2.4　技术路线图

2.4.1　发展目标与需求

1.发展目标

到2025年前，补齐智能海洋运载装备技术链和产业链缺失环节；小型内河船舶突破自主航行关键技术，近海船舶实现少人化；智能无人潜水器谱系化发展，实现水下有人/无人潜水器的集群协同探测与作业；在海洋油气勘探、生产、管理、维护保养等方面以及渔业养殖平台运营上形成一体化远程操作体系，实现全面信息化与自动化；开发海洋运载装备设计、评估、建造、管理一体化软件，设计智能化水平国际先进；打造海洋运载装备智能制造示范车间、示范船厂。

到2035年，在智能海洋运载装备关键系统和配套设备方面的自主创新能力极大增强，达到国际先进水平；内河船舶和近海船舶实现自主航行，远洋船舶实现少人航行；在海洋油气勘探、生产、管理、维护保养等方面以及渔业养殖平台运营上实现少人化或无人化运行；深海智能无人集群探测作业装备及配套产业链发展成熟，产业链安全可控；成为智能海洋运载装备行业技术的引领者和标准制定者；形成自主可控的海洋运载装备设计、评估、建造、管理一体化工业软件体系，建成海洋运载装备数字化研发设计与制造一体化新模式。

2.发展需求

1）智能海洋运载装备是满足国际海事环保及安全要求的重要手段

近年来全球气候变暖等环境污染问题日趋严重，国际海事组织（IMO）对船舶节能环保的要求日益严格，节能环保型远洋船舶的需求逐年攀升。船舶能效管理技术等新兴智能船舶技术，为船舶实现绿色智能、满足公约标准提供了新的契机和希望。

安全问题也是国际海事组织关注的重点。以船舶为例，近年来船舶海上事故频发，而且80%以上事故仍然是因人员操作失误而造成的。智能海洋运载装备能够感知外部和自身环境与状态，并及时向相关人员传达信息，同时具备自动化、自主化运行等功能，能够有效规避因人员操作失误而造成的海上事故。同时，少人/无人船舶和无人值守海洋平台的出现，将大幅度减少海洋运载装备所需的现场工作人员，为提高人员的安全提供了有效手段。

2）智能海洋运载装备是满足海洋科学研究与资源开发需求的有力支撑

全球社会与经济的可持续发展有赖于人类对海洋的科学研究及资源开发，人类对海洋，尤其是对占海洋面积90%的1000m以下深海的认识与开发利用总体上处于初级阶段，深海是人类尚未充分认识的科学与资源宝库。受水下极端、复杂环境的影响，少人/无人运行的智能海洋运载装备成为“深海进入、深海探测、深海开发”的重要支撑工具，智能海洋运载装备关键前沿技术的突破与发展，将成为世界对海洋运载装备技术与产业的重要需求。

3）智能海洋运载装备是满足我国船舶工业转型升级、加快强国建设的重要突破口

智能化是世界船舶工业当前及未来竞争的新热点、新机遇和新挑战，也是我国船舶工业供给侧结构性改革和新旧动能转换的重要抓手。加快突破智能海洋运载装备关键技术，补齐智能海洋运载装备技术链和产业链中感知与能动控制等关键器件的研究、设计、生产缺失环节，推动海洋运载装备智能技术工程化应用，增强船舶工业核心竞争力，实现向“引领型”发展的战略转变，有力支撑国家海洋强国、交通强国和制造强国建设，是我国海洋运载装备技术与产业发展的方向与使命。

2.4.2　重点任务

1.远洋智能船舶重大工程

1）需求与必要性

当前，世界主要造船大国都将智能船舶提升到战略高度，按照国家深海战略与海洋强国战略，研发远洋智能船舶对我国海洋运载装备技术的发展、树立海洋强国地位具有十分重要的意义。

远洋智能船舶是指利用传感、通信、物联网等技术手段，能自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，基于计算机技术、自动控制技术、大数据技术、智能技术等，实现航行、管理、维护保养、货物运输等方面智能化运行的远洋船舶。

2）工程任务

远洋智能船舶技术适用于散货船、油船、集装箱船、气体运输船等船舶，具有智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台六大功能。

到2025年前，通过建立船体数据库及船体相关数据的自动采集与控制，实现船体全生命周期内的安全和结构维修保养的自主辅助性决策支持；通过利用状态监测系统，实现机舱内机械设备运行状态、健康状况的自主分析评估；通过大数据分析、数值分析及优化技术，实现船舶能效实时监控、智能评估及优化。

到2035年前，通过利用计算机技术、监测和控制技术等，实现远洋船舶航行路线和航速的自主设计、优化和自主航行；通过传感器技术、计算机技术、自动控制技术、大数据分析和处理技术，实现货舱、货物和货物保护系统状态的监测、报警、辅助决策、控制，以及船舶货物的智能化管理；通过建立远洋智能航行、机舱、能效管理集成平台，实现远洋船舶的全面监控、智能化管理和岸基数据交互等。

3）工程目标与效果

在远洋智能船舶技术方面，力争在2025年前，重点实现远洋主流船舶智能船体、智能能效管理、智能机舱三大功能；在2035年前，重点实现远洋主流船舶智能航行、智能货物管理、智能集成平台三大功能，构成完整的远洋智能船舶功能体系。

2.智能海洋油气开发装备重大工程

1）需求与必要性

当前，一方面，全球油价一直在中低位震荡，新能源也正在逐步崛起挑战石油的垄断地位。如何进一步降低石油开发成本、提升海洋油气开发的经济性，是当前国内外业界重点关注的问题。另一方面，海上油田作业一旦出现安全事故，给环境造成的损伤难以预计且很难修复。为保障海上油田作业的安全性，提升作业效率，实现数字化与能源行业的充分融合，实施智能海上油田建设任务迫在眉睫。

