未来智库 > 大数据论文 > 大数据时代的智能船舶水动力性能优化

大数据时代的智能船舶水动力性能优化

发布时间:2018-05-09 10:48:00 文章来源:未来智库    
    【关键词】大数据;工业4.0;智能船舶水动力
    【Abstract】2012 big data(data big) with the promotion of the concept of cloud computing eventually led to the explosion of information. The German government “industry 4” concept put forward, so that it almost raised to the height of the fourth industrial revolution. In October 10th, China’s first big data and smart ship development as the theme of the development of the summit forum held in Beijing, the parties to a lively discussion. In this paper, based on the large data background of hydrodynamic type line design, for example, discusses the intelligent ship will cause a new round of the shipbuilding industry reshuffle.
    【Key words】Big data; Industry 4; Intelligent ship hydrodynamics
    0 引言
    德国政府以大数据时代为背景,在《高技术战略2020》中提出“工业4.0概念,作为一种新概念已经上升到继蒸汽机应用、规模化生产和电气、电子信息技术等三次工业革命后的第四次工业革命的高度,并将推动制造业的转型。今年10月10日,我国首届以大数据和智能船舶发展为主题的发展高峰论坛在京举行,包括政府机关、航运企业、研究院所的专家就运用新技术、新观念、新模式,促进行业转型发展进行了热烈的讨论。
    1 什么是大数据时代
    大数据是由著名未来学家阿尔文・托夫勒便于在1980年在《第三次浪潮》一书中首次提出,2009年随着互联网信息技术逐步引起关注,并在2012年大数据(big data)随着云计算概念的推广最终带动了信息爆炸。
    大数据就是要收集数据“全”,处理数据“快”。所以互联网的普及程度最终会引起大数据时代的来临,因为大数据的本质是海量数据的集中分析,通过各个终端(如平板电脑、手机、信息采集器、手动输入设备等等)在互联网上汇总数据,再通过云计算调动联网计算机进行分析,从而得出客观全面的结论。例如,国际数据公司(IDC)的研究表明,中国2012年的数据是0.355ZB(1ZB=1024EB=1024*1024PB=1024* 1024*1024TB=1024*1024*1024*1024GB),约2.38亿美金的市场,从2010年到2020年数据量预计将会增加50倍,达到40ZB这样一个数量级。
    2 大数据时代与船舶领域结合产生了什么
    数据的集中分析实际上就是网络和实体的融合,也就是船厂和船东通过网络实现信息连接,以联合的形式共同承担风险,并使利益最大化。同时建造信息、设计信息、船队运营信息、港口信息实时更新,自己不注意的地方可能在对方眼里恰恰就是关键处,这样在建造阶段可以随时按照市场需要做最大努力的调整,例如,判定市场需要进一步降低排放,处在建造阶段的船舶就可以增加或改进节能装置;在运营期内也不会随着买卖关系的结束而中断合作,例如中国远洋运输(集团)公司战略发展部经理高勇军讲述了一个一直让他头疼的问题:从沿海到内地集装箱调运时,有时候有货进没货出,没有货出的时候只能调空箱,这就是港口货物信息与船队信息的沟通问题。如果这种情况长时间得不到解决,作为设计单位就可以根据实际载货量(常规设计按照设计吃水载货量计算,是不考虑纵倾和其他吃水的)作为航速优化的前提。实现联网后可以自动化监测航行时各机器的数据(温度、转速、压力等)、局部振动、全船油耗等数据,所以一方面保证营运安全,另一方面也可以为后续船型的改进提供数据支持。
    这样看来船东除了提供数据以外,他们又得到了什么呢?中国船舶工业系统工程研究院院长、中船电子科技有限公司总经理、中国船舶工业集团海洋装备信息智能管理与应用技术创新中心主任张宏军就这个问题说过“我们没有全球服务网络,就走不出国门,如果在全球布很多服务网络,成本又很高,但是在信息时代,船上系统实现自动化互联后,可以最大程度降低风险。”服务网络细化后就可以进一步降低成本,例如在备件方面,我国某些船舶远洋航行,大概有80%的配件原封未动的带回来,因为不知道哪些配件会用到,如果有数值化水池的支持仅需携带20%的配件,如果国外建立集中统一备件站点,甚至可以进一步降低携带的备件率,就更不会产生大量的资金积压。在人员维护方面,也不用大量的高精尖人员跟随,常用问题集中编制手册就可以,另外数据共享、远程连接也可以解决大量问题,避免造成人力资源浪费。
    这样大家把所有数据都上传,形成一个不断更新的数字水池,各方各取所需达到资源的合理应用,并最终实现船舶全寿命期的利益最大化。这样的会“思考”的船就是智能化船舶,这个船厂就是智能化船厂,对于营运公司就是全球智能化网络服务,这样系统内各方由“合作者”上升到“伙伴”,通过数值化转型,互联网公司和传统公司的结合,使“队员”竞争变成了“组队”竞争,必将开启船舶行业新一轮的洗牌。
         3 水动力性能在智能船舶时代能干什么
    目前船舶市场有两个特点,“快”和“细”。首先市场细化,造成局部市场变化更快,船东也需要时间才能抓住这一闪而现的机会,所以留给船舶前期设计的时间就更短了。其次低、中端市场产能过剩,以价格换数量现象严重,所以大批次建造同类船舶的现象已经不可实现,船舶定制化逐渐成为趋势。不是面对船舶市场推出某一线型,而是面对单独船东的需要进行单独投标,这就需要大量的前期设计方案以满足不同的要求。
    水动力性能研究属于基础研究的一部分,水动力型线设计是船舶前期设计的核心,在前期竞标的时候不可能进行完整的详细设计,CFD模拟计算和模型试验完毕就可以了。而以前这部分都是专门的船池或线型公司来提供的,大量时间都花费在沟通上,进度也很难控制。
    智能船舶时代是建立在数据共享和深度分析的基础上的。对于水动力性能来说,前者相当于船模报告,这需要慢慢积累。后者相当于型线设计,首先得有独立的型线设计能力,大量的方案会产生大量的费用,不可能都由外来公司来完成。
    其次市场的特点需要快速的线型设计,公司间大量的沟通时间,往往错失良机。
    再次,面对定制化的市场,考虑的因素越来越多(如温度、航线、载货量等),这些都对型线设计提出了新的要求。
    大数据时代本身不重要,但是数据更加全面,更容易获得的背景下,带来的是一个大分析时代。以后交易的商品可能不是常规意义上的商品,而是数据库,是三维模型,是数值模拟,行业垄断和信息孤岛将被打破,新一轮洗牌即将开始。联合竞争成为趋势,增强自身的实力,联合强者将预示着集团化竞争的开始。水动力独立设计能力在智能船舶时代,将被大多数船厂所掌握(如大船、江南、沪东等),更多的相关数据使之精细化进一步提高。引用中国远洋运输(集团)公司战略发展部经理高勇军的发言“如果你看不见,瞧不起,看不懂,最后的结果就是来不及,活不了。”
    【参考文献】
    [1][英].维克托・迈尔・舍恩伯格,肯尼思・库克耶.大数据时代[M].盛杨燕,周涛,译.浙江人民出版社,2015.
    [2]涂子沛.浅谈分析大数据的工具――MapReduce.[J].工业控制计算机,2015(4).
    [3]祁斌.智能船舶渐行渐近[J].中国船检,2015(1).
    [4]齐东周.“工业4.0”对中国船舶业的影响[J].世界海运,2015(7).
    [责任编辑:汤静]
转载请注明来源。原文地址:https://www.7428.cn/vipzj17090/
 与本篇相关的热门内容: