康士伯智能航行解決方案

船舶自動化系統K-Chief/Kongsberg官網

近日，船舶自動化和智能化解決方案提供商康士伯(Kongsberg)公布了其2024年第一季度業績。公司表示，所有業務領域都實現強勁增長，主要驅動因素是可持續性和安全性�？凳坎�一直將可持續發展作為公司的核心價值觀之一，致力于提供卓越海事技術解決方案，其智能航行解決方案在航運領域具有顯著的影響力。

智能航行解決方案

從20世紀50年代開始，康士伯便已開始了針對智能航行領域的研究和探索，進入21世紀后，康士伯在智能航行領域的研究更加深入和廣泛。經過多年發展，康士伯逐漸發展為智能船舶行業當之無愧的領軍企業。亮眼成就包括與海工船巨頭法國Bourbon、英國AutomatedShips聯手合作全球首艘無人駕駛海工支援船；參與歐盟AUTOSHIP項目，并于2023年5月在貨船“Eidsvaag Pioner”號上成功展示了一系列遠程操控和自主航行的技術，這次巡航測試被評為迄今為止最復雜的海上自主航行之一。該船是AUTOSHIP項目配備遠程操控和自主航行演示的兩艘船之一，該項目是歐盟研究計劃Horizon 2020的一部分；與全球最大化肥制造商挪威Yara集團以及Marin Teknikk合作設計并建造了全球第一艘全自動集裝箱船“Yara Birkeland”號；與挪威航運巨頭威爾森集團(Wilhelmsen)聯手建立了全球首家無人船航運公司Massterly；2018年底，康士伯成功收購當時的全球無人船領域領導者羅爾斯羅伊斯公司商船業務后，進一步鞏固了其在智能船舶領域的領導者地位。

康士伯的智能航行解決方案旨在通過集成先進的人工智能、大數據、物聯網等技術，實現船舶的自動化、智能化和遠程化操作。目標提高航行安全性、提升航行效率以及降低船員工作負擔。具體而言是通過實時收集和分析船舶周圍環境信息，為船員提供全面的態勢感知能力，并自動規劃航線、調整航速和航向，以減少碰撞風險，確保船舶在復雜海況下的安全航行；通過優化船舶的航行計劃和能源管理，降低燃油消耗和排放，減少運營成本，提高船舶的經濟效益；通過自動化和智能化的操作，降低船員的工作強度，提高船舶的自主性和可靠性。

K-Chief系統

船舶自動化系統K-Chief是康士伯智能航行解決方案中的關鍵產品，也是核心組成部分。K-Chief是一個集成化的船舶自動化系統，它提供了對船舶多個關鍵系統(如導航、推進、電力管理、監控和報警等)的集中控制和監測。

K-Chief系統具有高度的靈活性和可擴展性，可以根據船舶的具體需求進行定制。該系統采用模塊化設計，使得系統的安裝、配置和維護變得更加簡單和高效。此外，K-Chief還提供了強大的數據處理和分析能力，可以幫助船舶運營商更好地理解和優化船舶性能。

K-Chief主要特點包括可提供高性價比的標準解決方案，并可根據個性化需求進行定制。模塊化設計允許靈活配置系統，涵蓋從低復雜度報警系統到高度集成的控制和監控系統的所有相關內容。K-Chief符合國際海事組織(IMO)、當地海事機構和國際船級社(IACS)的要求，并獲得了主要船級社的型式認可。

K-Chief系統涵蓋船上的所有重要功能，可為所有類型的船舶進行配置，包括石油/液化石油氣/液化天然氣油輪、散貨船、集裝箱船、郵輪和渡輪、游艇、海工船舶、鉆井平臺和其他特殊用途船舶。典型的子系統有報警和監控系統，電源管理系統/能源控制系統，推進器和推進器控制，輔助控制系統和船舶服務系統，氣體管理系統，燃氣控制系統，鎮流器控制系統，貨物控制系統，供暖、通風和空調，火災監控和滅火系統(K-Safe)，緊急關閉系統(K-Safe)等。

