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國(guó)大型水面艦船的研制能力和水平究竟如何？未來(lái)的智能船廠是什么樣的？深海礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的難度到底有多大？我國(guó)自主研發(fā)的無(wú)人遙控潛水器何時(shí)深探馬里亞納海溝？中國(guó)角逐極地的裝備如何？……2017年2月17、18日，首屆“高新船舶與深海開(kāi)發(fā)裝備”創(chuàng)新論壇在上海交大舉辦，圍繞“深海·智能·極地”，聚焦前沿理論、關(guān)鍵技術(shù)與未來(lái)發(fā)展。   

“高新船舶與深海開(kāi)發(fā)裝備”創(chuàng)新論壇是由高新船舶與深海開(kāi)發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心主辦的系列高層學(xué)術(shù)會(huì)議。論壇依托船海協(xié)創(chuàng)中心雄厚的科研與人才資源、廣泛的對(duì)外學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，以建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)重大戰(zhàn)略目標(biāo)為背景，聚焦船海領(lǐng)域科技前沿、關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，深入開(kāi)展學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流。首屆論壇以“深海·智能·極地”為主題，由上海交通大學(xué)承辦，華中科技大學(xué)、天津大學(xué)、大連理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)協(xié)辦，是高校、科研院所以及中海油、中船重工、中船工業(yè)等央企專家學(xué)者的行業(yè)盛會(huì)。論壇于2月17日開(kāi)設(shè)主題報(bào)告，18日開(kāi)設(shè)四個(gè)分會(huì)場(chǎng)，來(lái)自國(guó)內(nèi)船海領(lǐng)域四百余名資深專家與學(xué)者就熱點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)深度交流與探討。  

2月17日上午，論壇在上海交大船建木蘭樓200號(hào)報(bào)告廳舉行開(kāi)幕式，教育部科技司副司長(zhǎng)高潤(rùn)生出席并致辭，船海協(xié)創(chuàng)中心主任、上海交通大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)林忠欽院士致歡迎辭，開(kāi)幕式由上海交通大學(xué)副校長(zhǎng)吳旦主持。17日當(dāng)天，論壇邀請(qǐng)中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心朱英富院士和林忠欽院士分別做題為《水面艦船總體技術(shù)進(jìn)展淺析》和《中國(guó)制造2025和智能造船》的大會(huì)主題報(bào)告，并特邀中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司、中國(guó)海洋石油總公司、中國(guó)船級(jí)社、中國(guó)船舶重工第702研究所、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)、武漢理工大學(xué)等多家單位11位知名專家和學(xué)者做專題報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容涉及深海資源開(kāi)發(fā)技術(shù)、全海深無(wú)人潛水器、智能船舶、豪華郵輪、超大型浮式保障平臺(tái)、極地規(guī)則和裝備等船海領(lǐng)域多個(gè)重大前沿問(wèn)題。   

林忠欽代表上海交大和船海協(xié)創(chuàng)中心致歡迎辭。他指出，黨的十八大提出建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和21世紀(jì)海上絲綢之路的總體部署，國(guó)務(wù)院發(fā)布了中國(guó)制造2025和“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，明確將海洋工程裝備和高技術(shù)船舶列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。“高新船舶與深海開(kāi)發(fā)裝備”創(chuàng)新論壇將依托中心雄厚的科研與人才資源優(yōu)勢(shì)和廣泛的教育平臺(tái)，聚焦船海領(lǐng)域科技前沿，關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，為各國(guó)專家學(xué)者開(kāi)展學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流，搭建平臺(tái)，以共同推進(jìn)我國(guó)深遠(yuǎn)海極地資源開(kāi)發(fā)裝備等相關(guān)領(lǐng)域的前沿研究和技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研合作。     

