6月的大连，晴空万里。随着一声长笛鸣响，我国智能船舶队伍又增添了一位新成员——全球首艘超大型智能原油船（VLCC）“凱征”号，该船也是全球首艘获得智能货物管理符号（C）的智能船舶。这艘集船舶航行辅助自动驾驶、智能液货管理、综合能效管理、设备运行维护、船岸一体通信5大智能系统于一体，囊括了数家船舶行业骨干单位智慧的船舶投入运营，标志着中国书写了全球VLCC智能航运新篇章。
“经过多年的努力，这艘智能船舶如期建成交付，是大船集团继2018年成功交付全球首艘风帆助推VLCC后，同招商局能源运输股份有限公司共同打造品牌VLCC的又一力作。”在船舶交付当天，中国船舶重工集团有限公司所属大连船舶重工集团有限公司“凱征”号项目总设计师李志鹏激动地向记者介绍说，“尽管第一次设计建造智能船舶遇到了许多难题，但大船集团和众多参研单位积极沟通、共同攻关，使所有智能项目报验一次通过，并成功交船，对于参建人员来说是极大的鼓舞。”
“没有一个样例可以参考”
2016年，由中国船舶工业集团有限公司所属上海船舶研究设计院牵头申报的智能船舶1.0研发专项正式立项。作为智能船舶1.0研发专项的依托工程，超大型智能原油船示范应用项目交由大船集团牵头实施。
为更好地推进超大型智能原油船智能系统应用研究及专有智能系统的开发，大船集团联合招商轮船、中国船级社（CCS）、上海船院、中船集团所属中国船舶工业系统工程研究院、上海船舶运输科学研究所、北京海兰信数据科技股份有限公司、中船重工第七〇四研究所等单位共同攻坚。“因为智能船舶在立项申报之初，并没有一个样例可以参考，因此，所有研究人员一起查找资料、研究、讨论，往往工作至深夜，付出了很多努力。”李志鹏回忆说。
针对VLCC高防爆要求、自主装卸载、可随时调整浮态、中低航速、航线相对固定等特点，大船集团联合上海船院、系统工程研究院等参研单位，反复研究论证，以“互联网+大数据”的理念，调研营运需求，全力开展网络平台和信息平台顶层设计，确定智能VLCC技术方案并予以实施。
2017年6月，大船集团与各参研单位讨论并签订了项目技术协议。经过2天的协商，最终确定了网络和信息2个平台及5个智能系统的技术协议，明确了各系统的架构、功能、供货范围、交付时间，为智能VLCC示范船的建造以及按时交付奠定了基础。
此外，各单位通过整合实船已有的设备和系统，增加相关的硬件和软件设施，采集满足智能功能需求的数据，构建服务智能系统的全船综合网络信息平台，以期为智能应用提供全面的数据支持。
经过研发团队的努力，大船集团完成了智能VLCC实船设计，并联合七〇四所研发了智能液货管理系统；上海船院完成了网络平台的开发；系统工程研究院、上海船研所、海兰信等完成了信息平台、能效管理、设备运维、智能航行等系统的开发。智能平台和系统经过原理样机验证后，完成了工程样机研制，获得了CCS的认可，为实船建造和智能系统的安装调试奠定了技术基础。
“全靠科学合理组合”
2018年4月10日，“凱征”号开工建造；2018年9月29日，实现铺底；2019年3月22日，顺利出坞。在这其中，大船集团结合智能船舶施工特点，做了充分的前期准备工作，编制智能系统安装调试程序和计划，组织各参研单位进行“四首四新”评审。
与中船集团所属上海外高桥造船有限公司建造、上海船院设计的40万吨智能超大型矿砂船（VLOC）“明远”号不同，“凱征”号的生产设计和详细设计均出自大船集团之手，上海船院更侧重负责这艘船的智能系统总体设计。“如果把船比做汽车，各个智能系统单元就好比其他企业生产的汽车上的导航、记录仪、倒车影像等设备。我们自己设计制造汽车，再把导航、记录仪、倒车影像等设备融入汽车设计，使其兼容、美观、功能最强。”李志鹏说，“所以，VLCC是我们自己设计的，智能导航、船岸一体、设备运维、智能能效系统是我们同各参研单位一同开发的，智能液货系统是我们牵头研发的。我们在设计中让实船和智能系统完全匹配，以达到研究目标。”
面对十多家系统设备厂商集中在船上安装调试的现状和智能系统首次安装遇到的难题，大船集团设立智能船舶总协调负责人，专门负责智能设备或系统的施工，组织召开智能船舶周例会，集中讨论智能船舶施工难点，使各项问题得以快速有效解决。在大船集团项目组的统一协调下，各参研单位全力配合，仅用45天就完成了所有智能船舶设备调试报验，为按期试航提供了坚实保障。
