當(dāng)今的船舶行業(yè)，無論是從供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革觀之，還是從搶占未來發(fā)展制高點(diǎn)看，船舶智能化無疑是首選之路。
正是在這樣的背景下，工業(yè)和信息化部、國(guó)防科工局日前印發(fā)的《推進(jìn)船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型行動(dòng)計(jì)劃（2019-2021年）》明確指出，經(jīng)過三年努力，我國(guó)船舶智能制造技術(shù)創(chuàng)新體系和標(biāo)準(zhǔn)體系初步建立，切割、成形、焊接和涂裝等臟險(xiǎn)難作業(yè)過程勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，作業(yè)人員明顯減少，造船企業(yè)管理精細(xì)化和信息集成化水平顯著提高，2—3家標(biāo)桿企業(yè)率先建成若干具有國(guó)際先進(jìn)水平的智能單元、智能生產(chǎn)線和智能化車間，骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化造船……
A 造船新時(shí)代引爆智能化
智能化是船舶制造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)，近年來，由于自動(dòng)化、智能化理念的興起，智能船舶技術(shù)與智能船舶概念都加速落地，船舶智能化成為了全球航運(yùn)發(fā)展的主流趨勢(shì)。
對(duì)此，中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院高級(jí)工程師秦琦告訴記者：“信息和通信技術(shù)的快速發(fā)展將顯著改善海運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)領(lǐng)域的數(shù)字化水平，實(shí)現(xiàn)數(shù)字驅(qū)動(dòng)的海洋服務(wù)，例如優(yōu)化能源使用和提高能效、改善船舶性能、實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控和進(jìn)行氣候行程規(guī)劃。較高水平的系統(tǒng)自動(dòng)化、智能傳感器的可利用性和船舶與岸基之間的全球網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸將推動(dòng)遠(yuǎn)程控制、半自主和完全自主船舶的運(yùn)營(yíng)。”
正因?yàn)榇爸悄芑軌騼?yōu)化船舶控制和管理模式，提升安全等級(jí)，全面降低各項(xiàng)成本，優(yōu)勢(shì)顯著，各國(guó)紛紛在智能船舶上下大氣力投入研發(fā)。近年來，韓國(guó)、日本、歐美國(guó)家紛紛提出智能船舶概念，推出相關(guān)產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)接單，且制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。智能船舶研究已經(jīng)成為全球造船業(yè)的“必爭(zhēng)之地”。
“歐盟在‘Horizon 2020’重大科研項(xiàng)目中開展智能和環(huán)保海運(yùn)研究，正在致力于發(fā)展‘電子海運(yùn)’，利用自動(dòng)化技術(shù)、信息化和通訊技術(shù)（ICT）等實(shí)現(xiàn)海運(yùn)部門之間的信息無縫交流，增強(qiáng)海運(yùn)的安全性、提高運(yùn)輸效率和減少對(duì)環(huán)境的不利影響。”秦琦介紹道，丹麥為發(fā)展智能海事集群和生態(tài)系統(tǒng)，制定了智能和無人船舶的技術(shù)、運(yùn)營(yíng)和法律目標(biāo)愿景。羅爾斯·羅伊斯公司（以下簡(jiǎn)稱“羅·羅公司”）正在開發(fā)智能船舶和無人船舶。2016年，羅·羅公司與芬蘭VTT技術(shù)研究中心開展新一代遠(yuǎn)程和自主船舶設(shè)計(jì)、測(cè)試和驗(yàn)證的戰(zhàn)略合作。羅·羅公司參與了芬蘭無人船科研項(xiàng)目，涉及到無人船舶包括港口無人系泊和操作、開闊水域的航行模式、進(jìn)港和進(jìn)塢、以及不同船型適用性等研究?jī)?nèi)容。
韓國(guó)政府已將智能型船舶技術(shù)研發(fā)列為韓國(guó)“創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)課題。作為IT技術(shù)大國(guó)，其在船舶智能化方面的發(fā)展非常迅速。韓國(guó)政府發(fā)布的《造船產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)化方案》提出投資350億韓元（約2.1億人民幣）支持智能船舶相關(guān)核心技術(shù)開發(fā)，同時(shí)宣布投資7萬億韓元（約420億人民幣）支持包括智能船舶在內(nèi)的12大新產(chǎn)業(yè)發(fā)展。韓國(guó)海洋水產(chǎn)部啟動(dòng)了“Smart Navigation”智能航海研發(fā)項(xiàng)目，項(xiàng)目總投資1.14億美元。除了政府大力扶持，現(xiàn)代重工和三星重工都具有較強(qiáng)的智能船研發(fā)水平。
