首页Home | 收藏本站 | 订阅 | 登录 | 注册 | 手机网 | 微博 | 微信 | 下载中心Download 2015/03/11 10:52:45


“大智”是怎样炼成的?

  全球首艘智能船舶“大智”号的研制团队由中国船舶工业集团有限公司旗下上海船舶研究设计院、中国船舶工业系统工程研究院、中船黄埔文冲船舶有限公司和中船动力研究院有限公司4家单位的多名专家组成。他们不当跟随者,而是争当时代的引领者和缔造者,在智能船舶领域进行了全面创新,实现了关键核心技术自主化并达到国际领先水平,圆满完成了全球首艘智能船舶的设计和建造任务。

  敢为人先

  在上海船院院长、“大智”号团队带头人胡劲涛的心中有一个梦想,那就是中国成为世界第一造船强国。近年来,船舶市场持续低迷,他带领的上海船院以技术革新引领市场需求,推出的新设计总是让船东眼前一亮。然而,从船舶水动力和结构等方面优化带来的边际效益,会随着技术的进步而递减。面对智能革命浪潮的袭来,他一直在思考,这对船舶行业是危机,还是机遇?

  2011年,韩国实施了船岸互联的智能船舶相关计划,并取得实质性进展和获得订单。2014年, 罗尔斯·罗伊斯提出了无人驾驶船舶的概念,开始研究通过智能网络实现船舶无人驾驶。与国外相比,国内智能船舶在技术研发与市场应用等方面都处于初级阶段。

  胡劲涛有些焦虑,中国船舶工业经过几十年追赶与超越,已经成为第一造船大国,距造船强国仅一步之遥。他认为,智能化是中国船舶工业“弯道超车“的机会,在此次技术革命中,中国船舶工业不仅不能落后,而且一定要抓住机会去超越。

  系统工程研究院是一家集多学科、多专业、多领域于一体,产业链协同发展的研究院,是船舶集成创新体系领域的引领者。胡劲涛带着上海船院领导班子到系统工程研究院学习交流,通过充分沟通,与系统工程研究院院长张宏军等一拍即合,决定成立联合项目组,深入合作,共同研发智能船舶。

  要研发出引领时代的产品,设计就不能只停留在图纸上,必须要有船厂的参与,要有实船的建成。可是船舶向来都是船东订造的,船市不景气,哪个船东愿意接受一艘试验性质的智能船呢?那么,有没有可能自己造一艘智能示范船?在提出这个大胆想法后,联合项目组决定验证是否可行。

  建造一型智能示范船,不能专为研究而建,要适合市场需求并能经受住市场考验。因此,船型必须具有市场竞争力,还要具有可比性。研究团队考虑,智能示范船不应是投入高、周期长的高附加值船和特种用途船,而应在主力船型中选取。于是,上海船院的“绿色海豚”38000吨散货船成为最佳选择。

  这得到了系统工程研究院、黄埔文冲等单位的一致赞同,也得到了中船集团领导与科技部的高度重视和大力支持。2014年7月22日,3家单位签署战略合作协议,“大智”号团队也正式成立。中船集团党组副书记、副总经理吴永杰表示,“开展以‘智能船’为代表的新兴领域产业创新,对于中船集团提升产业竞争力、促进转型升级,具有非常现实的意义。”

  

  “大智”号

  精益求精

  必须在世界上率先研发出自己的智能船,这是“大智”号团队给自己定的目标。

  38000吨智能散货船究竟应该智能到什么程度?这是摆在“大智”号团队面前的首要问题。时不我待,“大智”号团队成员立即分赴招商局集团、中国远洋海洋集团有限公司等大型航运企业进行调研,到清华大学、上海交通大学等高校了解当前智能船发展趋势与实际海事需要。2个月中,项目技术负责人李鑫乘了30多次航班,参加了每场调研。为了赶时间,他经常披星戴月,早班机飞北京,晚班机回上海,路途中还要整理、消化调研资料。

  在听取专家建议、收集各方诉求、对方案反复推敲并不断自我推翻、自我否定之后,项目组撰写出3万多字的可行性报告,系统性地提出了智能船舶的定义、发展阶段及关键技术研发方向和目标,建立了智能船舶技术框架。

  智能船项目难度大,没有任何经验可借鉴, “大智”号团队遇到的都是新问题。尤其是在智能系统方面,来自4家企业的“大智”号团队成员和船级社专家,有着许多不同的意见。邮件沟通无果,就只能现场讨论。2016年8月, 英国劳氏船级社(LR)总部的专家与“大智”号团队对智能系统中可能发生的各类风险提出了相应的预防及处理措施并进行了细致的讨论,最终确定了智能船的自主化等级和各类风险的危害等级。

