行业专家齐聚上海交大“华山论剑”，热议深远海与极地高新装备发展之路

首届“高新船舶与深海开发装备”创新论坛在上海交大举办[图]

[发布时间]: 2017年02月20日

　　我国大型水面舰船的研制能力和水平究竟如何？未来的智能船厂是什么样的？深海矿产资源开发的难度到底有多大？我国自主研发的无人遥控潜水器何时深探马里亚纳海沟？中国角逐极地的装备如何？……2017年2月17、18日，首届“高新船舶与深海开发装备”创新论坛在上海交大举办，围绕“深海·智能·极地”，聚焦前沿理论、关键技术与未来发展。  

　　“高新船舶与深海开发装备”创新论坛是由高新船舶与深海开发装备协同创新中心主办的系列高层学术会议。论坛依托船海协创中心雄厚的科研与人才资源、广泛的对外学术交流平台，以建设海洋强国重大战略目标为背景，聚焦船海领域科技前沿、关键技术和发展趋势，深入开展学术研讨与技术交流。首届论坛以“深海·智能·极地”为主题，由上海交通大学承办，华中科技大学、天津大学、大连理工大学、武汉理工大学协办，是高校、科研院所以及中海油、中船重工、中船工业等央企专家学者的行业盛会。论坛于2月17日开设主题报告，18日开设四个分会场，来自国内船海领域四百余名资深专家与学者就热点问题展开深度交流与探讨。   

　　2月17日上午，论坛在上海交大船建木兰楼200号报告厅举行开幕式，教育部科技司副司长高润生出席并致辞，船海协创中心主任、上海交通大学常务副校长林忠钦院士致欢迎辞，开幕式由上海交通大学副校长吴旦主持。17日当天，论坛邀请中国舰船研究设计中心朱英富院士和林忠钦院士分别做题为《水面舰船总体技术进展浅析》和《中国制造2025和智能造船》的大会主题报告，并特邀中国船舶工业集团公司、中国海洋石油总公司、中国船级社、中国船舶重工第702研究所、上海交通大学、华中科技大学、天津大学、武汉理工大学等多家单位11位知名专家和学者做专题报告，报告内容涉及深海资源开发技术、全海深无人潜水器、智能船舶、豪华邮轮、超大型浮式保障平台、极地规则和装备等船海领域多个重大前沿问题。   

 

 

　　林忠钦代表上海交大和船海协创中心致欢迎辞。他指出，党的十八大提出建设海洋强国战略和21世纪海上丝绸之路的总体部署，国务院发布了中国制造2025和“十三五”国家战略型新兴产业发展规划，明确将海洋工程装备和高技术船舶列为国家重点发展领域。“高新船舶与深海开发装备”创新论坛将依托中心雄厚的科研与人才资源优势和广泛的教育平台，聚焦船海领域科技前沿，关键技术和发展趋势，为各国专家学者开展学术研讨与技术交流，搭建平台，以共同推进我国深远海极地资源开发装备等相关领域的前沿研究和技术创新，推动产学研合作。    

　　高润生在致辞中表示，实现协同创新需要具备重大任务牵引、重大平台依托、创新论坛交流“三大支柱”，举办首届创新论坛标志着船海协创中心顶层设计和战略部署的框架基本完成。对于协同创新中心的发展，他提出，要实现协同创新必须坚持“三聚”，即在开发创新、共享创新和人才创新方面“聚焦协同理念”，在重大原始创新、国家重大需求、供给侧结构改方面“聚焦协同任务”，在加快国家实验室和国家技术创新中心的建设、国家重大科技基础设施的建设、国际大科学计划和大科学工程方面”聚焦协同目标”。    

　　我国水面舰船研制水平和能力已进入世界先进行列

　　“为了适应国家防卫需求，近几年我国水面舰艇装备发展非常快速，可以说我们国家新型水面舰艇取得了跨越式的提升，在国际上属于先进。通过这几年的努力，我们国家水面舰船研制水平和研制能力已经进入世界先进行列。这样就为我们国家海军执行远海防卫作战提供了有力的保障。”谈及我国水面舰船技术的进展，中国舰船研究设计中心研究员、中国工程院院士朱英富在学术报告中自豪地说了这番话。   

　　朱英富院士长期从事我国大型水面舰船设计，是中国第一艘航空母舰“辽宁”舰总设计师。他说，近年来，我国水面舰船的设计思想与设计理念始终瞄准国际前沿，吨位不断增长，远洋航行环境进一步优化，舰船的信息感知能力、火力武备精准度、隐身技术等显著提高，在技术和能力体系上已经与世界海军强国站在了同一梯队。   

