本刊記者 薛龍玉
近年來(lái),船舶智能化逐漸成為全球航運(yùn)發(fā)展的一大趨勢(shì),我國(guó)也越來(lái)越重視智能船舶的研發(fā)建造。作為國(guó)內(nèi)無(wú)人船艇開創(chuàng)者,珠海云洲智能科技有限公司建設(shè)了國(guó)內(nèi)首個(gè)無(wú)人船研發(fā)測(cè)試基地——香山海洋科技港,參與完成南極科考等重大項(xiàng)目以及國(guó)內(nèi)無(wú)人船艇現(xiàn)有7項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制定;同時(shí),與珠海市人民政府、武漢理工大學(xué)、中國(guó)船級(jí)社共同推動(dòng)建設(shè)全球最大、亞洲首個(gè)無(wú)人船海上測(cè)試場(chǎng)——珠海萬(wàn)山無(wú)人船海上測(cè)試場(chǎng),研發(fā)出了我國(guó)首艘具備自主航行功能的“筋斗云0號(hào)”貨船。在接受本刊專訪時(shí),云洲智能創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)張?jiān)骑w先生向我們分享了公司成就背后的故事,以及云洲智能專業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)國(guó)內(nèi)外智能船舶、自主航運(yùn)發(fā)展問(wèn)題的深度解讀。
云洲智能創(chuàng)立于2010年,是世界領(lǐng)先的水面機(jī)器人公司,是中國(guó)第一家專注于無(wú)人船艇研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與提供行業(yè)解決方案為一體的高科技企業(yè)。作為中國(guó)無(wú)人船艇領(lǐng)域的開創(chuàng)者,云洲智能始終圍繞“人工智能+海洋”戰(zhàn)略,堅(jiān)持自主創(chuàng)新,勇闖科技探索“無(wú)人區(qū)”,掌握無(wú)人船艇自主航行、智能避障、集群協(xié)同、人機(jī)交互、組網(wǎng)通信、高性能傳感器、系統(tǒng)集成、平臺(tái)設(shè)計(jì)等多項(xiàng)自主核心關(guān)鍵技術(shù),并處于全球領(lǐng)先水平,擁有專利300多項(xiàng),獲得了中國(guó)專利獎(jiǎng)、環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、國(guó)家海洋科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、海洋工程科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)等諸多獎(jiǎng)項(xiàng)。
經(jīng)過(guò)多年的探索與發(fā)展,如今云洲智能在無(wú)人船艇領(lǐng)域已經(jīng)碩果累累,那么最初它是如何與智能船結(jié)緣的呢?“2008年,央視上一則講述江河污染嚴(yán)峻現(xiàn)狀的報(bào)道啟發(fā)了云洲智能的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì),隨著國(guó)家越來(lái)越重視生態(tài)環(huán)境保護(hù),對(duì)環(huán)境保護(hù)的投入有可能逐年加大。團(tuán)隊(duì)用一年半時(shí)間輾轉(zhuǎn)全國(guó)各大水系調(diào)研后,發(fā)現(xiàn)環(huán)保行業(yè)的從業(yè)者有不少是需要在污染濃度高的地方開展工作,危險(xiǎn)重重,強(qiáng)度不小,效率低下,而無(wú)人船恰可帶來(lái)變革?!睆?jiān)骑w回憶道。以環(huán)境保護(hù)作為切入口,云洲智能研制出了世界上第一艘環(huán)境監(jiān)測(cè)無(wú)人船,成功將無(wú)人船艇應(yīng)用場(chǎng)景落地?,F(xiàn)在,云洲智能的無(wú)人艇版圖已經(jīng)從小船拓展到大船,應(yīng)用場(chǎng)景從內(nèi)河走向海洋,承載著中國(guó)人的海洋強(qiáng)國(guó)夢(mèng),開創(chuàng)了中國(guó)無(wú)人船艇時(shí)代。
2015年,中國(guó)船級(jí)社發(fā)布了全球首部《智能船舶規(guī)范》,引起了廣泛關(guān)注,其中模塊化的概念和云洲智能的發(fā)展思路不謀而合。張?jiān)骑w坦言:“我們當(dāng)時(shí)也正在為推出智能航行等模塊化的產(chǎn)品而進(jìn)行調(diào)研。在調(diào)研過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn),航運(yùn)業(yè)是一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),目前面臨著諸多挑戰(zhàn),例如船員短缺、成本激增、海盜猖獗等,與此同時(shí)海事主管部門對(duì)船舶安全和環(huán)保要求的不斷提高,也迫使船東謀求轉(zhuǎn)型升級(jí)。在了解市場(chǎng)需求和規(guī)模,評(píng)估了我們的技術(shù)儲(chǔ)備之后,我們決定進(jìn)軍智能船舶和智能航運(yùn)行業(yè)。”
