绿色低碳、智能船舶,众多全球“首艘”都来自上海这家设计院

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Oct 30

  2024年,新船设计订单占全球新造船市场份额的22.5%;2025年前三季度,新船设计订单达254艘,创下近十年历史新高。从传统航运装备到绿色智能船舶,中国船舶集团旗下上海船舶研究设计院(SDARI)不断彰显中国船舶的全球竞争力。

打造清洁船舶标杆

  全球首艘氨双燃料26000吨化学品船、全球首艘绿色甲醇双燃料325000吨矿砂船、全球首艘自主航行740箱电动集装箱船海船、全球首艘大型电驱压裂船“海洋石油696”以及引领新一代中型液化气船(MGC)船型指标的4万方LPG/液氨运输船……面对“双碳”目标与船舶工业智能化转型浪潮,上船院率先布局低碳化与智能化技术研发。

  在低碳脱碳领域,上船院构建了从节能优化到零碳燃料的全维度技术体系。通过CFD流体力学仿真优化船体线型、应用气泡减阻、转筒帆等节能技术,大幅降低船舶营运能耗。更具突破性的是其在替代燃料船型领域的持续领跑:全球首艘氨燃料动力1400箱集装箱船的开工建造,标志着氨燃料作为航运业的一个选项进入实施阶段。该船配备350立方米氨燃料储罐,以氨为燃料时船舶能效设计指数(EEDI)低于基线约94%,每年可减少二氧化碳排放约1万吨,通过高压岸电技术实现港内零排放。

  在支撑"中国制造"全球化的进程中,上船院的汽车运输船(PCTC)设计实现了华丽转身。20多年前还属小众的PCTC船型,如今已成为该院的王牌产品之一——装载量从早期的数千车提升至10800车的历史新高度。全球第一艘LNG双燃料电池混动3600车汽车运输船是由该院研发,最新交付的9500车甲醇燃料深度预留PCTC“安吉茂盛”号,更是为上汽集团等车企量身定制,顺应了全球低碳航运趋势。这一发展轨迹不仅印证了上船院的技术储备厚度,更折射出我国汽车产业全球化对高端运输装备的需求升级。

  在此基础上,上船院持续拓展绿色船型谱系:64000吨液化天然气(LNG)重整制氢电力推进散货船实现了氢能在散货运输领域的创新应用;50000立方米氨燃料加注运输船为氨燃料船舶提供了补给保障;113000吨氨双燃料动力液货船则进一步丰富了替代燃料的应用场景,这四款新船型均获国际知名船级社原则性认可(AiP)证书。在多用途船领域,"GREEN OCTOPUS"系列凭借LNG、甲醇等替代燃料配置,成为全球低碳多用途船的标杆,与"iOCTOPUS"智能系列共同构成了覆盖近40型船舶的完整产品矩阵

  针对特殊航行环境与新兴运输需求,上船院的绿色智能技术得到进一步延伸。为极地航道开发的破冰船系列,融合了冰区结构强化与低碳动力系统,保障了北极航线的安全高效通航;研发的液态二氧化碳(LCO2)、液氢(H2)运输船,通过专用存储与运输系统设计,为碳捕获封存(CCS)产业链与氢能产业发展提供了装备支撑。

助力船舶智能升级

  2019年,上船院成立“智能船舶创新实验室”,聚焦海上水面自主船舶(MASS)技术和数字孪生技术研究,开展有条件自主船舶的研发、应用、测试和优化。在智能船舶领域,上船院的技术研发实现了从单点突破到系统集成的跨越。上船院积极参与国际海事组织(IMO)海上水面自主船舶的法规和智能船舶国际标准的制定工作,增强中国话语权的同时,拓展数据分析核心能力建设,立足全生命周期服务,建立了“数字化营运支持中心”;自主研发了数字化营运支持系统DOSS®,面向单船及船队提供船岸一体的数字化营运支持,并提供船舶全生命周期的能效管理、碳排放管理、设备运维管理、航行安全管理等服务,助力提升船队营运能效、安全水平和经济效益。

  2019年,全球首艘40万吨智能超大型矿砂船“明远”号获得挪威船级社与中国船级社智能船舶附加标志,凭借航行辅助、设备诊断等智能系统大幅提升了营运效率;2024年,“新红专”号智能研究与实训船更是实现了智能化全覆盖,具备自主航行、远程控制、自动靠离泊等功能,可开展船舶智能化无人化研究与人才培训;今年9月,配备DOSS®的可自主航行的纯电集装箱船下水,具备实时船周视角、全天候航行视觉感知、航线规划、开阔水域自主航行等功能,岸基运维中心可对船舶设备进行实时监测与远程遥控,为船舶营运及航行带来智能化全新体验。这些成果的背后,是上船院在智能感知、决策算法、数据融合等核心技术领域的持续攻关,形成了具有自主知识产权的智能船舶解决方案。

AI赋能设计变革

  围绕船舶研发设计全流程,上船院构建起以数据与模型为核心的多方位业务协同新范式。通过打造“三维一体化设计模式”,实现船体、机电舾等多专业在统一模型环境中协同设计,以数据驱动三维布置,提升设计精度与效率。推行“一模多用”,将设计模型用于多种CAE仿真计算,显著缩短分析周期,例如在某散货船项目中全船结构有限元分析工时降低60%。同时,搭建客户协同平台,支持船东、船级社等基于轻量化模型在线参与评审与标注,推动设计过程透明化、交互化。

  除此之外,上船院还建立了全在线、一体化协同的云办公新模式;围绕业务和管理需求,规范数据标准,识别数字资产,规划统一数据底座;依托大数据、云应用、虚拟化等新技术,夯实网络、计算、存储等基础资源设施;建成标准化中心机房,统筹船舶研发设计、船舶智能运维和企业运营管理各分数据中心,形成基于混合云的完整统一企业级数据中心,让数字化成为推动发展的得力助手。

  未来,上船院将持续推进数据治理与AI工具链建设,研发“艾婉”“艾睿”等数字员工,赋能船型生成、性能仿真与结构优化关键环节,形成“数据驱动—智能赋能—迭代升级”的闭环,持续提升船舶研发的智能化水平与业务协同深度。

(文章来源:上观新闻)

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