　　谈及水面舰船总体技术发展趋势，朱英富院士认为，我国水面舰船技术发展将在智能化技术、绿色技术、综合电力技术、远程综合保障技术、以人为本的舱室环境与设施设计技术、海上无人系统技术等方面取得新的进展。中国的新型舰船将以创新精神引领，融合军民智慧，抢占舰船装备新技术的制高点，实现弯道超车。    

　　船舶制造迈入智能新时代

　　未来的智能船厂长啥样？   

　　林忠钦院士在报告中描述了“船舶智能制造”的愿景和实现路径。从原始的手工制造，到初步的机械化单机作业，到电气自动化时代的批量生产、流水作业，再到信息时代的定制化生产、数字化设计、数控化制造、集成化管理，直至今天进入工业4.0时代，随着人类智慧的不断刷新，工业制造技术经历了天翻地覆的变革，经历了机械、电气、信息、智能四个时代，船舶工业亦是如此。   

　　在林忠钦院士看来，发展智能造船技术是赶超日韩，建设造船强国的必然选择，也是建设制造强国的国家战略。工业4.0视角下的船舶智能制造，表现为柔性生产、过程感知、数据驱动和智能决策与自执行。基于我国船厂的现状，林忠钦院士提出“三步走”的设想，即：第一步，建立智能车间；第二步，建立智能船厂；第三步，建立船舶智能制造联盟。船舶制造过程的全面自动化、智能化，不仅能将工人从“苦、脏、累、险”的作业环境中解脱出来，同时也将推动造船工业脱胎换骨，朝着安全、经济、环保、高效、舒适的方向发展。   

　　上海船舶研究设计院总工程师王刚毅对智能船舶作了详细介绍。他指出，“智能船舶”的核心是先进感知、大数据、人工智能和自动控制技术，它将具备环境感知、分析决策、多等级控制等功能，从智能互联，到智能物联，直至全面无人自主船舶，是更安全、更经济、更高效的新一代船舶。智能船舶将催生新的商业模式和新的业态，改变航运的模式。    

　　深海开发与探测装备将有重大突破

　　一部《海底两万里》，让人魂牵梦萦百余年。如果说尼摩船长驾驶的“鹦鹉螺号”激发了人们对海底世界的无限想象，那么船海协同创新中心副主任、上海交大杨建民教授团队正在研发“海底矿产开采技术”，正将当年法国作家儒勒·凡尔纳的科学幻想变为现实。   

　　深海大洋深处富含铜、钻、镍、锰、铁、钨、钦、铝、金、银、铂等76种元素，储量大，且品位较高。但由于极端恶劣的深海环境，以及海底矿产特殊的附着形式，以及环保、输送、控制、通讯等因素，使得开采难度极大。    

　　然而，由于深海矿产资源的诱人前景，世界各国仍将深海矿产资源的开发和利用作为技术前沿问题进行研究。我国也将开发3500米深海多金属结核采矿试验系统作为国家“十三五”重点研发计划，完成系统整体海上试采试验，提升我国深海采矿装备整体技术水平，跻身世界前列，为未来商业化开发奠定坚实基础。杨建民说：“深海采矿船总体设计和动力特性、深海海流作用下的长距离输送管道环境载荷、长距离输送管道内部复杂流场、矿石粗颗粒的高效输送和流动保障、重载采矿车在复杂地形中的稳定行走和控制、强噪声和沉积物扰动环境下的深海采矿车导航和定位、复杂环境下的重载采矿车精确布放和回收、深海采矿系统的整体联动协同控制、采矿系统对深海海洋环境的影响等，是深海矿产资源关键科学与技术问题。”随着深海矿产资源开发科学问题和关键技术的不断突破，高效、环保的商业化海底采矿图景正在逐步显现。   

　　中海油研究总院技术研发中心主任谢彬在报告中表示，开发南海深水油气资源对保障国家能源安全、建设海洋强国和维护海洋权益具有重要意义，南海深水油气田开发具有“高投入、高风险、高技术、高敏感”的特点。南海深水油气田开发迫切需要突破深水流动安全保障、深水浮式平台技术、深水管线及立管技术、深水钻完井技术、水下生产技术五大关键技术问题。而目前中海油研究总院技术研发中心构建了具有自主知识产权的深水油气田开发工程设计技术体系；建成了深水工程实验系统，形成实验技术体系；成功研制出一批具有自主知识产权的深水工程水下设备及产品，打破了国外技术垄断；成功研制四类深水工程监测系统，并实施现场监测。在“十三五”期间，该中心将努力建立深水工程技术体系，使我国全面具备深水油气田开发能力。   

