高技术船舶科研项目指引

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高技术船舶科研计划年度项目指南

工业和信息化部发高技术船舶科研计划2012年度指南发布单位:国务院为贯彻落实国务院发布的《工业转型升级规划（2011-2015）》和工业和信息化部发布的《船舶工业“十二五”发展规划》，促进船舶工业科技发展，全面提升自主创新能力，推动产业转型升级，近日，工业和信息化部发布了高技术船舶科研计划2012年度指南。

本指南着眼于船舶科技在节能、环保、安全、高效等方面的市场需求和发展趋势，以突破船舶及船舶配套领域核心关键技术为重点，同时注重全面夯实创新基础，建立健全船舶工业标准体系。

高技术船舶科研计划2012年度项目指南.doc高技术船舶科研计划2012年度项目指南为贯彻落实国务院发布的《工业转型升级规划（2011-2015）》和工业和信息化部发布的《船舶工业“十二五”发展规划》，促进船舶工业科技发展，全面提升自主创新能力，推动产业转型升级，按照《船舶工业“十二五”发展规划》明确的科技发展方向，特制定本指南。

本指南按照总体关键技术、配套关键技术、基础共性技术和技术标准等四个方面，提出了2012年船舶科研重点方向。

一、总体关键技术（一）新型液化天然气船液货围护系统预先研究1．研究目标：通过对IMO B型液货围护系统进行研究，开发出一型能承受液体晃荡载荷、操作与维护方便的新型LNG运输船液货围护系统，掌握其设计建造关键技术，并完成一型新型LNG运输船的概念设计。

2．主要研究内容：（1）新型液货围护系统结构和强度研究；（2）减少液货舱中液体晃荡措施研究；（3）新型液货围护系统操作与维护措施研究；（4）新型液货围护系统低温绝缘材料和绝缘方式研究；（5）新型液货围护系统模拟舱工艺研究；（6）新型液货围护系统模拟舱低温试验研究。

3．成果形式：（1）相关技术研究报告；（2）完成新型液货围护系统模拟样舱并通过船级社审核；（3）新型液货围护系统的设计指导性文件；（4）完成一型新型LNG运输船的概念设计并通过船级社审核；（5）形成相关专利。

高技术船舶科研项目指南(2014年版).

高技术船舶科研项目指南（2014年版）为贯彻落实《船舶工业加快结构调整促进转型升级实施方案（2013-2015）》和《船舶工业“十二五”发展规划》，促进船舶工业科技发展，引导建立产学研用协同创新机制，提升自主创新能力，推动技术、产品结构升级，提高国际市场竞争力，按照《船舶工业“十二五”科技发展方向与重点》的任务部署，特制定本指南。

一、工程与专项（一）节能环保示范工程1.总目标根据船舶节能环保相关国际公约、规范的要求，结合船舶技术的发展和国内外航运市场需求，通过风帆、混合对转推进系统等节能环保装备的实船应用示范以及江海直达环保示范船型的开发，突破清洁能源与节能装备应用关键技术，全面提升我国船舶节能环保整体技术水平。

2.重点研究方向（1）风帆技术示范应用开发研究目标：针对国际公约对船舶节能环保的新要求与当前船舶节能技术发展的水平，以超大型油船（VLCC）为目标船型，通过对风帆-主机混合动力推进技术的研究，掌握风帆设计、制造与应用关键技术，完成风帆在大型油船上的示范应用。

利用风帆技术，可实现VLCC在相同航速下平均日油耗降低12%以上。

主要研究内容：1）风帆-主机混合动力VLCC总布置及航行性能研究；2）风帆模型风洞、水池试验技术研究；3）风帆-主机混合动力VLCC推进系统关键技术研究；4）风帆-主机混合动力船舶控制策略及系统开发；5）风帆工程样机研制与试验技术研究；6）风帆-主机混合动力VLCC结构设计关键技术研究；7）大型风帆实船安装工艺及精度控制技术研究；8）风帆-主机混合动力VLCC节能指标与经济性分析；9）风帆-主机混合动力VLCC实船验证技术研究。

