中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院 汪穎異 鄭成榮 杜 亮 潘 放
2020年4月,國(guó)際貨幣基金組織(IMF)在《世界經(jīng)濟(jì)展望》中預(yù)計(jì)2020年全球經(jīng)濟(jì)增速下降至-3%,2021年將明顯提升至5.8%。與2020年1月的預(yù)測(cè)相比,2020年下調(diào)了6.3個(gè)百分點(diǎn),2021年上調(diào)了2.4個(gè)百分點(diǎn)。由于新冠肺炎疫情(NCP)影響,今年全球經(jīng)濟(jì)很可能經(jīng)歷“大蕭條”以來最嚴(yán)重的衰退,超過十年前全球金融危機(jī)期間的嚴(yán)重程度。經(jīng)濟(jì)是影響船舶市場(chǎng)變動(dòng)的主要因素之一,可以說船舶市場(chǎng)是世界經(jīng)濟(jì)的函數(shù)。全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩會(huì)給本身不景氣的船舶市場(chǎng)雪上加霜,NCP的影響更是增添了船舶市場(chǎng)行情下行氣氛。
2002年~2004年的交付量
根據(jù)經(jīng)濟(jì)、航運(yùn)和造船三者聯(lián)動(dòng)的關(guān)系,通過分析對(duì)比2003年非典疫情對(duì)中國(guó)乃至世界船舶市場(chǎng)的影響,以判斷本次新冠疫情對(duì)2020年世界船市的影響深度。2003~2004年全球新船訂單量呈上升趨勢(shì),2003年較2002年增加131%,其中中國(guó)2003年新船訂單較2002年增加181%,而2004年相比于2003年,全球和中國(guó)的增量分別為8.6%和-15.2%,由此說明2003年的非典幾乎沒有對(duì)世界船市造成影響。我們?cè)倏赐瑫r(shí)期的經(jīng)濟(jì)和航運(yùn):2002~2004年,全球經(jīng)濟(jì)和中國(guó)經(jīng)濟(jì)保持向上增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),增速分別是3.1%、4%和5.3%,以及9.1%、10%和10.1%;全球海運(yùn)市場(chǎng)在經(jīng)歷了2001年周期性回落之后,于2002年、2003年開始回轉(zhuǎn),并在2004年達(dá)到新的頂峰。由此可見,2002~2004年全球造船市場(chǎng)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)、航運(yùn)是相互聯(lián)動(dòng)的。
同理,根據(jù)上述分析,從經(jīng)濟(jì)和航運(yùn)看,全球產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)艿揭咔椴焕绊懀A(yù)計(jì)全球經(jīng)濟(jì)特別是中國(guó)經(jīng)濟(jì)一季度明顯下滑,但下半年全球經(jīng)濟(jì)增速有望V型反彈;世界航運(yùn)市場(chǎng)復(fù)蘇受到制約,一季度影響巨大。由此推斷,2020年造船市場(chǎng)將整體受到制約,特別是一季度,對(duì)中國(guó)而言尤其突出。如果疫情在短期內(nèi)得到控制,中國(guó)乃至全球的造船市場(chǎng)在下半年有望回暖。
交付量方面,如圖所示,2002~2004年全球造船完工量持續(xù)增長(zhǎng),表明受到非典影響較小。但今非昔比,中國(guó)目前船舶完工量排名世界首位,因此完工量下降影響要比訂單量明顯。我國(guó)船舶企業(yè)還存在相當(dāng)數(shù)量的不滿足GBS要求、須在2020年7月1日之前交付的船舶產(chǎn)品,部分產(chǎn)品極有可能無法在7月1日之前交付。
從主要造船國(guó)的訂單份額看,2020年前兩個(gè)月全球新船訂單量412萬載重噸,相較于2019年的1153萬載重噸減少了64.3%,其中中國(guó)占全球總訂單量的61.4%,排名第二的韓國(guó)為129萬載重噸。但第二個(gè)月全球23艘新船訂單中,中國(guó)僅接獲3艘,疫情對(duì)中國(guó)造船市場(chǎng)影響逐步凸顯。隨著疫情在韓國(guó)和日本的蔓延,韓日造船廠相對(duì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在下降。因此,2020年新造船市場(chǎng)比拼的仍是船型的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
