随着信息技術、計(jì)算(suàn)機數據建模技術、有線和(hé)無線網絡 通信技術、新能(néng)源、人工(gōng)智能(néng)等技術日新月異的發展，2012 年 9 月， 德 國、 挪 威、 瑞典、 冰島及愛爾蘭等國啓動了(le)“基于智能(néng)網絡的海上(shàng)無人航行”(Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks, MUNIN)項目，目的是驗證自(zì)動航行和(hé)無人船(chuán)的可行性，研究與之相關的前沿技術和(hé)标準，并爲相關法規修訂提供支持，計(jì)劃在 2034 年之前完成無人船(chuán) 的研制和(hé)自(zì)主航行的可能(néng)性研究，這(zhè)引起了(le)國内外(wài)船(chuán)舶界的廣泛關注。

根據近年國内外(wài)智能(néng)船(chuán)舶發展現(xiàn)狀，結合智能(néng)技術發展潮流和(hé)設計(jì)理(lǐ)念，針對(duì)浮式生産儲卸油裝置的特點，對(duì) FPSO 智能(néng)化設計(jì)進行研究和(hé)展望。

2018 年 5 月，IMO 海上(shàng)安全委員會(huì)第 99 屆會(huì)議(yì)把智能(néng)船(chuán)舶定義爲“配備自(zì)動系統和(hé)輔助決策的船(chuán)舶”“有船(chuán)員在船(chuán)的遙控船(chuán)舶”“無船(chuán)員在船(chuán)的遙控船(chuán)舶”和(hé)“完全自(zì)主船(chuán)舶”4 個等級。

智能(néng)船(chuán)舶技術包括主要智能(néng)感知(zhī)技術、信息處理(lǐ)技術、船(chuán)舶通信技術、智能(néng)船(chuán)舶遠程操控和(hé)無人駕駛船(chuán)舶技術等。此外(wài)，智能(néng)船(chuán)舶各子系統方面的研究大(dà)多仍處于技術驗證和(hé)積累階段。

2012 年 12 月，日本聯合三 菱重工(gōng)、川崎重工(gōng)、商船(chuán)三井等 27 家造船(chuán)、配套、航運和(hé)檢驗單位共同參與開(kāi)展“智能(néng)船(chuán)舶應用(yòng)平台項目”(SSAP)，旨在使船(chuán)載、岸基信息系統可以方便地獲取船(chuán)載導航、控制、機械 等設備的各種數據，并最大(dà)程度處理(lǐ)利用(yòng)這(zhè)些(xiē)多樣性數據，實現(xiàn)船(chuán)舶安全航行和(hé)綠色環保等目标。

2017年4月，英國羅爾斯羅伊斯公司與新加坡海工(gōng)和(hé)船(chuán)舶中心(TCOMS)爲智能(néng)船(chuán)舶研發搭建技術框架，雙方緻力于智 能(néng)傳感技術、數字化模型技術和(hé)集成建模技術等智能(néng)船(chuán)舶基礎性技術框架的研發合作(zuò)。

2018 年 6 月，日本船(chuán)級社成立了(le)海事(shì)業大(dà)數據中心，與 IBM 開(kāi)發了(le)相關軟件，通過收集機艙發動機、泵及溫度傳感器的實時(shí)數據進行分析，提供設備優化和(hé)維修等建議(yì)；與 NAPA 合作(zuò) 研發了(le)航線優化支持系統，幫助船(chuán)舶運營商優化航線及航行計(jì)劃。目前，該系統已在實船(chuán)上(shàng)得到(dào)應用(yòng)。

2019 年 8 月，現(xiàn)代重工(gōng)的集成智能(néng)船(chuán)舶方案獲得美(měi)國船(chuán)級社(ABS) 認證，該方案可分析船(chuán)舶實時(shí)運營數據，并提出最佳路徑。

