船舶自动化中的数字化: 为什么可靠的边缘系统在海上至关重要？

前言

海事行业正经历着深刻的技术变革。船舶不再是独立航行于海洋的孤立机械系统，而是日益成为互联互通、数据驱动的环境，导航、推进、安全和运营系统在其中持续交互。这场数字化转型，正重新定义船舶的设计、运营与维护方式。

从驾控台系统、发动机监测，到船队管理平台与远程诊断，现代船舶依赖日益庞大的数字技术生态。这场转型的核心，是一项关键要求：能够在严苛海洋环境下稳定运行的可靠边缘系统。

一、海事运营的数字化转型

由于严格的安全要求和较长的设备使用寿命，海事行业历来对采用新技术持谨慎态度。然而，对运营效率、环境合规性和安全性的日益增长的需求正在加速整个行业的数字化转型。

国际海事组织（IMO）曾多次强调数字化在实现更安全、更高效的海事运营方面的重要作用。正如国际海事组织（IMO）在海事数字化倡议中所强调的，互联技术对于提升态势感知、船舶监控和运营决策至关重要。

如今，船舶会从导航系统、推进系统、环境传感器和能源管理设备中生成海量的运行数据。如果能够有效地对这些数据进行结构化和分析，便可支持预测性维护、优化航线规划和改进船队管理。

然而，在船上收集数据仅仅是第一步。真正的挑战在于如何在复杂的船载环境中可靠地管理和解读这些信息。

二、边缘系统在现代船舶中的作用

与许多陆地工业环境不同，船舶的运行环境高度受限且要求苛刻。系统必须在振动、湿度、盐雾和温度变化等因素的影响下保持运行。

与岸基系统的连接也可能时断时续或带宽受限，因此本地处理和可视化至关重要。

正因如此，边缘系统在海事自动化中发挥着关键作用。

安装在船舶上的工业人机界面（HMI）、嵌入式计算机和边缘设备构成了关键功能运行的运行层。这些系统使操作人员能够实时监控导航数据、控制机械、可视化警报并与船载自动化系统进行交互。即使与岸上基础设施的通信受限，它们也能确保运行数据在本地可用。

专为海洋和近海行业开发的解决方案，例如宏集EXOR的船用认证人机界面 (HMI) 面板和坚固耐用的工业设备，正是为此而设计的。这些设备能够承受恶劣的海洋环境和较长的使用寿命，从而实现对驾驶台系统、发动机监控和船载自动化系统的可靠可视化和控制。

换句话说，尽管云平台和船队管理系统的重要性日益凸显，但边缘计算仍然是船舶自动化运行的基石。

三、海洋环境下的可靠性与认证要求

可靠性在海事应用中至关重要。安装在船舶上的设备必须符合严格的认证要求，并在恶劣的运行条件下展现出长期稳定性。

DNV等船级社为船舶使用的设备制定了严格的标准，以确保电子系统满足严苛的安全和环境标准。

这些认证验证了系统能够承受振动、湿度、电磁干扰以及其他典型的海洋环境压力。因此，对于工业硬件制造商而言，获得DNV认证等海事认证是支持造船商、系统集成商和船舶运营商的关键一步。

宏集EXOR产品组合中的多个工业人机界面 (HMI) 和边缘计算平台均在开发时充分考虑了这些要求，为从驾驶台可视化系统到分布式船载自动化等各种应用提供经认证的可靠性。

四、驾驶台中的人机交互（HMI）

尽管船舶的数字化程度日益提高，但操作人员仍然是海上安全和运营的核心。

驾驶台系统必须提供清晰、可靠且直观的关键信息访问方式。设计不佳的界面会增加操作人员的工作量并降低其态势感知能力，从而可能影响航行或紧急情况下的安全。因此，现代船舶人机界面不仅注重耐用性，也注重易用性。

高分辨率显示屏、灵敏触控界面与清晰的可视化框架，让操作人员快速、准确解读导航数据、告警与系统状态。在需要快速决策的环境中，清晰的人机交互至关重要。

这种对易用性的重视，与行业内以人为主的数字化船舶系统设计导向一致：技术应辅助操作人员，而非让决策过程更复杂。

五、网络安全与生命周期管理

随着船舶互联程度提升，网络安全正成为船舶自动化的一大焦点。

船舶系统如今与岸基设施、船队管理平台、远程维护服务交互。这种连通性带来运营优化，但也扩大了船载系统的潜在攻击面。

国际海事组织（IMO）已正式承认这一挑战。航运网络风险管理现已纳入船舶安全管理体系，体现安全数字基础设施在航运运营中的重要性与日俱增。

在全生命周期内维护船舶系统安全，需要结合：

受控远程访问

安全系统更新

可靠设备管理

健壮网络架构

因此，边缘系统与船载自动化设备必须以网络安全为设计前提，确保可靠性与安全性在船舶全运营周期同步演进。

结语：为船舶自动化构建可靠数字底座

随着航运运营持续演进，船舶将愈发依赖集成数字生态，连接船载系统、船队管理平台与远程服务基础设施。在这一架构中，边缘设备依然是基础。它们保障自动化系统在海上稳定运行，同时赋能提升安全、效率与船队表现的新型数字能力。

作为全球领先的自动化解决方案提供商，宏集EXOR深度参与了这场海事数字化变革。针对极端的航海环境，我们推出了专门经过DNV等权威海事认证的船舶海事系列 HMI。

该系列产品不仅具备卓越的物理防御性能（抗盐雾、防腐蚀、宽温运行），更集成了先进的边缘计算能力：

卓越的可视化体验：高分辨率、高对比度屏幕，确保驾驶台在各种光照条件下均清晰可见。

无缝集成能力：支持多种海事通信协议，轻松接入导航、推进及能量管理系统。

内置安全架构：结合Corvina云平台，为船舶提供受控且安全的远程连接与设备管理。

从驾驶台的直观交互到机舱的严苛监控，宏集EXOR始终致力于为每一艘远洋巨轮构建最坚实的数字底座。

审核编辑 黄宇