智能船舶“破浪”，竞逐全球
时间：2025-07-14来源：《创意世界》
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全球船舶工业正经历从“劳动力成本驱动”向“技术生态主导”的质变。中韩在智能化与绿色化赛道上形成“双极竞争”，欧洲、日本凭借细分领域技术标准维持影响力。
随着船舶智能化技术的重大突破以及跨领域融合进程加快，AI赋能的海上丝绸之路正在发生巨变。2022年4月，我国首艘具备自主航行能力的300TEU集装箱船舶“智飞”号正式投入运营。这艘船舶创新性地融合了传统人工操作模式、远程遥控操作模式，以及高度智能化的全自主无人航行模式，标志着我国在船舶智能航行技术领域已经处于全球前列。 相关数据显示，全球无人船市场正处于高速增长阶段：全球无人船市场规模预计将保持约20%的年复合增长率（CAGR）；到2025年，市场规模有望达160亿美元，到2030年可能突破更高水平。从航行在凌晨海上丝路上的无人集装箱船，到穿梭于极地航道的科考船队；从深入水下几千米进行海底探测的无人航行器，到自动行驶在旅游航线上的大型邮轮，这些不再是停留在科幻小说里的想象，而是船舶工业智能化进程的进行时。郑和船队的后裔们，在钢铁巨轮上植入“数字大脑”，通过北斗卫星导航系统取代牵星板，穿透海上迷雾，在汪洋之上织就无形的智能网络。他们书写的不仅是技术的进化史，更是一个文明对海洋认知的升维——从征服波涛到与智能共生，新时代的航海精神正重新定义万里海疆的未来航路。
全球船舶工业的竞争格局经历了从欧洲垄断到日韩崛起，再到中国主导的演变过程，如今在智能化浪潮的推动下，各区域的竞争格局也在不断变化。 在现代船舶制造行业的发展历程中，欧洲扮演了起点的角色。得益于工业革命所奠定的技术基础，19世纪末，英国在全球造船领域占据了显著的优势地位，其当时的造船产量占全球造船总量的六成以上，同时其拥有的船舶队规模也超过了世界船舶总数的一半。可以说，英国是当时全球造船业的核心地带。随着时代发展，欧洲在高附加值船型方面仍然保持领先，英国劳氏船级社、挪威船级社在全球船舶行业的标准制定等方面走在前列。 于20世纪中后期至2000年左右，日韩凭借自身优势崛起，成为全球船舶工业的主导力量。日本凭借较低的人力成本以及在船舶制造技术上的持续创新，成为承接全球造船产业转移的关键力量，逐步成为全球最大造船国。与此同时，在1990年至2010年间，韩国通过奉行出口导向型经济政策，积极引入国外先进技术，并开展广泛外资合作，注重在液化天然气（LNG）船等高附加值船型领域持续进行技术突破，进一步稳固了其市场份额，形成了“日韩竞争”的格局。2010年以后，中国造船业规模迅速扩张，连续15年在造船完工量、新接造船订单量和手持造船订单量等指标方面保持位居全球之首。 全球造船业中心的迁移路径清晰地反映了制造业在全球范围内的价值链重构与产业转移的规律——从欧洲到日韩，再到中国，新兴经济体凭借技术创新实现突破，借助产业政策进行引导，最终在全球竞争中脱颖而出。其中，完整的产业链条构成了产业发展的基础支撑，持续创新能力则成为保持竞争优势的核心要素。在当前全球船舶工业处于绿色低碳与数智化转型的浪潮中，主要造船国家也纷纷推进产业升级以巩固市场地位。 欧洲在智能船舶领域保持着显著的技术先发优势，早在2006年即开发出首个整合信息通信技术、电子控制与计算机处理的内河航运综合信息系统。此后，2014年英国罗罗公司启动了智能船舶应用的关键性项目，计划在2035年实现无人驾驶船舶的商业运营。同期，欧盟的MUNIN计划聚焦于船舶自动航行技术的可行性验证，探讨相关技术标准和法规框架，力求在2034年前完成无人船舶的研发与验证。值得关注的是，欧洲还组建了包含80家企业的联合研发体系，致力于构建智能航运生态系统，计划2025年前在波罗的海区域建成全智能航运试验区。 日本在标准化和局部智能化方面寻求突破，其于2014年启动了智能船舶应用平台项目，联合多家企业从底层数据通信基础标准入手，构建了船舶设备数据的标准化体系。在此基础上，日本主导制定了三项关键国际标准，即《船载设备和系统通信网络布设指南》《用于现场数据共享的船舶数据服务器》和《船载机械设备的标准数据》。 