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​为中国船舶制造业发展忘我奉献——记中国船舶设计大师 徐绍衡

时间:2022-09-03   来源:人民视点

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走进新时代,踏上新征程,砥砺奋进,扬帆起航。新时代发展的浪潮中,一大批勇于创新的企业家茁壮成长,民营企业家更珍视自身的社会形象,热爱祖国、热爱人民、践行社会主义核心价值观,弘扬科学技术精神,做爱国敬业、创业创新、回报社会的典范。为庆祝中华人民共和国成立73周年,特别报道中国船舶设计大师—徐绍衡。

徐绍衡教授:中共党员,国家级专家,中国船舶设计大师,上海市人,1945年生,,1968年毕业于大连海事大学,现任江苏省舰船及海洋自动化工程研究中心首席科学家及研究员,数字化造船国家工程实验室客座研究员,哈尔滨工程大学兼职教授,江苏科技大学客座教授,上海临港普拉姆集成电路技术有限公司技术总监。在舰船及港口等设备的设计研究与改造创新奋斗了四十五年历程,为国家为国防奋斗过程中荣誉满载成果累累。 获得国家部市19项科技进步奖,其中12项为一、二等奖;在国内外发表论著62篇,作为编委编辑大型工具书《英汉航运大辞典》及《轮机工程手册》;获得二项发明专利及七项新型专利;1969年在海南省八所港搞成运输胶带硫化胶接新工艺,提高装卸效率十倍,省报及电视台均作大幅报道,交通部科技快报登载;七十年代在广州航道局改造“海港号”挖泥船起死回生,并有23项技术革新,参加了省科技大会;八十年代初首创中文舰船电脑系统,获国家科技一等奖,获李鹏总理接见;1981 年获国务院颁发的第一代工程师证书,并获得国务院特贴;1985年交通部科技一等奖;1986年获国家计算机应用一等奖并获国家级突出贡献中青年专家称号;1987年获全国交通战线劳动模范称号;1989年破格成为自然科学研究员;1990年编入聂荣臻主持的“新中国科技精英谱”;1995年参加了全国科技大会;1997年初被聘为香港国际科学院院士,参加了香港回归仪式;2000年被评为上海市浦东新区优秀党员;2006年被香港评为世界名人杰出华人及中国百名各业风云人物;2010年荣获军队总装备部一等奖;2013年被评为“中国船舶设计大师”;2014年被媒体评为“共和国建设十大功勋;2018年7月1日荣获常熟市高新技术工业园首届“十佳先锋”人物。

徐绍衡创制了AUTONET分布数据库同步云现场总线大数据池,2019 年成为国家团体标准,是国家国际发明专利,AUTONET在大中型军舰、数百条民船、工业控制系统、船岸一体大数据池等领域大量应用。获得中国船舶设计大师称号,AUTONET正向国家标准与国际标准发展。徐绍衡是中国海军军舰安全损管系统的创始人,1997年起主持了14 条大中型军舰损管系统,获得军队一等奖。 (徐绍衡论文集)收藏于上海交通大学董浩云航运博物馆。目前新时代所需的AUTONET船岸一体大数据池已启动,数千条船待用,徐绍衡年近80继续奋斗,走向新征程。

AUTONET在军舰建造上作出了重大贡献,1997年后建造的大中型军舰损管系统㘬采用AUTONET,损管系统是战士值班开船的主要安全监控系统,系统瘫痪了无法开船,以170为代表的驱逐舰及以998为代表的塢登舰,首批采用AUTONET的14条大中型舰最长运行20年,AUTONET至今正常工作,AUTONET为军舰建造作出了重大贡献。

徐绍衡单位经历:1968年毕业后分配到海南省八所港务局,1972 年调入交通部广州航道局,1979年考入交通部进修班,1982年毕业进入上海船舶运输科学研究所,1999年调入上海船舶工艺所(611研究