疫情結(jié)束之后,預(yù)計(jì)下半年中國(guó)經(jīng)濟(jì)率先恢復(fù),全球經(jīng)濟(jì)隨后企穩(wěn),航運(yùn)市場(chǎng)開始持續(xù)反彈回穩(wěn)是必然趨勢(shì)。疫情的影響只是短暫的,從中期看,全球經(jīng)濟(jì)仍處于緩慢增長(zhǎng)階段,而受貿(mào)易量下滑影響,航運(yùn)業(yè)和造船業(yè)仍處于周期性低迷階段。
國(guó)際對(duì)航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排的要求越來越嚴(yán)格,2016年1月1日起,氮氧化物排放量執(zhí)行TierⅢ的標(biāo)準(zhǔn),EEDI第二階段(即EEDI低于基準(zhǔn)線20%)和IMO限硫令(即燃油硫排放要小于0.5%)從2020年1月1號(hào)開始實(shí)施,EEDI第三階段(即EEDI低于基準(zhǔn)線30%)要從2025年1月1日開始實(shí)施,甚至有可能提前到2022年;到2030年,國(guó)際航運(yùn)每單位運(yùn)輸活動(dòng)的平均CO2排放量與2008年相比至少降低40%,并力爭(zhēng)到2050年降低70%,也就催生了航運(yùn)業(yè)對(duì)清潔能源的需求。
目前,由于采用LNG作為船舶的動(dòng)力可以減少80%NOx的排放,減少20%左右COx的排放,幾乎不產(chǎn)生SOx和PM,可顯著提高船舶環(huán)保性能,滿足國(guó)際上的環(huán)保要求,因此LNG燃料受到世界各國(guó)和地區(qū)的青睞。2010~2019年全球LNG動(dòng)力船的數(shù)量如圖所示,近兩年以LNG為動(dòng)力的船增長(zhǎng)迅速,2018年共有122艘訂單,相較于2017年的79艘訂單增長(zhǎng)了54.4%,2019年共有149艘訂單,較2018年增長(zhǎng)了22%,雖然2019年訂單增速較2018年有所下降,但是總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。
受此次新冠肺炎的影響,人工智能、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段;5G商用加速推進(jìn);電子商務(wù)整體升級(jí)換代;遠(yuǎn)程協(xié)同辦公軟件迎來新機(jī)遇等,這些現(xiàn)象無不凸顯出智能化對(duì)于人類的影響。如果船舶能夠?qū)崿F(xiàn)無人化操作,那么此次疫情對(duì)航運(yùn)業(yè)的沖擊力度可能會(huì)減小,由此說明船舶走向智能化的重要意義。
自從智能(自主/無人)船舶概念被提出后,各主要機(jī)構(gòu)相繼發(fā)布智能船發(fā)展路線圖。其中,IMO的路線圖側(cè)重技術(shù);LR的路線圖重在分析人與船的關(guān)系;CCS則是從船的自主化角度出發(fā);Rolls-Royce的路線圖將智能船分成了四個(gè)不同階段,第一階段配備少量船員的遠(yuǎn)程控制船舶,第二階段要求能控制無人近海船舶,第三階段要求能遠(yuǎn)程控制無人遠(yuǎn)洋船舶,第四階段要求能自主航行無人遠(yuǎn)洋船舶。船舶的智能化是大勢(shì)所趨,船舶市場(chǎng)的變革正在悄然發(fā)生。
盡管目前智能航運(yùn)還沒有跟上智能船舶的發(fā)展腳步,但是智能船舶的誕生勢(shì)必促使智能航運(yùn)的發(fā)展,并且目前傳統(tǒng)航運(yùn)自身能效低、缺少發(fā)展活力,因此航運(yùn)業(yè)的變革是必然的,智能航運(yùn)的未來已來。
智能航運(yùn)是傳統(tǒng)航運(yùn)要素與現(xiàn)代信息、通信、傳感和人工智能等高新技術(shù)深度融合形成的現(xiàn)代航運(yùn)系統(tǒng)與新的航運(yùn)業(yè)態(tài)?!吨悄芎竭\(yùn)發(fā)展指導(dǎo)意見》中明確規(guī)定了智能航運(yùn)5個(gè)方面的基本要素,即智能船舶、智能港口、智能航保、智能航運(yùn)服務(wù)和智能航運(yùn)監(jiān)管等。