高潤(rùn)生在致辭中表示，實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新需要具備重大任務(wù)牽引、重大平臺(tái)依托、創(chuàng)新論壇交流“三大支柱”，舉辦首屆創(chuàng)新論壇標(biāo)志著船海協(xié)創(chuàng)中心頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略部署的框架基本完成。對(duì)于協(xié)同創(chuàng)新中心的發(fā)展，他提出，要實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新必須堅(jiān)持“三聚”，即在開(kāi)發(fā)創(chuàng)新、共享創(chuàng)新和人才創(chuàng)新方面“聚焦協(xié)同理念”，在重大原始創(chuàng)新、國(guó)家重大需求、供給側(cè)結(jié)構(gòu)改方面“聚焦協(xié)同任務(wù)”，在加快國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心的建設(shè)、國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程方面”聚焦協(xié)同目標(biāo)”。     

我國(guó)水面艦船研制水平和能力已進(jìn)入世界先進(jìn)行列

“為了適應(yīng)國(guó)家防衛(wèi)需求，近幾年我國(guó)水面艦艇裝備發(fā)展非常快速，可以說(shuō)我們國(guó)家新型水面艦艇取得了跨越式的提升，在國(guó)際上屬于先進(jìn)。通過(guò)這幾年的努力，我們國(guó)家水面艦船研制水平和研制能力已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。這樣就為我們國(guó)家海軍執(zhí)行遠(yuǎn)海防衛(wèi)作戰(zhàn)提供了有力的保障。”談及我國(guó)水面艦船技術(shù)的進(jìn)展，中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心研究員、中國(guó)工程院院士朱英富在學(xué)術(shù)報(bào)告中自豪地說(shuō)了這番話。

朱英富院士長(zhǎng)期從事我國(guó)大型水面艦船設(shè)計(jì)，是中國(guó)第一艘航空母艦“遼寧”艦總設(shè)計(jì)師。他說(shuō)，近年來(lái)，我國(guó)水面艦船的設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)理念始終瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，噸位不斷增長(zhǎng)，遠(yuǎn)洋航行環(huán)境進(jìn)一步優(yōu)化，艦船的信息感知能力、火力武備精準(zhǔn)度、隱身技術(shù)等顯著提高，在技術(shù)和能力體系上已經(jīng)與世界海軍強(qiáng)國(guó)站在了同一梯隊(duì)。  

談及水面艦船總體技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，朱英富院士認(rèn)為，我國(guó)水面艦船技術(shù)發(fā)展將在智能化技術(shù)、綠色技術(shù)、綜合電力技術(shù)、遠(yuǎn)程綜合保障技術(shù)、以人為本的艙室環(huán)境與設(shè)施設(shè)計(jì)技術(shù)、海上無(wú)人系統(tǒng)技術(shù)等方面取得新的進(jìn)展。中國(guó)的新型艦船將以創(chuàng)新精神引領(lǐng)，融合軍民智慧，搶占艦船裝備新技術(shù)的制高點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)彎道超車。     

船舶制造邁入智能新時(shí)代

未來(lái)的智能船廠長(zhǎng)啥樣？    

林忠欽院士在報(bào)告中描述了“船舶智能制造”的愿景和實(shí)現(xiàn)路徑。從原始的手工制造，到初步的機(jī)械化單機(jī)作業(yè)，到電氣自動(dòng)化時(shí)代的批量生產(chǎn)、流水作業(yè)，再到信息時(shí)代的定制化生產(chǎn)、數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)控化制造、集成化管理，直至今天進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，隨著人類智慧的不斷刷新，工業(yè)制造技術(shù)經(jīng)歷了天翻地覆的變革，經(jīng)歷了機(jī)械、電氣、信息、智能四個(gè)時(shí)代，船舶工業(yè)亦是如此。

