从数字孪生到人形机器人：游艇建造正在经历一场静默革命

超级游艇的本质——定制化、复杂性、精心打造而非批量生产——长期以来让人觉得商业造船领域的许多技术进步似乎与之无缘。然而从机器人技术到远程检测手段，这一行业正开始从工业4.0数字技术融入制造流程中获益。

尽管游艇行业以处于技术发展前沿为傲，但在建造流程方面，它似乎对变革有所抗拒。实际上，这与其说是保守主义，不如说是因为作为小批量专业生产活动，许多工业制造流程传统上确实与游艇建造无关。但工业4.0带来了新的思路，现在的情况已发生显著变化。

数字孪生与3D建模：从设计到审批的数字化转型

一切始于设计与审批阶段。数字孪生——复制船舶设计、结构与工程布局的三维模型——正越来越多地用于船级社认证和建造环节，取代传统的二维工程与建造图纸。

意大利Cantiere delle Marche（简称CdM）船厂与船级社RINA合作，已将其结构和金属工艺环节过渡到数字化审批流程，用集成3D模型取代2D示意图，该模型涵盖从系统和技安安装到细木工及建筑图纸的所有内容。通过将该方法延伸至船级社认证环节，合规要求也可直接在数字模型上进行验证。

CdM技术经理Pierluigi Longobardi表示：“3D模型的实施实现了结构、系统和舾装元素的集成，使我们能够优化详细工程设计并提升质量，以改善船上装配流程。集成3D模型确保了项目的稳健性，成为合规与质量的有力保障。”

RINA已开发出能够审阅船厂提交模型的平台，可在虚拟环境中直接验证厚度、材料和结构连续性。该系统将设计师、工程师、船厂技术办公室和生产部门统一在同一环境中。

RINA游艇总监Giorgio Gallo表示：“我们正在将海事领域积累的经验移植到游艇市场。拥有单一集成系统可确保数据、信息和设计变更的更好流动，从而将细节直接传递到生产过程。”

挑战并存：3D模型的落地难题

这一流程正在全行业推广，但挑战同样存在。

经纪公司Burgess合伙人兼新建销售负责人Rory Boyle表示：“初期问题相当多。能够在一个模型上快速浏览当然很棒——我们目前有一个70米以上的在建项目就是基于3D模型方法——但船级社和船旗国基于3D而非2D图纸进行审核，这使事情变得复杂。”

问题之一是版本控制。很容易不经意间修改某些内容，但船级社只会评估模型中的确切内容。因此，追踪修订和审查变更内容可能会变得困难。

经纪公司Burgess合伙人兼新建销售负责人：Rory Boyle

Boyle继续说道：“软件包也存在问题。从现在起，我们会在合同中写明，船厂需要向船东团队提供其3D模型软件的许可证，以便他们审查图纸并了解游艇的运作方式。”

Boyle进一步指出，在车间现场用3D模型工作站取代传统2D图纸有时反而会阻碍建造。对于从事游艇装配的焊工、工匠和技术工人来说，依赖3D工作站可能导致错误，因为实际施工人员更习惯于2D图纸。

设计管线布局呈现了另一个看似理想适合3D模型解决的问题，但经验同样至关重要。如果创建模型的人有过出海经历，那么将其用于管道和电缆设计还好，但现实中操作模型的人往往没有在狭窄空间更换水泵和管道的实操经验。

Boyle补充道：“这就像任何变革性事物一样，需要几次迭代才能做好。每个人都处在转型期，我们必须经历一个重大的学习曲线。”

Elios 3机器人

人形机器人：焊接自动化的下一站

正如3D模型开始在设计与审批流程中取代2D图纸，自动化的进步也可能开始改变游艇建造的物理过程。今年早些时候，意大利造船集团芬坎蒂尼（Fincantieri）宣布与意大利机器人公司Generative Bionics合作，开发能够在人类团队旁协同工作的人形焊接机器人，并有望在未来承担更多自主化任务。

优势显而易见。人形机器人已具备人类动作能力、环境感知能力和精细的手部操控能力——这与目前生产线上使用的任务专用机器人不可同日而语。芬坎蒂尼与Generative Bionics合作开发的人形机器人将把人工智能与先进的操控、感知和视觉系统相结合，专用于监测焊接缝，并配备针对复杂环境优化的运动能力。

