裝上“數(shù)智腦”，船舶會“思考”

——青島儒海船舶“藍鰭”科創(chuàng)平臺誕生記（上）

▲應(yīng)船東要求，儒海船舶工程師將主機鼓風(fēng)機解體送往車間檢測。

開欄語

黃海之濱，膠州灣畔，一場關(guān)于生產(chǎn)力的革新正潮聲澎湃。科技星火在車間與實驗室交相輝映，創(chuàng)新脈搏在齒輪與代碼中躍動，那些奔跑在發(fā)展前沿的瞪羚企業(yè)、扎根于細(xì)分領(lǐng)域的專精特新力量，正以突破常規(guī)的姿態(tài)，鍛造城市經(jīng)濟的新質(zhì)筋骨。

在青島市，“10+1”創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)體系藍圖宏偉，向“新”聚能，重塑城市產(chǎn)業(yè)版圖；在市北區(qū)，“2+6”特色產(chǎn)業(yè)體系蓄能起勢，向“新”進發(fā)，布局新賽道、新藍海。即日起，本刊推出《聆聽新質(zhì)生產(chǎn)力脈動——市北區(qū)高質(zhì)量發(fā)展一線采風(fēng)》系列報道，我們將踏訪智能工廠，記錄參數(shù)曲線里的突破鋒芒；我們將走近研發(fā)團隊，捕捉數(shù)據(jù)圖譜中的創(chuàng)新微光；我們將與“瞪羚”“雛鷹”并行，揭開新興動能“從0到1”的“進階密碼”，記錄這座城市以科技為筆、以改革為墨，在新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的畫卷上揮就的生動篇章。

“主滑油泵振動數(shù)據(jù)異常！電機結(jié)構(gòu)松動！”日前，行駛在大西洋海域的一艘18萬載重噸散貨船突遇故障。離港萬里出故障，是遠洋船舶最讓人擔(dān)心的情況。

輪機長緊張地查看新安裝的D-VesselKeeper藍鰭船舶管理平臺（以下簡稱“藍鰭”），系統(tǒng)清晰地給出維修建議：“檢查機組腳螺栓的緊固情況，改善基礎(chǔ)剛性，若有固定鉸鏈，檢查鉸鏈支撐的緊固情況。”

隨即，輪機長迅速安排值班船員檢查并拆解設(shè)備。“預(yù)警靈，判斷準(zhǔn)！”“藍鰭”讓他豎起了大拇指。

給船舶裝上“數(shù)智大腦”，是“藍鰭”研發(fā)方——青島儒海船舶股份有限公司（以下簡稱“儒海船舶”）20年來深耕的方向。“藍鰭”包括船舶智能運維（PHM）系統(tǒng)和船舶能效管理（EEM）系統(tǒng)，可以提供從設(shè)備智能運維到能效優(yōu)化的全鏈條解決方案。

新質(zhì)生產(chǎn)力在信息技術(shù)上的突破，為破解行業(yè)痛點開辟出一條“數(shù)智化”轉(zhuǎn)型新路徑，也為全球航運業(yè)帶來巨大變化。

“以往航行中出現(xiàn)設(shè)備異常，會增加計劃外停機時間和緊急拖航費用。現(xiàn)在，‘藍鰭’能對設(shè)備故障提前預(yù)警，平均一年可以減少發(fā)動機維修次數(shù)兩至3次，備件采購成本減少15%。像這次預(yù)警，就讓我們非計劃停航天數(shù)減少了15天，運營增收約75萬美元。”船東如是說。

■行業(yè)之困

運維成本高，呼喚AI“破局”

船舶航行中設(shè)備突發(fā)故障時，管理成本、運營成本以及履約成本便會不同程度地增加。在過去20年間，儒海船舶與船東、船舶管理者和廠家共同經(jīng)歷了諸多搶修、大范圍改裝改造等事后維修工作。為此，儒海船舶聯(lián)合船舶關(guān)鍵設(shè)備智能故障診斷與預(yù)測性維護算法團隊、船舶柴油機資深專家團隊，研發(fā)了船舶智能運維（PHM）系統(tǒng)。