在林忠欽院士看來(lái)，發(fā)展智能造船技術(shù)是趕超日韓，建設(shè)造船強(qiáng)國(guó)的必然選擇，也是建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略。工業(yè)4.0視角下的船舶智能制造，表現(xiàn)為柔性生產(chǎn)、過(guò)程感知、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和智能決策與自執(zhí)行。基于我國(guó)船廠的現(xiàn)狀，林忠欽院士提出“三步走”的設(shè)想，即：第一步，建立智能車間；第二步，建立智能船廠；第三步，建立船舶智能制造聯(lián)盟。船舶制造過(guò)程的全面自動(dòng)化、智能化，不僅能將工人從“苦、臟、累、險(xiǎn)”的作業(yè)環(huán)境中解脫出來(lái)，同時(shí)也將推動(dòng)造船工業(yè)脫胎換骨，朝著安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效、舒適的方向發(fā)展。     

上海船舶研究設(shè)計(jì)院總工程師王剛毅對(duì)智能船舶作了詳細(xì)介紹。他指出，“智能船舶”的核心是先進(jìn)感知、大數(shù)據(jù)、人工智能和自動(dòng)控制技術(shù)，它將具備環(huán)境感知、分析決策、多等級(jí)控制等功能，從智能互聯(lián)，到智能物聯(lián)，直至全面無(wú)人自主船舶，是更安全、更經(jīng)濟(jì)、更高效的新一代船舶。智能船舶將催生新的商業(yè)模式和新的業(yè)態(tài)，改變航運(yùn)的模式。     

深海開(kāi)發(fā)與探測(cè)裝備將有重大突破

一部《海底兩萬(wàn)里》，讓人魂?duì)繅?mèng)縈百余年。如果說(shuō)尼摩船長(zhǎng)駕駛的“鸚鵡螺號(hào)”激發(fā)了人們對(duì)海底世界的無(wú)限想象，那么船海協(xié)同創(chuàng)新中心副主任、上海交大楊建民教授團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)“海底礦產(chǎn)開(kāi)采技術(shù)”，正將當(dāng)年法國(guó)作家儒勒·凡爾納的科學(xué)幻想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。  

深海大洋深處富含銅、鉆、鎳、錳、鐵、鎢、欽、鋁、金、銀、鉑等76種元素，儲(chǔ)量大，且品位較高。但由于極端惡劣的深海環(huán)境，以及海底礦產(chǎn)特殊的附著形式，以及環(huán)保、輸送、控制、通訊等因素，使得開(kāi)采難度極大。     

然而，由于深海礦產(chǎn)資源的誘人前景，世界各國(guó)仍將深海礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和利用作為技術(shù)前沿問(wèn)題進(jìn)行研究。我國(guó)也將開(kāi)發(fā)3500米深海多金屬結(jié)核采礦試驗(yàn)系統(tǒng)作為國(guó)家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，完成系統(tǒng)整體海上試采試驗(yàn)，提升我國(guó)深海采礦裝備整體技術(shù)水平，躋身世界前列，為未來(lái)商業(yè)化開(kāi)發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。楊建民說(shuō)：“深海采礦船總體設(shè)計(jì)和動(dòng)力特性、深海海流作用下的長(zhǎng)距離輸送管道環(huán)境載荷、長(zhǎng)距離輸送管道內(nèi)部復(fù)雜流場(chǎng)、礦石粗顆粒的高效輸送和流動(dòng)保障、重載采礦車在復(fù)雜地形中的穩(wěn)定行走和控制、強(qiáng)噪聲和沉積物擾動(dòng)環(huán)境下的深海采礦車導(dǎo)航和定位、復(fù)雜環(huán)境下的重載采礦車精確布放和回收、深海采礦系統(tǒng)的整體聯(lián)動(dòng)協(xié)同控制、采礦系統(tǒng)對(duì)深海海洋環(huán)境的影響等，是深海礦產(chǎn)資源關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題。”隨著深海礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，高效、環(huán)保的商業(yè)化海底采礦圖景正在逐步顯現(xiàn)。  