通用技術方面，康士伯產品組合中通用技術的使用使其能夠開發模塊化產品。模塊化的優勢通過以下方式傳遞給客戶：K-Line控制系統中相同的基本軟件平臺；K-Line各系統(K-Chief、K-Safe、K-Power、K-Pos、K-Thrust、K-Bridge&K-Gauge)之間的信息可實現自由流動；專注于完整的船舶操作；確保業務一致性；減少備件和培訓需求。同時，信息管理系統可通過管理網絡與K-Chief集成，允許用戶定義趨勢顯示和創建定制報告。

系統架構方面，K-Chief系統結構采用模塊化設計，以通過本地數據網絡相互連接的控制站和I/O模塊為基礎。這樣，康士伯就可以使用標準模塊來滿足各船東的要求。這些單元的不同選擇可用于配置每個單獨的系統。K-Chief采用分散式設計，每個分段都有冗余控制器以確�？捎眯�，但操作則通過控制站集中進行。每個I/O模塊都有特定的作用，并可根據特定過程區域的操作要求進行配置。由于結構靈活，K-Chief系統可拓展連接更多的I/O模塊。用于設計需要的更多過程控制或擴展功能。供應商的設備，如閥門控制系統、火災報警系統和液位計，都可通過標準的通訊協議直接接入該系統。

控制站方面，用于接收警報并對系統進行監控。它們顯示狀態頁面和交互式流程圖�？刂普具�允許訪問I/O單元，以檢查變量、操作設備和調整參數。在一個控制站中更改限值或參數，所有其他站都將自動更新。所有操作員的操作，如啟動或停止泵或更改報警限值，都會被記錄下來并貼上時間標簽。狀態顯示頁面包含有關發動機和周圍設備的采集信息�？蓮牟煌�控制站直接控制不同的設備和機器。本地處所和控制室均提供全面的監控和報警設施。所有來自I/O的報警和測量點的變化都會被記錄下來并加蓋時間戳。所有控制站的數據都會存儲28天。這些數據可在事件和趨勢歷史視圖中顯示�？凳坎�的信息管理系統還包括數據的擴展記錄。

能源控制系統，K-Chief自動化系統與康士伯交流和直流電網K-Power解決方案高度集成。通過直接獲取發電機保護裝置、驅動器和變流器運行狀態信息，可確保對船舶電力裝置進行及時的優化控制。

信息管理和遠程連接方面，通過信息管理系統，操作人員可以使用多種工具來提高效率，例如可以從船員艙室監控系統。連接到船舶網絡的計算機可以訪問信息管理系統，使用一系列分析工具監控船舶性能。系統還提供歷史數據存儲、數據導出和強大的報告工具。信息管理系統可通過專用的全球安全網絡實現與外部世界的安全連接，以便與岸上組織交換信息，并從康士伯公司所在地提供遠程支持。

輔助技術

除了K-Chief之外，康士伯的智能航行解決方案還包括一系列輔助技術，這些技術共同構成了完整的智能航行系統，代表性系統包括K-Safe、K-CMS以及AutoChief。

K-Safe安全系統。憑借數十年為復雜船舶和海上設施提供安全和自動化系統的經驗，康士伯可提供有助于高效安全運營的解決方案。增強型人機界面(HMI)和開放式系統架構提供了最高標準的質量和功能，使其成為優質船東和運營商的首選。K-Safe系統包括安全管理和控制系統、應急切斷(ESD)、進程切斷(PSD)以及火災和氣體探測(F&G)控制和監測，其中包括基于計算機的容錯能力、全面安全管理功能、全面的故障診斷和自檢功能、控制維護和修改的靈活性以及高可用性和安全運行。K-Safe是一種功能強大的安全系統，可根據復雜船舶和海上設施的具體要求進行定制。K-Safe以自主安全控制為基礎，實現了獨立于所有其他控制系統的獨立安全系統。該系統技術與康士伯所有K系列產品相同，采用開放式設計，利用冗余的全系統通信結構，將K-Safe和其他康士伯系統組成一個集成控制系統。K-Safe系統可提供安全、統一和直觀的用戶界面，可有效降低人為失誤的風險，提高運營效率。每個控制站都是獨立的。操作訪問權限和功能級別受到指令控制和密碼保護的限制。K-Safe的設計符合最嚴格的安全性和可靠性要求。它支持各級冗余，包括控制站、通信鏈路、過程控制器、I/O模塊和電源。內置的自診斷設備可監控所有系統組件和內部通信，并在出現故障時自動啟動故障安全機制。

