中国制造业重点领域技术创新绿皮书:技术路线图(2019)
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发展重点

1. 重点产品

海洋空间综合立体观测系统

重点开展海洋探测传感器、船载海洋观测仪器、海洋浮标、海洋潜标、水下通信设备、海洋环境数据库、海上目标雷达回波数据库、全空间信息系统等关键装备及系统的开发和研制,实现工程化应用。

海洋油气资源开发装备

重点开展海洋常规与极地油气资源勘探/开采与生产装备、水面支持装备,深水、超深水钻井船、铺管起重船、海洋支持船等工程船舶与装置的研制与集成创新;深水/超深水半潜式生产平台、大中型液化天然气浮式生产储卸装置(LNG-FPSO/FSRU)、浮式钻井生产储卸装置(FDPSO)、张力腿平台(TLP)、深水立柱式平台(Spar)、天然气水合物开发装备等油气生产装备及水下生产系统、单点系泊装置、18缆以上深水物探船等生产辅助装备的研制和产业化应用。

深海矿产资源开发装备

重点开展全球大洋深海矿区的多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物等海底资源勘探、钻采及深海微生物基因采集与培育的相关深海大型科考/勘探/采矿工程及其他相关功能的特种船舶与装备的研制和应用。

海洋可再生能源开发装备

重点开展海上太阳能、海上风能、潮汐能、波浪能、温差能等海洋可再生能源开发利用装备的研制和产业化应用。

海上岛礁利用和安全保障装备

重点开展海上执法指挥调度系统、大型/超大型浮式保障基地、极大型海上浮式空海港、海上卫星发射平台、岛礁中型浮式平台、远海岛礁开发建设施工装置、远海通信网络系统支撑平台等装备的研制和应用。

深海探测与作业装备

重点开展300吨级水下大型载人运载装备研制和应用示范、3000吨级小核动力水下大型载人运载装备系统总装集成;深海地质、深海环境、深海生物、深海资源探测,原位研究与处理,深海工程作业施工等关键装备及系统的研制和应用;深海科考钻探船、深海探测作业保障平台、无人及载人潜水器等深海勘查作业装备研制和应用。

超级生态环保船舶

重点开展超级生态环保油船、散货船、集装箱船等国际航线、支线船舶,以及江海直达双燃料船舶、绿色智能标准系列内河船在高效节能、温室气体(CO2)减排以及船舶各类污染物排放控制等方面的技术研发与应用。以IMO国际公约(MARPOL公约、压载水公约、香港拆船公约、AFS公约)、《国际海运温室气体减排初步战略》及当前重点发展方向(生物污垢控制、黑炭排放)的技术政策发展为基线,研制各类防污染技术世界领先且温室气体(CO2)排放减少50%以上的超级生态环保船。

极地运输船舶、破冰船及海洋工程装备

重点开展适用不同冰级要求的极地油船、集装箱船等船舶研制,重点研究PC4冰级以上的极地运输船舶,满足PC2冰级的极地重型破冰船及冰区水下探测系统,适用于极地环境油气开采的钻井船和半潜钻井平台等海工装备,装备安全、经济、环保特征达到国际先进水平。

远洋渔业船舶、深远海渔业养殖/海洋食品与海洋医药装备

重点开展远洋金枪鱼捕捞船、深冷运输船、南极磷虾捕捞加工船舶、远海渔业养殖工船,以及渔探、捕捞、加工、深冷储藏、运输、养殖等设备的集成研制;适合特殊海况条件的深远海大型智能鱼类养殖装备和适合需求的海洋食品与海洋医药装备研制,实现装备产业化与自主配套。

高性能执法作业船舶

重点开展高速化、多功能的新型海上公务执法船舶,具有500 m水深饱和潜水功能的深远海救助船,以及多功能打捞船舶等船型研制。

大型邮船及中小型经济邮船

重点开展15万总吨级大型邮船的生产协同设计、制造管理、工业互联网与5G、供应链管理等建造技术研究;开展中小型经济邮船的顶层规划、模块化预制、薄板焊接、重量控制、工程管理、物流体系等自主设计技术研究。

大型LNG燃料动力船

实现船舶由传统的柴油燃料向液化天然气(LNG)的转换,在主力船型的设计建造技术方面具有知识产权的国产产品配套率达到70%以上。

船用大功率低、中速环保发动机

开展自主知识产权远洋船舶大功率低、中速环保发动机(柴油、气机及双燃料发动机)的全系列研发,基本实现关键配套件自我配套。

2. 关键零部件

水下生产系统

通过突破500~1500 m水深的水下控制设备模块化与集成化技术,水下控制系统通信技术,水下控制系统电液传输计算分析技术,水下控制系统快速连接技术,水下控制系统安装、测试与监测技术等,掌握水下生产系统控制核心技术。研制水下采油树及配套工具、水下井口及配套工具、水下控制系统、光纤钢管脐带缆、水下多功能管汇、水下即插件等关键水下设备,在此基础上实现油气田的实际工程应用,并进一步推进全电控制系统研制与产业化应用。

专用作业装备与设备

开展专用工程作业设备工具包、专用钻井设备包、专用海洋油气生产设备包、FLNG核心设备包、LNG船液货维护系统、深水管缆等开发。

深海锚泊及动力定位控制系统

重点突破大型海上作业装备深海锚泊和动力定位系统关键核心技术,开展深海锚泊及动力定位系统产业化应用。

大功率低速发动机关键零部件

重点开展船用大功率发动机的铸钢气缸体铸造与焊接技术,高效涡轮增压器技术,燃油喷射系统、缸内过程、智能调速系统设计及实验等技术,智能化核心控制元件及系统关键机械部件设计技术,长期极低负荷运行工况的船用低速发动机关键配件技术,模块化设计与集成技术研究,掌握大功率低速发动机设计技术。

