敲開漁業(yè)智能船舶制造大門

鄭銳聰++邱湘瑤

無人艇是一種具有自主規(guī)劃路徑、自主環(huán)境感知、智能航行能力、自主作業(yè)等功能的無人操縱水面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，也是一種特殊的智能機(jī)器人和智能運(yùn)載體，主要用于執(zhí)行危險(xiǎn)及不適合有人船執(zhí)行的任務(wù)，最早產(chǎn)生于軍用需求，可執(zhí)行偵察、巡邏、排雷、反潛作戰(zhàn)、反恐攻擊等軍事任務(wù)，還可進(jìn)行搜救、導(dǎo)航、水文地理勘察等任務(wù)。目前，廣州海工船舶設(shè)備有限公司已研發(fā)生產(chǎn)出適合海洋漁業(yè)作業(yè)使用的LUNA-1型無人艇，并在廣東陽(yáng)江、浙江寧波等漁港投放使用，漁民反應(yīng)熱烈。廣州海工無人艇是一種新型海洋作業(yè)智能船舶，主要應(yīng)用于海洋探測(cè)、海上巡邏、海上客貨運(yùn)輸、海上緊急救援、漁業(yè)捕撈作業(yè)等方面，實(shí)現(xiàn)了海洋捕撈作業(yè)智能化和海上“機(jī)器換人”，提高了漁船裝備技術(shù)水平，降低和消除了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

捕撈作業(yè)痛點(diǎn)催生無人燈艇研發(fā)

燈光圍網(wǎng)漁船是三大主流漁船（拖網(wǎng)、圍網(wǎng)、釣船）之一，燈光圍網(wǎng)捕撈作業(yè)的過程需要母船和小艇相互配合，小艇開燈誘魚，母船圍著小艇下網(wǎng)、起網(wǎng)并完成作業(yè)。一般小艇上有2個(gè)人，負(fù)責(zé)放燈和開船，在晚上能見度差、風(fēng)浪大的情況下，小艇就像一片小樹葉，帶著艇上的兩個(gè)人在海上搖搖晃晃，隨時(shí)有墜海的危險(xiǎn)，人身傷亡事故常有發(fā)生。這也成了海上圍網(wǎng)捕撈作業(yè)的一大痛點(diǎn)。

廣州海工是華南地區(qū)船舶舵機(jī)、甲板機(jī)械和電力推進(jìn)系統(tǒng)的主要生產(chǎn)商。在設(shè)備供應(yīng)過程中，經(jīng)常有船東和漁民建議制造新型燈艇，促進(jìn)漁業(yè)安全作業(yè)迫在眉睫。為此，廣州海工經(jīng)過近兩年多努力，開發(fā)了一種可以遙控并自主航行的無人燈艇，即漁民無需隨小艇下海，站在母船上就可以對(duì)誘魚的無人燈艇進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，使之輔助母船進(jìn)行捕撈作業(yè)。無人艇不僅會(huì)增加漁民下海作業(yè)時(shí)間，而且可以減少船工和薪酬開支，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。

來自技術(shù)層面的“三座大山”

在開發(fā)漁業(yè)無人艇過程中，廣州海工以敢為人先和腳踏實(shí)地的科研精神進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)完善，最終跨越了來自技術(shù)上的“三座大山”，取得了成功。換言之，這“三座大山”也是這次研發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

一是總體設(shè)計(jì)要體現(xiàn)匹配性、可靠性、功能性、經(jīng)濟(jì)性。如何低成本實(shí)現(xiàn)技術(shù)功能高端化，使價(jià)格親民，讓漁民用得起，是設(shè)計(jì)前首先要思考的問題。廣州海工采用了眾多先進(jìn)的技術(shù)，比如全船綜合電力推進(jìn)技術(shù)、無線遙控技術(shù)、船體自扶正設(shè)計(jì)、自動(dòng)舵技術(shù)、智能航行技術(shù)，使總體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成方面體現(xiàn)高超水平，各個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了最佳匹配和優(yōu)化組合，并兼有可靠性、功能性、經(jīng)濟(jì)性。

二是無人艇必須結(jié)合船舶操控力學(xué)、水動(dòng)力學(xué)、人工智能算法、先進(jìn)傳感器信息采集技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)融合貫通。公司為此設(shè)立了多個(gè)子系統(tǒng)開發(fā)小組，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行信息融合和決策研究。無人艇的吊裝系統(tǒng)是有人艇所沒有的全新系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，廣州海工派專人隨漁船出海作業(yè)，觀摩實(shí)際作業(yè)的狀況。經(jīng)過反復(fù)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、方案更改和優(yōu)化，公司研發(fā)出國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的無人艇吊裝系統(tǒng)。另外，無人艇的放燈裝置必須自動(dòng)收放、分開控制、可靠性要求高和控制復(fù)雜。廣州海工采用單片機(jī)結(jié)合位置傳感器來實(shí)現(xiàn)這一過程，做到了體積小、重量輕、成本低、使用方便。以上兩項(xiàng)技術(shù)均已申請(qǐng)發(fā)明專利。

三是可靠性的實(shí)現(xiàn)。無人艇的客戶對(duì)產(chǎn)品有諸多要求，包括3年免維修、永不沉沒、永不丟失等。廣州海工在設(shè)計(jì)上盡量使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、關(guān)鍵元器件和系統(tǒng)雙備份、安全措施多層次，從源頭上確保故障概率最低。與此同時(shí)，還設(shè)計(jì)了全自動(dòng)密封系統(tǒng)和自扶正功能，使無人艇“永不沉沒”，達(dá)到了漁船船東和漁民的期望標(biāo)準(zhǔn)。

無人船與有人船在設(shè)計(jì)和制造上有很大的差別，不管是總體還是各個(gè)子系統(tǒng)上，都需要攻克大量的新技術(shù)問題，需要運(yùn)用眾多新知識(shí)。有人船即使出現(xiàn)故障，也可以由人工進(jìn)行維護(hù)，而無人船則不能，這就要求無人船必須在設(shè)計(jì)上進(jìn)行事先整體考慮，做到生產(chǎn)中控制質(zhì)量。此外，無人船設(shè)計(jì)的冗余度及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)都必須高于有人船。目前，無人船的大多系統(tǒng)設(shè)計(jì)均是空白的科研領(lǐng)域，一切都需要從零開始，通過大量試驗(yàn)來驗(yàn)證。在失敗中積累經(jīng)驗(yàn)，在曲折中探索和前行，這是一條艱難的心路歷程，也是最考驗(yàn)公司管理團(tuán)隊(duì)和研發(fā)團(tuán)隊(duì)的地方。endprint