shù)據(jù)交換技術(shù)開發(fā)
船舶—試航中心間通信技術(shù)開發(fā)
高可用性船舶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)
智能自航船舶平臺技術(shù)開發(fā)
船舶數(shù)據(jù)綜合管理平臺技術(shù)開發(fā)
智能自航船舶專用深度學(xué)習(xí)算法開發(fā)
試航中心綜合安全及安保管理技術(shù)開發(fā)
項目四:
自航船舶——港口連接系統(tǒng)開發(fā)
(硬件14個、軟件16個)
實現(xiàn)自航船舶在港口或航道上安全運(yùn)營,以及自航船舶自動離/ 靠岸技術(shù)。
細(xì)分項目:
1.港口或航道安全運(yùn)航及進(jìn)出港技術(shù)開發(fā)
2.開發(fā)應(yīng)對港口現(xiàn)代化自航船舶技術(shù)
細(xì)分課題:
基于狀況識別的港內(nèi)及航道自航技術(shù)及系統(tǒng)開發(fā)
基于 AR 的防碰撞船舶姿態(tài)保持系統(tǒng)開發(fā)
港灣內(nèi)船舶事故危險度評估及應(yīng)對技術(shù)開發(fā)
自航船舶自動離/靠岸系統(tǒng)開發(fā)
遠(yuǎn)程監(jiān)視及控制技術(shù)開發(fā)
港界內(nèi)沖突/觸礁回避技術(shù)開發(fā)
自航船舶自動 AMP 連接技術(shù)開發(fā)
Flexible 碼頭起重機(jī)開發(fā)
自航船舶對應(yīng)港口碼頭開發(fā)
集散中心運(yùn)營系統(tǒng)—自航船舶信息整合及決策支持技術(shù)開發(fā)
自動系泊系統(tǒng)開發(fā)
自航船舶對應(yīng)海上物流流程設(shè)計技術(shù)開發(fā)
項目五:
港界內(nèi)自航船舶遠(yuǎn)程航行控制中心開發(fā)
(硬件14個、軟件16個)
支援自航船舶在韓國港口內(nèi)安全運(yùn)營,緊急情況控制室(可從出發(fā)港口獲取自航船舶信息)。
細(xì)分項目:
1.港界內(nèi)自航船舶安全支援遠(yuǎn)程遙控中心開發(fā)
2.應(yīng)用服務(wù)及遠(yuǎn)程遙控中心驗證技術(shù)開發(fā)
細(xì)分課題:
運(yùn)航狀況控制運(yùn)營平臺及控制室開發(fā)
港界內(nèi)自航船舶緊急情況遠(yuǎn)程控制技術(shù)開發(fā)
自航遠(yuǎn)程控制室運(yùn)營及管理技術(shù)開發(fā)
基于自航船舶航行控制仿真系統(tǒng)的業(yè)務(wù)能力提升程序開發(fā)
Ship to Ship 數(shù)據(jù)交換及通信技術(shù)開發(fā)
Ship to 運(yùn)航監(jiān)控室數(shù)據(jù)通信安全技術(shù)開發(fā)
基于深度學(xué)習(xí)的決策支持系統(tǒng)開發(fā)
Ship to 運(yùn)航監(jiān)控室數(shù)據(jù)交換及通信技術(shù)開發(fā)
仿真驗證基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建及應(yīng)用服務(wù)技術(shù)驗證
用于驗證應(yīng)用服務(wù)技術(shù)的實際海域試驗環(huán)境構(gòu)建
項目六:
自航船舶應(yīng)用服務(wù)及制度開發(fā)
(硬件20個、軟件30個)
應(yīng)對完全無人船舶的相關(guān)法律、制度、規(guī)則規(guī)范、國際標(biāo)準(zhǔn)等方面的更新,開發(fā)培養(yǎng)人才的項目。
細(xì)分項目:
1.自航船舶應(yīng)用服務(wù)開發(fā)
2.自航船舶法律、制度及人才培養(yǎng)開發(fā)
細(xì)分課題:
基于物聯(lián)網(wǎng)的船員健康管理系統(tǒng)開發(fā)
資產(chǎn)(Asset)管理系統(tǒng)開發(fā)
海陸連接補(bǔ)給支援技術(shù)開發(fā)
自航船舶海盜等侵害勢力自動應(yīng)對技術(shù)開發(fā)
漏油、貨物墜落等事故發(fā)生初期應(yīng)對技術(shù)開發(fā)
船舶航海管理及維護(hù)保養(yǎng)管理技術(shù)開發(fā)
船員緊急逃生體系及救生艇自動化系統(tǒng)開發(fā)
利用物聯(lián)網(wǎng)裝備自航船舶驗證及管理技術(shù)開發(fā)
自航船舶相互識別認(rèn)證技術(shù)開發(fā)
基于港界內(nèi)遠(yuǎn)程狀況調(diào)節(jié)的危險分析及運(yùn)營指導(dǎo)技術(shù)開發(fā)
智能海上物流開放平臺構(gòu)建制度開發(fā)
自航船舶事故責(zé)任及保險制度開發(fā)
自航船舶 IMO 國際組織應(yīng)對體系構(gòu)建
自航船舶推廣及應(yīng)用的商業(yè)化政策基礎(chǔ)開發(fā)
自航船舶—港口自動連接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)開發(fā)
自航船舶實用性推進(jìn)法律體系及認(rèn)證制度開發(fā)
自航船舶海陸運(yùn)營教育培訓(xùn)項目開發(fā)