更新时间：作者：小小条
随着智能机器人技术的日臻成熟，其在工业领域的应用也越来越广泛，应用于海洋船舶的维护保养、巡回检查等方面也越来越普遍。从目前的应用来看，已应用到了船舶制造、船体清洁、船体涂装、船舶日常维护保养及机舱的巡视等领域。但应用于船舶检验方面的报道，目前还是不多。
智能机器人在船舶的应用
目前，智能机器人的应用有向航空航天、海洋海事、地质勘探等领域纵深发展的趋势。从海洋船舶应用方面来讲，主要有以下几个方面：
1.船体焊接智能机器人(如图1)。船体焊接作为船舶建造领域的关键技术，直接关系到船舶建造的质量和效率。传统的人工焊接方式存在劳动成本高、工时长、质量不稳定以及生产连续性差等问题。使用智能机器人进行工件焊接，具有生产效率高、所需人工数少、产品质量稳定和检测性能优异等特点。
图1 造船焊接机器人 图2 船舶除锈机器人
2.船舶除污机器人(如图2)。船体外部，特别是水下部分由于长期处于海水环境中，藤壶等海洋生物很容易寄生在船体表面。以往清除这些污物都需要在船舶进坞时用高压水枪或人工手动进行清理。除锈机器人采用磁盘等技术吸附在船舶外壁上，可以携带高压水枪、机械臂等装置，在不需要进坞的前提下进行水下清理，具有良好的船舶外壁除污效果。
3.智能抛丸(冲砂)机器人(如图3)。船体钢板除锈除了人工敲铲外，还可以使用高速喷丸(冲砂)的方法实现。传统的冲砂需要工人在粉尘、高空的危险环境下作业。使用智能抛丸机器人，可以替代人工进行作业，并且在工作质量和效率上明显优于人工方式。智能抛丸机器人往往配备除尘器，无尘、无污染，是一种效率高的环保除锈设备。
图3 船体冲砂机器人 图4 自动涂装机器人
4.船体涂装机器人(如图4)。船体涂装是船体制造和船体保养过程中的一个必要环节。涂装作业涉及喷砂(或高压喷水)和喷漆等工艺，该作业过程中具有污染大，对人体有毒有害，高空危险等特点。使用智能涂装机器人能*减轻工人的劳动强度，避免遭受有毒有害气体及其他诸如高空作业等的危险。2019年，江苏科技大学设计了基于机器视觉的船舶分段自动喷涂系统方案，首次将视觉引入到机器人喷涂系统中。上海外高桥造船有限公司的杨振、胡小才等提出了在船舶分段涂装中使用悬臂式多自由度喷涂机器人的可行性分析。
5.电缆敷设机器人(如图5)。电缆敷设工作是船舶建造中重要的组成部分，在狭小的空间范围内，传统电缆敷设方式存在效率低下、安全事故、施工复杂等问题。使用敷设电缆机器人，可以为船舶电缆的合理、安全、准确地敷设奠定基础。同时也可以让机器人在人员不易作业的环境下(如管轴弄、机舱空间等)方便快捷地铺设电缆。
图5 电缆铺设机器人
图6 船舶巡检机器人
6.船舶智能巡检机器人(如图6)。机舱的巡回检查一般都是由轮机员在值班期间定时进行的。普通的巡检耗时较长且容易漏检，如果船舶处于恶劣海况，人员巡检还存在一定的危险性。采用机器人机舱巡回检查，可以替代普通轮机员巡检的一般工作，且巡检真实高效。同时还能承担恶劣环境下的巡检，如高温环境下的主机排气温度检测，分油机房的检查，废气锅炉处的查看等。船舶智能巡检机器人，还能自动控制与优化巡检方案，使巡检更科学更高效。如果将巡检与其他控制系统相关联，还能实现巡检过程中发现问题的及时处理。
智能机器人在船舶检验中的应用前景
从上述应用可以看出，智能机器人在船舶领域的应用越来越广泛。在船舶检验方面，目前报道的主要有(小型吸附式)船检水下机器人以及履带式爬壁机器人等的开发利用。笔者认为，智能机器人在常规船舶检验中至少可以得到如下应用：
1.远程常规船舶检验(如图7)。在全球疫情肆虐的背景下，船舶检验成为一个难题。据报道2022年2月17日起，上海港开展远程港口国监督检查试运行。浦东海事局于2022年2月22日首次开展了远程PSC检查，整个过程包括证书文书资料预检、无人机和CCTV巡视、远程视频连线检查等。截至目前，浦东海事局已经开展了3艘次远程PSC检查。中国船级社于2021年发布了《船舶远程检验指南》，并于当年8月1号生效。2021年8月5日，中国船级社(CCS)浙江分社进行了利比里亚籍近海供应拖轮的实时远程年度检验(如图8)。
至于智能机器人进行船舶检验的具体方案，可以通过无人机把智能机器人送到目标船舶，然后通过5G网络与机器人、船舶管理人员、船舶驾驶台和机舱的操控系统联网，进行远程的巡回检测和数据分析，将数据实时送到岸基的检查人员端。实现以前需要船检人员现场才能获得的实际信息，从而得出相关的船检结论。
图7 浦东海事局首次开展的远程PSC检查
图8 CCS对利比里亚籍近海供应拖轮的实时远程年度检验
2.压载水舱、货仓及管轴弄等密闭处所的船舶检验(如图8、图9)。对船舶压载舱以及货仓等密闭舱室的船检，具有风险系数高，劳动强度大，工作时间长等特点。平时对这类舱室的检查都是由验船师亲自下舱进入内部检查。如果能用智能机器人(比如无人机+机械臂智能机器人、仿生四足机器狗)替代验船师进入这类密闭舱室，可以免去许多常规的步骤，进行比较精细的检查。如可以免去舱室含氧量的测量、可燃气体测爆参数予以适当放宽、免去油舱内部的清洗等。
图9 密闭舱室无人机+机械臂智能机器人
图10密闭舱室内仿生四足机器狗
3.机舱特殊环境的船舶检验(如图10)。机舱内需要进行船检的设备，有的处于非常恶劣的环境下，比如主机曲柄箱内各类轴承的检验，扫气箱内部的检查，锅炉炉膛和水包(气包)内壁的检查等。对这类区域的船检，验船师通常需要亲自进入。这对验船师而言，是一项非常辛苦和危险的行为。如果能用智能机器人(如微型机器人)替代验船师进入这类特殊环境，可以使检验工作变得轻松而高效。
图11 微型机器人 图12 水下蛇形机器人
4.船体水下区域的检验(如图11)。船舶由于碰撞、触礁、螺旋桨绞入渔网等事故，需要进行特殊检验，通常需要派潜水员到水下进行观测和拍摄视频(或照片)，以便根据实际损坏情况得出检验结论，供保险公司和船东参考。如果能使用水下智能机器人(如图11的水下蛇形机器人)，上述工作就变得非常容易，完全可以替代潜水员完成这项艰巨的任务。可以将拍摄(或其他探测方式)到的水下船体情况实时上传到水面分析，得到远比潜水员水下观测更为准确的信息。
结论与展望
上述只是智能机器人在船舶检验领域应用的一个概括性总结。相信这个总结还不够完善，除了上述列出的几个方面应用外，一定还有其他方面的应用。随着科技的进步、与智能机器人相匹配的通讯控制网络的日益完善，一定还可以产生更加合理和科学的船检方法。我们期待着这些技术能及时应用到相关领域。同时，作为船舶检验方，其配套的相关船检规范也应及时完善，比如如何承认智能机器人的巡检结果，以及该结果与以往人工检验的等效性对接等等。
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