构建智能体系 发展智能船舶
来源：船舶处发布时间：2014-11-21阅读次数：
中国是造船大国，也是航运大国，数十年的信息化建设使我们拥有规模巨大的需求数据资源和生产制造数据资源，这些大数据资源为智能技术应用提供了基础。通过智能化产品的使用与面向全产业链的智能信息服务的建设，造船企业能够更高效、更便捷地服务运营企业，实现新的价值增长；运营企业基于预测与优化的运营服务需求，不仅提升了服务品质，降低了成本，更能够直接创造价值。因此，在大数据时代下，制造企业和运营企业对创值的共同渴求，成为智能化技术革命的内在动因。
提供创值服务 练就三大能力
对于船舶制造企业来说，研究应用智能技术，是在智能化时代下提高市场竞争能力的重大机遇，通过智能技术带动制造企业发展，可以提升产品附加值；同时，智能技术可以帮助制造企业更好地把握用户需求，向智能化设备全寿命周期使用维护和服务转变，推动其从“产品”向“服务”转型。
对于航运企业来说，以智能化技术为核心的智能船舶系统，可以帮助航运企业管理者更深入地把控运营细节、更有效地管理运营全流程、更及时地预见运营过程中可能出现的问题，及时、合理、有效地给出最优化的运营方案，降低船舶在运营过程中的机器损耗和油料消耗、提升船舶运营的安全性，从而大幅降低运营成本，帮助企业实现新的创值。
海洋装备信息智能化管理与应用技术创新中心成立的目的，就是希望通过大数据技术的发展和应用，以技术和服务创新提升船舶行业的创值能力，推动全产业链智能化体系建设。创新中心将通过技术创新平台和模式创新平台，专注于研究船舶智能化的核心技术，推动智能船舶的研发和建设，构建岸海一体的智能化运行体系，并以此作为模式的创新平台，依托智能船舶为企业创值提供信息服务。
智能船舶至少需具备三大能力，首先是智能感知能力，在此基础上还应该有智能的评估、分析、预测和决策能力，随之要具备智能控制行动能力，实现任务与行动的匹配。在感知方面，当前许多船舶产品存在很多感知，比如对外界环境、气候、航线以及自身变化的感知，但是这些感知都是相互独立的，数据并没有融合；而在评估方面，现在的评估都是针对诸如远程监控、油耗分析、监控报警等某一个独立的问题，还无法满足基于任务目标最优化的综合分析要求；而在行动控制方面，目前仍然是独立系统的应激性反应，无法形成预测性和协同优化的行动机制。因此，智能船舶的发展首先应该填补智能评估系统这项空白，即先学会思考，再以此为基础，按照智能评估的需求整合和补充感知功能，结合智能评估的能力和船上活动需要，改进现有的行动控制功能。
而要实现这三大能力的提升，传统的智能化技术还难以满足船舶设备多样性、任务复杂性、管理及时性以及分析高效性的要求，为此，我们提出了大数据环境下智能船舶的系统解决方案。即以智能船舶的网络－实体融合系统（CPS）为主体，增加适当的硬件设施，整合已有的设备和系统，实现用户、船舶、环境、集群的高度耦合。通过这一解决方案，可以实现设备、运行环境、集群活动跨越实体空间的阻隔，在网络空间构建相应的形式，从而以较小的成本解决多样性和个体差异性的问题；而根据不同环境下的使用数据，可以建立环境与设备效能之间的量化关系模型，解决任务多样化和环境复杂性的问题。通过实体和网络空间的相互影射，最终实现岸海一体化的智能化体系，对船舶运行状况进行精确的定位化评估，保障船舶运行的安全性、经济性、可靠性，实现任务与效能的匹配。
岸海一体化 关注全周期
智能化系统解决方案包括船基和岸基两大组成部分，其中在船基部分逐步形成感知、评估、预测、优化、控制、管理、远程支持等能力甚至实现无人操控、自组织、自重构的“会思考”的智能船舶，而在岸基则按照“以分享信息的价值，保守各自的秘密”为原则，构建大数据融合环境与联接全产业链的智能信息服务中心。
对个体精确建模、解决个体问题、满足单船航行任务中的智能化需求，就是挖掘个性问题中的普适性规律，进而对个体活动进行预测和经验支持，构建模块化，拓展服务平台，按需提供智能化信息服务。在这种思维下，我们构建的安全运维管理系统（SOMS）产品有以下几个特点。首先会感知，在集成船上已有信息的基础上添加少量的传感器，形成全面感知能力。在此基础上，利用工业数据分析的方法，帮助船舶形成综合分析能力，评估设备的健康状况，让船舶学会“思考”，分析环境和自身状态变化对运行的影响。同时，预测变化趋势，融合自身状态信息、环境信息、群体信息进行决策优化分析。此外，船舶还“会学习”，与岸基进行信息交流，自动获取所需知识，与集群进行协同优化。
在感知过程中，SOMS主要是融合数据及提取特征。在分析部分建立健康基准模型，通过差异量化衰退。通过建立关联模型，预测各个关联因子对差异的影响。在决策中定制优化目标，给定限制条件，提供最优决策，在大数据中建立集群，寻找规律。在此基础上进行智能分析层的建设，支持船上活动智能化的信息需求。SOMS的功能涵盖能效管理、安全性分析、可靠性分析、任务绩效分析和决策支持的功能点。特别需要指出的是，智能系统是成长性的系统，随着数据不断增加、需求不断增多，功能也会增强。因此，在设计时采取模块化的形式，面向用户使用过程中的三大阶段，包括出航前、在航中和返航后的阶段，自动生成体系化的数据。由于掌握了船舶在航运期间所有数据和提供的模型，可以按照用户需求自动设计航程，提供全寿命周期的信息分析，为船队管理打下必要的信息挖掘基础，为船舶快速恢复状态提供决策支持。
智能体系在构建之后，每一个船基产品都是岸基对外界的感知层，可以对其不断进行完善。与此同时，按照用户需求，通过构建模块化，可按需拓展功能服务平台，为其提供信息服务支持，构建全产业链智能化信息同盟，提升服务能力，分享有价值的信息，并保守各自的商业秘密。创新中心的愿景是构建全产业链的信息服务同盟，实现“使用刺激需求，需求衍生服务，服务产生数据，数据强化能力，能力保障使用”的自成长生态体系。（作者系海洋装备信息智能化管理与应用技术创新中心副主任）(转自中国船舶新闻网，作者：邱伯华)