K-CMS，狀態監控解決方案。硬件故障是近一半計劃外停車事件的根本原因，大大減少了正常運行時間，造成重大利潤損失。K-CMS可從被動維護轉變為基于狀態的維護，提高設備可靠性，減少計劃外停車時間，降低運營成本。無論任何船舶類型，K-CMS都可為船員和管理層提供有關船上重要設備的狀態信息。如此，讓客戶有能力持續分析設備、發現問題并制定應對計劃；能夠優化基于狀態的預測性維護(CBM)；使代價高昂的故障和運行中斷成為例外，而不是常態；降低與資產所有權相關的風險。其優勢包括可最大限度地提高資產可靠性、性能和正常運行時間；將計劃外維護和成本降至最低；減少燃料消耗和排放，提高可持續性降低運營支出，提高盈利能力。工作原理，K-CMS是康士伯為船上所有關鍵旋轉機械(例如發動機、電機等)提供的基于狀態的維護(CBM)整體解決方案，獲得了船級社的認可。它以康士伯在傳感器技術、高速處理技術和安全數據處理方面的專業技術能力為基礎，可提供的功能通過高質量的傳感器和數據采集硬件，自動收集振動和油質數據，實現對機械的連續檢測(CSM)；數據分析和演示軟件，包括振動分析工具(CMA)，可提供設備分析概覽，支持維護優化；安全的數據基礎設施和云連接，數據可上岸進行遠程監控和審查，包括在康士伯的健康管理服務范圍內�？凳坎�的健康管理服務將具有深厚領域專業知識的認證專家置于環路中，以驗證發現并提供有價值、有針對性的建議。通過K-CMS系統，專家可以幫助客戶更好地管理和預測維護工作，并優化所有關鍵設備的性能。

AutoChief，發動機遠程控制系統。AutoChief這是一套完整的控制和安全系統。該系統可用于單推進和雙推進。它采用模塊化設計，可輕松配置成各種推進配置。AutoChief采用與康士伯的機械自動化系統相同的分布式全冗余結構。配備的數字調速器系統既是獨立的，也是AutoChief系列的完全集成部分。主要特點包括，來自所有控制位置的速度指令輸入；燃油噴射控制器功能符合主發動機制造商的規格要求(清除空氣、扭矩限制器等)；可通過控制面板手動調節燃料和轉速限制器(總限制器)；使用感應式速度傳感器的冗余速度測量系統；可從每個控制位置取消限幅器；含自檢功能。AutoChief使用直接安裝在主機接線盒中的分布式處理單元。與發動機之間的所有信號都通過雙冗余CAN線路(發動機上的總線)傳輸。所有非必要的傳感器均可與K-Chief報警和監控系統共用，只需一個接口即可連接主機。這一原理大大降低了安裝和布線成本。主要特點包括雙/冗余現場總線(CAN線路)；傳感器和執行器的信號接口；報警監測和過程控制；警報和已發生事件的時間戳；可直接安裝在發動機上；設計注重電磁兼容性(EMC)。配備的發動機安全系統既是獨立的，也是AutoChief系列的完全集成部分。主要特點包括獨立的超速監測系統；主機自動關閉功能(可取消)通過激活電磁閥來停止發動機。傳感器可為模擬或數字式；四個專用停車控制端口，帶備份和雙電源；獨立的緊急切斷系統，具有全回路故障檢測和冗余電源功能；自動減速功能(可取消)，可在主機出現故障時將發動機轉速降至安全水平；帶兩個獨立系統的發動機轉速監測系統，可實現自動切換；冗余CAN網絡上的轉速指示器；監測所有傳感器和閥門的電纜故障；可在任何控制面板上更改設置并檢查數值；配備冗余電源。