海洋是人类可持续发展的战略资源宝库,同时也是国际交往的大通道,全球90%以上贸易由海运完成。西方大国的兴衰历程表明,大国的崛起无不始于海洋。进入21世纪以来,以争夺海洋资源、控制海洋空间、抢占海洋科技制高点为特征的国际海洋权益斗争日益激烈。工欲善其事,必先利其器。经略(统筹治理)海洋离不开海洋运载装备,海洋运载装备对我国经济和社会的发展有着重要的影响。
随着人工智能、大数据等技术的发展,海洋运载装备智能化已经成为发展的必然趋势。当前,为了在智能海洋运载装备市场抢占先机,日本、韩国、中国及欧美国家和地区的企业、科研院所、高校、船级社等均积极投身于智能海洋运载装备的研制。因而,有必要立足长远(面向2035年),规划智能海洋运载装备分阶段发展目标,系统地研究智能海洋运载装备发展所涉及的关键技术和重点任务等,以加快我国智能海洋运载装备的研发与应用进程,支撑国家战略运输和海洋贸易发展对装备的需求,促进对海洋资源的综合开发利用,助力我国突破海洋科考事业瓶颈问题,推动海洋强国、造船强国和交通强国建设。
本课题主要采用文献资料调研法、德尔菲问卷调查、文献计量、专利分析、专家研讨和情景分析等研究方法,采用工程科技战略咨询智能支持系统(iSS)、Web of Science数据库及Derwent数据库等工具,开展智能海洋运载装备技术动态分析、技术清单制定和技术路线图绘制等工作。
基于文献分析结果得出以下结论:当前,世界主要海洋国家对智能海洋运载装备的研究日益重视,中、美、英、日、韩等国是该领域研究的主要力量;较为活跃的研究机构包括美国伍兹霍尔海洋研究所、美国蒙特利海湾研究所、东京大学、美国海军、哈尔滨工程大学、中国科学院沈阳自动化研究所、洛克希德·马丁公司等;自主作业、运动控制、通信导航、探测识别、路径规划等技术是本领域的研究热点。
基于全球技术发展态势分析和专家研讨等情况,本领域报告形成了船舶智能航行操控技术、全船安全智能监控技术、船舶能源与动力系统智能管理技术、船舶智能货物管理技术、智能船舶一体化信息技术、船舶智能设计工业软件技术、船舶制造过程智能管控技术、海洋油气智能钻井/完井技术、海洋油气田智能综合管理技术、海洋油气集输智能运维技术、渔业养殖装备自动化技术、深海复杂环境下自主感知分析技术、深海新型通信与定位导航技术、智能深海无人装备高效安全供能技术、水下无人装备自主航行与作业控制技术、水下有人/无人装备集群智能协同技术16项关键前沿技术,分别提出了面向2025年和面向2035年本领域的发展目标,从国际海事法规、海洋开发需求和我国船舶工业转型升级3个层面论述了发展需求,提炼了远洋智能船舶重大工程、智能海洋油气开发装备重大工程、船舶虚拟设计与建造科技专项、无人值守深远海渔业养殖平台科技专项、智能无人潜水器谱系化/国产化研制科技专项5个重点任务,并绘制了本领域技术发展路线图。