中海油研究總院技術(shù)研發(fā)中心主任謝彬在報(bào)告中表示，開(kāi)發(fā)南海深水油氣資源對(duì)保障國(guó)家能源安全、建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)和維護(hù)海洋權(quán)益具有重要意義，南海深水油氣田開(kāi)發(fā)具有“高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高技術(shù)、高敏感”的特點(diǎn)。南海深水油氣田開(kāi)發(fā)迫切需要突破深水流動(dòng)安全保障、深水浮式平臺(tái)技術(shù)、深水管線及立管技術(shù)、深水鉆完井技術(shù)、水下生產(chǎn)技術(shù)五大關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。而目前中海油研究總院技術(shù)研發(fā)中心構(gòu)建了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深水油氣田開(kāi)發(fā)工程設(shè)計(jì)技術(shù)體系；建成了深水工程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，形成實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系；成功研制出一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深水工程水下設(shè)備及產(chǎn)品，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷；成功研制四類深水工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。在“十三五”期間，該中心將努力建立深水工程技術(shù)體系，使我國(guó)全面具備深水油氣田開(kāi)發(fā)能力。     

上海交大葛彤教授領(lǐng)銜的“深海水下工程裝備”團(tuán)隊(duì)牽頭的“全海深無(wú)人潛水器（ARV）研制”項(xiàng)目，獲得2016年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持。全海深潛水器是人類探索海洋最深區(qū)域、開(kāi)發(fā)海洋資源必不可少的工具。葛彤表示，實(shí)現(xiàn)開(kāi)展水下探測(cè)技術(shù)、作業(yè)技術(shù)和平臺(tái)技術(shù)的聯(lián)合創(chuàng)新，打造海上需求的快速響應(yīng)能力，是未來(lái)水下作業(yè)技術(shù)的重要發(fā)展方向，而基于ROV的多裝備水下協(xié)同作業(yè),是未來(lái)水下工程實(shí)施的主要形式。     

全海深無(wú)人潛水器的研制需要攻克深海布放、動(dòng)力技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制、組合導(dǎo)航定位等關(guān)鍵技術(shù)，潛水器需要具備目標(biāo)搜索與探測(cè)、海底廣域目標(biāo)精細(xì)調(diào)查、海底精細(xì)調(diào)查和探測(cè)、海底精細(xì)調(diào)查和成圖等水下探測(cè)功能，同時(shí)具備海底表面取樣和鉆心取樣、海底觀測(cè)網(wǎng)布放安裝、海底油氣系統(tǒng)安裝支持、海管維搶修作業(yè)工具、深水沉船開(kāi)孔抽油和海底管線安裝工程等水下作業(yè)功能。     

這項(xiàng)研究將打破我國(guó)深海無(wú)人潛水器應(yīng)用的技術(shù)空白，最終形成我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、覆蓋全海深的深海調(diào)查技術(shù)體系，建立全海深科學(xué)調(diào)查和取樣能力，為我國(guó)獲取第一手的深遠(yuǎn)海生物、環(huán)境和地質(zhì)研究樣品和資料，推動(dòng)我國(guó)深淵海科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提供必要的保障裝備和技術(shù)支撐。     

走進(jìn)冰凍的“熱土”：極地戰(zhàn)略 裝備先行

極地關(guān)系著全球變化和人類的未來(lái)，也是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力、高科技水平在國(guó)際舞臺(tái)上的展現(xiàn)和角逐，在政治、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、外交、軍事等方面都有其深遠(yuǎn)和重大的意義，倍受各國(guó)政治家的高度重視、全球科學(xué)家的向往。極地地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的石油、天然氣、礦物和漁業(yè)資源，是地球“最后的寶藏”，北極航線更是影響著中國(guó)的能源安全和經(jīng)濟(jì)安全。在距離遙遠(yuǎn)、氣候惡劣且環(huán)境脆弱的極地水域進(jìn)行一切活動(dòng)，都必須依靠適用于極地航行且符合經(jīng)濟(jì)、安全和環(huán)保要求的“極地船舶”，任何國(guó)家若想實(shí)施極地戰(zhàn)略，必先發(fā)展極地船舶裝備。

