数字船舶白皮书（2025）：概念内涵、技术架构与行动方案

目录 前 言1 第一章船舶全生命周期数据管理和应用的现状2 1.1政策与标准层面，顶层设计高瞻远瞩与落地实施步履维艰2 1.1.1国家战略密集落地，呼唤行业级解决方案21.1.2国际规则加速演进，行业贡献度亟待提升2 1.2.1行业组织积极探路，共建共治初步形成共识31.2.2行业领先企业内部挖潜，实现有限协同31.2.3数据底座雏形初显，但尚未成为公共产品3 1.3数据割裂成为制约行业升级的最大障碍和核心挑战4 1.3.1技术性障碍：数据定义和标识不一致，数据流通不畅41.3.2生态协同障碍：机制建设落后于数据应用需求41.3.3国际政策环境复杂：数据跨境流动面临合规性挑战4 2.1数字船舶的概念和内涵52.1.1数字船舶的概念52.1.2数字船舶的内涵62.2数字船舶关键技术和相互关系82.2.1数字船舶关键技术82.2.2由关键技术构成的数据治理框架102.2.3数据安全与网络安全102.3数字船舶的构建愿景与目标112.4数字船舶的重要作用12 第三章数字船舶的技术架构14 3.1技术架构总体设计原则143.2数字船舶分层技术架构143.2.1数据采集层143.2.2协议交换层15 3.2.3平台服务层153.2.4生态应用层163.3关键使能技术163.3.1统一语义构建技术163.3.2数据定义与标识技术173.3.3数据流通使能技术173.3.4数据信任构建与数据安全技术173.3.5“船-岸-云”一体化网络安全技术18 前言 纵观全球工业格局，一场由数据驱动的深刻变革正在席卷每一个角落。从航空航天到智能网联汽车，从智慧城市到精准医疗，数据要素已成为重塑产业规则、定义国家竞争力的核心变量。反观全球航运业，这个承载了超过80%的世界贸易、维系全球经济的运输方式，在经历了风帆、蒸汽、内燃机的百年演进后，正面临着前所未有的效率瓶颈与转型阵痛。而船舶，作为人类工业文明的集大成者，其设计之精妙、建造之复杂、运营之艰险，无不凝聚着极致的智慧，但在数字化的进程中仍然举步维艰。 在安全为本、效率为王、绿色为先的新时代，传统的规模化竞争态势正在被重构。决定未来竞争优势的，是船舶能否从诞生之初就拥有完整的数字基因，其全生命周期的数据是否可以在安全、可信的规则下自由流动，持续赋能，创造前所未有的价值。然而，现状是，我们的行业仍被禁锢在数据孤岛中，宝贵的造船和航运数据在漫长的产业链中断裂、沉寂，无法形成驱动创新的合力。 第四章数字船舶的典型应用场景19 4.1多主体联合设计评审194.2船舶和设备的碳足迹认证204.3船-港-货动态协同224.4船舶维护保养和修理改造234.5应急反应和应急管理254.6设计-制造-运营协同优化26 数据的割裂，意味着价值的湮灭。它直接导致了高昂的协同成本、令人遗憾的决策滞后、被浪费的能源以及被放大的安全风险。这不仅是技术问题，更是深层的机制性问题：数据交换困难、数据权属不清、信任机制缺失、利益分配模糊。传统的修修补补已无力回天，我们需要的是一场彻底的范式革命。 数字化的发展趋势和行业痛点，催生了“数字船舶”的概念。本白皮书不是一份停留在畅想层面的技术报告，而是面向整个造船和航运业的一份行动宣言和系统解决方案。本白皮书明确提出“数字船舶”的完整概念与核心内涵：它是以统一语义为基础，以唯一数字身份为标识，以模型为载体，集成设计、建造、运营、拆解全生命周期各阶段核心数据集，并依托权威数据源注册体系与可信数据空间，实现数据跨主体安全交换的船舶数字实体。语义、标识、模型、权威数据源、数字主线、可信数据空间等六大关键技术，共同构成了破解当前数据割裂困局的技术方案。 第五章数字船舶实施路线28 5.1数字船舶技术实施路线285.1.1构建可信数据底座（筑基）285.1.2激活数据流通网络（扩圈）295.1.3闭环生态与全球规则制定（引领）305.2数字船舶政策推进路线305.2.1设定阶段性推进目标和配套使用的政策工具箱305.2.2制定跨领域协同策略32 本白皮书将系统性地阐述支撑这一概念的四层技术架构，从数据采集、协议互通到平台服务与生态应用，呈现出一条清晰和可行的实施路径。