公司的第一個(gè)智能船項(xiàng)目是“筋斗云”號(hào)島礁自主貨運(yùn)船。珠海是一個(gè)百島之市,岸島補(bǔ)給需求復(fù)雜多變,船東希望開發(fā)出一款智能化程度高、靈活性好、經(jīng)濟(jì)性佳的貨運(yùn)船舶。在中國(guó)船級(jí)社和武漢理工大學(xué)的支持下,云洲智能完成了需求論證分析、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目可行性分析,并于2017年12月在上海海事展上聯(lián)合珠海市政府、中國(guó)船級(jí)社和武漢理工大學(xué)共同啟動(dòng)了“筋斗云”號(hào)項(xiàng)目,開啟了智能航運(yùn)的征程。2019年11月15日,我國(guó)自主研發(fā)的首艘具備自主航行功能的“筋斗云0號(hào)”貨船在珠海完成貨物運(yùn)載首航。
作為全球各國(guó)競(jìng)相角逐的熱點(diǎn)領(lǐng)域,智能船舶和自主航運(yùn)的發(fā)展確實(shí)能夠幫助海事行業(yè)解決當(dāng)前正面臨的一些棘手問(wèn)題。海事行業(yè)涉及的面非常廣,其中比較核心的有造船、航運(yùn)、海事監(jiān)管等部門。在張?jiān)骑w看來(lái),發(fā)展智能船舶和自主航運(yùn)的意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一是解放船員。船員的工作Difficult(困難)、Dirty(骯臟)、Dull(無(wú)聊)、Desolate(孤寂)、Dangerous(危險(xiǎn)),智能船舶可以將船員從這樣的生活中解放出來(lái),海上船員可以變成岸上船員,一些對(duì)航海充滿向往但又無(wú)法忍受海上工作環(huán)境的人士也可以重新選擇自己熱愛的職業(yè)。
二是保護(hù)環(huán)境。環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重,綠色航運(yùn)也逐漸成為航運(yùn)業(yè)的一個(gè)新的主題。智能船舶在能效管理上可以做得更好,而少人化和無(wú)人化則會(huì)使船舶的固液氣排放更少,從而使船舶更加環(huán)保節(jié)能。
三是融入萬(wàn)物互聯(lián)。萬(wàn)物互聯(lián)(IoE)將人、流程、數(shù)據(jù)和事物結(jié)合一起使得網(wǎng)絡(luò)連接變得更加相關(guān),更有價(jià)值。萬(wàn)物互聯(lián)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信息,從而可帶來(lái)更加豐富的體驗(yàn)和前所未有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)遇。船舶作為萬(wàn)物互聯(lián)上的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn),通過(guò)智能化的升級(jí),融入這張大網(wǎng),不僅可使航運(yùn)業(yè)變得更為便捷,同時(shí)還可以為其他行業(yè)提供各種數(shù)據(jù)支持。
張?jiān)骑w指出,船員短缺與船員的“過(guò)客化”日益嚴(yán)重、運(yùn)營(yíng)成本的日益高漲和低迷的運(yùn)價(jià)之間的矛盾日益加劇、船舶運(yùn)營(yíng)和海事監(jiān)管之間的鴻溝日益擴(kuò)大已成為全球航運(yùn)業(yè)面臨的主要問(wèn)題。而智能船舶和智能航運(yùn)的出現(xiàn),能夠提供一種有效的解決方案。由于船員工作環(huán)境艱苦,從事船員職業(yè)的人越來(lái)越少,很多船員在經(jīng)歷了幾年的海上漂泊之后由于各種原因放棄了船員的職業(yè)生涯。智能船舶發(fā)展到高級(jí)階段,船上船員大量減少甚至沒有船員,船舶駕駛和設(shè)備維護(hù)的工作從船上轉(zhuǎn)到岸基和碼頭,這必將吸引大量的駕駛/輪機(jī)人員重回航運(yùn)業(yè)。由于在船船員大幅減少,甚至出現(xiàn)無(wú)人駕駛船舶,船員的總體工資開銷會(huì)大幅減少,而少人化和智能化也會(huì)提升船舶各方面的性能,從而進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本,能夠有效的提高盈利能力。在自主航運(yùn)時(shí)代,海事監(jiān)管部門會(huì)在船舶設(shè)計(jì)的初期就提出安全監(jiān)管要求,船東、設(shè)計(jì)部門、智能船舶設(shè)備提供商、海事安全監(jiān)管部門等各利益相關(guān)方之間的融合會(huì)更加緊密,海事安全監(jiān)管將會(huì)更加緊密地貫穿船舶從設(shè)計(jì)到拆解的全生命周期。