2016 年 6 月，韓國現(xiàn)代重工(gōng)集團利用(yòng)人工(gōng)智能(néng)及已有的現(xiàn)代智能(néng)設備管理(lǐ)方案，優化增強了(le) Hi-Touch 船(chuán)用(yòng)發電機(HiMSEN) ，通過引入AI 、大(dà)數據、物聯網等先進信息和(hé)通信技術，将燃料成本削減了(le) 10% 以上(shàng)。

2018 年 5 月，韓國大(dà)宇造船(chuán)、 Naver Business Platform(NBP) 及英特爾韓國公司(Intel Korea)合作(zuò)構建雲計(jì)算(suàn)和(hé)物聯網等技術，構建了(le)數據實時(shí)收集和(hé)分析的船(chuán)舶管理(lǐ)體系。該體系可确保船(chuán)舶處于最佳航行狀态，并有助于船(chuán)東和(hé)航運公司對(duì)船(chuán)舶進行高(gāo)效的遠程診斷和(hé)及時(shí)的維護保養。

2018 年 11 月，三星重工(gōng)聯 合韓國 SK 電訊(SKT)在距離 巨濟船(chuán)廠(chǎng)約 250km外(wài)大(dà)田市的一個遠程控制中心進行遙控模型船(chuán)的測試操作(zuò)，成功地完成了(le)基于5G動力遠程控制的模型船(chuán)自(zì)動航行試驗。

韓國大(dà)宇造船(chuán)與 LNG 船(chuán)運營商Hyundai-LNG Shipping(HLS)合作(zuò)開(kāi)發智能(néng)船(chuán)舶技術，并與現(xiàn)代商船(chuán)共同研究物聯網、船(chuán)舶材料倉庫自(zì)動化系統等技 術，建立了(le)一個船(chuán)舶遠程監控服務，積累并分析船(chuán)舶運行數據。

2018 年 6 月，韓國三星重工(gōng)與挪威船(chuán)級社(DNV)共同開(kāi)發了(le)遠程支持的智能(néng)船(chuán)舶，旨在減少船(chuán)員人數。

2014 年 6 月，英國羅羅公司發起智能(néng)船(chuán)舶應用(yòng)項目(AAWA) ，該項目以實現(xiàn)無人駕駛船(chuán)舶爲目标，計(jì)劃到(dào) 2020 年實現(xiàn)船(chuán)舶遠程支持和(hé)操作(zuò)以減少船(chuán)員，2025 年實現(xiàn)近海航區(qū)船(chuán)舶的遠程控制，2030 年實現(xiàn) 遠海航區(qū)船(chuán)舶的遠程控制，2035 年實現(xiàn)無人船(chuán)舶。

2016 年 4 月，美(měi)國國防部 高(gāo)級研究計(jì)劃局(DARPA)宣布， 美(měi)軍将開(kāi)展全球最大(dà)無人駕駛船(chuán) 舶“海獵人”号的研究、測試與試驗。

芬蘭等歐洲國家的企業在政府的支持下(xià)合作(zuò)推進自(zì)主控制無人船(chuán)研發，旨在到(dào) 2025 年實現(xiàn) 波羅的海無人自(zì)主控制的海上(shàng)商業運輸。

英國于 2019 年 1 月發布“海事(shì) 2050”計(jì)劃，且同期發布了(le)海事(shì)技術創新路線圖，将推動自(zì)主船(chuán)舶的發展列爲重要任務。路線圖從(cóng)基礎設施、技術需求、人員培訓和(hé)法律法規 4 個角度進行了(le)全面闡述。

2018 年 12 月，工(gōng)業和(hé)信息化部、交通運輸部和(hé)國防科工(gōng)局聯合編制印發了(le)《智能(néng)船(chuán)舶發展行動計(jì)劃(2019—2021年)》(簡稱《行動計(jì)劃》)。《行動計(jì)劃》列出了(le)智能(néng)船(chuán)舶發展的 9 大(dà)重點任務，即全面強化頂層設計(jì)、突破關鍵智能(néng)技術、推動船(chuán)用(yòng)設備智能(néng)化升級、提升網絡和(hé)信息安全防護能(néng)力、加強測試與驗證能(néng)力建設、構建規範标準體系、推動工(gōng)程應用(yòng)試點示範以及促進軍民深度融合。

