智能化技术、数字化技术不仅提升了船艇的性能和安全性,而且极大地降低了运营成本,为航运业带来了前所未有的机遇与挑战。与此同时,越来越多的船艇企业也开始注重科技创新,积极探索新的发展模式。科技赋能船艇,不仅让传统的航海方式焕发新生,更开启了船艇智能化、绿色化的新篇章。
记者 刘志良
随着船艇产业绿色低碳转型升级的步伐不断加快,各种环保新技术、新材料在船艇行业得到了的广泛的应用。日前,在第二十七届上海国际船艇展“船艇绿色技术与可持续发展研讨会”上,与会专家表示,绿色化、智能化不仅是船艇行业发展的必然势,而且十分符合未来科技发展的趋势。船艇行业要抓住这一发展机遇,通过科技赋能,利用人工智能(AI)等技术推动船舶绿色转型,加快技术变革、产业变革、运维变革,实现绿色化、数字化、智能化发展。
大势所趋
绿色动力形式多样
当前,航运业低碳转型已经成为行业发展的必然趋势。这种转变以清洁能源应用为核心,逐渐从关注船端排放向燃料全生命周期排放转变,从技术规则向“技术规则+市场机制”转变。从船艇产业发展来看,更多绿色动力的应用已经成为最明显的特征。中国船舶集团有限公司旗下第七〇四研究所新能源动力科副科长、高级工程师田野表示,目前来看,船艇电动化已成必然发展趋势,顺应这种趋势,形成了不同推进形式的延展,能源形式也实现了多样化发展,传统燃油能源、电池、光伏、风/潮汐能、氢、甲醇、氨等在船艇上都已经逐步实现示范应用。
当前,船艇绿色动力发展也在驱动绿色推进技术、智能化技术、核心产品技术等技术变革。据介绍,在船艇绿色推进技术方面,常规推进系统经过升级更新已逐步发展为当前的直流综合电力系统,实现了高效、高性能集成式电力驱动;在智能化技术方面,基于数据融合的态势感知与系统辨识、集成化智能控制、船岸数据互联互通等已逐渐在船艇上得到应用;在核心技术产品方面,集装箱箱式电源、船用磷酸铁锂动力电池等硬件以及能量管理系统、推进控制系统、监测报警系统、远程控制系统等都已经实现应用。
不过,船艇在绿色动力发展方面也面临着诸多挑战,田野将其总结为“怕、贵、难”。田野介绍,所谓“怕”是指绿色动力新技术使用是否安全可靠,动力电池等产品的安全性、寿命、衰减等是否如预期;“贵”主要体现在资金投资方面,新能源船舶初期投资一般高出传统燃油船舶30%~60%(根据电池容量不同),新能源动力系统最高占船价30%~40%;“难”指的是船员对新能源动力系统使用经验少,对设备运维、船舶操作均不熟悉。
科技应用
绿色智能成为必然
针对船艇绿色动力发展存在的这些问题,田野认为应该通过技术变革、产业变革、运维变革来解决。比如,在技术变革方面,通过持续提升绿色动力系统本质安全设计,守住绿色动力系统安全底线,持续提升动力电池等产品安全性、可靠性;在产业变革方面,实现跨行业产业链互补共建、规模效应共享,通过绿色基金等资本支持,推动规模化产业效应形成;在运维变革方面,实现“传统运维+岸基支持+规范监管”的协同智能运维。
随着人工智能的发展,船舶领域人工智能的应用也有很大的潜力,中国船舶集团旗下第七〇八研究所研究员李银涛介绍,在基础智能化进一步巩固的基础上,智能船舶开始具备更高级别的自主航行和智能决策能力;同时,配合集成先进的传感器套件、AI算法、高性能计算平台,船舶能够自主感知环境、预测风险、优化航线,并在特定情况下做出自主决策,如应对复杂天气、避开潜在碰撞等。
当前,生成式人工智能不断发展,在船艇行业也有着巨大的应用潜力,有望成为新质生产力。李银涛表示,生成式人工智能在船舶领域的应用可涵盖设计研发、运营维护、船舶管理、人员培训等多个环节,通过智能化手段提升船舶的整体性能、安全性、经济性和用户体验,可以推动船舶行业的数字化转型和智能化升级。
李银涛表示,随着技术的持续进步、开发成本的逐步降低,以及应用场景的不断拓展,人工智能与船舶深度融合在船舶设计与优化仿真、船舶自主航行与决策支持、个性化服务与用户体验等方面有着巨大的潜力,生成式人工智能在船舶领域的应用前景也将更加光明。比如,在船舶设计与优化仿真方面,生成式人工智能通过学习现有大量船舶设计数据,生成新颖的船舶形态、布局或系统配置,辅助设计师进行创新性概念设计,缩短设计周期并提高设计质量。同时,利用人工智能对船舶运行数据进行深度挖掘,能够优化能源使用、减少碳排放,推动绿色航运及绿色低碳的智能船舶发展。