所),2005年进入常熟市电子仪器厂,2020年到上海临港普拉姆集成电路技术有限公司。

徐绍衡同志自小热爱科技,学校时代能自装收音机电视机航海航空模型,从小学开始国家正处于大建设时代,决心为国家在科技上多贡献力量,立志科技报国,由于热爱船舶,考上了大连海事大学。

初期的港口设备工作

由于文革,1968年毕业后进了海南八所港当装卸工,徐绍衡不愿意默默无闻,主动搞技术革新工作,八所港由于设备故障率高,万吨轮船铁矿石装卸需要三天以上,徐绍衡搞起了装卸设备硫化胶接改造小组,在图书馆废寝忘食地查了水蒸气焓熵图等10天资料,当了回“傻子”,敢于实践,独创设计制造了一台0.5T/H流动式电热中压蒸汽锅炉的关键设备,将当时的铁矿石装卸工效提高了10倍,“万吨轮船装卸不过班”,广东省报及电视台均作了大幅报道,每年为港口创造亿元以上的经济效益。在港口还测绘了日本国留下的设备,画了10多箱图纸给水运规划设计院,为国家港口建设作出了贡献。结束港口劳动开始了船舶设备设计研究工作

1972年刚到广州航道局,碰到早期仿苏的双抓斗自航挖泥船“海港号”出厂二年无法工作,本人做了几天“书呆子”,重新设计了“电机扩大机挖掘机特征曲线”,使“海港号”挖泥船等大型设备起死回生,效益显著,为广州航道局取得每年千万元的直接经济效益,由于懂得科技成了局里的“神仙”。同时还提出扒吸式挖泥船的UCM全自动疏浚创新方法,大大提高挖泥质量和效率,获交通部科技一等奖。在广州航道局期间共进行23项技术革新工作,并打赢了对日本三菱公司的技术官司,为中国人争得荣誉,三条大型挖泥船去日本免费改造。

上海船研所的船舶自动化设备科研工作

国家恢复考试,1979年徐绍衡考进了上海船研所,徐绍衡在上海船舶运输科学研究所参加了国家重大科技项目“船舶无人值班机舱自动化系统”,成了主持人之一。该项目有20多个子题,将全船所有设备自动化工程作为一个大系统来开发,获交通系统科技进步一等奖及国家科技进步二等奖,该项目奠定了中国船舶自动化产品的基础。当时世界上出现了“1位”“4位”微处理器CPU,徐绍衡艰苦钻研,二个月下班不回家睡办公室,将CPU应用到船舶自动化项目中,缩小科技与世界的差距。 80年代初还没有中文电脑,船舶自动化需要中文化,考虑到船舶用中文字不超过300个,徐绍衡将国际ASCII字库增改中文库,中文显示打印,主持研制了中国第一套中文船舶计算机系统CX80,荣获“1986年全国计算机应用成果国家一等奖”,并获“国家级突出贡献中青年专家”称号,受李鹏总理接见。他还主持了“ZCJ-1 船舶主机操纵记录仪”、“船舶注油器监视装置”等。1984年徐绍衡开始主持开发CJBW商船计算机监控系统和CY8800 舰船计算机监控系统产品,十年间安装到275艘大中型船舶和军舰,并应用到出口船舶中,1983年~1996年直接产值近2亿元。

上世纪90年代初,他主持设计成功中国首套船舶2+网络控制管理系统,并成功地应用到“远望三号”卫星测量船及补给舰系列等船舶上;同时,这一成果推广到工业自动化领域,在十多条生产线上配套使用,并已向越南出口了一套生产线计算机系统;2+网络还被清华大学等学校列入教科书。此外还主持了“DK44微机多回路可编程工艺试验系统”、“超大屏幕高亮度彩色多功能显示系统”、“JHD型机场航班动态管理和信息图像显示系统”、“JL1800Y 锦纶帘子布浸胶生产线全自动控制系统”、“微波式智能液位电子标尺”、“驱逐舰损管综合报警装置研制”等项目或系统的研究设计工作。其中驱逐舰项目获军队总装备部科技二等奖。还研制成功国内第一套CAN网络舰船自动化设备,本世纪初又推出了首套TCP/IP数字信息平台,应用到舰船、市政工程、智能住宅小区等领域。

