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黑科技潮涌 2020年十大海事科技趋势预测

2020-04-03 10:02:07 来源: 中国船舶报 作者: 白雪梅 洪鸿雁
摘要:中国船舶集团有限公司旗下中国船舶工业经济与市场研究中心大数据部携手业内专家,梳理出2020年海事界十大科技趋势,旨在探究行业未来发展,号准业界经济脉搏,找准技术发力点。

  “黑科技”潮涌,你准备好了吗?——2020年十大海事科技趋势预测

  海洋是生命赖以生存和发展的基础及载体,人类可持续发展、全球气候变化、能源与金属矿产等战略性资源保障,这些全局性、长远性的重大问题都与海洋休戚相关。2020年,全球海事科技将如何发展,将怎样改变行业的生产组织和运行模式?中国船舶集团有限公司旗下中国船舶工业经济与市场研究中心大数据部携手业内专家,梳理出2020年海事界十大科技趋势,旨在探究行业未来发展,号准业界经济脉搏,找准技术发力点。

  绿色能源

  氢燃料电池将是能源技术制高点

  氢燃料电池驱动的船舶应用案例已不是新闻,深冷液氢作为储氢量最大、储氢密度最高的氢燃料储存方式已经成为海上燃料电池船的首选。为了满足高端制造、冶金、能源、电子和航空航天等领域不断增长的需求,全球目前已经有五十余座液氢工厂,总液氢产能超过470吨/天,其中北美产能占全球液氢产能总量的85%以上。美国不仅拥有全球最大的液氢市场,同时也拥有全球最多的液氢储氢型加氢站,而2019年日本川崎重工液氢运输船的下水和2020年神户港液氢海上接收站的即将启用,也预示着液氢国际贸易的新篇章。氢燃料电池是21世纪绿色动力能源技术的制高点,从趋势来看,如何使氢能源被大规模利用的同时具备经济和技术上的可行性是行业的主要研究方向;其次,氢气被认为是最有希望实现零碳航运目标的替代燃料之一,但需要制定严格的安全标准,以支持其被用作船用燃料。目前,马来西亚国际航运(MISC)、韩国三星重工、英国劳氏船级社(LR)以及德国曼恩(MAN)四家机构已在合作开发氨动力油船,助力航运业迈向低碳化未来。

  区块链

  技术应用向航运上下游延伸

  区块链技术与物联网、人工智能、大数据等技术高度融合,并应用到航运、船企生产管理、造船全产业链、船舶投融资活动等领域。其中,航运业是海事领域最先掀起区块链应用热潮的一个子领域。当前,参与区块链应用的航运公司以集装箱运输企业为主,这与其货物和业务标准化程度高、应用需求明确高度相关;区块链对造船业来说尚处于起步阶段,主要参与者是韩国现代重工。随着区块链技术在中国受重视程度越来越高,预计2020年我国船舶行业将有一批区块链项目落地,重点将在供应链金融领域实现突破。

  大数据

  将成为支撑决策最重要工具

  近年来,随着互联网、物联网、云计算、移动通信等信息技术的迅猛发展,引发了数据的爆炸性增长,信息社会已经进入大数据时代。海事大数据是海事业务与大数据技术相结合的产物,依托海事信息化基础设施,运用大数据技术对海量的海事业务数据进行深度分析处理,从船舶、通航、危防、计算机、数理统计等方面,用数据管理、用数据决策、用数据创新。对船企而言,各项管理决策最重要的依据将是系统的数据。通过大数据技术,船企不仅可以优化造船周期,更可以了解和预测航海业、零部件制造业等其他行业的发展趋势。预计2020年将有越来越多的航运和造船企业积极利用大数据技术挖掘市场机遇、发现客户、降低成本以及防范风险等。

  智能船舶

  数字航运将颠覆传统模式

  随着物联网、通信网络等技术不断发展,以及传感器成本逐步降低,从发展趋势来看,智能船舶技术将在2020年得到进一步发展。智能船舶最大的优势在于改变了船东的运营模式。数字航运是对传统贸易格局的颠覆,船东借助高速通信网络技术,通过岸上控制运营中心即可时刻掌握船舶运营情况,从而有效降低运营及维护成本。船东降低成本、提高安全度的初心是智能船舶发展的原始动力,从趋势来看,智能船舶以及相关智能化系统、规则规范、运营模型有望在2020年进一步完善。从更长远看,智能船舶的发展将推动船企的商业模式向综合服务商模式转变,系统供应商或将同时拥有、跟踪、维护、运营船舶。在当今中日韩三足鼎立的国际船舶市场激烈竞争中,只有紧抓智能船舶等高科技,才能在未来的发展中再次赢得先机。