中國(guó)船級(jí)社上海規(guī)范研究所副所長(zhǎng)鐘晨康指出，極地戰(zhàn)略地位重要，我國(guó)參與極地事務(wù)，航運(yùn)和科考是介入極地事務(wù)的主要渠道。極地惡劣的自然環(huán)境對(duì)航行船舶、通航時(shí)間、航行成本、航行技術(shù)以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等，也都提出了更高的要求，極地航行面臨著眾多的安全、環(huán)保、沿岸國(guó)責(zé)任和義務(wù)的法律框架等多方面的要求。隨著國(guó)際海事組織（IMO）海事安全委員會(huì)《極地規(guī)則》的發(fā)布，國(guó)家相關(guān)部委重視并支持開(kāi)展立項(xiàng)研究，中國(guó)船級(jí)社積極承擔(dān)相關(guān)課題，爭(zhēng)取在極地規(guī)則下，建立和完善我國(guó)極地船舶設(shè)計(jì)、建造、配套、操作和檢驗(yàn)發(fā)證的標(biāo)準(zhǔn)，并向業(yè)界提供實(shí)施規(guī)則的指導(dǎo)性文件。他建議極地船舶技術(shù)研究應(yīng)以優(yōu)化極地船舶性能、效率和經(jīng)濟(jì)性為主要目標(biāo)，重點(diǎn)研究以極地科考和供應(yīng)，以及冰區(qū)管理、護(hù)航、巡邏、運(yùn)輸為用途破冰型船舶。  

中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院高級(jí)工程師吳剛在2015年年初參加了“雪龍?zhí)?rdquo;南極考察活動(dòng)。作為中國(guó)新一代極地自破冰科考船的技術(shù)總師，他對(duì)極地船舶的技術(shù)發(fā)展有著較為深刻的認(rèn)識(shí)。吳剛認(rèn)為，極地船舶大致可分為過(guò)境航行、極地資源開(kāi)發(fā)與運(yùn)輸、極地科學(xué)考察三種類型。據(jù)他所言，中國(guó)正在新建新一代極地科學(xué)考察破冰船“新雪龍?zhí)?rdquo;，破冰能力更強(qiáng)大、船體規(guī)模更加大型化。     

挺進(jìn)極地是一個(gè)系統(tǒng)的戰(zhàn)略工程，涉及進(jìn)入、探測(cè)、運(yùn)輸、冰區(qū)管理、平臺(tái)供應(yīng)和應(yīng)急救援等多項(xiàng)問(wèn)題，需要攻克更多更重要的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，才能在極地實(shí)現(xiàn)“進(jìn)得去、待得住、管得了”。對(duì)于我國(guó)極地船舶的發(fā)展，吳剛建議，應(yīng)積極參與國(guó)際極地規(guī)則的制定，加快推進(jìn)我國(guó)極地船舶規(guī)范以及相關(guān)配套設(shè)備的研究。要自主設(shè)計(jì)建造適應(yīng)我國(guó)戰(zhàn)略需求的重型破冰船，同時(shí)做好極地鉆探相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備。時(shí)機(jī)成熟可建自有冰池，建立實(shí)船驗(yàn)證體系。大力培育富有經(jīng)驗(yàn)的極地船舶操縱和管理人員，充分驗(yàn)證極地航行操作導(dǎo)則并持續(xù)改進(jìn)。同時(shí)，加快我國(guó)北極航道氣象、保險(xiǎn)等服務(wù)的發(fā)展，讓極地真正成為“聚寶盆”和“黃金航道”。     

在17日的主題報(bào)告中，顧學(xué)康、宗智、朱凌、陳剛、趙耀還分別針對(duì)“超大型浮體研究進(jìn)展”、“南海近島礁波浪研究”、“極端荷載下船海結(jié)構(gòu)的響應(yīng)及設(shè)計(jì)”、“大型郵輪的設(shè)計(jì)與制造”和“船舶復(fù)雜曲率板成型新方法”做專題報(bào)告，為與會(huì)人員分享了我國(guó)高新船舶與深海開(kāi)發(fā)裝備發(fā)展正在攻克的重要關(guān)鍵技術(shù)的最新研究現(xiàn)狀。