在此期间,徐绍衡共培养了2名青年正研究员、12名副研究员。

兼任中国造船工程学会计算机应用委员会和轮机专业委员会的委员及副主任,上海电脑应用协会副主任委员。他培养的青年人才此后均成为领导或科技骨干。在当时出国风潮中,保住了一些人才的流失。

在此期间,徐绍衡同志正是事业旺盛期,1996年由于评上香港国际科学院院士,香港给了“绿卡”,他本人放弃了未去。交通部科技司司

长退休要接任,以事业为重也未去。此期间徐绍衡同志加入了中国共产党。

AutoNet网络舰船自动化设备产品至今已转让给五家船舶自动化设备生产厂(上海市三进科技发展有限公司、上海市智舟自动化设备有限公司、泰州市虹雨电工器材厂、镇江市赛尔尼科自动化设备厂、常熟市电子仪器厂),其产品已销到埃及、越南、新加坡、中东各国和欧洲国家等,直接经济效益数亿元。“具有AutoNet以太网分布数据库实时信息平台的PPC200新型PLC控制器”能抵御“网络电子战”,在现代战争中发挥重大的作用。取得了多项专利:发明专利“分布数据库式高速响应实时控制网络”(ZL00125634.3)、实用新型专利“采用万用监测控制器的分布数据库控制管理一体化系统”

(ZL201020149714.6)、“实用新型专利ZL201420733640.9一种船舶、海洋设备、飞行器的离岸工作一体广域网分布数据库信息平台”

等。发明专利“管理与控制一体化虚拟数据库平台”(ZL200820151901.0),可以取代SQL等大型数据库,并且不需要复杂且不可靠的网络服务器,是计算机系统的重大技术革新。

1980年以来,徐绍衡共获得国家、部级和市级科技进步奖19项,其中12项为一、 二等奖。“CX80 船舶中文微电脑监控报警系统” (项目主持人)1986年获全国计算机应用成果一等奖;“船舶无人值班机舱自动化大系统”(监测部分主持人)获1984年全国交通系统科技进步一等奖;“综合登陆安全保障系统”荣获解放军有关部门 2011年科技进步一等奖。多年来,徐绍衡获得中国发明专利和实用新型专利共8项。在国内外发表论文65篇,多次获优秀论文奖。作为编委编辑大型工具书《英汉航运大辞典》及《轮机工程手册》。

重点为军舰建造服务

上世纪90年代中后期,徐绍衡担任了中国船舶工业集团611研究所副总工程师及室总工程师,1997年他研制了中国第一套军舰“损管安全系统”,安装到167舰上,之后主持了14条大中型军舰损管系统,获得军队一等奖。徐绍衡重点为军舰建造服务,十多年来,中国新建的大中军舰,全部使用“损管安全系统”, 从黑龙江到曾母暗沙,辽阔的中国海域上1997年以后新建的大中型新军舰上,均应用 AutoNet及PPC,最新的大型军舰上,主动力、损管、辅助三大系统中

均应用AutoNet及PPC200. 在此期间建立了10多人的分散型研究设计团队,由各单位二名技术骨干松散组成,为成果的设计应用推广起了很大的作用。

进入21世纪,徐绍衡研究设计了“虚拟数据库信息平台”,获得国家发明专利(ZL00125634.3);设计了因特网搜索名AutoNet技术以及“PCC通用可编程采集控制与虚拟数据库信息平台”,取得了多项专利;研制成“采用万用监测控制器的分布数据库控制管理一体化平台”,目前已普遍装备到中国的大中型军舰上,在部分民用船舶及工业上也得到应用,该信息平台实现了64000点双向信息和一毫秒以内的信息响应速度,这一功能指标已达到和超过了国外先进设备的水平,获军队有关部门科技一等奖,促进了海军的科技进步。