  “大智”号研制涉及专业领域之广,在上海船院上千型船舶设计中前所未有。在航路规划是否考虑优化策略上有两个方案,一是先选择航路,再对航路进行优化;另一个是综合考虑航路和优化,给出最优选择。显然,综合优化更优,但也更难。最终,经过充分论证,团队认为更难的综合优化方案可以实现,就向着最优的方案去研发。

  船舶设计团队在船舶布置中精益求精,力求做到最好。无论对控制台上的设备布局、驾驶室中设备的布置,还是智能网络设备在全船的分布,他们在规范要求、安全可靠、人体工学及舒适美观等方面进行了综合考虑,为智能设备在商船上的应用提供全方位的解决方案。

  “大智”号采用了WINGD的全球首台W5X52型机。该型机是首台满足中国船级社(CCS) 智能机舱入级符号要求的智能应用机,能根据不同气候、不同品质燃油进行自动优化,自动平衡各缸压力和输出功率,延长维修间隔,特别是吊缸和开轴承检查间隔,监测喷油器是否失效,减轻船员负荷,降低管理成本。为了满足状态监测、智能运维对信号采集的要求,沪东重机有限公司在发动机上安装了众多的传感器。示范船主机台架测试仅用了15天,创造了新机型测试时间最短的纪录。

  一直以来,全球的电喷低速柴油机遥控系统市场只有康士伯、 Sam和Nabatsco 3家供应商。系统工程研究院面临的选择是采用上述3家供应商的产品还是自己研制。

  虽然清楚研制新产品存在风险,但来自4家单位的“大智”号团队成员从不同角度出发,分析了技术上和进度方面的风险点与可行性,最终决定尝试自主研制主机遥控系统。在研制过程中,4家单位紧密合作,黄埔文冲多次调整生产计划和设备纳期;上海船院结合实船情况和设计经验及时反馈意见和建议、实时调整设计计划;沪东重机预留充足的测试时间配合主机遥控的调试、测试、认证。最终,自主研发的主机遥控系统于2017年6月顺利通过台架测试,系统工程研究院也由此成为全球第四家能为电喷低速柴油机配套主机遥控的供应商,一举打破了国外厂商长期以来在该领域的垄断。

  艰苦奋斗

  研制团队以艰苦奋斗的创业精神,面对新挑战,克服新困难,攻克新难关,创造新奇迹,让“大智”号从无到有,从一个理念变成了一艘船舶。

  2017年10月25日,广州的酷暑尚未消散。“大智”号团队上船进行系统调试,调试工作主要由系统工程研究院的何晓等负责,上海船院的青年工程师王斯琪参与了前期设计。智能系统安装后,各种不可预知的问题层出不穷。船舶计划11月底交付,时间紧张,调试只许成功,不许失败。何晓、王斯琪等经常一个问题接一个问题地去解决,等感到肚子饿,早已错过饭点。几天过去,智能系统的问题基本解决,船舶具备试航条件。他们没有回去休整,而是直接参加了试航。

  上海船院另派出3名工程师参加了试航。其中的朱旻悦刚获得来之不易的优秀员工疗休养机会,马洪猛的妻子正怀孕,然而,他们接到任务后都马上赶赴现场。

  “大智”号是全球首艘智能船,试航项目多,参加人数多,居住条件很差,但上海船院的几位工程师睡得还不错,因为试航的节奏太紧张了,每天凌晨两三点休息,头一挨着枕头就睡着了。其间,各种试验均需要通宵达旦地进行,而他们作为总体设计方代表,需要了解各种检测数据,并参与了所有相关试验。

  南海的冬季,试航海域风浪很大。船长说,“海面上只要出现白色浪花,那么浪高至少1米,而眼下这片海犹如一条白鹅绒被,船舶横摇剧烈时达到20度,这种海况对试航人员的承受能力是一种考验。”马洪猛说,“我经常参加试航,晕船还能接受,就是担心风浪那么大,船舶能效设计指数(EEDI)测速试验能否顺利进行。”

  “大智”号团队的另一位来自系统工程院负责系统调试的成员,晕船就抱着垃圾桶吐一会儿,稍微好一些,又对着电脑开始分析调试数据。

  历时一周的试航非常成功。刚下船,穿着单衣的王斯琪又赶往高铁站赴北京出差了。

  全球首艘智能船舶“大智”号于2017年12月5日成功交付,标志着中国在智能船舶研发与制造能力方面获得突破,具有里程碑式的意义。对于“大智”号团队的许多成员来说,这个里程碑也意味着新征程的开始。他们将船舶的智能化分为多个等级,计划在不远的将来,一一实现。


来源:中国船舶报 

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