爲了(le)保障各項任務落實，《行動計(jì)劃》提出了(le)加強組織協調、強化創新和(hé)示範應用(yòng)的支持力度、加大(dà)金(jīn)融支持力度、大(dà)力培育系統解決方案供應商、加強人才隊伍建設和(hé)深化國際交流合作(zuò) 6 大(dà)保障措施。

2015 年 12 月，中國船(chuán)級社基于對(duì)智能(néng)化船(chuán)舶的研究，率先提出了(le)全球第一部 《智能(néng)船(chuán)舶規範》，并對(duì)智能(néng)化進行了(le)定義。智能(néng)化指由現(xiàn)代通信與信息技術、計(jì)算(suàn)機網絡技術、智能(néng)控制技術等彙集而成的針對(duì)某個對(duì) 象的應用(yòng)，這(zhè)些(xiē)應用(yòng)通常包括但(dàn)不限于評估、診斷、預測和(hé)決策等，并總結出智能(néng)船(chuán)舶應具備 4 個特點 ：

（1）具有感知(zhī)能(néng)力，即具有能(néng)夠感知(zhī)船(chuán)舶自(zì)身以及周圍環境信息的能(néng)力；

（2）具有記憶和(hé)思維能(néng)力，即具有存儲感知(zhī)信息及管理(lǐ)知(zhī)識的能(néng)力，并能(néng)夠利用(yòng)已有的知(zhī)識對(duì)信息進行分析、計(jì)算(suàn)、比較、判斷、聯想和(hé)決策；

（3）具有學習和(hé)自(zì)适應能(néng)力，即通過與環境的相互作(zuò)用(yòng)，不斷學習積累知(zhī)識，并使自(zì)己能(néng)夠适應環境變化；

（4）具有行爲決策能(néng)力，即對(duì)外(wài)界的刺激做出反應，形成決策并傳達相應 的信息。

随着中國北鬥網絡的成功組網和(hé)以 5G 爲代表的新一代通信技術、無人駕駛汽車、無人機應用(yòng)的發展，中國船(chuán)級社成立專 門(mén)的項目組對(duì)智能(néng)船(chuán)及其應用(yòng)進行了(le)研究，這(zhè)其中包括公約、規範對(duì)無人智能(néng)船(chuán)适用(yòng)性的專項研究，并于 2020 年更新《智能(néng)船(chuán)舶規範》(2021年 3 月生效 )。智能(néng)船(chuán)舶指利用(yòng)傳感器、通信、物聯網和(hé)互聯網等技術手段，自(zì)動感知(zhī)和(hé)獲得船(chuán)舶自(zì)身、海洋環境、物流和(hé)港口等方面的信息和(hé)數據，并基于計(jì)算(suàn)機技術、自(zì)動控制技術和(hé)大(dà)數據處理(lǐ)、分析技術，在船(chuán)舶航行、管理(lǐ)、維護保養、貨物運輸等方面實現(xiàn)智能(néng)化運行的船(chuán)舶，以使船(chuán)舶更加安全、環保、經濟和(hé)高(gāo)效 。

爲降低(dī)業主成本，國内智能(néng)船(chuán)舶研發從(cóng)智能(néng)能(néng)效開(kāi)始。2017 年 12 月， 滬東中華造船(chuán)(集團)有限公司向中遠海運交付首艘滿足中國船(chuán)級社能(néng)效管理(lǐ)智能(néng)船(chuán)舶—— 1.45 萬集裝箱船(chuán)“乞力馬紮羅”号。

2017 年 12 月，中國研制的全球首艘智能(néng)船(chuán)舶——“大(dà)智”号 38 800 t 散貨智能(néng)船(chuán)在上(shàng)海交付使用(yòng)，該船(chuán)具有航路與航速設計(jì)優化、智能(néng)機艙、智能(néng)能(néng)效和(hé)智能(néng)集成平台功能(néng)。與同等噸位的普通散貨船(chuán)相比，該船(chuán)的推進效率提高(gāo) 3%，在相同航速下(xià)日均油耗減少 6%。