白皮书还将深入剖析典型应用场景，证明数据贯通所带来的不仅是效率提升，更是商业模式与产业价值的根本性重塑。最终，本白皮书提出共建生态的实施路线与倡议。数字船舶的宏伟构想，绝非任何单一组织能够独立完成，它需要设计院、船舶建造厂、船东、设备供应商、船级社、监管机构乃至国际社会的共识与协同。 第六章共建数字船舶生态33 6.1凝聚共识：积极响应数字化战略，明确生态共建方向336.2夯实根基：共建技术能力与基础设施336.3创新机制：营造可持续的产业生态346.4放眼全球：深入开展国际协作35 通过构建数字船舶这一全球航运的新一代数字基础设施，使我们不仅能大幅提升效率、保障安全，使造船和航运更加智能和绿色，更能开创一个协同、透明、共赢的新数字航运时代，让造船和航运继续为人类文明的繁荣与发展提供最稳固的支撑。 第一章船舶全生命周期数据管理和应用的现状 1.2 产业实践层面，点状突破卓有成效，但体系化贯通任重道远 造船和航运业对于船舶数据的共建、共享、共治的探索持续演进，并在局部取得了显著成效，但点状的突破尚未连成系统性生态。 船舶工业，作为现代工业的集大成者，正站在数字化转型的历史关口。然而，与航空、汽车等行业相比，船舶领域的数据要素潜能远未释放。全生命周期数据割裂、数据权属不清、数据价值封闭，已成为制约行业迈向高端化、智能化、绿色化的核心瓶颈。本章将系统梳理当前船舶数据管理和应用在政策、实践、技术层面的现状，并深度剖析其背后技术性、生态性、国际性三大挑战。 1.2.1 行业组织积极探路，共建共治初步形成共识 中国船东协会数智航运专业委员会的成立，以及中国船级社（CCS）联合80余家企业发起的“船舶与海洋工程行业区块链数据共享（CSBC）联盟”，标志着行业主体已意识到单打独斗的局限性，开始尝试通过联盟形式共建治理规则、共破数据孤岛。这些探索为数字船舶生态建设积累了宝贵的初步经验。 国际层面，波罗的海国际航运工会（BIMCO）制定了适用于定期租船合同的《BIMCO 2025年能效数据共享条款》，规定租船人有权使用船上的传感器收集数据，用于船舶性能监控、运营效率评估和其他提升能效的目的，并对数据使用方式、数据保密、网络安全等做出规定。国际内燃机学会（CIMAC）成立了专门的数字化战略工作组，并且发布立场文件，致力于建设船舶全领域的数字生态系统，并且首先在发动机的在线监测和健康诊断、视情维护领域推动战略的实施。 1.1 政策与标准层面，顶层设计高瞻远瞩与落地实施步履维艰 全球主要经济体均已认识到数据在航运业未来的决定性作用，竞相出台战略，抢占先发优势。然而，蓝图和计划与复杂现实之间，存在巨大的鸿沟。 1.1.1 国家战略密集落地，呼唤行业级解决方案 中国的“海洋强国”、“交通强国”、“数字中国”等国家战略构成了船舶数字化的宏大背景。工业和信息化部《工业互联网与船舶行业融合应用参考指南》提出的“155N”体系，以及交通运输部《智能航运发展指导意见》明确的“十大任务”，均直指数据贯通、协同、智能的核心。国家数据局《可信数据空间发展行动计划》中明确的“可信可管、互联互通、价值共创”的目标，也为破解船舶数据共享难题提供了至关重要的政策框架和方向指引。 1.2.2 行业领先企业内部挖潜，实现有限协同 国内头部企业的数字化转型已进入深水区。上海外高桥造船作为行业内首家通过数字化转型贯标四星级评估的企业，其生产、管理、服务各环节的数字化，实现了企业内部数据的有效整合与流程优化。中远海运打造的“航运数据中台”1，汇聚了全球26万多艘船舶的亿级动态数据，并运用AI大模型算法，在智能运维、燃油优化、备件供应链等方面取得了显著效益，使物流成本降低5%以上，备件供应时效提高50%以上。 