“PHM系統(tǒng)主要對船舶的柴油機、發(fā)電機、渦輪機等關(guān)鍵動力設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，故障預(yù)測更準(zhǔn)確，維護建議更高效。它運用信號處理技術(shù)，結(jié)合機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù)，能大幅降本增效。”儒海船舶數(shù)字技術(shù)產(chǎn)品中心企劃部部長王洋說。

儒海船舶研發(fā)的船舶能效管理（EEM）系統(tǒng)，則打破了航運業(yè)“控碳”的困局。

“全球大于5000噸的商船都需要遵循國際海事組織（IMO）或歐盟嚴(yán)格的碳排放法規(guī)，而傳統(tǒng)船舶無法即時掌握相關(guān)數(shù)據(jù)。‘控碳’是航運業(yè)長期面臨的一個難題。”王洋介紹，EEM系統(tǒng)能實時自動化采集、記錄燃油消耗、設(shè)備性能數(shù)據(jù)、碳強度指數(shù)等關(guān)鍵能效指標(biāo)，船東、船舶管理公司、租家等航運價值鏈主體能及時掌握能效提升效果，也能根據(jù)詳盡的運營碳強度報告，及時調(diào)整運營策略和船舶低碳/零碳合規(guī)化改造方案。

因此，整合PHM和EEM兩個系統(tǒng)的“藍鰭”成為航運市場青睞的解決方案。與目前市面上多數(shù)競品只做能效或運維的單一模塊相比，“藍鰭”更能切中用戶痛點和應(yīng)用場景需求。

“‘藍鰭’的誕生，是儒海船舶20年來深耕船海行業(yè)的結(jié)果。”王洋介紹，公司成立于2005年，擁有專業(yè)工程師和技術(shù)人員260余人，在青島、上海、深圳、寧波、南通以及海外的新加坡、巴拿馬共設(shè)有7家分公司，累計已為全球4500多家船東船管企業(yè)提供服務(wù)，年度服務(wù)船舶5000余艘次，擁有30多家設(shè)備廠家的授權(quán)。2022年，站在我國建設(shè)海洋強國與“雙碳”戰(zhàn)略的交匯點，“藍鰭”項目啟動，一場突破關(guān)鍵技術(shù)的戰(zhàn)役自此拉開。

■攻堅之難

破“千重關(guān)”，為“捷音傳”

外行說起來容易，內(nèi)行卻深知難過道道關(guān)。研發(fā)過程中的一個個不眠之夜，是儒海船舶副總裁吳肖嬋難忘的記憶。

故障預(yù)診的精準(zhǔn)度、算法優(yōu)化的深度，像一座座大山橫亙在研發(fā)團隊面前。

第一道關(guān)“故障預(yù)診”便困難重重。要知道，機艙設(shè)備運行時，會產(chǎn)生底座振動、相鄰設(shè)備共振、船體隨海浪起伏產(chǎn)生的低頻振動等十余種聲音，要從復(fù)雜的“噪聲網(wǎng)”中“抓”到真實有效的故障信號，不亞于“大海撈針”。

即使捕捉到故障信號，也只是“萬里長征走了第一步”，更大的挑戰(zhàn)在于第二道關(guān)“根因分析”。

據(jù)悉，船舶主機運行時，熱工參數(shù)、振動頻率、扭振數(shù)據(jù)、軸功率等會產(chǎn)生數(shù)十組參數(shù)，形成龐大且實時變動的“數(shù)據(jù)網(wǎng)”。例如，“軸承異常振動”的背后，可能是設(shè)備老化、安裝偏差、負(fù)載過高或船體共振等多重因素疊加，要在“數(shù)據(jù)迷霧”中鎖定根源，無異于“在亂線團中找線頭”。

“第三道關(guān)”更是難上加難。眾所周知，科創(chuàng)平臺的核心在于算法的優(yōu)化，但算法同樣面臨“成長的煩惱”。

“初期搭載的人工智能自學(xué)習(xí)模型，易被背景噪聲誤導(dǎo)，出現(xiàn)誤報警。模型像身處嘈雜的集市里，需要學(xué)會過濾‘雜音’，精準(zhǔn)捕捉故障的‘專屬頻率’。”吳肖嬋介紹，尤其是“噪聲網(wǎng)”、設(shè)備運行的累積誤差，都考驗著算法的“抗干擾能力”。

