如何突破深远海航行装备制造与安全保障工程技术难点?

How to Break through Engineering Technology Difficulties in Manufacturing and Safety Support of Deep Marine Navigation Equipment?

问题年度:2021 问题类型:工程技术难题 学科领域:地球科学 学科细分归类:船舶与海洋工程

推荐机构:中国航海学会

航行装备 深远海与极地环境 制造与安全保障 关键技术

问题描述

国家《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》明确指出,瞄准深远海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目,加快壮大海洋装备产业,建设海洋强国,提高海洋资源、矿产资源开发保护水平。

根据国家发展战略要求,围绕深远海与极地环境下的油气、矿产综合作业平台(包括深海采矿船、极地海洋平台等)、深远海与极地航行装备(包括豪华邮轮、极地LNG运输船、极地重型破冰船、极地大型油轮等)、深远海与极地航行关键设备(包括探测系统、水下生产系统、极地救生设备、基于北斗的空天海岸协同通信保障系统等)等重大装备研发,对深远海与极地环境(包括监测、预报及大数据分析技术等)、深海工程技术(包括顶层设计技术、感知与控制技术、长距离矿产输送与保障技术、系统运维与预警技术等)、极地工程技术(包括冰下探测与通信技术、航行性能预报技术、结构与装置安全评估技术、破冰技术等)、综合安全与保障评估技术(包括安全航行保障技术、远程安全监管技术、安全救助技术、大数据处理分析技术等)、深远海与极地装备工程软件研发(包括环境数据库与预报系统、设计与安全评估系统、安全运维及保障数据库与系统等)等关键技术进行研究,解决“卡脖子”的问题,建立深远海航行装备制造与安全保障相关的技术能力和标准,实现具有自主知识产权的深远海航行装备国产化,占领全球深远海航行装备制造与安全保障技术的制高点。

问题背景

随着中华民族的伟大复兴与和平崛起,中国飞速的经济产业发展和消费升级,对资源的需求日益增大。深远海与极地是人类有待开发的能源和资源宝库。同时,极地还具有重大地缘战略意义。所以,近年来世界各国对深远海与极地资源、空间开发和利用的竞争空前激烈,深远海航行装备制造和安全保障是全球关注的焦点。

与国际领先的深远海航行装备制造和安全保障技术水平相比,我国还存在:深远海航行装备制造的技术链与产业链不齐全、配套能力不够;豪华邮轮,深海采矿船及配套的矿产探测与生产系统,油气平台及配套的生产系统,通信保障系统,极地海洋平台、极地大型运输船、极地重型破冰船、以及极地救生设备等重要装备的自主设计和制造能力不足;对深远海与极地环境监测、预报及大数据分析能力不足;对深远海与极地工程涉及的顶层设计、探测与通信、性能与安全预报和评估、运维与监控等技术能力和经验不足;对安全航行相关的保障与远程监管、预警与救助以及大数据处理分析等技术能力和经验不足;深远海与极地装备工程软件基本依靠国外技术等方面的问题,相应的技术标准不健全,不能满足深远海航行装备的大型化、关键设备的系统化、集群化以及深远海与极地复杂环境的生产作业等需求,制约了我国深远海航行装备的国产化水平和深远海国家战略的实施。

最新进展(截止问题发布年度)

国际上在深远海航行装备及深海资源开发方面已形成完整的技术链和产业链,积累了大量的工程应用经验,在大型LNG船、豪华邮轮等航行装备的设计、制造、运维与安全保障技术能力已具有领先优势,并占据主导地位,同时在深海采矿、生物资源利用领域也开始了初步商业化应用。我国的深远海航行装备设计制造研发起步较晚,虽然我国在深海油气装备的总装和传统大型运输船的建造等方面具有一定规模优势,但在技术链和产业链的完整性,以及高附加值大型船舶和海洋装备的关键技术领域还存在明显的短板,特别是大型LNG船及其货物围护系统、豪华邮轮及其设备、深海采矿船及配套设备等主要依赖国外,未能形成具有自主知识产权的设计和制造能力、相关技术标准与配套工程软件。对于极地航行装备,设计、制造和安全保障能力较强的国家主要集中在北冰洋附近。俄罗斯拥有世界最大的冰区船队,其研发的高纬度导航、通讯系统等均居世界前列。作为近极地国家的日韩,也加快了参与北极地区资源开发的极地装备研制。我国虽成功建造了“雪龙2”等极地装备,但在大型高冰级极地运输船舶和配套设备等还没有自主的设计和制造能力,还未形成系统化的极区航行保障体系。

为了突破深远海航行装备制造与安全保障工程技术难点,应重点开展:深远海与极地环境监测和预报研究,建立相应的数据库及标准,形成大数据分析能力;深海与极地工程涉及的顶层设计研究,探测与通信系统研究,性能与安全预报和评估技术研究,运维与监控技术研究与系统开发,建立配套的技术标准,形成独立自主的技术开发和制造能力;安全航行保障与远程监管技术与系统研究,预警与救助系统研究,建立数据库及标准,形成系统的安全保障和应急处置能力;深远海与极地装备工程软件研发,形成具有自主知识产权的软件系统。

重要意义

深远海与极地航行装备制造业是我国战略性新兴产业的重要组成部分和高端装备制造业的重点方向,是国家实施海洋强国战略的重要基础和支撑。深远海与极地航行装备制造与安全保障是深远海与极地战略的基础,进行科技领域攻关,突破相关技术难点,解决“卡脖子”问题,提升深远海及极地航行装备领域全产业链竞争力,推动制造业优化升级,培育深远海及极地航行装备产业创新发展,提升制造业核心竞争力,促进具有自主知识产权的深远海及极地环境下的油气、矿产综合作业平台、深远海及极地航行装备、深远海及极地航行关键设备的研发应用,实现我国“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出的深远海发展目标。

深远海与极地航行装备制造和安全保障工程关键技术难题突破后,有助于强化国家深远海战略科技力量,加强深远海领域原创性引领性科技攻关,深入实施深远海及极地装备制造强国战略,提升产业链供应链水平。通过深远海及极地装备制造和安全保障工程研发,加快核心技术创新应用,培育壮大发展新动能,构筑深远海及极地产业体系新支柱,具有巨大的经济效益。有利于构建和保障现代能源体系,加快深海、远海、极地和非常规油气资源开发利用。有利于积极拓展海洋经济发展空间,深度参与全球海洋治理、海洋环境监测和保护。有利于加强南北极国际合作,拓展极地航线应用,进一步保障国家海洋权益。