從業(yè)界初步達(dá)成的共識(shí)來看,智能航運(yùn)發(fā)展大致分為四個(gè)階段:互聯(lián)互通的初級(jí)階段、系統(tǒng)整合階段、遠(yuǎn)程控制階段和自主操作階段。在智能革命中,傳統(tǒng)航運(yùn)紛紛擁抱智能時(shí)代,正積極向智能航運(yùn)轉(zhuǎn)型中不斷探索。以北歐為代表的多個(gè)國(guó)家,正在積極推動(dòng)智能航運(yùn)研究,計(jì)劃于未來10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)無人自主船實(shí)際運(yùn)營(yíng)。
漢堡南美航運(yùn)公司推出了其新的遠(yuǎn)程集裝箱管理技術(shù),以協(xié)助其冷藏集裝箱的運(yùn)輸,幫助客戶跟蹤其集裝箱及交付情況,實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度、相對(duì)濕度以及冷藏集裝箱中氧氣和二氧化碳的濃度等因素;招商南油智能航運(yùn)管理平臺(tái)(ITBP)、船舶管理系統(tǒng)(SMIS)和船員管理系統(tǒng)(CMIS)于2019年11月正式啟用;馬士基發(fā)布新版遠(yuǎn)程集裝箱管理平臺(tái)及新版“彼得船長(zhǎng)”虛擬助手,該更新的虛擬助手能夠在需要時(shí)提醒客戶并隨時(shí)關(guān)注集裝箱的狀況。這一系列舉措說明智能航運(yùn)的革命已經(jīng)拉開序幕,并將在很長(zhǎng)一段時(shí)間深刻影響航運(yùn)的模式和組織;海蘭信最新研發(fā)的智能船岸基系統(tǒng)以iCommander的核心模塊為基礎(chǔ),通過數(shù)據(jù)可視化、高密度實(shí)時(shí)船隊(duì)信息監(jiān)控展示、便捷的交互操作,實(shí)現(xiàn)岸端實(shí)現(xiàn)船隊(duì)航行管理,實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、優(yōu)化船舶航線,船岸兩端人員高效、協(xié)同工作。
智能航運(yùn)是科技發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果,其本質(zhì)是航運(yùn)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng),而智能船舶則是實(shí)現(xiàn)智能航運(yùn)的基礎(chǔ),其意味著船舶將實(shí)現(xiàn)電氣化、數(shù)字化和智慧互聯(lián)。所謂智能船舶,是指利用傳感器、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),其所需要的技術(shù)主要有:信息感知技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)、能效控制技術(shù)、狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷技術(shù)、安全預(yù)警技術(shù)等。
全球首艘智能超大型礦砂船“明遠(yuǎn)”號(hào)通過構(gòu)建服務(wù)智能系統(tǒng)的全船網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了輔助自動(dòng)駕駛、綜合能效管理、設(shè)備運(yùn)維、船岸一體通信、貨物液化監(jiān)測(cè)等五大智能功能;大型智能油輪“凱征”號(hào)擁有高集成度的傳感器、通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段,能自動(dòng)感知的獲得船舶自身、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)和大數(shù)據(jù)處理分析技術(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;挪威建造全球首個(gè)無人船測(cè)試基地,第一艘無人集裝箱船將于2020年實(shí)現(xiàn)無人駕駛。
有些國(guó)家甚至開始了MASS(自主航行船)的試航,較小的無人船已經(jīng)投入使用,對(duì)于涉及危險(xiǎn)或繁瑣操作的船舶,例如溢油應(yīng)急船,消防船和救援船,無人操作能力是一種特別有吸引力的選擇,自動(dòng)化具有巨大潛力來避免人員傷亡,同時(shí)能夠節(jié)約大量成本。為保證MASS的安全運(yùn)營(yíng),IMO海上安全委員會(huì)(MSC)正在探索如何將安全、穩(wěn)定且環(huán)境友好的MASS運(yùn)營(yíng)納入到IMO法規(guī)中。2019年6月,MSC會(huì)議通過了一套關(guān)于自主航行船舶試航的初步指南,要求在試航時(shí)至少應(yīng)具備相關(guān)法律所規(guī)定的安全和環(huán)保等級(jí)。
