上海标准:
智能船舶的“引领者”
来源: | 作者:上海市标准化协会 | 发布时间: 2023-11-21 | 2035 次浏览 | 分享到:

智能船舶是一种集智能化、自动化、节能环保、信息化于一体的新一代船舶,具有良好的研发前景和广阔的应用空间,正成为海洋经济中越来越重要的装备。当前,国际上对智能船舶研发设计的关注与参与力度持续升温。2013年至2017年,我国启动了全球首艘智能船舶38800吨散货船“大智”号的研发、设计与建造,上船院首创“一个数字化平台+多个智能应用”的全新模式,奠定了船舶数字化实践的基本架构。同时,“大智”号的研发推动了船级社对智能船舶规范的制定,并成为全球首艘获得英国劳氏船级社和中国船级社智能船符号的智能船舶。“大智”号的成功交付,在行业内形成了示范效应,是我国首次将智能技术应用于全球远洋运输船上的大胆创新,也为后续智能运输船舶的商业化应用提供了宝贵的工程实践经验。因此,上船院基于在智能船舶领域耕耘近10年的成果和经验,组织团队编制了企业标准《智能运输船舶总体设计要求》,在满足IMO的公约框架和各国船级社的规范要求的前提下,与船东、船厂、智能系统设计制造方等关键相关方,在设计前期形成各方协商一致,愿意共同反复使用的标准,在设计过程中,实现智能运输船舶有序、高效、统一的设计规制,提升我国智能运输船舶的开发设计质量和效益。

 

 

指导智能运输船舶的总体设计

针对不同船型,该标准旨在提供完整、高效、灵活的船舶智能功能组合和设计指导。面向具备L1级辅助决策能力的智能运输船舶,该标准明确了包括智能集成平台、智能能效管理、智能机舱、智能船体、智能航行、智能货物管理等在内的智能功能要求和智能功能设计要求。在该标准的编制期间,满足其技术要求的“大智”号获得英国劳氏船级社和中国船级社颁发的全球首个智能船符号。




 

 首次提出“平台+应用”的总体设计理念

从智能船舶工程总体的角度出发,该标准基于智能船舶的总体规划,提出全新的智能功能设计、智能系统架构设计、感知布局设计、数据质量要求、联调测试验证等设计要求,以“硬件标准化、软件模块化、系统集成化、船岸一体化、船舶智能化”为总体原则,提出“平台+应用”的总体设计理念,奠定了中国智能船舶技术发展总体框架。

 


 

首次提出全新、系统性智能船舶感知布局设计要求

为全面实现船舶的多种智能功能,该标准基于多传感融合感知技术,提出了全面的、系统性的包含智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效、智能货物在内的传感器布置处所和数量,确保对船舶航行环境、自身状态、营运状态、搭载货物的精准感知,实现了可靠的智能能效管理、避碰辅助决策、智能运维和货物管理。经两型四艘超大型运输船实船营运验证,达到船舶营运节能5%,节能效果显著。

 

 

首次开创性地建立了智能船舶系统联调试验验证体系

该标准提出的总体联调试验旨在解决半物理仿真环境下各智能系统的连通性问题,提出了包含试验环境搭建、智能系统网络试验、智能集成平台访问测试等在内的系统级、整船级的陆上(实验室)联调测试验证方法。通过一套行之有效的测试和调试方案,为智能系统上船调试奠定了坚实基础。

 

首次提出全船网络信息集成平台

该标准规定集成平台数据采样频率为1Hz,该指标显著高于ISO 19030-2:2016中0.07Hz的要求,达到ISO标准规定的15倍采样频率。基于全船网络信息集成平台构建了覆盖船舶设备、系统、运行、环境的数据模型,形成智能认知、分析与辅助决策能力以及智能船舶的网络信息标准。

 

大幅度提升船岸通信数据质量与安全

该标准提出构建船岸动态数据模型,以实现大数据轻量化传输、高保真还原、信息加密与安全传输,提出船岸通信的数据压缩率<5%、失真率<1%的设计要求,为以船岸一体化为特征的智能航运奠定基础。

 

标准实施成效

该标准为各类运输船舶的智能化提供了重要的设计准则,获得了中国船级社(CCS)、英国劳氏船级社(LR)、挪威船级社(DNV)的认可,并成功取得21艘智能运输船舶境外订单。通过标准的实施,优化了智能船舶的总体设计流程,提升了中国智能船舶研发设计、智能系统架构设计、感知布局设计、网络安全评估、总体联调试验等全过程的标准化水平,显著提升智能运输船舶的研发设计效率,标准相关技术取得授权发明专利19件,增强了我国智能船舶及智能系统的研发设计竞争力和国际话语权,为参与IMO国际智能船的公约规则和ISO国际标准制定提供了参考。

上船院自主研发的集成平台、设备运维管理系统、智能能效管理系统等软硬件集成产品应用于散货船、集装箱船和原油船等61艘船舶上实现了直接经济效益6000余万元。已交付的30万吨级超大型原油船(VLCC)单船合同价格约为 9000万美元,40万吨级超大型矿砂船(VLOC)单船合同价格约为8500万美元,已交付的两型四艘智能船产值累计已超过了3.5亿美元。

 

 该标准涉及的技术已在多型超大型远洋运输船舶的成功应用,船舶等级规模达到国际领先水平,船舶整体性能达到国际先进水平,提升了我国智能运输船舶的研制水平、设计开发质量,为提升中国智能船舶整体解决方案的竞争力提供了坚实的技术支撑,有力助推上海打造现代制造业高端装备产业集群。


 • 典型案例

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