  知识图谱

  海洋科技信息挖掘技术升温

  大数据时代的到来,使人工智能技术获得了前所未有的发展。随着人工智能对数据处理和理解的需求逐日增加,知识图谱的应用也逐渐升温。当下,海洋科技信息呈现爆发式增长态势,各类信息挖掘技术也层出不穷,开发面向人工智能应用的海洋科技工业知识图谱是今后的发展趋势。首先,基于可动态变化的“概念—实体—属性—关系”数据模型,实现各类数据的统一建模;其次,使用可支持数据模式动态变化的知识图谱数据存储,实现对大数据及数据模式动态变化的支持;再次,利用信息抽取、实体链接等相关技术,对非结构化及半结构化数据进行抽取和转换,形成知识图谱形式的知识,并和知识图谱里面的结构化知识进行链接;最后,在知识融合的基础上,基于语义检索、智能问答、图计算、推理、可视化等技术,提供统一的数据检索、分析和利用平台。

  深海开发

  海洋资源利用领域更为广泛

  在陆地资源逐渐枯竭的今天,经济大国把目光纷纷投向深海大洋。深水是世界油气的重要接替区,全球深水区最终潜在石油储量高达1000亿桶。海底世界除锰结核、深海油气外,还有热液矿床以及储量极为巨大的天然气水合物。在现在和可预见的未来,可以被人类开发利用并产生经济价值的海洋资源、能力和空间必定是大国间竞争的战略制高点。目前,我国在深海初步形成了多种资源和合同区的勘探开发格局。水下机器人、生物科技、海上多功能平台、智能化深远海养殖体系、海上风电、海底采矿、海上高压直流输电等技术的发展将极大拓宽并优化海洋空间利用,推动海洋可持续发展,扩展海上生存和活动空间,带动相关产业链发展。

  零排放

  低碳技术和产品将大量涌现

  根据国际海事组织(IMO)的设计,到2030年全球海运每单位运输活动的平均二氧化碳排放量与2008年相比平均至少降低40%,并努力争取到2050年降低70%;2050年温室气体年度总排放量与2008年相比至少减少50%,并努力逐步实现零碳目标。气候危机迫使航运业在2020年更广泛地使用和推广新的技术和燃料,同时还将推动全球海洋和海上工业智能技术的开发和创新。从船舶低碳排放实现手段来看,目前造船界还没有成熟的解决方案;从主要减排措施来看,主要包括改善物流(贡献率约14.6%)、提高能源使用效率(贡献率约26.9%)、降低航速(贡献率约21.9%)和能源变革(贡献率约36.6%)4个方面;从技术角度来看,航运脱碳重点聚焦在提高能源使用效率和能源变革两个方面,潜在的技术措施包括液化天然气(LNG)燃料、碳中性燃料、电池动力等。另外,按照日本邮船推出的零排放船舶概念设计,其通过使用燃料电池、太阳能面板、电力推进、空气润滑、轻质材料等技术措施可实现航行过程中不产生温室气体排放。

  工业互联网

  船厂与工业互联网超融合初步显现

  船厂结合自身实际情况和发展规划,通过工业互联网、物联网、先进信息化技术和自动化、智能化装备的应用,可实现从船型研发设计、造船生产管理、物流管理到制造工艺、企业管理的全过程智能化造船。2020年,船厂与工业互联网超融合将初步显现,5G、IoT设备、云计算、边缘计算的迅速发展将推动工业互联网的超融合,实现工控系统、通信系统和信息化系统的智能化融合。制造企业将实现设备自动化、搬送自动化和排产自动化,进而实现柔性制造,同时工厂上下游制造产线可实时调整和协同,这将大幅提升工厂的生产效率及企业的赢利能力。预计我国智能船厂在2021年前将突破一些关键技术和智能装备的运用,基本实现车间智能化转型;到2025年,通过制造云平台的建设,有望初步建成具有中国特色的船舶总装智能船厂。

  极地开发

  极地海洋科学研究将更受重视

  海权是“国家主权”概念的自然延伸,世界60%以上的人口生活在沿海大约6万米的范围内,然而这并不能阻止人类将目光投向远洋深海,投向南北两极。极地相关重大资源能源、环境效应和生命过程问题已成为海洋科学研究的新焦点。南北两极冰川消退和永冻土融化有可能大规模泄漏甲烷,将对全球气候产生重大影响。但与此同时,海冰融化也使北极海底油气资源开发变为可能,北极航道开通对区域航运安全将产生重要影响,引发环北极诸国乃至世界的广泛关注。各国纷纷打造新一代极地科考船、破冰船、邮轮、海洋资源勘探船和海洋油气开发新装备,预计2020年,有关围绕上述极地资源开发探测、科考及能力建设的科学研究将得到更多的关注。

  3D打印

  海事增材制造技术将逐步落地应用

  增材或3D打印会加快生产进度,从而有助于加快项目进展。基于金属颗粒、塑料粒子、高分子材料为核心的3D打印,是一项颠覆生产模式和原材料的技术。同时,3D打印的逆向操作也在持续研发中,该技术可实现打印产品的回炉重造,再塑新品,达到可循环、绿色、环保的效果。未来,一旦3D打印技术成熟化、灵活化、高端化,人们仅依靠3D打印就能在有限空间内实现小型物品的成型、大型物品的锻造,这将极大降低类型货物的运输需求。据预测,海事增材制造市场将从2019年的150亿美元增长到2025年的500亿美元;到2030年,预计85%的零部件供应商将应用3D打印技术。


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