IMO強(qiáng)調(diào),試航所涉及的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)刂赋鰜?,降低風(fēng)險(xiǎn)的措施也應(yīng)做好安排。指南還進(jìn)一步規(guī)定,MASS的船上或遠(yuǎn)程操作員應(yīng)當(dāng)具備操作此類船舶的資質(zhì)。參與海上自主水面船舶試航的人員,無論是在船上還是遠(yuǎn)程操作,都應(yīng)當(dāng)具有安全進(jìn)行自主航行船舶試航的資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)。進(jìn)行海上自主水面船舶試航時(shí),應(yīng)當(dāng)采取合理的措施確保所用系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施得到充分的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)管理。
智能航運(yùn)是科技發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果,其本質(zhì)是航運(yùn)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng),而智能船舶則是實(shí)現(xiàn)智能航運(yùn)的基礎(chǔ),其意味著船舶將實(shí)現(xiàn)電氣化、數(shù)字化和智慧互聯(lián)。所謂智能船舶,是指利用傳感器、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),其所需要的技術(shù)主要有:信息感知技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)、能效控制技術(shù)、狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷技術(shù)、安全預(yù)警技術(shù)等。因此對(duì)于我們來說,要真正實(shí)現(xiàn)船舶的智能化就必須要不斷突破這些技術(shù),最后走向航運(yùn)的智能化。
目前來看雖然短期內(nèi)船舶市場(chǎng)會(huì)受到一定影響,但是從長(zhǎng)期看市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力仍是研制能力和效率。因此,我們要在高附加值船的建造上做出更大努力,突破更多核心技術(shù),打破國(guó)外壟斷。比如對(duì)于LNG運(yùn)輸船而言,需要加快船型研發(fā),提升建造規(guī)模和縮短研制周期,加強(qiáng)圍護(hù)系統(tǒng)和燃料供氣系統(tǒng)等技術(shù)和專利創(chuàng)新發(fā)展等。同時(shí),要調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),提高高附加值船舶在整體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的占比。在高質(zhì)量造船的條件下縮短造船周期,提高船企的整體效益。因此這就需要船廠不斷提高科技創(chuàng)新力,加大研發(fā)投資力度,大力提高自主研發(fā)能力,同時(shí)不斷提高企業(yè)管理水平。
我國(guó)從船舶設(shè)計(jì)到拆解整個(gè)周期的技術(shù)都進(jìn)行了綠色化改良和發(fā)展,在綠色船舶建造和綠色化設(shè)備的應(yīng)用以及在船舶拆解和回收利用方面都取得了很大的成功。但仍存在一定的問題阻礙著綠色船舶更好更快發(fā)展,因此還需要作出改進(jìn)。
一是統(tǒng)一規(guī)劃綠色技術(shù)的研發(fā)。歐洲、日、韓等國(guó)家非常重視綠色船舶技術(shù)的發(fā)展,從政策上和研發(fā)資金上給予了極大的支持,他們不斷地進(jìn)行技術(shù)的攻關(guān)和研發(fā),因此在綠色船舶這一概念提出之后,他們有了很大的突破和進(jìn)展,在國(guó)際政策的制定上有很強(qiáng)的話語權(quán)。因此,我國(guó)在綠色船舶的發(fā)展上要從國(guó)家層面上制定政策,統(tǒng)籌規(guī)劃,不斷增加我國(guó)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力,增強(qiáng)我國(guó)在國(guó)際環(huán)保政策制定上的話語權(quán)。
