美國船級社：船舶智能功能的確認與驗證

2019年的SMART4SEA會議期間，美國船級社（ABS）的高級工程師Demetres Armanes先生闡述了已在海運船舶和近海船舶上越來越普遍的船舶智能，智能化為船員提供關(guān)鍵信息來幫助決策。他進一步解釋了基于ABS目標的技術(shù)要求和基于風險的必要智能功能系統(tǒng)評估，如何為智能功能提供明確的確認和驗證途徑。以下是其演講稿編輯版：
　

每艘船都是獨一無二的。因此，在智能功能方面，我們需要考慮每艘船需要什么。

支持智能功能的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)已經(jīng)可用。我們正在開發(fā)用于實時計算船舶不同部分之間物理現(xiàn)象的機器學習算法，并且唯一剩下的就是確定智能互聯(lián)設(shè)備能夠做出更好的安全決策和性能決策時，而這些決策今天是由船員完成的。

但直到時機成熟時，我們才可以說自主運作船舶達到了第一個里程碑，在那之前是不可能的。

在這方面，以數(shù)據(jù)為中心的資產(chǎn)的等級服務(wù)成為焦點，建立新等級服務(wù)的第一步是建立技術(shù)標準。

更重要的是，當你將陸上公司或供應(yīng)商辦事處視為船舶運營的自然延伸時，需要單獨建立和驗證通信連接的所有技術(shù)標準，包括衛(wèi)星通信鏈接，目的是將這些系統(tǒng)作為船舶的自然延伸納入進來，用于遠程控制過程或?qū)崟r遠程監(jiān)控應(yīng)用。

考慮到這一點，我們認為技術(shù)標準中的關(guān)鍵考慮因素是：

　　傳感器和儀器;

　　船載數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施;

　　船載數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和決策輔助;

　　船載系統(tǒng)集成;

　　陸上數(shù)據(jù)傳輸;

　　網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)完整性。

這些關(guān)鍵因素定義了我們建立技術(shù)要求的三角框架。ABS關(guān)于智能船符號的指南將于2019年第二季度出版。指南大體上包括非強制性船級設(shè)計的一般要求，但如果船東需要投資此類功能，則可逐案處理。智能船系列包含指南和指導(dǎo)說明，5個主要智能組分別是：

　　結(jié)構(gòu)健康;

　　機械健康;

　　資產(chǎn)效率;

　　運營績效;

船員協(xié)助和功能增強。

這些智能組中定義的功能要求受到必要且重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求才能支持其功能。最重要的是，我們正在定義驗證確認原則，我們的工程師和驗船師將遵循這些原則，來獨立驗證此功能是否符合所宣傳的。

對于高風險設(shè)計，我們已經(jīng)建立了ABS網(wǎng)絡(luò)系列技術(shù)出版物和用于技術(shù)出版物的ABS軟件系列，我們將用它來審查和批準船上高風險的智能功能。

本指南將擴展基于目標的標準制定方法，涵蓋之前定義的兩個主要智能組的功能要求：結(jié)構(gòu)健康和機械健康。還將擴展基于風險的方法，涵蓋重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)要求，并且還將推出三個新標記：

　　智能RDY：專注于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)和軟件;

　　智能MHM：機械健康監(jiān)測;

　　智能SHM：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。

對于目前尚未真正關(guān)注機械健康和結(jié)構(gòu)監(jiān)測的公司，我們提供基于目標的框架，他們可以探索和定義他們的特定問題，定義目標，然后定義這些目標的功能要求，技術(shù)要求以及ABS提供的必要確認驗證活動，以證明該設(shè)計的風險。

獨立確認和驗證風險評估基于指南中的技術(shù)要求，這些技術(shù)要求由智能功能的風險矩陣選擇。風險矩陣由智能功能故障的可能性定義，目的防止智能功能故障對公司運營的影響。風險矩陣越高，我們的計劃就越詳細，可以涵蓋船上幾個系統(tǒng)屬性的所有因素，即系統(tǒng)安全性、可靠性、性能、功能和可操作性。

最后，我們已經(jīng)采取措施來定義智能功能的各個實現(xiàn)階段以及各種作用。第一步是為特定問題定義具體目標。在采用解決方案之前，需要了解問題。我們可以幫助你選好的供應(yīng)商，幫助你確定特定船舶的目標。然后，通過供應(yīng)商，我們可以幫助你為特定的船舶操作定義你所需的功能要求，并且進一步獨立審查供應(yīng)商提供的技術(shù)規(guī)范，滿足你定義的功能要求。經(jīng)過這個階段，我們實際上可以通過船廠或供應(yīng)商的支持，按計劃提供正在實施的系統(tǒng)驗證，最后驗證船舶整個生命周期內(nèi)的運作，供應(yīng)商將根據(jù)批準計劃維護和升級系統(tǒng)。

在開始探索該問題的解決方案之前，你需要調(diào)整并理解每艘船舶的問題。