與此同時(shí)，智能船舶的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范正在加快制定。“日本在智能船領(lǐng)域的發(fā)展特色可以概括為兩點(diǎn)，一是科研和標(biāo)準(zhǔn)化同設(shè)計(jì)、同部署、同實(shí)施；二是環(huán)保和智能化成為技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研制的兩大重點(diǎn)。”秦琦說。
目前，日本在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織船舶與海洋技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC8）發(fā)起的關(guān)于《船載海上工況數(shù)據(jù)服務(wù)器》和《船載機(jī)械和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)》兩項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)正式獲得通過。作為國(guó)際海事法規(guī)的推動(dòng)者，日本已經(jīng)嘗到EEDI為其船舶工業(yè)界帶來的“甜頭”，而上述兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)草案的成功立項(xiàng)則進(jìn)一步揭示日本已經(jīng)將“智能船舶”（Smart Ship）上升為該國(guó)國(guó)際海事立法發(fā)展戰(zhàn)略的核心目標(biāo)之一(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化)，作為其振興造船工業(yè)的又一重要舉措。
美國(guó)船級(jí)社（ABS）在智能船方面進(jìn)行了深入研究，開發(fā)了其自有的船舶性能管理系統(tǒng)、3D船體管理工具、上層建筑能效管理系統(tǒng)、尾軸對(duì)中監(jiān)視器（D-SAM）等，并且部分技術(shù)已應(yīng)用于實(shí)船。
B 船舶行業(yè)解困靠“智慧”
事實(shí)上，智能化也是促進(jìn)船舶工業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的重要途徑。“近幾年，全球造船市場(chǎng)需求一直在低位徘徊，需求不足和產(chǎn)能過剩的矛盾持續(xù)存在，國(guó)際新造船市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，全球造船產(chǎn)業(yè)依然處于調(diào)整期。智能化造船應(yīng)該是破解這一難題的一把‘鑰匙’”，工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心冷單對(duì)記者說。
據(jù)中國(guó)船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)提供的《2018年船舶工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析》報(bào)告顯示，雖然2018年船舶工業(yè)呈現(xiàn)出三大造船指標(biāo)保持領(lǐng)先、骨干船企競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高、過剩產(chǎn)能有效壓減、船舶修理業(yè)運(yùn)行良好、新型海工裝備快速發(fā)展、船配產(chǎn)品研發(fā)不斷取得新突破的良好局面。但受世界經(jīng)濟(jì)和航運(yùn)市場(chǎng)復(fù)蘇動(dòng)能減弱、新船市場(chǎng)深度調(diào)整的影響，融資難、盈利難、接單難等深層次問題仍然存在，尤其是高附加值船型市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力仍需持續(xù)提升，船舶行業(yè)融資難問題仍然存在，綜合成本高位波動(dòng)，船企盈利能力大幅下降，船舶工業(yè)面臨的形勢(shì)依然嚴(yán)峻。
“對(duì)船舶行業(yè)來說，雖然‘去產(chǎn)能’成效初顯，供需矛盾有所緩解，但結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩并非是短期就能解決的。智能化將會(huì)是未來船舶行業(yè)的趨勢(shì)。”中船防務(wù)董事長(zhǎng)韓廣德認(rèn)為，現(xiàn)在的傳統(tǒng)型船也可能會(huì)面臨改裝或淘汰，往環(huán)保、節(jié)能及數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展，這樣才能適應(yīng)新一輪的市場(chǎng)需求。
《推進(jìn)船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型行動(dòng)計(jì)劃（2019-2021年）》也指出，21世紀(jì)以來，我國(guó)船舶工業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，骨干造船企業(yè)建立起以中間產(chǎn)品組織生產(chǎn)為特征的現(xiàn)代總裝造船模式，并不同程度開展了智能化轉(zhuǎn)型探索工作，取得了一定成效。但是，總體上我國(guó)船舶制造業(yè)仍處于數(shù)字化制造起步階段，而且各造船企業(yè)發(fā)展水平參差不齊，關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)仍以機(jī)械化、半自動(dòng)化裝備為主，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏積累、信息集成化水平低等突出問題亟待解決。