自(zì)主航行的智能(néng)船(chuán)舶在國内正處于技術驗證和(hé)積累階段。2019 年 5 月，國内首艘無人駕駛自(zì)主航行系統試驗船(chuán)——“智騰”号在位于青島藍谷的智能(néng)航運技術創新與綜合實驗基地下(xià)水(shuǐ)航行，該船(chuán)具備人工(gōng)駕駛、遠程遙控和(hé)自(zì)主航行以及水(shuǐ)下(xià)避碰、自(zì)動靠離泊、自(zì)主循迹和(hé)自(zì)主航行控制等駕駛功能(néng)。“智騰”号爲 300 TEU 自(zì)主航行集裝箱試驗船(chuán)——“智飛(fēi)”号的建造提供了(le) 技術依據和(hé)支撐。

2019 年 6 月，大(dà)連船(chuán)廠(chǎng)向招商輪船(chuán)交付了(le)全球首艘獲得CCS 智能(néng)船(chuán)舶附加标志i-Ship(N.M.Et.C.I)的 30.8 萬噸智能(néng) VLCC “凱征”輪。該船(chuán)具有航 路與航速設計(jì)優化、智能(néng)機艙、智能(néng)能(néng)效(基于縱傾優化的最佳配載)、智能(néng)貨物管理(lǐ)(貨物裝卸貨輔助決策功能(néng))和(hé)智能(néng)集成平台等功能(néng)。

綜上(shàng)所述，通過對(duì)國内外(wài)智能(néng)船(chuán)舶發展現(xiàn)狀進行分析可知(zhī)，爲實現(xiàn)船(chuán)舶自(zì)主航行，在過去10多年裏，各國政府和(hé)設備廠(chǎng)商等投入大(dà)量資源研發智能(néng)船(chuán)舶技術，各國船(chuán)級社也(yě)相繼出台了(le)智能(néng)船(chuán)舶的相關規範，并取得了(le)顯著的成果。未來(lái)智能(néng)船(chuán)舶技術發展方向主要爲智能(néng)船(chuán)體技術、智能(néng)感知(zhī)技術、數字孿生技術、船(chuán)岸通信技術、智能(néng)裝配載技術、智能(néng)機艙和(hé)航線優化輔助決策、智能(néng)船(chuán)舶标準制定等方面。

大(dà)多數浮式裝置儲卸油裝置(Floating Production Storage and Ooading，FPSO)長期在固定 海域工(gōng)作(zuò)，因此不需要考慮智能(néng)航行功能(néng)，但(dàn)可以借鑒智能(néng)船(chuán)舶的設計(jì)理(lǐ)念實現(xiàn) FPSO 智能(néng)化，主要包括以下(xià) 7 方面。

基于智能(néng)船(chuán)體技術，研究 FPSO 海上(shàng)場景實測數據在結構安全監測、評估、診斷和(hé)預警等方面的應用(yòng)，實現(xiàn) FPSO 結構數字孿生系統的關鍵障礙和(hé)解決方案。

基于智能(néng)裝配載技術，研究貨艙、壓載艙裝載以及原油外(wài)輸工(gōng)況對(duì) FPSO 安全性及操作(zuò)決策合理(lǐ)性的影響，并通過貨油、壓排載系統及原油外(wài)輸控制策略實現(xiàn)裝載 狀态的自(zì)動 / 遠程優化。

基于智能(néng)能(néng)效技術，研究 FPSO 和(hé)周 圍采油平台或采油樹上(shàng)多系統智能(néng)化數據采集範圍及模式、關鍵 系統設備能(néng)耗監測手段、關鍵工(gōng)藝流程能(néng)效分析和(hé)管理(lǐ)程序。通過梳理(lǐ)能(néng)效管理(lǐ)系統的關鍵性能(néng)輸入/輸出指标，建立能(néng)效管理(lǐ)模型的評估驗證及決策機制，在确保安全生産的同時(shí)，實現(xiàn)節能(néng)減排。

