標(biāo)準(zhǔn)化助力船舶工業(yè)應(yīng)對(duì)智能時(shí)代挑戰(zhàn)

中船重工集團(tuán)第七一四研究所 吳笑風(fēng)

標(biāo)準(zhǔn)化助力船舶工業(yè)應(yīng)對(duì)智能時(shí)代挑戰(zhàn)

中船重工集團(tuán)第七一四研究所 吳笑風(fēng)

當(dāng)前，信息和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，不僅給世界工業(yè)帶來(lái)深刻革命，同時(shí)也影響著普羅大眾的工作和生活，“智能化”正成為各行各業(yè)不得不面對(duì)的共同課題。在這種背景下，航運(yùn)業(yè)和船舶工業(yè)也深刻感受到了這種趨勢(shì)帶來(lái)的影響和變化，智能船舶正成為業(yè)界搶占的制高點(diǎn)。那么，如何面對(duì)這種新挑戰(zhàn)、新機(jī)遇，從標(biāo)準(zhǔn)化入手，助力船舶智能化發(fā)展，也備受業(yè)界關(guān)注。

航運(yùn)和船舶產(chǎn)業(yè)的“非傳統(tǒng)”挑戰(zhàn)

信息和通信技術(shù)（ICT）正為工業(yè)界各領(lǐng)域帶來(lái)深刻變革。ICT的廣泛和深度應(yīng)用使得工業(yè)裝備產(chǎn)品有能力獲得、存儲(chǔ)和傳輸更多的數(shù)據(jù)和信息，同時(shí)也為產(chǎn)品和服務(wù)的運(yùn)營(yíng)模式的升級(jí)帶來(lái)了更豐富可能性。“智能化”是對(duì)這一輪信息技術(shù)革命趨勢(shì)的精煉概括。近年來(lái)，智能化在各工業(yè)領(lǐng)域中的產(chǎn)業(yè)鏈中滲透，衍生出一系列新興業(yè)態(tài)，產(chǎn)品特性和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式都在發(fā)生著前所未有的變化。作為傳統(tǒng)行業(yè)，船舶工業(yè)和航運(yùn)業(yè)也正在經(jīng)歷這一“非傳統(tǒng)”考驗(yàn)。

實(shí)際上，航運(yùn)業(yè)和船舶工業(yè)界一直以來(lái)都在以積極的態(tài)度應(yīng)對(duì)非傳統(tǒng)挑戰(zhàn)。以ICT技術(shù)變革的角度為例，20世紀(jì)初，航運(yùn)業(yè)即成為全球最早獲得無(wú)線電頻率分配的行業(yè)；航運(yùn)是全球最早啟用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的民用領(lǐng)域之一；防撞雷達(dá)和自動(dòng)識(shí)別應(yīng)答器分別于1974年和2002年成為船舶的必備設(shè)備……從某種意義上講，在歷史上的多個(gè)時(shí)期，航運(yùn)業(yè)都可算作適應(yīng)非傳統(tǒng)趨勢(shì)的先行者。

在不久前出版的《三體智能革命》可以視為我國(guó)工業(yè)界對(duì)智能系統(tǒng)理論研究和現(xiàn)階段認(rèn)知的代表性著作。其中指出，智能系統(tǒng)的特征可由“狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行、學(xué)習(xí)提升”這20個(gè)字表征。系統(tǒng)的智能程度隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用從“初級(jí)”（狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策）到“恒定”（狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行），再逐步過(guò)渡到“開(kāi)放”（狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行、學(xué)習(xí)提升）。因此從這個(gè)角度看，智能化是伴隨技術(shù)發(fā)展的漸進(jìn)過(guò)程。

而當(dāng)前，智能化的發(fā)展似乎到了一個(gè)特殊階段。一方面，互聯(lián)網(wǎng)正在逐漸成為社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，隨之而來(lái)的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)成為在工業(yè)各領(lǐng)域中聯(lián)通產(chǎn)業(yè)鏈、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要支撐。另一方面，各工業(yè)領(lǐng)域中的技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)活動(dòng)日趨活躍，呈現(xiàn)了從恒定智能向開(kāi)放智能加速過(guò)渡的趨勢(shì)。在航運(yùn)和船舶行業(yè)中，智能航運(yùn)、無(wú)人船舶等概念方興未艾，正是這一階段的顯著表現(xiàn)。雖然從概念醞釀到應(yīng)用推廣尚需時(shí)日，但智能化為航運(yùn)和船舶工業(yè)“共同體”帶來(lái)根本性變革，將是水到渠成的。