韩国的智能船舶发展则主要依托HD现代集团、韩华海洋和三星重工三大造船集团。2009年，韩国现代重工联合韩国电子通信研究院开展合作研究，探索信息技术在船舶建造中的应用，成功推出“智能船舶1.0”计划。2019年，韩国正式启动自动航行船舶开发项目。2021年，HD现代集团完成首次船舶完全自主航行测试；2022年，现代重工集团建造18万立方米超大型LNG运输船，成功完成自主横渡大洋的试验。 中国船舶工业的智能化发展是政策引领、技术突破、产业链协同和企业实践结合的过程，经历了机电化、数字化、智能化以及完全自主化与生态协同等多个阶段。在早期的机械化阶段，当时的船舶工业以蒸汽动力和机械操作为核心，依赖人工经验完成船舶建造与航行控制。当时的船舶工业主要建造小型船舶，技术基础相对薄弱。进入20世纪中后期，船舶工业迎来了电气化阶段，船舶动力逐渐向柴油机、电力转型，国家相关政策也推动了船舶工业的技术改造。这一时期，船用柴油机技术实现了国产化，提升了船舶的动力效率，同时电气控制系统也开始应用于机舱设备管理。从2000年开始，计算机辅助设计（CAD）和模块化建造技术得到应用，初步实现了设计数字化。三维设计软件逐渐普及，提升了设计精度。此后，船舶企业还通过引入计算机技术优化了生产管理流程。 2015年，中国船级社发布了全球首个《智能船舶规范》，定义了智能航行、能效管理等标准，标志着我国船舶工业迎来数字化、智能化阶段。2017—2019年，工信部等部委相继发布了《船舶工业深化结构调整加快转型升级行动计划（2016—2020年）》《推进船舶总装建造智能化转型行动计划（2019—2021年）》《智能航运发展指导意见》《智能船舶发展行动计划（2019—2021年）》等文件，明确了“数字化造船”和“智能化船舶”的核心目标，智能车间试点项目和智能船舶的建造也相继开展。2015年，南通中远海运川崎船舶制造智能车间成为船舶行业首个智能制造试点示范项目，率先开启数字化生产线的应用，大幅提高了生产效率。随后沪东中华、大连船舶重工等骨干企业也相继推进数字化车间建设。 随着物联网、5G、云计算等技术的应用，船舶与岸基的数据实时交互能力得到加强，网络化与智能化融合阶段在2019年至2025年逐步发展。在此期间，首艘自主航行的集装箱船“智飞”号正式交付运营；首艘具备开阔水域自主航行能力的智能型科考母船“珠海云”号也完成测试，正式交付使用；并相继建成了智能型测试工作保障船“香洲云”号，数字孪生智能试验船“海豚1”号等。中国船舶工业的数字化与智能化的双轮驱动特征尤为显著，行业生态也从单一的船舶制造向“智能船舶+智慧港口+绿色能源”的生态体系扩展，技术融合成为核心竞争力。 全球船舶工业正经历从“劳动力成本驱动”向“技术生态主导”的质变。中韩在智能化与绿色化赛道上形成“双极竞争”，而欧洲、日本凭借细分领域技术标准维持影响力。未来，技术制高点的争夺将集中在自主航行和绿色燃料领域。
知识产权是技术竞争中的重要载体，因此各国都在加快布局智能船舶赛道，专利在推动智能船舶技术研发以及提升产业竞争优势方面发挥着至关重要的作用。全球范围内，中国、美国、日本以及欧洲在智能船舶专利申请和授权数量上遥遥领先于其他国家与地区，且各自呈现出独特的技术发展方向。近十年，中国在智能船舶技术研发领域的专利布局呈现出高速增长态势，逐渐超越了传统技术强国日本和美国。这一趋势不仅凸显了中国在智能船舶领域技术创新能力的显著提升，也反映了中国在全球智能船舶技术研发竞争格局中的地位变化。同时，中国作为全球造船中心，国外企业均在中国进行大量的专利布局，相关专利占比达到12%。 中国智能船舶的专利主要涉及船舶导航与自主控制、船舶智能设计与制造等领域，创新主体既包括企业，还包括高校。其中高校利用自身学科优势在基础理论等方面进行创新，如武汉理工大学研发了基于AIS的船舶航行轨迹预测方法及系统，通过改进具体算法，搜寻得到最优模型参数，提高轨迹预测模型对船舶航行轨迹的预测精度和预测效率，进而提升船舶航行安全水平。此外，高校也积极与企业合作，探索产学研一体化的创新路径。