二是突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的框架。我國(guó)不是國(guó)際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的制定者,是按照目前既定的標(biāo)準(zhǔn)去研發(fā)和設(shè)計(jì),難免會(huì)陷入傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。而日韓兩國(guó)在綠色船舶的概念設(shè)計(jì)上對(duì)船體的外形、結(jié)構(gòu)、動(dòng)力等方面都做了很大改進(jìn)。所以我國(guó)要實(shí)現(xiàn)真正意義上的綠色技術(shù)的突破,需要打破傳統(tǒng)理念的束縛。
三是加強(qiáng)船用配套技術(shù)的基礎(chǔ)性研究。船舶配套技術(shù)的發(fā)展對(duì)綠色船舶的發(fā)展起著關(guān)鍵作用,如氣層減阻的使用、推進(jìn)效率的提高、船體線型的優(yōu)化、無壓載水技術(shù)的研發(fā)等。國(guó)際上紛紛投入精力和資金去研發(fā)節(jié)能減排的新技術(shù),盡管我國(guó)也在大力進(jìn)行著,但是尚未開展全面的研究,基礎(chǔ)性設(shè)備數(shù)據(jù)有待積累。
對(duì)于智能船舶,我國(guó)近兩年取得了較大的發(fā)展,在產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)條件和平臺(tái)建設(shè)上都有所突破,且諸多國(guó)內(nèi)外專家認(rèn)為,憑借中國(guó)航運(yùn)造船企業(yè)的體量?jī)?yōu)勢(shì),智能航運(yùn)很有可能在中國(guó)實(shí)現(xiàn)率先突破。目前,智能船舶技術(shù)已日趨成熟,但設(shè)備和智能系統(tǒng)的可靠性還有待進(jìn)一步提升;而智能航運(yùn)又受到法律法規(guī)與利益等問題的制約,發(fā)展緩慢。放眼全球,智能船舶和智能航運(yùn)基本處于發(fā)展初期,我國(guó)在智能船舶和智能航運(yùn)方面布局較早,具備一定的政策環(huán)境和技術(shù)基礎(chǔ),但依然需要突破感知、決策、通信等諸多關(guān)鍵技術(shù),最后要落實(shí)到安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性上面。因此,在智能船舶和智能航運(yùn)方面,建議:
加強(qiáng)智能船舶關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。在技術(shù)層面,智能化設(shè)備和系統(tǒng)能否在任何條件、任何環(huán)境下駕駛和管理船舶其實(shí)是對(duì)智能設(shè)備的一個(gè)考驗(yàn),但僅從目前的技術(shù)來看,智能設(shè)備還需要進(jìn)一步的發(fā)展,要實(shí)現(xiàn)真正意義上的無人化,甚至是遠(yuǎn)洋船舶的無人化,需要加大力度研發(fā)智能技術(shù)。
加快智能船舶和智能航運(yùn)的工程實(shí)踐、試點(diǎn)示范和測(cè)試驗(yàn)證。通過積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn),提高科技實(shí)力,并積極參與國(guó)際航運(yùn)和造船領(lǐng)域的行為規(guī)范和法律準(zhǔn)則的制定,以提高我國(guó)在智能船舶和智能航運(yùn)的話語權(quán),提升國(guó)際影響力,為未來智能船舶市場(chǎng)打好基礎(chǔ)。
“海斗一號(hào)”刷新中國(guó)潛水器最大下潛深度紀(jì)錄
歷經(jīng)40余天,由中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所主持研制的“海斗一號(hào)”全海深自主遙控潛水器,于2020年6月8日搭乘“探索一號(hào)”科考船載譽(yù)歸來。
“海斗一號(hào)”此次在馬里亞納海溝成功完成了首次萬米海試與試驗(yàn)性應(yīng)用任務(wù),最大下潛深度10907米,刷新中國(guó)潛水器最大下潛深度紀(jì)錄,同時(shí)填補(bǔ)了中國(guó)萬米作業(yè)型無人潛水器的空白。