船舶自动化设计赶超世界先进水平

1983年,为发展中国的船舶自动化设备,徐绍衡把英文显示与英文打印ASCII字库设计成中英文两用,设计成中国首套中文船舶自动化系统,在国内275艘军民船应用,当时国内未启动中文计算机,这项技术是首创,荣获国家一等奖。

上世纪90年代前,我国中型舰油耗大,从三亚到南沙来回必须要在中途加油。徐绍衡在某舰设计油水界面标尺控制,出发前压载舱全

装油,用油水标尺控制海水挤出油,保证南沙巡航来回,获军队有关部门二等奖,并获得国家专利(ZL96229575.2)。

1997年前中国军舰没有“损害管制”安全系统,徐绍衡根据国外损管系统的技术报告,1997年在某军舰设计成中国第一套“损管系统”,是中国军舰安全损管系统的创始人,此后,作为技术负责人在海军各种大中型舰船的建造中负责损管系统项目。

从上世纪80年代开始,徐绍衡设计了船舶自动化的“主动力”、“电站”、“损管”、“辅机”四大控制系统的全面产品,产品在国内及出口船舶与军舰上大量应用,远销全世界,CCS规范作主要参考产品。

21世纪舰船自动化需要大容量实时信息平台,世界上CAE等能做2万点以上的实时信息平台。2000年,徐绍衡设计出一套6万点容量的分布数据库实时信息平台,获国家专利(ZL00125634.3),能抗病毒与高可靠性,达到和超过国外先进水平,21世纪中国新建的大中型军舰全部应用。同时把“黑匣子”移到岸上工作,彻底消除了打捞黑匣子的麻烦,科技改变世界。

目前PLC在舰船上应用广泛,但国外产品占据了大部分市场。徐绍衡设计“逻辑图+数据库”简便编程的具有信息平台的万能PLC,集“PLC+可编程采集+信息平台”为一体,功能性能优于进口产品,超大型舰机舱控制中心三大系统均应用此专利。获军队有关部门一等奖。

五大创新设计

一是采用ASCII字库改中英文是早期船舶设备中文化的最好选择。 二是网络每个节点建立分布数据库同步,成为船岸一体化的数据库实时平台,不再需要不可靠服务器,不需要串行通讯,是网络系统重大革新,同时不依赖PC电脑控制,这项设计方案是信息平台抵御病毒及高可靠的设计要点,同时压缩卫星流量数万倍,把“黑匣子” 移到岸上工作,彻底消除了打捞黑匣子的麻烦,科技改变世界。

三是首创船舶自动化设备高可靠的8项设计。

四是首创设计AutoNet广域网分布数据库现场总线信息平台,信息1毫秒的高速响应及64000点的大容量,不需要服务器,满足超大自动化系统的要求,可用于远程监控及无人驾驶。

五是“逻辑图+数据库”简便编程理论,依据其设计了具有信息平台的PPC200万用可编程控制器。

效益显著 应用广泛

徐绍衡的早期港口及航道船舶技术改造每年创造亿元以上的经济效益;中文化CX80安装275艘民船及军舰,1983年至1996年直接产值近2亿元,占领市场80%份额;从黑龙江到曾母暗沙,辽阔的中国海域上2000年以后的大中型新军舰上,均应用AutoNet及PPC,同时PPC至今已应用到世界四大洲约400艘船舶,不论是军舰还是民用船舶,均创造了巨大的经济效益;具有信息平台的新型PLC控制器可推广到工业控制应用,能够取代等进口品,经济效益显著,社会反响巨大。某六艘中型舰“损管系统”,采用双网络AutoNet冗余设计,监控电脑采用三台并行冗余,符合可靠性设计原则,经十年运行,基本没有维修,至今系统能正常运行,高可靠设计起了很大的作用。

某多艘大型舰“损管系统”,采用AutoNet平台及77台PPC200 可编程控制器,采用8台路由器联接各种系统,共约100个节点,每条船约5000点,汇总了主动力、电站、导航、液位、辅助设备、损管等全舰数据。作为一个大平台,包括了“沉浮计算”、“指挥决策” 等电脑功能,是指挥、管理、监控一体化系统,采用了双闭环以太网络四重冗余设计,三台监控电脑并行冗余运行,这样的大系统经多年运行稳定可靠,荣获军队有关部门2011年科技进步一等奖。