如上所述,發(fā)展智能船舶和自主航運(yùn)將惠及多個(gè)領(lǐng)域,未來(lái)可期,不過(guò)這也是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,會(huì)面臨許多困難和挑戰(zhàn)。關(guān)于全球智能船舶的發(fā)展現(xiàn)狀,張?jiān)骑w表示,全球智能船舶發(fā)展的高地主要是歐洲和亞洲。前者是傳統(tǒng)的海事中心和航運(yùn)中心,而后者是新興的航運(yùn)中心和造船中心。具體而言,主要是歐洲的英國(guó)、芬蘭、挪威、丹麥、瑞典以及亞洲的中、日、韓。歐洲作為傳統(tǒng)的航運(yùn)/海事的領(lǐng)導(dǎo)者,有望繼續(xù)引領(lǐng)航運(yùn)未來(lái)的發(fā)展。
歐洲是船用設(shè)備領(lǐng)域的世界霸主。在主要的船用設(shè)備上如主機(jī)、發(fā)電機(jī)、各類船用電子導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域占據(jù)最多的市場(chǎng)份額。近年來(lái),這些設(shè)備商也在積極地推進(jìn)船用設(shè)備的數(shù)字化和智能化,一些傳統(tǒng)的船舶設(shè)備巨頭已經(jīng)開發(fā)了面向智能船舶/無(wú)人船的自主航行設(shè)備和智能船舶用設(shè)備。同時(shí),歐洲也是目前海事/航運(yùn)規(guī)則的主要制定者。國(guó)際海事組織、國(guó)際海事衛(wèi)星組織等和航運(yùn)/海事相關(guān)的協(xié)會(huì)和組織的總部大多都在歐洲,他們制定了目前國(guó)際海事/航運(yùn)業(yè)的規(guī)則,影響力巨大。而且,歐洲依然是一個(gè)航運(yùn)中心,他們擁有世界航運(yùn)巨頭,這些巨頭是無(wú)人航運(yùn)的擁躉,為無(wú)人船項(xiàng)目的研究提供了資金和示范應(yīng)用場(chǎng)景。歐洲的項(xiàng)目,早期以較為容易控制的場(chǎng)景——渡輪作為突破,取得了較好的效果。綜合而言,歐洲的無(wú)人船發(fā)展體系最為完備,除了技術(shù)以外,他們一開始就注重法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)考慮無(wú)人船的經(jīng)濟(jì)性、可持續(xù)性,是一套體系化的發(fā)展思路。
圖1 “筋斗云0號(hào)”貨船穿越港珠澳大橋
圖2 無(wú)人艇為港珠澳大橋做水下“體檢”
日、韓造船業(yè)和航運(yùn)業(yè)發(fā)達(dá),同時(shí)他們生產(chǎn)的船用設(shè)備在世界舞臺(tái)上占有一席之地。為了謀求發(fā)展,他們采取舉國(guó)體制,組成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,集合了產(chǎn)業(yè)鏈的力量發(fā)展無(wú)人船,積極參與智能船舶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定,希望在船舶智能化、無(wú)人化的浪潮中占領(lǐng)先機(jī),將來(lái)能夠在智能船舶的訂單上取得優(yōu)勢(shì)。
目前,我國(guó)的智能船舶行業(yè)取得了一系列行業(yè)公認(rèn)的成就,智能船舶產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步由技術(shù)導(dǎo)向和政策導(dǎo)向轉(zhuǎn)向市場(chǎng)導(dǎo)向,但與此同時(shí),也有業(yè)內(nèi)人士指出,我們還面臨著諸多的挑戰(zhàn)和困難。首先,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建設(shè)嚴(yán)重滯后。標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、公約和法規(guī)是指導(dǎo)水面船舶設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、認(rèn)證、運(yùn)營(yíng)的主要依據(jù)。在傳統(tǒng)船舶行業(yè),這些文本較為完備,為行業(yè)的規(guī)范、健康發(fā)展提供了有力保障。而智能船舶屬于新生事物,目前與之對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、公約和法規(guī)等極不健全,市場(chǎng)亟需這些文本的出臺(tái)。
其次,技術(shù)需要繼續(xù)突破。一些自主程度較低的智能船舶的商業(yè)應(yīng)用開始蓬勃發(fā)展,但自主程度較高的智能船舶項(xiàng)目尚在試驗(yàn)階段,距離商業(yè)應(yīng)用存在一定距離。
再次,對(duì)自主航運(yùn)體系的研究和建設(shè)相對(duì)滯后。與智能船舶本身技術(shù)相比,關(guān)于自主航運(yùn)體系的研究還太少。智能船舶并不是獨(dú)立運(yùn)行的個(gè)體,而是航運(yùn)體系中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。智能船舶與航運(yùn)體系如航標(biāo)、航道、交管、港口碼頭乃至物流的對(duì)接,是智能船舶發(fā)揮商業(yè)價(jià)值的重要基礎(chǔ),但目前相關(guān)的研究和建設(shè)尚未正式啟動(dòng)。
