發布日期：2022-04-26 點擊率：75
乍一看，除了一些安裝組件外，海洋產業和制造業并無太多共同之處，然而仔細觀察卻發現，這些企業都面臨著類似的挑戰：即數字化和能源效率，從ABB公司到德國Papenburg邁爾造船廠的一次新聞采訪之旅便證明了這點。
圖1 目前安裝在邁爾游輪“世界夢”號上的Azipod推進器降低了能耗，使船舶更具操控性
數字化對于ABB這樣的自動化公司而言并不陌生，但它現在也在加快實施進度，蘇黎世ABB公司服務技術和物聯網負責人Christopher Ganz博士認為，這樣做是虛擬現實和增強現實、云計算、機器學習以及其他諸多因素的共同作用的結果，ABB集團了解其背后的流程：現在到了他們使用自己的專長為其他公司的數字化提供支持的時候了。
通過數字數據創造真正的附加值
自動化供應商ABB公司將其數字產品和服務匯集到ABB Ability中，它們同樣可以用于海洋產業，這與在哪里使用聯網組件完全無關：基礎是采集和分析所記錄的數據，然后必須從中創造附加值，必須付諸行動。“數字化本身并不具備附加值，如果來自數字領域的知識沒有回流到物理領域，用來節省時間或能源，那么它就不會帶來任何好處。”Ganz介紹說。
Christopher Ganz博士
當然這一切都是為了有所回報，因此位于Papenburg的ABB公司專門針對海洋產業需求提供了量身定做的軟件包和數字服務。優化的船隊管理對于該行業來說非常重要，由此可以降低油耗和維護成本，同時提高生產率以及乘客、船員和貨物的安全性。
圖2 目前可以提供給海洋工業的數字服務：包括狀態監測、運行監測以及船隊信息
ABB公司、船舶運營商以及船東都可以從系統和信息的數字化和聯網中受益，隨著船舶基于衛星支持的監控可能性的完善以及云計算的應用，諸如ABB公司這樣的供應商不僅僅能夠提供電氣和自動化組件及系統，如包括變頻器和控制柜在內的Azipod推進器以及ABB Ability 800xA控制系統和眾多行業認可的儀器，此外借助今天的先進數據傳輸和分析系統，還有基于云的解決方案可供使用，這為單個船舶或整個船隊在節約成本和提高性能方面提供了巨大潛力。
以數字數據為基礎的預見性維護
圖3 船員通過遠程診斷服務與ABB公司取得聯系，以便提前計劃維護和排除故障
其中一種數字解決方案是遠程診斷服務(RDS)，對于海洋產業而言，使用RDS4Marine相當于擁有了一個可將船舶上所有技術和數字數據匯集、使其可視化并用于監測的條件監測系統。它通過衛星加密通信與ABB的服務器連接，如果在診斷平臺上檢測到事故(例如壓力下降)，維修技術人員可以給工作人員提供指導，以便他們在現場解決問題，這樣就避免了長時間的停機和高成本的維護。此外，遠程維護和預見性維護可使服務工程師的人數減少70%，維護成本降低50%。不過今天的數字化手段不僅僅在于收集和分析內部船舶數據，Ganz所要求的附加值還在于許多其他信息的合并及可視化，例如天氣數據、燃料消耗或波浪情況。根據這些Octopus軟件可以優化調整動態位置，也就是說，根據算法可實時計算最佳動態位置，以便最大限度地減少損失。通過其他組件(船體，螺旋槳)的數據還能達到額外的節約效應。
如今保險公司要求航運公司根據具體情況采用考慮到關鍵天氣和海浪數據的路線規劃軟件，這不僅是為了節省燃油，而且也是為了在考慮風向和潮流的情況下制定出從A到B的最佳安全路線。另一個系統計算海岸附近以及潮汐區域水深對船舶流動阻力以及進港時最佳速度的影響，通過這樣的運動預測以及性能和驅動優化，可節省高達5%的燃料。
圖5 與傳統船用推進系統相比，Azipod推進器的燃料使用量更少，而且它們還進行了數字化聯網并通過自己位于挪威的中心進行監控
適應未來的可替代驅動方案
對于造船廠和船東而言，為了減少氮氧化物和細小顆粒負荷，可替代的驅動方案變得越來越重要。 與城市內環保區類似，美國、歐洲和中國在大片沿海地區界定了所謂的“排放控制區”(ECA)，在這里為了減少NOx和SOx排放量將不再燃燒重油。自2017年起，這一規定適用于所有大于600千瓦的內燃機(這大致相當于一艘漁船的驅動)，因此這些船舶都同時配備兩個不同的燃料系統。在河運中也有地方法規要求使用替代性燃料，因此船東不得不重新考慮并使用新的推進系統，以便適應未來的需要。
正如德國ABB海事與港口部負責人Martin Schiefer所介紹的那樣，25年多以來，柴油電力驅動系統已成為首選驅動系統，使用這種驅動系統時，內燃機在最佳恒定條件下運行，并通過發電機發電，不僅可在船上使用，而且還可用于諸如Azipod推進器這樣的電動驅動電機。 與傳統的剛性軸推進系統相比，Azipods推進器的燃料消耗要低10%至15%。此外柴油電力驅動更安靜也更緊湊，Azipod推進器由安放在水線下方機艙內的電動驅動單元組成，同時負責船舶的驅動和控制功能。
此外，電池混合動力解決方案已被用于渡輪，而柴油機的使用越來越少。通常情況下渡輪使用電池驅動在海岸附近行駛，并使用內燃機在開闊水域中提供更高的速度。特別是在斯堪的納維亞半島，純電池驅動的渡輪已進入規劃階段或已在使用之中。ABB公司為混合動力和電池驅動的渡輪提供基于ABB機器人的能量存儲單元、直流電氣系統、控制系統、推進系統和電池充電系統。
圖6 經過18個月的建造之后終于大功告成：2017年9月，配備著兩臺Azipod推進器的“世界夢”號游輪駛出船塢
為了保持競爭力，邁爾造船廠也使用ABB組件,該造船廠最近建造的“世界夢”號游輪(亞洲航運公司夢幻游輪)就配備了一臺柴油電力推進器和兩臺Azipod推進器。 除了ABB公司外，還有大約800家其他合作伙伴公司和供應商參與了這艘游輪的建造。