某超大型舰设备中央控制室中三大系统采用PPC200及AutoNet 平台,已交船,稳定可靠,占有率约40%。后续船占有率更高。

AutoNet及PPC200已大量应用于船舶设备制造,1997年至今已应用到世界四大洲约400艘船舶,应用范围包括:主机遥控、监测报警、液位检测、阀门遥控、辅机控制、航行灯控制及甲板机械控制等等,荣获科技进步二等奖,十多年来设备运行稳定,信誉好。

AutoNet船岸一体分布数据库实时平台能够压缩平台数据流量(带宽)数万倍,能够实现实时平台的高速大容量,同时AutoNet船岸一体实时平台通过卫星的数据流量费用极少,低成本地把船舶、海洋设备、飞行器的全部动态数据传到岸上,实现船舶、海洋设备与飞行器的管理及安全系统,远程监控管理,远程维修,无人驾驶,黑匣子也能移到岸上工作不必打捞,推广意义重大,科技改变世界。2016 发明专利:“分布数据库同步分布式实时信息云平台系统”(其发明专利号:ZL201610836018.4)

过去采用“通信模式”的船岸一体化实验系统只是一种试验,真正要推广到全世界的船舶与海洋设备应用是不可能的,因为没有音视信号、数据传送速度非实时、卫星流量费大几万倍是天文数字,无法推广实现。AUTONET成熟创新技术的出现,彻底改变了现状,能够把每条船舶与海洋设备上的2000-5000个数据实时双向连接岸上大数据中心,同时把每条船舶与海洋设备上几十个摄像头音视发往岸上大数据中心,其每条船卫星费每日不足100元,是2019年新建的马士基18000箱集装箱智能化船万分之一,具有极大的成本优势,使海洋船、内河船、大小型船均有能力使用,真正能够实现航运大数据池,实现智能船舶远程指挥、管理、安全、维护及无人驾驶的要求,使“黑匣子”变为“白匣子”,是一项重大的创新发明,从现在起,智能化船舶及现代化大数据可以启动推广了,有划时代的意义。中国招商局数百条船已开始应用AUTONET启动船岸一体大数据应用了。

中国刚发了个宽带卫星,宽带20G带宽,无法满足全世界船舶大数据应用,如果加上飞机,物联网等,发10000颗卫星也不一定够用。因此发展宽带带宽卫星与压缩设备带宽,科技必须二条腿走路,才能实现全世界信息化,哪一条单腿均达不到,AUTONET能压缩带宽万倍,再加上新型宽带卫星的发射,全世界船舶、飞机、物联网全部信息化就能实现。

2019年3月18日中国造船学会发布了团体标准“基于AOUTNET 云现场总线的船岸一体大数据平台”,AUTONET已成为国家行业团体标准,下一步制造AOTONET云现场总线SOC单芯片,在工业控制全范围推广,成为中国现场总线的国家标准,由于AUTONET比欧洲标准 CAN及美国标准MODBUS有6个先进特点:速度快千倍、容量大千倍、传输带宽压缩千倍、通讯免编程免联调免转换、安全性高、结构相同成本低,将取代欧标、美标成为国际标准;PCC200也单芯片化成为微型PLC,国际首创,将取代西门子、ABB等进口PLC,在工业控制全范围推广,在武器、机器人、AI等领域发挥重大作用。 AUTONET云现场总线中国标准的建立,可以取代欧洲CAN标准及美国MODBUS标准等等,促进世界的进步。

 AUTONET在军舰建造上作出了重大贡献,1997年后建造的大中型军舰损管系统㘬采用AUTONET,损管系统是战士值班开船的主要安全监控系统,系统瘫痪了无法开船,以170为代表的驱逐舰及以998为代表的塢登舰,首批采用AUTONET的14条大中型舰最长运行20年,AUTONET至今正常工作,AUTONET为军舰建造作出了重大贡献。

