日本造船的智能化突圍

近幾年，作為老牌的造船強國，日本在無人船舶、智能船舶方面一直暗暗發力，以期搶占市場先機，重塑日本造船新的核心競爭力。從日本國內發展來看，雖然政府層面組織開展的大型科研項目不是很多，但相關企業、科研機構等均在無人船舶、智能船舶方面開展了大量研究工作。

早在2012年12月，由日本船舶配套協會和日本船級社等在內的29家企業和單位就聯合組織開展了“智能船舶應用平臺”項目研究，項目研究周期為2012年12月至2015年3月，研究經費120萬美元。該項目旨在開發船舶智能信息與控制系統，結合常見的船載監控系統，如主機遙控、壓載水管理、船載電力管理、電子海圖等，利用遠程數據傳輸技術，研制出可以存儲船舶監控系統運行數據，并向智能船舶各種應用系統提供接口的統一數據交互平臺，實現氣象導航、縱傾優化、主機監測、狀態監測、能效管理、遠程維護等功能。目前，該平臺已經在日本的一艘渡船和一艘原油運輸船上安裝應用。同時，項目團隊也在推動智能船舶應用平臺成為國際海事組織E-航海戰略的一個測試版，并在國際海事組織、國際標準化組織、國際電工委員會(IEC)等層面積極推動關于系統模型、系統安全、數據結構等內容的標準化工作。

從近期來看，日本郵船(NYK)、商船三井(MOL)兩家單位在無人船舶、智能船舶領域開展了多項研究工作。

首先來看日本郵船。2018年2月初，MTI公司、日本電報電話公司(NTT)和NTT數據公司在沿海船舶上進行了下一代船載物聯網平臺的概念證明實驗。據相關報道，該測試是在日本郵船子公司Kinkai Yusen Kaisha經營的沿海船舶Hidaka號上進行的。日本郵船和MTI公司之前開發過一種船舶信息管理系統(SIMS)，可以收集、監測和共享船岸之間的詳細數據，這些數據包括遠洋船舶運行狀況和性能信息。在2017年9月，日本郵船、MTI公司、日本電報電話公司和NTT數據公司這四家公司開始合作，利用NTT公司的邊緣計算技術通過融合SIMS系統，開發了新一代船載物聯網平臺，從而使得在岸上實現對船上應用程序的遠程分發和管理。該平臺符合由日本船舶機械和設備協會制定的船載物聯網國際標準。這四家公司計劃于2019年在遠洋船舶上進行概念驗證試驗。

再看商船三井。商船三井于2017年開展了“自主遠洋運輸系統技術概念項目”研究，該項目入選日本國土、基礎設施、交通和旅游部(MLIT)的“FY2017交通運輸研究和技術推廣計劃”。該項目的研究聯合會由商船三井、三井造船株式會社、國家海事研究所、港口和航空技術協會、東京海洋大學、日本船級社、日本船舶技術研究協會，以及昭島實驗室(三井造船)等組成。

該研究聯合會將利用各參與公司的優勢，發展自主海運的技術理念，為實現可靠、安全、高效的海運自主船舶提供所需的技術基礎。其中，商船三井從船舶運營的角度進行分析，以便在船舶操作中提高船舶性能；三井造船株式會社從造船的角度對船舶進行系統集成；日本船舶技術研究協會負責對該合作研究項目進行協調；東京海洋大學負責開展船舶導航研究；日本船級社則從船舶分類法規的角度定義自主船舶的入級規則和有關產業化實施不可或缺的規定；國家海事研究所從評估的角度開展自主船的安全技術評估等。研究聯合會通過各公司的優勢發展自主船舶技術概念，并力爭明確自主船舶技術的發展路徑，促進自主遠洋運輸系統技術的發展。

除了促進自主遠洋運輸系統技術發展，隨著研究的深入，該項目還將通過與社會和海運業共享成果，促進實施這些先進技術項目發展所需的基礎設施建設，并贏得公眾的支持。此外，該項目還將分析有關無人自主遠洋運輸的商業理念、系統、基礎設施以及產業化實施之間的關系。

同時，2017年6月，商船三井還和三井造船就共同開發基于實時數據的下一代船舶監測和支持系統達成合作。該系統基于實時數據構建，數據來源包括導航信息數據和由三井造船制造的設備機械信息數據等。雙方還將就短周期數據和采集的大數據分析方法進行研究。

此外，商船三井還與羅爾斯·羅伊斯公司達成協議，進行智能感知系統(IAS)開發合作。據羅爾斯·羅伊斯公司表示，智能感知系統通過為船員提供對船舶周圍環境的感知信息，從而使船舶能夠更安全、輕松、高效運行。該系統將一系列傳感器的數據與現有船舶系統(如自動識別系統和雷達)信息融合以實現其主要功能。

另外，商船三井還與旭化成株式會社(AEC)達成合作，聯合進行振動傳感器預測船用設備異常情況的驗證研究。該研究將利用分析軟件和振動傳感器，對正在建造的汽車運輸船和VLCC上的關鍵輔助機械，如泵和凈化器狀況進行監測。作為船舶物聯網系統(IoT system)的一部分，項目參與者預計該項目將不僅創造一個獨立的船載監控系統，而且有助于將數據與船岸之間的實時通訊監控平臺合并，以便一旦發生異常就進行分析。

除上述兩家公司外，日本船級社、東京計器株式會社、日本古野電氣株式會社等單位也開展了很多工作。如日本船級社已將研發智能船舶作為未來5年的重點工作，成立了海事業大數據中心，與IBM開發了相關軟件，能通過收集機艙發動機、泵及溫度傳感器的實時數據進行分析，從而提供設備優化和維修等建議，還與NAPA合作研發了航線優化支持系統，以幫助船舶運營商優化航線及航行計劃，該系統也已在實船上得到應用；東京計器株式會社與MTI、日本海洋科學株式會社、海上安全技術研究所、古野電氣株式會社、日本無線株式會社在內的共7家單位開展了“船舶自主導航碰撞風險的確定研究”，該項目為“先進安全船舶技術研發支持項目”中的一個子項，由日本國土交通省支持。

此外，據相關報道，包括商船三井和日本郵船在內的日本公司計劃組建一支無人駕駛商用船隊，船隊包括250艘貨運船只。這些船只將利用人工智能技術，在海洋中尋求最安全、最經濟的路線航行。按照計劃，這支船隊將在2025年投入使用，船隊將會裝備物聯網，從而可以收集數據。有了數據之后，將使用人工智能軟件來分析天氣及其他信息來調整船舶的航線。而且，通過監控船只的運行情況，可以在問題發生之前預測故障，避免發生海上事故。

從日本發展無人船舶、智能船舶技術來看，其還是采用從局部到整體的推進方式，針對部分關鍵系統和關鍵技術開展研究，逐步實現整船的無人化和智能化，重點包括船舶物聯網技術、船岸一體化控制技術、船舶遠程運維技術、自主航行技術等。另外，用戶參與甚至主導也是日本發展無人船舶、智能船舶的一個重要特點，像商船三井、日本郵船等都是航運公司，在前文中可以看出，其開展了大量研究開發工作，這最大程度的確保了技術開發的可行性和實用性。當前我國也在大力發展智能船舶技術，這些都是非常值得我們關注和借鑒的。