欧盟以《数据法案》、《数据治理法案》为法律基石，依托“数字孪生海洋”等倡议，构建强调数据主权和生态可持续性的数据空间。其模式规则严谨，但在行业级数据流通效率和跨主体协同方面仍面临挑战。 国际方面，全球航运业务网络（GSBN） 尝试通过区块链技术，在跨组织的电子提单、货物追踪等领域实现突破。韩国几家大型造船企业在韩国政府支持下，计划通过制定“造船业数字化转型路线图”，分三个阶段实现基于AI的工程管理、数字孪生设计、智能制造等造船全过程数字化，其重点在于打通制造环节的内部数据流，并实现供应链高效协同，但其体系多为头部企业主导，生态开放性与全球兼容性有待加强。 这些政策表明国家层面的决心已下，但亟待行业层面给出具象化、可操作的实现路径。 1.1.2 国际规则加速演进，行业贡献度亟待提升 在国际层面，数字化相关规则日益引起关注。国际海事组织（IMO）推出“海事数字化战略”，并聚焦于“海事单一窗口”和电子证书，旨在简化监管流程、提升航行安全，其框架具有权威性，但目前尚未系统性地覆盖船舶全生命周期的数据治理与价值挖掘。国际船级社协会（IACS）通过成立专业委员会、发布统一要求（UR），正从技术标准层面推动数据质量提升、网络安全和数字化转型安全。部分船级社也发布了关于“数字孪生”的船级规范，为基于模型的仿真验证与安全评估提供了框架，但其技术指引主要服务于检验发证场景，在支持跨企业数据安全交换与商业模式创新方面功能有限。国际标准化组织的船舶与海洋技术委员会（ISO/TC 8）已制定如ISO10303（STEP）、ISO19848（SDS）等一系列基础性数据标准，但缺乏覆盖全生命周期的统一数据治理和应用框架。数字化规则将主导未来全球航运的数据流向和价值分配，造船和航运业不能仅是规则的适应者，更应成为规则的共同制定者。 1.2.3 数据底座雏形初显，但尚未成为公共产品 在数据底座建设方面，长江航道局联合长三角港航管理单位共同建设的“长江电子航道一张图”，是区域性公共基础设施建设的优秀范例，实现了航道数据的可视化与协同应用。海员电子证照和培训记录在全国范围，甚至是全球范围内共享的努力和尝试，也是公共数据底座构建的范例。这启示我们，行业级数据底座的建设需要类似的公共思维。然而，当前各类数据中台、数字平台多为企业或联盟私有，数据协议与标准不一，数据链路互不连通，尚未形成全国乃至全球的数据协同网络。 第二章数字船舶的概念和内涵 1.3 数据割裂成为制约行业升级的最大障碍和核心挑战 通过对造船和航运业数据管理和应用现状的深入剖析，可以揭示其在技术、生态、政策环境等方面更深层次的矛盾。 通过对船舶行业数据管理和应用现状的分析可知，这些挑战和问题不能依靠对现有系统的修修补补来应对，而是需要一场从底层逻辑出发的范式革命。本章将擘画数字船舶的顶层设计蓝图，提出引领行业数字化转型的五大支柱性关键技术：统一语义体系构建行业通用语言，以模型为载体重塑全生命周期数据的表达范式，以权威数据源注册体系奠定数据可信与协同的基石，以数字主线编织无缝流转的数据链路，以可信数据空间构建平衡开放与安全的生态圈。这些理念共同构成了数字船舶的灵魂。 1.3.1 技术性障碍：数据定义和标识不一致，数据流通不畅 元数据缺失和协议冲突：数据定义、数据格式和交换协议不统一，从设计端的CAD/CAE软件，到建造端的MES/ERP系统，再到船上的各类设备的数据协议，数据格式千差万别。缺乏覆盖全周期的统一语义体系和数据字典，导致数据转换过程信息丢失严重，成为数据复用的第一道屏障。 权属不清与权威性缺失：比如船舶图纸，设计院、船舶建造厂和船东可能分别存有设计图和完工图等不同版本图纸；对于船上设备的运行数据，船东和设备供应商可能都会声称拥有数据主权。缺乏权威数据源注册和仲裁机制，导致数据冲突不断，数据可信性和权威性、时效性难以验证。 2.1 数字船舶的概念和内涵 技术底座碎片化：数据采集、治理、交换、应用所需的软件工具链由不同厂商提供，彼此割裂，难以形成端到