2）工程任务

基于全方位监测、数据自动采集和实时传输，以支持核心装备自动化、机器自主学习为重点，结合云计算、大数据和物联网等先进IT技术，通过管理转变和流程优化，建立全面感知、自动控制、优化决策、智能预测的智能海上油田装备与技术体系。

3）工程目标与效果

到2025年，完成海上包括导管架平台、浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）等在内的生产平台无人化技术研发，启动陆地远程指挥中心建设，推进岸电项目的实施，研制智能化配套系统。

到2030年，将认知计算和人工智能技术应用到油田勘探开发中，通过同类油藏特征参数预测，提升决策的时效性和科学性。

到2035年，攻克用于海上油气田开发的相关装备的智能决策与管理技术，使所有装备均具备瞬时响应与智能分析能力，全面实现海上油气开发的少人化和智能化。

3.船舶虚拟设计与建造科技专项

1）需求与必要性

船舶虚拟设计与建造技术是一种面向船舶全生命周期的虚拟仿真技术。随着大数据、互联网等技术的发展，该技术被用于建立大型船舶设计与建造虚拟数字服务平台。用户可根据自己的需要，在该平台上进行船舶设计与建造过程中的数值模拟。

现阶段，船舶行业低碳节能呼声越来越高。船舶虚拟设计与建造技术能够实现船舶设计与建造协同一体化，通过构建全生命周期的船舶虚拟仿真系统，对船舶设计与建造过程的提质增效、高效节约具有十分重要的意义。

2）工程任务

构建两大数字信息系统—船舶虚拟设计信息系统和船舶虚拟建造信息系统。基于物联网技术、传感器技术、数据处理技术、虚拟设计生产信息技术，实现不同阶段船舶设计和生产流程的实时仿真，以此实现提高船舶的设计质量，减少船舶建造费用，缩短其建造周期。

3）工程目标与效果

到2025年前，全面突破三维建模技术、建造工艺自动仿真技术、物流仿真技术、建造计划仿真与验证技术等。

到2035年前，全面突破船舶虚拟设计评估与优化技术、船舶建造工艺仿真优化技术、造船厂的物流仿真与能力评估技术、作业和运行保障仿真技术等。

4.无人值守深远海渔业养殖平台科技专项

1）需求与必要性

我国近海环境持续恶化，鱼类捕捞量不断下降。例如，传统的黄渤海渔场、舟山渔场、南部沿海渔场、北部湾渔场资源枯竭，几近名存实亡，而目前我国近海养殖业技术落后，仍处于初级阶段。为改善浅海和近海的海域环境，促进海洋渔业可持续发展，开发大型化、规模化的深远海渔业养殖平台是养殖业今后发展的必由之路。无人值守深远海渔业养殖平台作为综合运用各种自动化、智能化技术的载体，对于提高深海养殖效率、保证海水产品的数量和质量具有重要的意义。

2）工程任务

基于自动投饵装置、机器人洗网装置、全自动收鱼装置，以综合养殖管理系统为核心，结合水下监测系统、海上供能系统等先进海洋技术，建立全面感知、自动控制、优化决策、智能预测的无人值守深远海渔业养殖平台。

3）工程目标与效果

到2025年，建立深远海渔业养殖装备设施自动化技术体系，实现关键设备系统的智能化。

到2035年，建立完善的综合性无人值守深远海渔业养殖平台技术体系，实现深海养殖平台的远程控制，使平台在无人或少人值守时可以做到安全运营。

5.智能无人潜水器谱系化、国产化研制科技专项

1）需求与必要性

当前，已经研发的智能无人潜水器“自主”能力仍不高，处于“弱智能”状态。新一代人工智能技术将大幅度提升无人潜水器的智能化水平，新型通信与定位导航技术、新型能源技术等也将促进智能无人潜水器在可靠性、效率、续航、集群作业等方面的能力不断提升。

我国的深海探测与作业逐步走向全海深，应根据不同的需求，应用不同潜深和能力的智能无人潜水器，以提高效率、节约成本。当前我国智能无人潜水器的核心设备国产化水平低，研发进度受制于国外；深海智能化探测手段尚未成体系，需进一步在智能感知、水下定位及协同、控制与导航、系统安全可靠性等多个领域取得突破。

2）工程任务

研发适应不同应用环境和应用载荷的智能无人潜水器，形成下潜深度从浅海到万米深渊、能力涵盖探测和作业的谱系化智能无人潜水器，突破自主探测感知、深海通信与定位导航、高效安全供能、自主航行控制、协同作业等关键技术，实现从脚本式智能转变为自适应智能；开展智能无人潜水器传感器、核心元器件的国产化研制，形成具有自主知识产权的智能无人潜水器研发能力。

3）工程目标与效果

到2025年前，补齐我国智能无人潜水器技术链和产业链缺失环节，提高智能无人潜水器关键元器件的国产化率，使智能无人潜水器与各类有人/无人装备实现自主协同探测与作业。

到2035年前，核心设备技术达到世界领先水平，具有自主知识产权的谱系化智能无人潜水器的研发、设计、制造、测试、配套与运维能力，深海智能无人集群探测作业装备及配套产业链发展成熟，从而带动高端材料、新型动力、先进制造、配套设备等产业升级。

2.4.3　技术路线图的绘制

面向2035年的智能海洋运载装备发展技术路线图如图2-1所示。