船舶制造业智能工厂系列(一):船舶工业4.0之智能船舶-智慧资讯

 

船舶制造业智能工厂系列(一):船舶工业4.0之智能船舶

形势发展呼唤智能船舶

“工业4.0”提供了工业制造的新思维,被称为是继蒸汽机应用、规模化生产和电气、电子信息技术等三次工业革命后的第四次工业革命,其特征是以大数据为基础、以预测技术为核心的智能制造使用,目的是大幅度提高产品生产、产业链运行的质量和效率,推动实现传统制造业向服务化转型。“工业4.0”为转型期的中国制造业提供了机遇,同时也带来重大挑战。

近年来,造船业遭遇发展瓶颈。作为第一造船大国,却面临井喷式增长后的发展瓶颈。传统市场趋于饱和、中低端市场技术差异小、产能过剩;成本高,附加值低、产品竞争力较弱,以价格换数量;订单类型繁多、批量多批次、难以进行大规模技术革新和经验积累,成本和质量难控。同样是重资产型的航运企业,也面临运营成本难以控制、受市场波动影响较大、人员和设备来源繁杂、管理成本高、安全和经济性难以保障等问题,深陷亏损泥潭。

船企和航运企业的焦虑是中国工业呼唤新思维的一个缩影。而就船舶来说,市场个体差异性带来市场的定制化需求越来越高,需要快速成规模,这个过程中需要实现数据之间很好的交换分析和挖掘。这就把市场的需求和运营企业的需求、制造企业的需求、设计的工作形成一个协作总体。工业4.0在船舶上的实现是定制与规模化的结合,也是当前与未来的结合,创造新需求的过程中实现新的价值。

智能船舶的新价值

这些新的价值第一是市场反应能力可以大大增强。以航运企业为例,市场反应可以匹配出最合适的船舶以及最合适的航路,适应最合适的运输要求。制造企业可以最合适的船舶满足需求,最合适的补给需求,依据市场的敏捷反应,改进船舶设计。

新价值还会带来运营成本的降低。没有全球服务的网络,船队走不出国门。而如果在全球布很多服务网络,成本又很高。船舶航行信息,运营模式,调度信息,港口,货物堆场,水文气象等这些信息很分散,数据量也很大,因此要采用大数据,建立一个大数据池,对数据进行提炼形成新的价值。当船上系统实现自动化,实现互联之后,可以最大程度降低成本。船队的运营,油料备品的使用,可以更好地联系在一起。

举例来说,比如我们国家的船队到索马里护航,大概有80%的备件原封未动地带回来,因为不知道哪些备件会用到,这对备件的生产企业和采购企业,都有大量的资金积压。而如果对备件使用情况时时掌握,实现岸基的远程控制,可以大大降低成本。而且,船舶到国外,如果出现故障,需要派出高精尖的维修人员,才能够把这些设备换下来。这些人员的成本也很高,但是如果实现岸基一体、远程服务,利用大数据就可以节约人力成本。一艘智能船舶能随时监控船员操作,持续评估零件状态。大部分船舶事故来自误操作,智能船有望将事故率降低70%;假使能预知零件故障,就能提前订好备件,送往船即将停靠的码头,这可将船舶可用时间增加10%。除了“自省”,智能船还会“学习”。整个项目将在岸上建立数据中心,把天气、油价、运价等动态信息导入经济模型;远程获取这些知识后,智能船就能选择最合理的航速、航线。

同时,随着市场反应能力的提高和运营成本的降低,自然带来经营效率的提高。而建设智慧船厂,在制造环节把资源的匹配做到最大化,也可使生产效率得以提高。

智能船舶重构业界关系

为了给智能船舶工业4.0发展提供更多技术支撑,今年年初,中船集团依托中国船舶工业系统工程研究院成立了海洋装备信息智能管理与应用技术创新中心,通过与美国国家科学基金会智能维护中心合作,与劳氏船级社合作,与集团内优势设计院所、造船企业合作,充分发挥制造业、航运业,科研所、船级社等协同创新优势。

中国远洋(运输)集团、招商局能源运输股份有限公司等航运巨头已加入中船集团的“工业4.0”联盟。中远集团战略发展部负责人高勇军说,航运业面临激烈竞争,必须提高管理精细度,对市场走向、投资回报、船队运营等给出精确解答。“许多问题过去只能凭感觉,‘该买几条船’这类事关百亿元级的投资也只好把握个大趋势。大数据也许能使这些问题迎刃而解。”

数据最主要的来源是船,最好的解读者则是船厂和航运公司,但过去一旦交船,双方就不再有什么往来。有了智能船的“粘合”,中船、中远将围绕数据开展合作,对接造船和驾船的特长。高勇军认为,这是“工业4.0”时代的共生关系。

共生不仅是双赢,大数据还能从源头上支撑船舶产业的创新——航运公司最需要什么船和发动机,设计方都可以在这个数据服务生态圈里获取养分,从而形成一个完整的创新闭环。

无论是制造方还是运营方,都倾向于把智能船引领的变革更多地看成一次“生产关系重构”——各方必须对现有价值体系进行调整,比如船厂怎么为数据服务定价,航运公司又该如何与第三方共享关键商业数据。

智能船舶将建立起更全面的生产关系,从设计到最后的服务融合成一个产业联盟。再就是有更广泛的数据关联,为用户提供服务的更多价值的评估预测。此外,还需要更专业与先进的技术。由设备的买卖变成能力的购买,由设备的供应变成能力的供应。因此,智能体系成为建成产业联盟的重要纽带。

智能船舶的实现路径

“工业4.0”在船舶行业运用的核心技术是网络和实体融合、岸海一体的智能信息服务体系。通过运营企业和制造企业、设计企业和制造企业之间的信息共享,构建一个网络和实体融合架构。实现从设计、生产、运营到最后服务的全流程体系的融合,协同建立有高附加值的产业联盟,在全寿命周期中形成中国船舶工业的产业链。

第一步要先船后岸。这是因为现在国家高端船舶、一些高端系统更多国外采购,很多船都是国外的船东,在接受信息化方面相对更快一些,而且现在有些系统在国外的船东上有了广泛的应用。

第二就是先智能系统后智能船舶。在民用船舶高度自动化的今天,并不需要大拆大建,只要充分利用现有信息条件与增加少量相应硬件,建立具备船舶感知、分析、评估、预测、决策、控制、管理、远程支持等能力的人工智能体系,完成智能系统的应用,进而在船舶智能系统的应用与完善之中逐步整合,最终形成能够自感知、自评估、自预测、自组织、自重构一体的智能船舶。

第三就是以智能服务中心建设带动全产业链智能体系,这里面涉及到船舶的设计、生产、制造、使用、维护、售后、物流各个环节,目前已经开始启动这项工作。在船舶航海保障服务中心建设上,依托中船航海公司,计划在明年上半年对航海领域建立一个运营平台。主机保障方面,希望在海外的服务网络和中国船舶工业系统工程研究院的信息服务网络建成一个整体,实现主机保障数据中心的建设。此外还有总装建造信息服务中心、船东运营信息服务中心建设等。


 

 

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