智能化為安全和環(huán)保帶來(lái)倍增效應(yīng)

安全和環(huán)保是航運(yùn)業(yè)的永恒主題。隨著航運(yùn)業(yè)和船舶工業(yè)的發(fā)展，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和智能化設(shè)備的目的也從最初的助航和增加船舶安全性逐漸衍生出對(duì)環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性和可靠性等方面的更高需求，包括降低船舶控制和管理難度、減少人為誤操作、提高設(shè)備及船舶營(yíng)運(yùn)安全、優(yōu)化船舶航行、控制燃油消耗、降低成本、提高收益等目的。這一點(diǎn)從中國(guó)船級(jí)社在《智能船舶規(guī)范》中對(duì)功能模塊—智能航行、智能船體、智能機(jī)艙、智能能效管理、智能貨物管理和智能集成平臺(tái)—的定義便可看出。六個(gè)功能模塊利用智能時(shí)代中構(gòu)建起的信息基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，最終構(gòu)成“利用傳感器、通信、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，自動(dòng)感知和獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據(jù)，并基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及大數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)，在船舶航行、管理、維護(hù)保養(yǎng)、貨物運(yùn)輸?shù)确矫鎸?shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行的船舶”。

這也意味著，智能化與航運(yùn)和船舶工業(yè)的融合，產(chǎn)生了一種“倍增效應(yīng)”，在滿足安全和環(huán)保基本要求的基礎(chǔ)上，可提供更多滿足甚至超前于利益攸關(guān)方需求的功能。換言之，對(duì)航運(yùn)和船舶業(yè)界而言，智能化可謂一次根本性變革，利用其在基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)別的優(yōu)勢(shì)打破信息孤島，促進(jìn)船-岸-人之間信息的高效流通和融合。這種倍增效應(yīng)正是引領(lǐng)航運(yùn)和船舶工業(yè)理念迭代更新的重要使能器。

從國(guó)際航運(yùn)和船舶產(chǎn)業(yè)界以及學(xué)術(shù)界對(duì)智能化相關(guān)技術(shù)的關(guān)注點(diǎn)看，2010年以前，關(guān)注的重點(diǎn)相對(duì)集中在CAX技術(shù)應(yīng)用、船舶設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)中的信息化手段、溫室氣體減排技術(shù)等，后來(lái)隨著ICT技術(shù)的加速發(fā)展，開(kāi)始向物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能、決策支持系統(tǒng)、能效管理、產(chǎn)品生命周期管理等技術(shù)轉(zhuǎn)移，且更注重基礎(chǔ)信息技術(shù)與系統(tǒng)綜合集成管理技術(shù)的融合。例如，在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)技術(shù)方面，出現(xiàn)了對(duì)船舶系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)源利用、大規(guī)模數(shù)據(jù)組織和傳輸方式、運(yùn)用大數(shù)據(jù)優(yōu)化港口和航運(yùn)交通管理等方向的研究；在能效管理方面，開(kāi)始出現(xiàn)引入氣象信息并與實(shí)時(shí)船舶性能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，輔助決策的案例；在船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域中也因自主船舶、無(wú)人船舶、少人船舶等新理念的出現(xiàn)，開(kāi)始關(guān)注船舶動(dòng)力系統(tǒng)、貨艙布局、船橋系統(tǒng)等方面相應(yīng)的變化。

標(biāo)準(zhǔn)供給助力產(chǎn)業(yè)再升級(jí)

航運(yùn)和船舶產(chǎn)業(yè)都是具有高國(guó)際化程度的產(chǎn)業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)（指廣義的標(biāo)準(zhǔn)，包括立法、規(guī)范性文件和工業(yè)/技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等）在協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈活動(dòng)中具有非常重要的作用。同時(shí)，通過(guò)參與標(biāo)準(zhǔn)的制定獲得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的主動(dòng)權(quán)，也已是世界航運(yùn)和船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的通行做法。特別是在工業(yè)/技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的超前研制方面，多個(gè)國(guó)家已經(jīng)將其視作與技術(shù)研發(fā)同步的重要?jiǎng)?chuàng)新環(huán)節(jié)。