如大连海事大学与企业共同研发了智能船舶避碰算法测试场景的自适应生成方法，利用预测模型和聚类算法生成智能船舶避碰算法的测试场景，实现了对智能船舶避碰算法的全面测试；武汉理工大学也与企业合作开发了面向差异化港口的多维度数据融合方法及系统，用于智慧港口的数据处理，可以提高港口数据标准化水平，消除来自不同港口的数据差异。 在企业创新方面，相关船企注重在船舶智能设计与制造方面的创新，如江南造船研发了船舶内装区域设计结构树生成方法和船舶管路管线自动布局计算方法，有效提高内装区域设计的效率和准确性；而科技型创新企业则注重小型无人船的研发，如珠海云洲智能科技是我国无人船方面的龙头企业之一，截至2025年4月，其拥有智能船舶方面的有效专利180余件，研发了无人船艇的环境地图生成方法及无人船艇感知系统、智能水面搬运船等技术。 美国的相关专利技术专注于智能船舶在具体场景的应用。如2020年的一项用于内河的信息管理系统的技术，其基于人工智能和机器学习，对特定的内河航运进行预测分析，解决了该内河运输效率低的问题，提高了航行的安全性和效率；又如，2022年的一项用于海钓船舶的网络组建控制方法，是基于预定模式和条件，自动地管理相关船只,从而提高海钓及捕捞效率，并减少船舶能量的消耗。 欧洲和日本的相关专利则是较多地关注环境感知技术、智能维护技术和具体场景下的船舶控制技术。日本研发了应用于智能船舶的自主故障诊断系统，其采集船只的速度、航向角等多维数据，并依据采集到的数据来判断船上不同位置的舵是否发生故障，从而实现船舶的智能诊断和维护；欧洲提出了海上波浪运动预测的技术，其通过建立波浪预测模型，并利用测试浮体的XYZ三个方向的运动数据和传感器检测数据的融合，对未来几分钟内的波浪运动进行预测，用于对海上的无人船只更加精确地进行控制。
当算法开始解析洋流轨迹和气象数据，当数字孪生映射出虚拟航路和船舶航向，人类与智能体共同书写的航海叙事翻开了新的篇章。这场由人工智能驱动的变革，彻底重构了海上航运。在数据与钢铁的结合下，传统航运业正蜕变为连接物理世界与数字世界的超级节点，其迸发的能量既照亮了前路，也投下了亟待驱散的阴影。 技术的渗透悄然改变了航海规律，航运效率的提高和污染的减少带来了更高的经济效益。中远海运集团通过对船只航行状态的优化控制，在实际运营中实现了船舶能效的提升和碳排的有效减少；全球航运巨头马士基在船只管理中引入了预测性维护技术，实现了船舶设备的智能化诊断和处理，提高了航运的安全性。挪威“YARA BIRKELAND”号成为全球首艘获准无人驾驶的货轮，预示着航海决策权从经验丰富的船长逐步转移至由海量数据训练的算法模型。曾经依靠罗盘与六分仪丈量海洋的行业，如今正被二进制代码重新定义。 当船舶的“数字大脑”开始自主决策，传统秩序逐渐显现裂痕。国际海事组织公约中“适任船员”的传统定义，在远程操控与自主导航系统面前略显滞后；现有的《海事索赔责任限制公约》《国际海上人命安全公约》等制度在制定时也均没有考虑智能化技术的应用。更严峻的挑战还潜伏在网络数据层，调查报告显示，在近年的航运业发展中，网络入侵与信息盗取已成为关键隐患，其在行业挑战的排名中位居前列。当价值数亿美元的货轮在海洋上演“数字迷航”时，其也暴露出智能船舶的神经中枢远比想象中脆弱。这些困境直指一个核心命题：当代码开始掌舵，谁来为海上安全“兜底”？ 环保需求与数字耗能的悖论也正在发酵。新一代智能船舶通过动力系统的控制优化等措施，的确能削减传统能源下的碳排放，但支撑其运转的数据控制中心却成为新的能耗黑洞。智能系统虽然降低了单船油耗，但在全球航运数据中心激增的算力需求下，同步催生了船舶算力集群的新能源焦虑。这些悖论在警示人类技术创新必须与可持续发展同频共振。 从郑和下西洋的帆影幢幢，到今天智能巨轮的劈波斩浪，人类征服海洋的叙事从未停歇。当北斗卫星导航系统为船舶勾勒数字航迹，当量子通信技术加密着跨洋指令，我们或许正在见证航海文明最富张力的蜕变。未来的某天，当年轻船员在驾驶台与AI协同规避台风时，他仍会记起老船长的话：“机器能算出最经济的航路，但判断何时该顶风破浪的，永远得是活生生的人。” 这或许就是智能时代航运业最好的模样——科技为舟，人文作桨，共赴深蓝。（作者单位：国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心）