船舶信息与智能系统

重点实现信息物理系统(CPS)及远程机械控制系统、能源控制系统、辅助自动驾驶系统、船舶干/液货物安全系统、船舶健康管理系统的实船应用,并通过船岸一体化数据交换及管理技术、多源传感器数据融合技术、多维数据模型变换等技术集成,研发船舶智能、管控与远程维护相融合的大数据分析平台,为实现海上自主航行船舶(MASS)和无人驾驶自主航行船舶(U-MASS)的研制及服务应用奠定基础。

船用LNG等气体燃料供应系统关键零部件

重点开展LNG气体燃料动力船(包括加注船)的加注系统、储气系统、供气系统所需要的设备零部件的研制,实现汽化器、深潜泵及线路阀件等关键设备及零部件的研制。

降低船体摩擦阻力设备

重点开展新型高性能降阻涂料、船底空气润滑降阻设备等研制。

极地船舶与海洋工程装备配套设备及零部件

重点开展适用于极地航行船舶的极地高冰区大功率的全回转推进装置、极地探测无人潜器,以及泵、阀件等关键零部件研发。

3. 关键共性技术

大型货物运输船目标型规范体系

基于IMO GBS方法论和业界研究成果,拓展目标型规范体系应用到各类大型货物运输船结构规范,如大型集装箱船、大型车辆运输船等,以适应船舶大型化、新颖设计的发展需求,提升船舶规范标准达到国际先进水平。

高性能能源及储能技术

重点突破恶劣作业环境下所需的高能量密度、高可靠性、长寿命能源与储能技术。

深远海信息传输技术

重点突破深远海数据采集装备、数据传输装备、信息融合处理装备,以及数据应用服务装备等所需的信息传输关键技术。

水下安装技术

重点突破水下安装定位技术、安装下放过程力学分析与数值计算、安装过程冲击分析技术等关键技术。

安全与可靠性技术

重点通过开展海洋浮式结构物及水下设备冰载荷、极限承载能力、风险分析理论与直接计算技术研究,提高海洋浮式结构物及水下系统的可靠性和安全性。

船舶与海洋结构物水动力性能

重点攻克海洋结构物与航行体的水动力性能与总体设计技术,包括快速性、耐波性、操纵性,环境流场,运动与载荷、流固耦合、涡激振动、波激振动/颤振等平台/系统工程应用关键技术,形成海洋装备水动力学数值模拟智慧系统。

海洋工程装备/主要配套设备数字模型、岸基与海上试验与认证技术

通过开展船舶与海洋工程装备/主要配套设备海上实尺度测试、运动/安全性/生产状态在线监测及风险评估技术研究,获取并积累各类平台设备及水下设备的耐久性和可靠性的工程数据,加快我国海洋工程装备技术实用化进程。开展主要配套设备海上试验技术与认证体系研究,形成适用于主要海洋工程配套设备的试验室、数字模型、岸基与海上试验技术相互配套的完整体系。

船舶优化节能技术

重点实现低阻船体主尺度与线型设计技术、船体附加水动力节能装置设计技术、船体上层建筑空气阻力优化技术、船体航行纵倾优化技术、低波浪失速船体线型设计技术、船底空气润滑降阻、降低空船重量的结构优化设计、船舶热能发电系统等技术的集成。

船舶推进装置设计技术

重点实现高效低噪声螺旋桨设计技术、POD-CRP组合推进装置设计技术、螺旋桨/舵一体化设计技术、螺旋桨/船艉优化匹配设计技术、高效轮缘对转组合推进技术、叠叶双桨对转推进等技术合理集成。

减振降噪与舒适性技术

重点突破设备隔振技术、高性能船用声学材料、建造声学工艺与舾装管理、声振主动控制技术、舒适性舱室设计技术、结构声学设计技术、螺旋桨噪声控制技术等。

船舶智能设计制造技术

在实现国内外有关行业合作的基础上,通过互联网/物联网/e-技术/大数据/云计算等信息化技术的应用实现数值水池技术、船舶总体多学科优化(MDO)设计技术、基于风险设计的评估技术、基于大数据技术的船舶能效评估验证技术、船舶设计建造一体化设计3D技术、基于3D设计的虚拟现实(VR)试验验证技术,以及船舶智能制造一体化平台与大数据应用技术、船舶智能生产线集成技术、船舶车间智能管控技术、数据互联互通、智能建造工艺技术等在船舶设计、制造各环节的应用。

极地船舶与海洋工程装备关键技术

重点开展冰力学特性与冰水池试验、极地船舶大功率吊舱及推进器、冰水动力性能预报、冰载荷预报与结构设计、科考船舶极地智能管理技术、极地抗冰防寒与防污染技术等研究。

4. 关键材料

重点开展EH47以上的高强度钢材、钛合金材料、低温材料(大气温度≤-50℃)、轻型复合材料、环境友好型防污减阻新材料、高性能储能材料、耐磨材料、脐带缆用钢管、浅水用软管脐带缆,以及先进无损检测技术应用、激光焊等先进生产工艺的研究与开发。开展材料基因(组)方法的研究与应用。

5. 关键专用制造装备

船舶智能制造装备

重点开展用于船舶中间产品智能生产线上的船舶智能焊接装备、船舶智能打磨装备、船舶分段智能涂装机器人研究。