颠覆世界的创新

AUTONET云现场总线是颠覆世界的创新,由于是颠覆性技术,可以淘汰市场上的所有的欧美标准现场总线MODBUS及CAN等产品,市场上大数据系统也得改造,因为要翻天,遭到权威人士的抵制,无法推到市场上,现在急需有识投资商进行大投资推动,翻天占领市场,能取得极大的回报。

新时代需要信息化,大数据是核心技术,现在市场上的大数据均采用欧美标准的串行通信落后技术,大数据靠通信传播消耗大量的能源,不利于碳中和;通信大数据系统装到飞机、舰船、工厂等,受黑客或干扰设备干扰,全部瘫痪,不安全,电子战吃败仗;通信系统工作速度跟蜗牛般慢,容量小,不能满足新时代的需要,必须彻底翻掉。

AUTONET(ATN)云现场总线原理:在卫星、无线、宽带、5G网桥自动联通的广域局域网上的所有节点中均放置ATN芯片.采用边缘智能监控,一旦数据变化就发送同步报文,从而使所有节点的数字孪生,每个节点芯片数据库内具有全网大数据的的动态数据库,用户在本地节点就能取到大数据,不需要通信⊥网,从而使大数据高速大容量,网络带宽减少千倍,节能减排碳中和,由于没有通信,黑客干扰无法破坏大数据,安全;AUTONET已在军舰中大量应用,已成为团体标准,安全可靠。

同时,现代大数据包括动态图像,AUTONET技术也能使动态图像摄像头的网络传输带宽减少几百倍,节能减排效果明显(见应用实例),是新时代必需。

AUTONET马上芯片化去占领市场,淘汰市场上所有的欧美现场总线MODBUS及CAN产品,大数据系统全部采用ATN,采用中国标准,对于新时代发展意义重大。

现代化即信息化,发展信息化有二个重要的关键:节能减排碳中和信息的安全。船岸一体大数据池即信息化技术的一员,采用欧美通信标准MODBUS等来做船岸一体试验可以,但真正应用达不到这二个要求,必须采用AUTONET新技术来解决,为此国家于2019年3月18日颁布了团体标准T/CSMANE 004-2019“基于AUTONET分布数据库全自动同步的船岸一体大数据池的技术要求”,解决这二个要求,实现真正的信息化。

大量的实时数据及图像信息的传送占用大量的流量,世界上卫星资源再多也不够用,必须要考虑节能减排,也要解决生态碳中和问题,是经济发展的首要问题;信息在全世界互联网传播必须要考虑信息安全,要防网络战,否则无法实现信息化。目前市场上仅有AUTONET技术能胜任。

AUTONET系统在上世纪八十年代由于首创中文化,占领了国内本设备船舶配套市场80%;九十年代在科考船、民用运输船、海警船、军舰、海洋设备等大量应用,还在工业控制系统中应用;从黑龙江到曾母暗沙,2000年以后中国建造的大中型军舰上均使用AutoNet及PCC技术,在某超大型舰中央控制室五大系统中二大系统采用AutoNet与PCC200平台稳定可靠,在某大型登陆舰是综合平台,控制、指挥、安全、管理一体化,应用AutoNet及PCC200的设备在400多艘船舶与海洋设备上应用,安全航行于世界;经严格的军品与民品环境条件试验及电磁兼容试验完全合格,并经大量应用,AUTONET是稳定可靠的中国标准技术。

船岸一体大数据池应用必须遵循国家团体标准,AUTONET技术简称ATN,已单芯片化,优先采用。

    ATN船岸一体:单船“30个以下的摄像头+10000个以下秒级响应实时数据”卫星传输带宽小于256Kb,传输畅顺不卡顿,节能百倍;抗黑客干扰;单平台容量1.3亿;图像分辨率1920x1080/20Hz.满足全范围要求。

ATN除船岸一体应用外,可以在工业控制全范围应用推广。

(责编:周梦华)

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