工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心的司志強(qiáng)認(rèn)為，我國(guó)智能船廠建設(shè)還處在起步階段，隨著智能制造在制造業(yè)中的推廣，智能船廠的建設(shè)步伐開始逐步加快?，F(xiàn)階段，我國(guó)智能船廠建設(shè)還存在著很多不足，一是國(guó)內(nèi)船廠生產(chǎn)基礎(chǔ)較弱，總體處于工業(yè)2.0階段，在數(shù)字化、自動(dòng)化、精益生產(chǎn)等方面仍有很多短板需要補(bǔ)齊；二是推廣范圍仍有局限，已建成的智能車間和智能生產(chǎn)線較少；三是造船全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同度不高，缺少原材料及配套企業(yè)的積極參與；四是尚未構(gòu)建船舶行業(yè)智能制造的標(biāo)準(zhǔn)體系。
據(jù)了解，目前我國(guó)船舶制造業(yè)90%以上的設(shè)備制造以人工為主體，基本上沒有機(jī)器人作業(yè)。而在國(guó)外，大部分環(huán)節(jié)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。在韓廣德看來，如果實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，就可以將至少大半的人力從焊接、噴漆及打磨中解放出來。
中船經(jīng)濟(jì)研究中心有關(guān)人士說，我國(guó)船舶工業(yè)正處在由大到強(qiáng)轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略關(guān)口，造船企業(yè)應(yīng)在全面建立現(xiàn)代造船模式基礎(chǔ)上，把握機(jī)遇，順應(yīng)趨勢(shì)，主動(dòng)作為，努力趕超，推動(dòng)我國(guó)船舶總裝建造智能化水平邁上新臺(tái)階。
C 加速研發(fā)搶占“智”高點(diǎn)
面對(duì)造船業(yè)智能化趨勢(shì)，我國(guó)造船業(yè)必須在智能制造上搶占制高點(diǎn)，才能贏得主動(dòng)權(quán)。
近年來，我國(guó)越來越重視智能船舶的研發(fā)。2015年年底，38800噸智能船實(shí)船建造合同簽訂，標(biāo)志著我國(guó)首艘智能船舶進(jìn)入設(shè)計(jì)建造階段。
2016年，“智能船舶頂層設(shè)計(jì)及部分智能系統(tǒng)示范應(yīng)用”被工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)立項(xiàng)，示范船為中國(guó)遠(yuǎn)洋海運(yùn)集團(tuán)有限公司的13500TEU集裝箱船。
2017年3月，海航科技物流集團(tuán)有限公司、中國(guó)船級(jí)社（CCS）、中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七○八研究所、美國(guó)船級(jí)社（ABS）、DNV GL、中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所等6家單位聯(lián)合發(fā)起了“無人貨物運(yùn)輸船開發(fā)聯(lián)盟”籌建工作。
2018年6月12日，由江南長(zhǎng)興重工為中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)建造的21000TEU超大型集裝箱船“中遠(yuǎn)海運(yùn)宇宙”輪交付。“中遠(yuǎn)海運(yùn)宇宙”輪是我國(guó)自主研制建造的世界最大級(jí)別集裝箱船。該船技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、節(jié)能環(huán)保、高度智能，代表著中國(guó)造船的最高水平。
同年11月28日，由中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)有限公司所屬上海外高橋造船有限公司為招商局能源運(yùn)輸股份有限公司量身訂造的全球首艘40萬噸智能超大型礦砂船（VLOC）“明遠(yuǎn)”號(hào)在上海命名交付，標(biāo)志著中國(guó)智能船舶全面邁入1.0新時(shí)代。
“在我國(guó)智能造船方面，不能不提南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎船舶工程有限公司（以下簡(jiǎn)稱“南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎”）。”一位業(yè)內(nèi)人士告訴記者。
