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國大型水面艦船的研制能力和水平究竟如何？未來的智能船廠是什么樣的？深海礦產(chǎn)資源開發(fā)的難度到底有多大？我國自主研發(fā)的無人遙控潛水器何時深探馬里亞納海溝？中國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)與未來發(fā)展。   

“高新船舶與深海開發(fā)裝備”創(chuàng)新論壇是由高新船舶與深海開發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心主辦的系列高層學(xué)術(shù)會議。論壇依托船海協(xié)創(chuàng)中心雄厚的科研與人才資源、廣泛的對外學(xué)術(shù)交流平臺，以建設(shè)海洋強(qiáng)國重大戰(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，深入開展學(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。論壇于2月17日開設(shè)主題報告，18日開設(shè)四個分會場，來自國內(nèi)船海領(lǐng)域四百余名資深專家與學(xué)者就熱點(diǎn)問題展開深度交流與探討。  

2月17日上午，論壇在上海交大船建木蘭樓200號報告廳舉行開幕式，教育部科技司副司長高潤生出席并致辭，船海協(xié)創(chuàng)中心主任、上海交通大學(xué)常務(wù)副校長林忠欽院士致歡迎辭，開幕式由上海交通大學(xué)副校長吳旦主持。17日當(dāng)天，論壇邀請中國艦船研究設(shè)計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《中國制造2025和智能造船》的大會主題報告，并特邀中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司、中國海洋石油總公司、中國船級社、中國船舶重工第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)者做專題報告，報告內(nèi)容涉及深海資源開發(fā)技術(shù)、全海深無人潛水器、智能船舶、豪華郵輪、超大型浮式保障平臺、極地規(guī)則和裝備等船海領(lǐng)域多個重大前沿問題。   

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)國戰(zhàn)略和21世紀(jì)海上絲綢之路的總體部署，國務(wù)院發(fā)布了中國制造2025和“十三五”國家戰(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)船舶列為國家重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。“高新船舶與深海開發(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)勢和廣泛的教育平臺，聚焦船海領(lǐng)域科技前沿，關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢，為各國專家學(xué)者開展學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流，搭建平臺，以共同推進(jìn)我國深遠(yuǎn)海極地資源開發(fā)裝備等相關(guān)領(lǐng)域的前沿研究和技術(shù)創(chuàng)新，推動產(chǎn)學(xué)研合作。     

高潤生在致辭中表示，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)計和戰(zhàn)略部署的框架基本完成。對于協(xié)同創(chuàng)新中心的發(fā)展，他提出，要實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新必須堅持“三聚”，即在開發(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)”，在加快國家實(shí)驗(yàn)室和國家技術(shù)創(chuàng)新中心的建設(shè)、國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、國際大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程方面”聚焦協(xié)同目標(biāo)”。     

我國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)國家防衛(wèi)需求，近幾年我國水面艦艇裝備發(fā)展非常快速，可以說我們國家新型水面艦艇取得了跨越式的提升，在國際上屬于先進(jìn)。通過這幾年的努力，我們國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。”談及我國水面艦船技術(shù)的進(jìn)展，中國艦船研究設(shè)計中心研究員、中國工程院院士朱英富在學(xué)術(shù)報告中自豪地說了這番話。

朱英富院士長期從事我國大型水面艦船設(shè)計，是中國第一艘航空母艦“遼寧”艦總設(shè)計師。他說，近年來，我國水面艦船的設(shè)計思想與設(shè)計理念始終瞄準(zhǔn)國際前沿，噸位不斷增長，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)國站在了同一梯隊。  

談及水面艦船總體技術(shù)發(fā)展趨勢，朱英富院士認(rèn)為，我國水面艦船技術(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)計技術(shù)、海上無人系統(tǒng)技術(shù)等方面取得新的進(jìn)展。中國的新型艦船將以創(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代

未來的智能船廠長啥樣？    

林忠欽院士在報告中描述了“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)，到電氣自動化時代的批量生產(chǎn)、流水作業(yè)，再到信息時代的定制化生產(chǎn)、數(shù)字化設(shè)計、數(shù)控化制造、集成化管理，直至今天進(jìn)入工業(yè)4.0時代，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、智能四個時代，船舶工業(yè)亦是如此。

在林忠欽院士看來，發(fā)展智能造船技術(shù)是趕超日韓，建設(shè)造船強(qiáng)國的必然選擇，也是建設(shè)制造強(qiáng)國的國家戰(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)、過程感知、數(shù)據(jù)驅(qū)動和智能決策與自執(zhí)行�；�于我國船廠的現(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。船舶制造過程的全面自動化、智能化，不僅能將工人從“苦、臟、累、險”的作業(yè)環(huán)境中解脫出來，同時也將推動造船工業(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)計院總工程師王剛毅對智能船舶作了詳細(xì)介紹。他指出，“智能船舶”的核心是先進(jìn)感知、大數(shù)據(jù)、人工智能和自動控制技術(shù)，它將具備環(huán)境感知、分析決策、多等級控制等功能，從智能互聯(lián)，到智能物聯(lián)，直至全面無人自主船舶，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。     