最后,產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同尚不如歐洲、日韓等國(guó)。我國(guó)無(wú)人船產(chǎn)業(yè)雖然成立了一些聯(lián)盟,如無(wú)人貨物運(yùn)輸船開發(fā)聯(lián)盟,中國(guó)無(wú)人船產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟等,但聯(lián)盟主要以項(xiàng)目為主體推進(jìn)工作,在產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)層面略顯欠缺。
圖3 ME40小型全自動(dòng)測(cè)繪無(wú)人船
大型無(wú)人船的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)一直是行業(yè)討論的熱點(diǎn)話題,談及此,張?jiān)骑w直言:“大型無(wú)人船的發(fā)展是一個(gè)必然趨勢(shì)?!?00年前,泰坦尼克號(hào)上有500名船員,當(dāng)今最大的“海洋綠洲”號(hào)郵輪才20多名船員。從500名船員到20名船員用了一個(gè)世紀(jì),從20名船員到10名再到2名甚至到?jīng)]有在船船員,用的時(shí)間肯定會(huì)大大縮短。但由于航運(yùn)業(yè)的高度國(guó)際化,大型無(wú)人船要走向商用,除了技術(shù)的進(jìn)步之外,還需要各國(guó)的海事界共同協(xié)商,制定新的規(guī)則,而這肯定是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。
許多業(yè)界專家認(rèn)為大型無(wú)人船要實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)還需要一段時(shí)間,這個(gè)觀點(diǎn)張?jiān)骑w也贊同,但是他認(rèn)為主要問(wèn)題一方面是技術(shù),另一方面是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法律法規(guī)的建設(shè)?!帮L(fēng)險(xiǎn)永遠(yuǎn)存在,安全監(jiān)管的目的不是把風(fēng)險(xiǎn)降低為零,而是將風(fēng)險(xiǎn)控制在可以接受的范圍內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法律法規(guī)制等是安全監(jiān)管的依據(jù),在這些基礎(chǔ)尚未制定的時(shí)候,要推廣商業(yè)運(yùn)營(yíng)存在諸多問(wèn)題,例如如何獲得海事部門的適航認(rèn)可、如何進(jìn)行船舶配員的設(shè)置、如何購(gòu)買保險(xiǎn)、出現(xiàn)事故責(zé)任如何認(rèn)定等等。只有把這些問(wèn)題都解決了,真正的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)才能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然,我們也可以在示范區(qū)進(jìn)行先行先試,通過(guò)實(shí)踐總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法律法規(guī)?!?/p>
測(cè)試與驗(yàn)證能力建設(shè)也是智能船舶發(fā)展的重要一環(huán),無(wú)人船要實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)也離不開前期的測(cè)試與驗(yàn)證。2018年,我國(guó)首個(gè)無(wú)人船海上測(cè)試場(chǎng)在珠海萬(wàn)山正式啟用,2019年,國(guó)內(nèi)首個(gè)無(wú)人船研發(fā)測(cè)試基地——香山海洋科技港也正式建成,作為這兩個(gè)項(xiàng)目的聯(lián)合發(fā)起方,云洲智能對(duì)它們的重要作用有著深刻的認(rèn)知。
張?jiān)骑w指出,這兩大測(cè)試基地在我國(guó)海上無(wú)人系統(tǒng)與智能裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中將發(fā)揮如下重要作用:一是解決無(wú)人船研發(fā)、測(cè)試、檢驗(yàn)、試航、示范運(yùn)營(yíng)等各個(gè)階段的需求,實(shí)現(xiàn)研發(fā)規(guī)范化、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化、試驗(yàn)流程化、試航常態(tài)化,提升測(cè)試效率進(jìn)而提高研發(fā)效率,為探索、建立無(wú)人船測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)人船技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)人船航運(yùn)法規(guī)、運(yùn)營(yíng)模式提供必要的條件。