2019年5月23日，“凱征”号驶离大船集团码头，进入航海试验阶段。大船集团牵头研究编制了航海试验程序、试验计划等，组织各参研单位和船东、船检对试航计划合理性进行评估和讨论，将智能船交验项目和常规交验项目进行了科学合理地组合。经过为期5天的海试，“凱征”号2大智能平台、5大智能系统总计77个报验项目均一次通过，通过率为100%，得到了船东、船检的高度认可。李志鹏说：“在试航过程中，‘凱征’号实现了对船舶的各个设备的状态、燃油消耗，以及海浪、流速、风力、风向等信息进行监测，并对船舶的航线航速等进行了科学的规划。”
“82”是“凱征”号交付前的编号，也珍藏了该船所有参与人员美好的回忆。当这艘智能VLCC在试航时所有智能项目报验完成并一次通过后，为表达喜悦心情，来自大船集团有关部门及船东、船检、科研院所等单位的82人在甲板上组成了代表智能船舶简称标志的“i-SHIP”并拍照留念。其中，“i”由船东站队而成，代表领头团队；“-”由CCS的5人组成，象征“凱征”号获得的5个船级符号；“S”由大船集团项目组组成，代表船厂；“H”由上海船院、系统工程研究院、海兰信、七〇四所、上海船研所等单位人员组成，寓意团结合作；“I”由大船集团设计院人员组成，代表智慧；“P”由大船集团生产部门组成，代表生产。
通过前期的努力，全球首艘智能VLCC“凱征”号6月22日在大船集团成功交付，荣耀起航。据了解，“凱征”号是大船集团自主研发的第六代VLCC，同时也是其成功交付的第九十七艘VLCC。
“事情推进并非一帆风顺”
作为智能船舶1.0研发专项中的智能VLCC示范船，“凱征”号搭建了网络和信息2大平台，是全球第一艘获得CCS i-SHIP（I，N，M，Et，C）及OMBO一人驾驶船级符号的VLCC，填补了行业空白；配备智能液货管理系统，不仅实现了液货相关系统的集中监测，还可提供有效的辅助操作决策；完成了开阔水域辅助避碰决策功能的实船验证，提高了船舶航行安全水平；搭建了船岸、船船智慧通信网络链路，实现了船岸、船船之间大数据的互通与共享；应用了“平台+N个应用”的理念，为船企发展“制造+服务”积累了宝贵的经验。
除了拥有全球首艘的身份，智能液货管理系统也是“凱征”号一大亮点。“‘凱征’号的智能液货管理系统获得了CCS授予的全球首个C符号，其运用为船员快速找到并解决问题提供了技术帮助，标志着该船在原油装卸方面实现了智能化。”大船集团副总工程师关英华介绍说。此外，“凱征”号首次将全船的感知和信息采集点扩展了2倍以上，并新增采集视频、语音等非结构化数据，智能界面数百个，实现了船内互通、船岸互联，通过航路优化、纵倾优化、辅助决策等，在理想条件下，可实现综合节能5%。
智能液货系统可实现数据收集、监测和报警的集成，以及辅助决策功能。“凱征”号的这套系统由2个工作站、2个网络交换箱、1个数据处理柜和2个UPS等硬件组成。智能液货系统与8大主要设备和系统进行数据传输，并与网络平台、智能配载仪进行数据交互，通过环网组成了智能液货系统的整体架构。该系统实时采集货油泵系统、阀门遥控系统、液位监测系统、可燃气体探测系统、压载水系统、压载水处理系统、惰气系统、ODME系统、油气回收系统等过程数据，形成93个显示和报警界面，可根据收集数据的状态和数据的变化趋势作出预测和警报，当发生报警时，还能提供相应的原因分析和排除方法。
“事情推进并不是一帆风顺的。”李志鹏回忆道，“智能液货软件编制之初，存在界面粗糙、辅助功能不足等问题。大船集团和七〇四所设计人员数百次反复修改，多次评审，最终优化了几十个界面，完善了21项辅助决策功能，使其直观而且功能强大，系泊和航海验收工作一次成功，受到船东称赞。”目前，该系统已设计辅助决策21类，参与辅助决策的数据点为231个，能为船员快速找到并解决问题提供技术帮助。
智能船舶融合了现代信息技术和人工智能等新技术，具有安全可靠、节能环保、经济高效等显著特点，是未来船舶发展的重点方向，“凯征”号的交付为我国后续发展智能船舶积累了经验。“总体而言，目前全球大型远洋智能船舶仍处于探索和发展的初级阶段。”关英华说，在成功研制全球首艘智能VLCC的基础上，大船集团将通过“产学研用”的深度合作，不断提升船舶智能化水平，推动船舶行业高质量发展，为进一步提升我国船舶工业的综合竞争力作出新的更大的贡献。
来源：中国船舶报