目前，歐、美、日、韓等多個(gè)國(guó)家都在開(kāi)展智能航運(yùn)和智能船舶研究項(xiàng)目，促進(jìn)新技術(shù)的驗(yàn)證、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。其中，對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)都是項(xiàng)目支持的重點(diǎn)。例如，日本于2012年啟動(dòng)了“智能船舶應(yīng)用平臺(tái)”（SSAP）項(xiàng)目，旨在建立船舶和岸端獲取船舶設(shè)備數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化方法，為智能航運(yùn)所要求的船-岸高效信息交互奠定基礎(chǔ)。SSAP項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段就已明確了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研發(fā)同步推進(jìn)的策略。目前，作為該項(xiàng)目的階段性成果，由日本技術(shù)專家主導(dǎo)的“船舶海上共享數(shù)據(jù)服務(wù)”和“船上機(jī)械設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)”兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)正在ISO中推進(jìn)；此前，已有日本主導(dǎo)的“船載設(shè)備和系統(tǒng)用船舶通信網(wǎng)絡(luò)裝置導(dǎo)則”（ISO 16425）發(fā)布，幫助日本在數(shù)據(jù)聯(lián)通技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)方面搶占了先機(jī)。除國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)外，也有機(jī)構(gòu)開(kāi)始自發(fā)組織團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的研究。例如，2007年起，歐洲一些船東、船舶設(shè)備廠商和船舶系統(tǒng)集成商自發(fā)組織，開(kāi)發(fā)、維護(hù)并推廣一種標(biāo)準(zhǔn)化的、用于船東和廠商之間電子數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化協(xié)議Shipdex。目前已有近20個(gè)國(guó)家的近90家企業(yè)注冊(cè)成為Shipdex用戶。Shipdex雖然不是官方機(jī)構(gòu)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，但作為團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)中所產(chǎn)生的積極作用和影響力不容忽視，也為通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化助力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展升級(jí)提供了一種新思路。

在我國(guó)船舶工業(yè)界，將標(biāo)準(zhǔn)化用作促進(jìn)企業(yè)發(fā)展的利器已逐漸成為共識(shí)并得到廣泛實(shí)踐。近年來(lái)，船舶工業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化工作的不同層面形成了一系列成果。在國(guó)際層面，多家行業(yè)內(nèi)單位積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，成功推動(dòng)多項(xiàng)我國(guó)主導(dǎo)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和研究，承擔(dān)了部分國(guó)際秘書處和主席工作，積累了較為豐富的資源和成果。在國(guó)家層面，2016年，《中國(guó)造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《中國(guó)修船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，是船舶行業(yè)落實(shí)《中國(guó)制造2025》和《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》的重要技術(shù)支撐。在行業(yè)層面，今年4月，29項(xiàng)船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作繼續(xù)穩(wěn)步推進(jìn)。在團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)方面，4月25日，中國(guó)船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)成立，為團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展搭建了良好的平臺(tái)和機(jī)制。這一系列成果為我國(guó)船舶工業(yè)在逆境中轉(zhuǎn)型發(fā)展創(chuàng)造了更加有力的條件。

當(dāng)前，全球航運(yùn)業(yè)正在諸多因素的作用下經(jīng)歷重塑。2015年，全球海運(yùn)貿(mào)易總量史無(wú)前例地突破了百億噸，但海運(yùn)發(fā)貨量增幅僅2.1%，遠(yuǎn)低于歷史平均水平，航運(yùn)市場(chǎng)仍處于超飽和狀態(tài)。相應(yīng)地，船舶工業(yè)的產(chǎn)能出清道路仍舊艱難。在持續(xù)低位、結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型升級(jí)的新時(shí)期，加強(qiáng)研發(fā)、促進(jìn)創(chuàng)新是船舶產(chǎn)業(yè)塑造新格局的必由之路：一方面，對(duì)主力船型進(jìn)行持續(xù)升級(jí)，關(guān)注安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性等方面的提升；另一方面，快速推進(jìn)前瞻性產(chǎn)品的研發(fā)，主動(dòng)把握全球信息技術(shù)和制造業(yè)變革的契機(jī)，把握智能化機(jī)遇，塑造新型的航運(yùn)和船舶產(chǎn)品理念，積極占領(lǐng)高附加值船型市場(chǎng)，推動(dòng)中國(guó)船舶制造品質(zhì)升級(jí)。堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)先行、增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)供給是這一過(guò)程中的重要抓手，特別是通過(guò)多級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同互補(bǔ)，用標(biāo)準(zhǔn)化工具進(jìn)一步激發(fā)智能化的使能作用和倍增效應(yīng)，在我國(guó)工業(yè)界整體邁向4.0時(shí)代的關(guān)口，助力航運(yùn)和船舶產(chǎn)業(yè)在全球奪取制高點(diǎn)。