二是推動(dòng)無(wú)人系統(tǒng)與智能裝備產(chǎn)業(yè)工程、科學(xué)人才以及產(chǎn)業(yè)人才的聚集,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。無(wú)人系統(tǒng)與智能裝備產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),急缺大量專業(yè)的技術(shù)人才、法律人才、管理人才,需要盡快匯聚上下游的資源,形成協(xié)同創(chuàng)新,共同開展技術(shù)研究與交流,打造產(chǎn)業(yè)的生態(tài)鏈。而這兩個(gè)測(cè)試研發(fā)基地正好可以起到生態(tài)鏈孵化平臺(tái)的作用。
三是推廣應(yīng)用示范,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。兩個(gè)測(cè)試研發(fā)基地可作為海洋無(wú)人系統(tǒng)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式展示發(fā)布和交流合作的主要窗口,通過(guò)示范的先導(dǎo)作用,推動(dòng)技術(shù)改進(jìn)、完善安全監(jiān)管措施、帶動(dòng)市場(chǎng)推廣。
在張?jiān)骑w眼中,智能是手段而非目的,安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效才是發(fā)展智能裝備的目的。目前,云洲智能的產(chǎn)品線已經(jīng)覆蓋了環(huán)保、海洋調(diào)查、安全巡邏、風(fēng)電運(yùn)維、科技文旅等多個(gè)層面,為這些不同領(lǐng)域提供著經(jīng)濟(jì)、高效的服務(wù)。云洲無(wú)人船艇已在第34次南極科考、青藏高原冰川湖泊科考、南海島礁調(diào)查、天津港爆炸應(yīng)急處置、江蘇響水爆炸應(yīng)急處置、長(zhǎng)江入河排污口排查整治等國(guó)家重大任務(wù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,在精度、效率、成本等各方面大放異彩,獲得了相關(guān)部門及各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的高度認(rèn)可,迅速培育激活需求市場(chǎng),帶動(dòng)行業(yè)興起。云洲無(wú)人船艇獲取的大量精準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及寶貴實(shí)操經(jīng)驗(yàn),有效填補(bǔ)了行業(yè)空白。云洲智能還參與規(guī)劃編制中國(guó)現(xiàn)有的全部7項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,以技術(shù)創(chuàng)新助推海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。
“創(chuàng)新領(lǐng)航未來(lái)”是云洲智能的發(fā)展理念,他們一直密切關(guān)注著前沿技術(shù)動(dòng)態(tài)。張?jiān)骑w表示:“感知、認(rèn)知、決策是智能技術(shù)的核心。感知主要依賴于更好的傳感器,認(rèn)知可以通過(guò)大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)融合,決策則基于各種算法和高性能計(jì)算,這些相關(guān)的技術(shù)我們一直都在關(guān)注?!?/p>
“人類的未來(lái)在太空和海洋,然而目前人類對(duì)太空的了解遠(yuǎn)比海洋多得多,占據(jù)地球地表面積70.78%的廣闊海洋,如同一個(gè)空白的數(shù)據(jù)庫(kù),未知而神秘。復(fù)雜、多變、高危的海洋環(huán)境人類無(wú)法生存,規(guī)模化的海洋探索、開發(fā)與經(jīng)營(yíng)只能依靠無(wú)人設(shè)備來(lái)承擔(dān)?!睆?jiān)骑w感慨道。“中國(guó)是海洋大國(guó),但是海洋關(guān)鍵核心設(shè)備、高端儀器的國(guó)產(chǎn)化率很低,云洲智能堅(jiān)持深耕無(wú)人船艇+海洋應(yīng)用,打造更多國(guó)之重器,讓無(wú)人船艇替代人力積極探索海洋這個(gè)未來(lái)的大農(nóng)場(chǎng)、大礦場(chǎng)、大工廠,推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展,踐行海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。”