基于智能(néng)機艙技術，通過研究主要設備手冊及故障信息數字化，結合監測設備的運行及故障信息，建立輔助決策方案，實現(xiàn)主 要設備維護的智能(néng)化。

研究生命保障系統智能(néng)化、照明(míng)智能(néng)化、供水(shuǐ)系統智能(néng)化、中央空(kōng)調系統智能(néng)化、單位式空(kōng)調機控制智能(néng)化、通風(fēng)系統智能(néng)化。它借鑒了(le)豪華郵輪的部分思路，在保證節能(néng)以及人員和(hé)設備在FPSO上(shàng)的安全的同時(shí)，提高(gāo)船(chuán)員人員在 FPSO 上(shàng)的工(gōng)作(zuò)和(hé)生活舒适度。

研究人員定位方案和(hé)人臉識别技術，結合 FPSO 運營人員工(gōng)作(zuò)特點，提供滿足 FPSO 生産和(hé)維護的人員識别和(hé)定位智能(néng)化方案。

數字孿生技術是挪威船(chuán)級社(DNV)提出的。該技術可将船(chuán)舶與海工(gōng)裝備的數字孿生模型與海上(shàng)物理(lǐ)場景之間實時(shí)同步映射并協同交互，實現(xiàn)數字化監測、 識别和(hé)診斷裝備狀态，數字孿生 技術是實現(xiàn)船(chuán)舶和(hé)海工(gōng)裝備無人化的關鍵。

中國海洋石油有限公司采油服務深圳分公司從(cóng)生産運營角度推進數字化轉型發展新業務，提出了(le)可視(shì)化、數據集成、決策支持和(hé)智慧工(gōng)廠(chǎng)等理(lǐ)念，建設智能(néng) FPSO 服務于數字油田和(hé)智能(néng)油田。通過對(duì)船(chuán)體、系泊、工(gōng)藝和(hé)設備進行長期監測并收集數據，形成大(dà)數據，降低(dī)管理(lǐ)和(hé)操作(zuò)費用(yòng)；再通過實時(shí)數據采集和(hé)傳輸、岸基數據管理(lǐ)、生産模拟、專家決策支持、遠程控制達到(dào)指導現(xiàn)場作(zuò)業目标。目前已實現(xiàn)陸上(shàng)遠程查閱現(xiàn)場流程和(hé)信息參數，但(dàn)尚不能(néng)遠程直接操控。将來(lái)，研究的最終階段效果是，僅需少數人員留守船(chuán)上(shàng)即可在陸上(shàng)同時(shí)遠 程操控多個油田開(kāi)發設施。

中國海洋石油有限公司在 部分已投入運營的 FPSO 上(shàng)試點建設智能(néng)可視(shì)化管理(lǐ)平台，展示FPSO現(xiàn)場生産狀态、數據、重要設備實時(shí)運行狀态，進而獲得船(chuán)體、單點、設備及生産工(gōng)藝的全面數據，并對(duì)數據進行智能(néng)診斷、評估、分析和(hé)遠程專家診斷等深度挖掘，實現(xiàn)遠程控制和(hé)智能(néng)倉儲，減少人員值守維護。

2017 年7 月，國務院印發《新 一代人工(gōng)智能(néng)發展規劃》，重點強調發展無人船(chuán)。随着傳感器技術、數據驅動智能(néng)系統、計(jì)算(suàn)機科學和(hé)數據分析方法等技術的進步，船(chuán)舶将更加智能(néng)化，從(cóng)而完全實現(xiàn)網絡的無線連接，可在全球範圍内進行數據實時(shí)傳輸，并促使船(chuán)舶及海洋工(gōng)程設計(jì)、建造、運營及供應鏈管理(lǐ)模式發生革命性改變。