Generative Bionics人形机器人Gene.01已准备就绪

芬坎蒂尼首席执行官兼总经理Pierroberto Folgiero表示：“此次合作是我们转型之旅的一部分，旨在加强运营卓越性、提升员工工作价值，并以系统化方式应对生产复杂度提升和专业技能人才短缺的挑战。应用于工业流程的先进机器人和人工智能是造船业演进中的战略杠杆。”

Generative Bionics还与Italdesign就其GENE.01人形机器人的工业化流程展开合作，重点关注可扩展的制造能力与设计。

Generative Bionics首席执行官Daniele Pucci

Generative Bionics首席执行官Daniele Pucci表示：“这不仅仅涉及设计先进的人形机器人，更在于使其外观设计具备实际的可制造性和可扩展性。这使我们能够开发出围绕人类工作设计的人形机器人，能够与人类并肩作业。”

这一发展方向对超级游艇建造具有重大意义。人形机器人可以自动化那些此前因空间狭窄或任务缺乏重复性而被认为过于复杂的制造环节——这两者都是游艇行业自动化的长期障碍，因为定制化布局以及与技术舱和狭窄空间的有限接触，使游艇建造远不如大型商船那样易于自动化。

Blueye机器人

无人机检测：飞越传统检测局限

无人机（空中和水下）的小型化也正在改变船舶下水后的检测与检验方式。DNV近期试点了REDHUS项目，目标是开发基于远程无人机自动船体检测系统。该系统配备LiDAR无人机、传感器载荷和人工智能，能够对当前人工检测规程下难以进入的空间进行勘探、扫描和报告。

其优势包括更安全、更快速的检测，通过模式分析改善维护规划并提前发现缺陷。

DNV高级首席验船师Cezary Galinski早在2016年DNV进行首次量产无人机检测时表示：“当我们起步时，我们希望找到一种更安全、更高效、更经济的方式来满足近距离检测的要求。我相信我们将看到自主无人机的引入。这将开辟许多新的可能性。”

瑞士公司Flyability正在利用其Elios无人机进一步拓展这些可能性，其检测功能现已包括超声波厚度测量（UTM）。

Flyability海事专家Matteo Saglia

Flyability海事专家Matteo Saglia表示：“基本上，无人机可以飞到船体或罐壁附近，磁力吸附并告诉你该点的钢材厚度。我们联系了船级社ABS，了解他们认可无人机采集数据需要满足什么条件，这帮助我们准确塑造了解决方案。例如，你必须在距视觉缺陷30厘米以内才能对其进行分类，所以我们确保无人机能够达到这个距离。”

Saglia表示，下一阶段是提高自主性。如今的无人机已经可以独立执行某些任务或重复之前的检测，但仍需操作人员在场。

“新AI工具的加入将使无人机在飞行过程中分析数据——例如能够自动检测缺陷——而最终目标是通过简单指令，让无人机自行前往检测某舱室并进行UT测量。”

Flyability的Elios 3无人机

水下ROV：船体水下检测的智能方案

遥控潜水器（ROV）也处于类似的研发水平，越来越多地用于水下船体检测。现有设备多针对商船设计，通常需要多人操作团队，但更紧凑、更适合游艇作业的解决方案正在涌现。

其中一个例子是Blueye ROV，可由单人操作，易于储存在大型游艇上。随着船级社目前接受无人机检测作为常规船级检验手段，这项技术正迅速成为主流。

虽然这些技术中有许多最初面向商业海事市场——特别是货舱、压载舱和类似空间——但这并不意味着它们与超级游艇无关。实际上，无人机可检测空间的唯一真正限制是入口开口的大小。

机器人焊工

规范演进：远程检测技术走向标准化

2016年，国际船级社协会（IACS）引入了第42号规范：《远程检测技术使用指南》，使得无需验船师直接进入即可进行结构检查成为可能。

Flyability的Saglia确认：“无人机检测的话题正在被IMO、IACS和所有船级社提出。实际的指南和法规正在变化，以使该技术越来越标准化为一种检测工具，我认为这将对未来这项技术在海事领域如何被采纳和发展产生巨大影响。”

从数字孪生到人形机器人，从无人机检测到水下ROV，游艇建造与维护的每一个环节都在经历工业4.0带来的深刻变革。尽管挑战重重，但正如行业专家所言，这些创新技术的整合将最终重新定义超级游艇的建造方式、检测流程乃至整个行业的未来格局。