深海開發(fā)與探測裝備將有重大突破

一部《海底兩萬里》，讓人魂牽夢縈百余年。如果說尼摩船長駕駛的“鸚鵡螺號”激發(fā)了人們對海底世界的無限想象，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)隊正在研發(fā)“海底礦產(chǎn)開采技術(shù)”，正將當(dāng)年法國作家儒勒·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，世界各國仍將深海礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用作為技術(shù)前沿問題進(jìn)行研究。我國也將開發(fā)3500米深海多金屬結(jié)核采礦試驗(yàn)系統(tǒng)作為國家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計劃，完成系統(tǒng)整體海上試采試驗(yàn)，提升我國深海采礦裝備整體技術(shù)水平，躋身世界前列，為未來商業(yè)化開發(fā)奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。楊建民說：“深海采礦船總體設(shè)計和動力特性、深海海流作用下的長距離輸送管道環(huán)境載荷、長距離輸送管道內(nèi)部復(fù)雜流場、礦石粗顆粒的高效輸送和流動保障、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)動協(xié)同控制、采礦系統(tǒng)對深海海洋環(huán)境的影響等，是深海礦產(chǎn)資源關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題。”隨著深海礦產(chǎn)資源開發(fā)科學(xué)問題和關(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)中心主任謝彬在報告中表示，開發(fā)南海深水油氣資源對保障國家能源安全、建設(shè)海洋強(qiáng)國和維護(hù)海洋權(quán)益具有重要意義，南海深水油氣田開發(fā)具有“高投入、高風(fēng)險、高技術(shù)、高敏感”的特點(diǎn)。南海深水油氣田開發(fā)迫切需要突破深水流動安全保障、深水浮式平臺技術(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)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的深水油氣田開發(fā)工程設(shè)計技術(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產(chǎn)權(quán)的深水工程水下設(shè)備及產(chǎn)品，打破了國外技術(shù)壟斷；成功研制四類深水工程監(jiān)測系統(tǒng)，并實(shí)施現(xiàn)場監(jiān)測。在“十三五”期間，該中心將努力建立深水工程技術(shù)體系，使我國全面具備深水油氣田開發(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)隊牽頭的“全海深無人潛水器（ARV）研制”項目，獲得2016年國家重點(diǎn)研發(fā)計劃支持。全海深潛水器是人類探索海洋最深區(qū)域、開發(fā)海洋資源必不可少的工具。葛彤表示，實(shí)現(xiàn)開展水下探測技術(shù)、作業(yè)技術(shù)和平臺技術(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),是未來水下工程實(shí)施的主要形式。     

全海深無人潛水器的研制需要攻克深海布放、動力技術(shù)、運(yùn)動控制、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、海底廣域目標(biāo)精細(xì)調(diào)查、海底精細(xì)調(diào)查和探測、海底精細(xì)調(diào)查和成圖等水下探測功能，同時具備海底表面取樣和鉆心取樣、海底觀測網(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、深水沉船開孔抽油和海底管線安裝工程等水下作業(yè)功能。     

這項研究將打破我國深海無人潛水器應(yīng)用的技術(shù)空白，最終形成我國具有自主知識產(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，推動我國深淵�？茖W(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，也是一個國家綜合國力、高科技水平在國際舞臺上的展現(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，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”，任何國家若想實(shí)施極地戰(zhàn)略，必先發(fā)展極地船舶裝備。

中國船級社上海規(guī)范研究所副所長鐘晨康指出，極地戰(zhàn)略地位重要，我國參與極地事務(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)境對航行船舶、通航時間、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、沿岸國責(zé)任和義務(wù)的法律框架等多方面的要求。隨著國際海事組織（IMO）海事安全委員會《極地規(guī)則》的發(fā)布，國家相關(guān)部委重視并支持開展立項研究，中國船級社積極承擔(dān)相關(guān)課題，爭取在極地規(guī)則下，建立和完善我國極地船舶設(shè)計、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。  

中國船舶及海洋工程設(shè)計研究院高級工程師吳剛在2015年年初參加了“雪龍?zhí)?rdquo;南極考察活動。作為中國新一代極地自破冰科考船的技術(shù)總師，他對極地船舶的技術(shù)發(fā)展有著較為深刻的認(rèn)識。吳剛認(rèn)為，極地船舶大致可分為過境航行、極地資源開發(fā)與運(yùn)輸、極地科學(xué)考察三種類型。據(jù)他所言，中國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)極地是一個系統(tǒng)的戰(zhàn)略工程，涉及進(jìn)入、探測、運(yùn)輸、冰區(qū)管理、平臺供應(yīng)和應(yīng)急救援等多項問題，需要攻克更多更重要的關(guān)鍵技術(shù)問題，才能在極地實(shí)現(xiàn)“進(jìn)得去、待得住、管得了”。對于我國極地船舶的發(fā)展，吳剛建議，應(yīng)積極參與國際極地規(guī)則的制定，加快推進(jìn)我國極地船舶規(guī)范以及相關(guān)配套設(shè)備的研究。要自主設(shè)計建造適應(yīng)我國戰(zhàn)略需求的重型破冰船，同時做好極地鉆探相關(guān)技術(shù)儲備。時機(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，加快我國北極航道氣象、保險等服務(wù)的發(fā)展，讓極地真正成為“聚寶盆”和“黃金航道”。     

在17日的主題報告中，顧學(xué)康、宗智、朱凌、陳剛、趙耀還分別針對“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”、“大型郵輪的設(shè)計與制造”和“船舶復(fù)雜曲率板成型新方法”做專題報告，為與會人員分享了我國高新船舶與深海開發(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。