搬大山，得請專家來助力。研發(fā)團隊邀請具有豐富經(jīng)驗的船舶專家深度參與故障預(yù)診環(huán)節(jié)，與具備船舶行業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)研究背景的訓(xùn)練專家合作分析根因，并請來湖南大學(xué)專家提供AI數(shù)字模型算法支持。多方協(xié)作下，研發(fā)團隊運用多維知識圖譜與AI大模型，持續(xù)提升“藍鰭”的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

2024年，“藍鰭”成功上線，定位于船舶的“運營管家”，由計劃維保、能效管理、智能運維、智慧倉儲等多模塊組成。用戶可以自主組合，也可以將模塊與現(xiàn)有系統(tǒng)進行集成，為船舶的運營管理提供“智慧化”“定制化”解決方案。

“它的船用發(fā)動機根因分析技術(shù)，目前已走在行業(yè)前列；另一項多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，可以形成覆蓋數(shù)據(jù)采集至決策的全鏈條技術(shù)體系。計劃維保系統(tǒng)已通過中國船級社（CCS）認(rèn)證，能效管理與預(yù)測運維系統(tǒng)已取得ClassNK創(chuàng)新認(rèn)證證書。”王洋說，不僅“藍鰭”，儒海船舶研發(fā)的HSQE（健康、安全、質(zhì)量與環(huán)保）系統(tǒng)已成為山東海事局指定的安檢檢查平臺，WMS（智慧倉儲）系統(tǒng)配備完善的備品倉庫數(shù)據(jù)打包錄入服務(wù)，能全面提升船舶的管理、服務(wù)和運營效率。

本版文照片由企業(yè)提供

■守護之旅

“數(shù)字脈搏”有力，為船東提供“安全錦囊”

王洋輕點鼠標(biāo)，藍鰭平臺的操作界面在大屏上徐徐展開。深淺不一的色塊在設(shè)備運行圖上閃爍，宛如跳動的“數(shù)字脈搏”。

“你看，紅色代表最高危預(yù)警，黃色是次級警示。”他指著色塊解釋，這套預(yù)警系統(tǒng)早已超越傳統(tǒng)意義上的“故障報警器”，而是化身船舶設(shè)備的“智能守護者”，“預(yù)警并非制造焦慮，而是告訴船舶管理人員，即使出現(xiàn)問題，設(shè)備還能夠正常運行多長時間，讓船舶從‘被動搶險’轉(zhuǎn)向‘主動規(guī)劃’。”

王洋舉例稱，曾經(jīng)有一艘貨輪，在觸發(fā)主機黃色預(yù)警后，系統(tǒng)提示“當(dāng)前狀態(tài)下設(shè)備不適宜長時間連續(xù)運行”，船東便在最近的港口錨地從容安排檢修，避免了停機風(fēng)險。

但一艘大型船舶的風(fēng)險遠不止這些。因此，“藍鰭”預(yù)警場景包括了設(shè)備異常、運行狀態(tài)偏離以及一些漸進性故障征兆，再給出詳細(xì)的“應(yīng)對指南”。

“精確性的背后，源于包含10000余條歷史故障記錄以及40余種故障診斷算法‘大數(shù)據(jù)知識庫’。”王洋介紹，船東如果在收到預(yù)警后無法自行解決，還可以通過儒海船舶研發(fā)的“智慧眼”，得到遠程專家的維修服務(wù)指導(dǎo)。

“今年以來，我們已成功研發(fā)一款EnginePro船用知識生成式大模型，能夠有效解決船用發(fā)動機運維長期依賴人工經(jīng)驗、故障排查效率低、人工成本高、跨領(lǐng)域知識整合困難等問題。目前，我們正在推動EnginePro大模型與‘藍鰭’深度融合，未來可在設(shè)備點巡檢中提供實時故障診斷支持。”王洋說。

回望“藍鰭”大屏，實時跳動的數(shù)據(jù)，不再是冰冷的警示符號，而是串聯(lián)起全球航運的智能節(jié)點。（劉笑言  黃嵐 ）

責(zé)任編輯：張慕鑫