　　上海交大葛彤教授领衔的“深海水下工程装备”团队牵头的“全海深无人潜水器（ARV）研制”项目，获得2016年国家重点研发计划支持。全海深潜水器是人类探索海洋最深区域、开发海洋资源必不可少的工具。葛彤表示，实现开展水下探测技术、作业技术和平台技术的联合创新，打造海上需求的快速响应能力，是未来水下作业技术的重要发展方向，而基于ROV的多装备水下协同作业,是未来水下工程实施的主要形式。    

　　全海深无人潜水器的研制需要攻克深海布放、动力技术、运动控制、组合导航定位等关键技术，潜水器需要具备目标搜索与探测、海底广域目标精细调查、海底精细调查和探测、海底精细调查和成图等水下探测功能，同时具备海底表面取样和钻心取样、海底观测网布放安装、海底油气系统安装支持、海管维抢修作业工具、深水沉船开孔抽油和海底管线安装工程等水下作业功能。    

　　这项研究将打破我国深海无人潜水器应用的技术空白，最终形成我国具有自主知识产权、覆盖全海深的深海调查技术体系，建立全海深科学调查和取样能力，为我国获取第一手的深远海生物、环境和地质研究样品和资料，推动我国深渊海科学技术的发展，提供必要的保障装备和技术支撑。    

　　走进冰冻的“热土”：极地战略 装备先行

　　极地关系着全球变化和人类的未来，也是一个国家综合国力、高科技水平在国际舞台上的展现和角逐，在政治、科学、经济、外交、军事等方面都有其深远和重大的意义，倍受各国政治家的高度重视、全球科学家的向往。极地地区蕴藏着丰富的石油、天然气、矿物和渔业资源，是地球“最后的宝藏”，北极航线更是影响着中国的能源安全和经济安全。在距离遥远、气候恶劣且环境脆弱的极地水域进行一切活动，都必须依靠适用于极地航行且符合经济、安全和环保要求的“极地船舶”，任何国家若想实施极地战略，必先发展极地船舶装备。   

　　中国船级社上海规范研究所副所长钟晨康指出，极地战略地位重要，我国参与极地事务，航运和科考是介入极地事务的主要渠道。极地恶劣的自然环境对航行船舶、通航时间、航行成本、航行技术以及生态环境保护等，也都提出了更高的要求，极地航行面临着众多的安全、环保、沿岸国责任和义务的法律框架等多方面的要求。随着国际海事组织（IMO）海事安全委员会《极地规则》的发布，国家相关部委重视并支持开展立项研究，中国船级社积极承担相关课题，争取在极地规则下，建立和完善我国极地船舶设计、建造、配套、操作和检验发证的标准，并向业界提供实施规则的指导性文件。他建议极地船舶技术研究应以优化极地船舶性能、效率和经济性为主要目标，重点研究以极地科考和供应，以及冰区管理、护航、巡逻、运输为用途破冰型船舶。   

　　中国船舶及海洋工程设计研究院高级工程师吴刚在2015年年初参加了“雪龙号”南极考察活动。作为中国新一代极地自破冰科考船的技术总师，他对极地船舶的技术发展有着较为深刻的认识。吴刚认为，极地船舶大致可分为过境航行、极地资源开发与运输、极地科学考察三种类型。据他所言，中国正在新建新一代极地科学考察破冰船“新雪龙号”，破冰能力更强大、船体规模更加大型化。    

　　挺进极地是一个系统的战略工程，涉及进入、探测、运输、冰区管理、平台供应和应急救援等多项问题，需要攻克更多更重要的关键技术问题，才能在极地实现“进得去、待得住、管得了”。对于我国极地船舶的发展，吴刚建议，应积极参与国际极地规则的制定，加快推进我国极地船舶规范以及相关配套设备的研究。要自主设计建造适应我国战略需求的重型破冰船，同时做好极地钻探相关技术储备。时机成熟可建自有冰池，建立实船验证体系。大力培育富有经验的极地船舶操纵和管理人员，充分验证极地航行操作导则并持续改进。同时，加快我国北极航道气象、保险等服务的发展，让极地真正成为“聚宝盆”和“黄金航道”。    

　　在17日的主题报告中，顾学康、宗智、朱凌、陈刚、赵耀还分别针对“超大型浮体研究进展”、“南海近岛礁波浪研究”、“极端荷载下船海结构的响应及设计”、“大型邮轮的设计与制造”和“船舶复杂曲率板成型新方法”做专题报告，为与会人员分享了我国高新船舶与深海开发装备发展正在攻克的重要关键技术的最新研究现状。   

 

[作者]: 张海霞 栗蔚菁 
[摄影]: 梅秋武 樊轶伦 夏可 陈泰文 
[供稿单位]: 船舶海洋与建筑工程学院