突破高端船舶修造技术
解锁新兴市场百亿密码
在修造船领域流行着一句话:世界修船看中国,中国修船看舟山,全球五分之一的修造船业务汇聚于舟山。当前船舶工业进入一个新技术大规模植入应用的产业颠覆期,国务院印发的《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》中提出支持交通运输设备更新,加快高耗能、高排放老旧船舶报废更新,这令舟山的修造船码头变得越来越忙。
LNG是推动全球航运业低碳化的重要清洁燃料。通过LNG双燃料改装技术可近乎100%消除硫氧化物排放,理论碳减排率达24%。这不仅使得船东改装投资回报期缩至5年,对于修船企业而言项目边贡率也能预计达12%,后续实船改装可节约成本数百万元,形成“技术突破—市场拓展—效益反哺”的良性循环。然而,LNG船修理技术复杂,涉及超低温材料、密性维护等高端工艺,与航空母舰、大型邮轮并称为造船工业皇冠上三颗明珠,国内船厂面临技术壁垒高、市场分散等挑战,技术长期被国外少数企业垄断。
针对LNG新能源船舶维修领域的技术难题,舟山市科技部门构建“企业+院校+平台”合作机制,迅速组织起重大共性技术攻关联合体,位于舟山六横岛的舟山中远海运重工有限公司作为当地的领军企业,牵头揭榜该项目,依托船舶智能制造国家工程研究中心等高能级平台,集中资源力量,加快科研攻关,嫁接转化中船十一所的MarkⅢ型薄膜舱围护系统空间密性检测技术,成功突破以双壁管安装焊接技术、波纹板安装焊接工艺标准等关键难点为代表的LNG船全套修理工艺,打破了国际垄断,为全球LNG船修理行业给出了中国方案。
比如在焊接精密性检测过程中,需要攻克氨显色密性检测这一技术难点,依托平台引入的中船十一所的专家和技术资源,采用国内领先的识别工艺技术,精准定位焊缝缺陷,检测结果直观可靠,可以确保围护系统主屏蔽无漏点,帮助企业解决了传统检测方法成本高、灵敏度低等问题,检测效率提升逾30%,成本降低约40%。
如今,以舟山中远海运重工有限公司为代表的舟山船舶企业,陆续与国内外各大高校院所开展深度合作,在极地科考船、大型集装箱船、豪华邮轮、散货船等高端船舶与海洋工程装备领域取得多项发明专利授权,自主创新能力显著提升。
教科一体赋能人才培育
扬起数字巨轮千帆万舵
伴随双燃料船舶成为主流技术方向,未来五年内相关船员缺口预计突破20万人,到2030年全球需约45万名双燃料船员,2035年缺口将扩至80万名。如何突破传统培训的场景覆盖、燃料消耗、操作风险等局限,抓住人才这一船舶科技创新、海事服务产业发展的核心变量?近日,通过验收的“船舶双燃料动力系统关键工艺仿真实训技术研究”项目,为推进船员培训产业化、规模化应用奠定了关键技术基础,成为国内首个13000TEU双燃料集装箱船舶动力系统关键工艺仿真实训系统。
该套仿真实训系统是由上海船舶工艺研究所舟山船舶工程研究中心联合浙江国际海运职业技术学院、上海申博信息系统工程有限公司组建专项团队研发,突破双燃料发动机实时行为模型构建、多模式AR三维注册、视点位置实时追踪、船员实训适任性智能评估等关键技术,形成多项船舶动力系统实训核心功能模块,覆盖系统操控训练全流程,从而提高了操作的交互便捷度及可视化效果。
目前,该系统已在承担大量海员培训的浙江国际海运职业技术学院船舶轮机员培训及轮机专业开展实训应用。记者从该学院了解到,教学中,这一培训项目由4至5名学员组成工作小组,以角色扮演的方式,分别对应指挥,甲板、机舱、巡视等不同工作岗位,每位学员都可以借助AI设备身临其境地体验和掌握LNG加注与燃气供应等工作流程、关键操作与注意事项等。训练中还可以通过系统自动报错、提示与操作评价等,不断修正自已的操作以符合规范要求。
该系统上线3个月后,教学试用人数超300人次,实操时长占比提升30%,尤其在主机操控和应急响应能力方面,显著提升了海员的训练效果。
培训教师王雪峰教授表示,目前LNG加装仿真实训已经植入《船舶柴油机》《船舶管理》《船舶动力设备操作》等课程中,与理论教学相辅相成。“双燃料船仿真实训符合新能源产业对人才的需求方向,打破了传统的‘书本+参观’教学模式,同学们普遍反馈真实、互动性好。我们计划将这个培训项目从‘低闪点燃料加装专项培训’扩大为所有培训学员的必修内容,因为这是未来船舶技术人才必须掌握的技能。”王雪峰说。
自主研发海上无人装备
开拓船海产业未来方向
无人船(USV)以遥控或自主方式在水面航行,具有灵活性强、安全性高以及环保节能等优点,在海洋环境监测、海事搜救、渔政监察、海洋渔业养殖与捕捞等民用领域有着广泛用途。相比无人机领域,国内无人船技术研究起步较晚,且研发机构以高校、科研院所为主,产品化、工程应用方面相对较弱,实现产业化的企业数量有限,与国际先进水平相比仍存在一定差距。
经过一段时间的发展,该行业已由遥控船舶转向自主式无人船阶段,且出现了具备自主驾控能力的无人船产业化产品。但在适用场景方面,当前我国无人船艇企业大多集中在内河级无人艇制造,船艇体量较小,仅能适用于内河等相对稳定、简单的环境,而更高级别的海工级,研发制备难度较大,国内大部分无人船制造企业尚未突破技术壁垒。
近年来,舟山市以其较为坚实的船舶工业基础,积极布局无人船相关领域,努力引进智力载体,并为相关的研发机构提供驻泊码头、海试海域等方面的支持,助力开展智能动力电力、自主航行与智能控制、智能感知等核心技术研究,力争打造集研发、生产、试验于一体的海上无人船产业基地,推动海洋装备产业迈向未来。
上海船舶工艺研究所舟山船舶工程研究中心是中船十一所与舟山市共建的综合性研发机构,承担全市船舶与海洋工程领域智能海洋装备科技创新的技术支撑、科技成果转化推广、高端技术人才培训等工作。国内取得船级社认证的首艘专为风电场研制、用于风电场巡逻、巡检、警示、取证的远程无人控制高速二类无人艇诞生于此。
这艘名为“海宇巡01”的海上风电无人艇,由船载航控、航行避障、数据通信、船载感知、手持式遥控和地面基站遥控指挥等数字化的系统组成,借助于卫星通信、传感设备、感知模块、数据计算等新技术,实现无人艇自主接收执行地面控制基站和智能遥控器的指令自动驾驶,立体感知周围环境态势信息、当前正在执行的任务数据信息、无人船实时状态信息,并能通过相关的路径规划算法和人工势场法,计算出路径、方向、速度,给出避障决策,从而自主执行距岸基200海里内的风电场全天候值班巡逻、巡检、取证、警告等任务。通过数字化无人智能装备的研制和应用,实现了高海况下沿海风电场远程无人化实时有效监管。项目研发团队负责人郭永升介绍:“以前风大浪高又远的地方,人不好去管,现在完全可以用无人艇替代,其智能化水平和任务执行能力,使海上风电场更安全、更高效。”未来无人艇必将驱动海洋经济革新,在环保及商业领域重塑作业模式,成为智慧海洋的核心装备。
本报记者 赵琦 通讯员 洪瑶 林传颂 於斌