記者在采訪南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎時(shí)了解到，多年來，該公司在建設(shè)智能化船廠方面作出了一系列的探索和實(shí)踐。自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)線的相繼投產(chǎn)，大大改進(jìn)了生產(chǎn)的流程，提高了效率、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、穩(wěn)定了質(zhì)量。主要生產(chǎn)車間實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)。自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)使相應(yīng)工序的生產(chǎn)效率提高了七成左右。在確保作業(yè)安全和質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品建造周期縮短10—15%，生產(chǎn)效率提高15%以上，在船舶性能、生產(chǎn)效率和船舶質(zhì)量上始終領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)主流船廠。
“不過，總體而言我國(guó)智能造船的范圍依然有限，僅有南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎、外高橋造船有限公司、中船重工武船集團(tuán)等少數(shù)幾家船廠，仍需加快發(fā)展。”冷單說。
智能化造船如何全面“提速”？ 冷單認(rèn)為，一是加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與工藝創(chuàng)新。加快先進(jìn)制造工藝技術(shù)創(chuàng)新，著力攻克區(qū)域建造、模塊化建造等總裝建造關(guān)鍵技術(shù)，支撐建立新型建造模式，加快推進(jìn)現(xiàn)代造船模式。二是加大核心設(shè)備研究力度。加大智能焊接機(jī)器人、智能涂裝機(jī)器人等新技術(shù)中在造船上的應(yīng)用，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度船用檢測(cè)設(shè)備，推進(jìn)精益造船。三是深入推進(jìn)智能制造。我國(guó)船舶產(chǎn)業(yè)的智能制造發(fā)展需要在鞏固夯實(shí)已有的數(shù)字化和自動(dòng)化基礎(chǔ)上，以三維設(shè)計(jì)建模為突破口，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的造船軟件系統(tǒng)。持續(xù)深入推進(jìn)信息技術(shù)、相關(guān)軟件產(chǎn)品與智能船舶制造裝備的融合發(fā)展。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，我國(guó)船企要借助《智能船舶發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2019—2021年）》《推進(jìn)船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型行動(dòng)計(jì)劃（2019—2021年）》發(fā)布的“東風(fēng)”， 結(jié)合自身基礎(chǔ)和條件，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，體系布局，選擇適合發(fā)展的路徑有序推進(jìn)。加強(qiáng)關(guān)鍵共性技術(shù)和重點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)備研發(fā)，提前布局前瞻性技術(shù)攻關(guān)，加快成熟智能技術(shù)工程化應(yīng)用，補(bǔ)齊技術(shù)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈短板；加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，建立開放高效、合作共贏的智能制造生態(tài)體系。
“尤其要在核心智能裝備開發(fā)、智能制造投入和推進(jìn)路徑等方面形成突破，才能真正為船舶制造插上‘智能’的翅膀。”有關(guān)專家指出，從智能裝備上講，智能裝備供應(yīng)商必須深入了解船企的工藝流程和效率瓶頸，不斷提升設(shè)備定制化生產(chǎn)能力和與客戶協(xié)同開發(fā)能力，使裝備更具實(shí)用性；同時(shí)船企也應(yīng)積極推動(dòng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造模式的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)適合我國(guó)船舶行業(yè)的智能裝備的研制。從投入上說，應(yīng)通過加大政策和資金支持力度，充分發(fā)揮智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)的示范引領(lǐng)作用，以點(diǎn)帶面將成功經(jīng)驗(yàn)輻射到全行業(yè)；根據(jù)實(shí)際運(yùn)行效果，對(duì)船舶制造智能生產(chǎn)線推行先建后補(bǔ)等財(cái)政補(bǔ)貼或稅收優(yōu)惠政策，激發(fā)船企創(chuàng)新活力。從實(shí)施路徑上看，要聚焦船舶制造主要工序，分步建設(shè)智能車間，以關(guān)鍵工序的自動(dòng)化、智能化改造為突破點(diǎn)，持續(xù)構(gòu)建更廣泛的智能生產(chǎn)線，完成智能化技術(shù)和裝備在船體、管路、平面分段等方面的全面布局，逐步形成完善的船舶智能制造體系。如此，才能在船舶智能制造中搶占制高點(diǎn)。
