工业人工智能 —— 机器学习模型如何填补数据缺口，保障合规运营
数字孪生体可实现预测性排放监测，确保排放合规，即使单台气体分析仪出现故障也可正常运行。
简述
- 航运公司必须持续监测其船舶排放情况，但文档不完整可能导致额外工作和成本。
- 因此，海事解决方案套件MARpems等数字化解决方案应运而生。该方案全称“海事预测性排放监测系统”，作为海事解决方案套件的组成部分，它可在连续排放监测系统发生故障时，依然确保稳定获取船舶排放数据。
- 为此，机器学习模型需要分析历史数据，以创建船载测量系统的数字孪生体。该系统依托智能算法实现数据推演：当某些测量参数出现故障时，该算法能基于剩余数值推算废气排放量，助力船舶运营商全面满足海事排放合规要求。
- 该方案由我们与DNV、RINA等船级社、项目合作伙伴及多家航运公司联合开发，近期已在多艘船舶上成功投入使用。
必须对排放值进行连续监测
日趋严苛的船舶排放监测法规，已成为造船厂、航运运营方及船东面临的行业难题。例如，严格的环保法规要求航运公司持续监测并记录船舶排放情况：
针对航运行业环保法规已大幅收紧。2020年，全球正式推行船用燃油硫含量限值管控；自2024年起，欧盟出台新规，要求正式实施船舶CO2排放付费机制。全球层面的监管工作也在持续推进，国际海事组织已明确要求在2050年前实现温室气体净零排放。同时，客户与投资机构更加重视航运行业环保碳排放透明度，因此精准测量排放并迅速减排已变得愈发重要。
在此背景下，使用重油的船舶可安装洗涤器，以降低其废气中的硫含量。随后，通过烟气连续排放监测系统（CEMS）分析洗涤器的效率。这些系统（如MARSIC300分析仪）的工作原理是测量洗涤前后发动机废气中相关污染物的浓度。总之，测量值不仅记录了排放至环境的污染物，还监测了洗涤器和催化转化器的运行效率。
如何确保随时满足排放合规要求？
船舶运营方必须持续监测，如实记录排放值，并按要求向主管部门报告。如果CEMS发生故障，某些废气数值将会缺失，导致运营商无法证明船舶符合限值要求。他们不仅面临违规风险，更会因无法证明达标排放而承担相应监管处罚。
通常情况下，只有经过专业培训的人员才能维修出现故障的传感器。这使船舶运营商面临着不可预见的风险，包括额外人工成本、因被迫使用更高等级燃料而产生的高昂费用，以及因未遵守法规限值而面临的处罚。
船载排放监测系统的数字孪生体
海事解决方案套件MARpems（即“海事预测性排放监测系统”）为此提供了解决方案——其本质上为CEMS的数字孪生体：当CEMS（不限特定供应商）发生故障或失效时，该数字化解决方案便会无缝接替监测工作：机器学习模型将基于船舶和洗涤器的现有运行数据，实时计算当前排放值。
通过这种方式，海事解决方案套件MARpems确保了临时排放合规性，从而满足IMO要求。这些机器学习模型的基础架构虽然相同，但会利用每艘船舶过去数月的系统特定数据进行单独训练，适配性更高。
海事解决方案套件：MARpems仪表盘
获得船旗国合规认证
海事解决方案套件MARpems必须现场安装，这意味着数据始终存储在航运公司服务器上。目前，它是市场上唯一获得利比里亚、德国、马耳他等主要船旗国及DNV等船级社认可的解决方案。船旗国负责制定规则，以监督悬挂其国旗船舶上的技术及行政事务。后续还将陆续取得更多船旗国与船级社官方认证，进一步提升该系统在行业内的认可度。
提升效率与竞争力的实用工具
海事解决方案套件MARpems除了可在CEMS故障时确保排放合规、精简运维人力成本外，还有另一大积极作用：该解决方案提高了排放监测设备和洗涤器运行状态的透明度，有助于避免突发状况或提前规划短期维修。该系统提升了过程可靠性，显著降低了现场服务需求。总而言之，MARpems能够提高运营效率与竞争力，并节省了成本。