主要成果形式：1）相关技术研究报告及试验报告；2）相关设计图纸和计算书；3）经实船应用的风帆及控制系统样机；4）相关专利及技术标准研究报告。

（2）高效混合对转推进系统及节能装置示范应用开发研究目标：针对船舶节能减排技术的发展方向，结合节能环保船型对高效推进系统及节能装置的需求，以灵便型散货船为应用目标，自主研发三叶高效螺旋桨、改进型对转螺旋桨（CRP）以及扇形导管，掌握设计、制造关键技术，具备自主开发设计能力,完成实船示范应用，在加装混合对转推进系统及节能装置后，船舶推进效率提高8%以上，在相同航速下平均日油耗降低6%以上。

《中国制造2025》：中国高端装备制造产业相关政策解析

《中国制造2025》中国高端装备制造产业相关政策解析高端装备制造业是装备制造业的核心，是以高新技术为引领、处于价值链高端和产业链核心环节、决定整个产业链综合竞争力的战略性新兴产业。

我国高度重视发展高端装备制造业，《中国制造2025》部署了高端装备创新工程，引领制造业向高端方向发展。

各地方政府也积极行动，落实国家有关政策文件。

目前，我国高端装备制造业基本形成了以战略为引领、以规划为支撑、以政策措施为配套保障的政策体系。

同时，着力创新政策工具，引导产业健康可持续发展。

一产业相关主要政策进展（一）高端装备制造业总体政策现状《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发〔2010〕32号，以下简称《决定》）提出，高端装备制造领域要重点发展以干支线飞机和通用飞机为主的航空装备，做大做强航空产业。

积极推进空间基础设施建设，促进卫星及其应用产业发展。

依托客运专线和城市轨道交通等重点工程建设，大力发展轨道交通装备。

面向海洋资源开发，大力发展海洋工程装备。

强化基础配套能力，积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备。

根据“十二五”规划纲要和《决定》的部署和要求，国务院印发了《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，提出高端装备制造业要重点发展航空装备产业、卫星及应用产业、轨道交通装备产业、海洋工程装备产业、智能制造装备产业五大产业，并制定了各领域的产业发展线路图，分别提出了到2015年和2020年的发展目标、重大行动及重大政策。

进一步地，工业和信息化部印发《高端装备制造业“十二五”发展规划》，从产业规模、创新能力、基础配套能力、产业组织结构四个方面提出了高端装备制造业到2015年的主要发展目标，明确了“十二五”期间，航空装备、卫星及应用、轨道交通装备、海洋工程装备和智能制造装备发展的重点任务，部署了重大工程与区域发展重点，安排了金融财税政策支持、技术改造、技术创新、优化产业组织结构、质量品牌建设、加大市场培育力度、加强人才队伍建设以及提升对外合作水平等保障措施。

江苏科技大学海洋装备研究院2015年科研项目指南

附件1江苏科技大学海洋装备研究院2015年科研项目指南为贯彻落实《江苏科技大学2014年下半年重点工作（江科大委[2014]47号）》和《海洋装备研究院2014-2016年发展规划》，提升海洋装备制造理论创新、技术创新、产品创新能力，推进技术开发与成果产品孵化的紧密结合，加快海洋装备科技成果的集成化和产业化，特制定本指南。

一、设备研发类(A类)1.总目标围绕海洋装备配套及制造的专用系统或设备类产品，重点针对目前由国外垄断的国际主流市场的产品、国内外研发前沿的产品、引领海洋装备领域发展趋势的产品开展研发。

2.重点研究方向（1）水面无人艇关键技术与系统装置（A01）研究目标：针对水上无人观测平台需求，研发具有全自主航行和遥控功能，通过摄像、红外、声纳等多种传感器，在高、低速运动状态下能昼夜探测水上、水下目标的监测无人艇。

掌握水面无人艇设计、制造与应用关键技术，完成监测无人艇样机研制。

研究内容：1）新型无人艇艇体总体设计技术；2）无人艇特殊动力推进装置；3）无人艇高性能综合通讯技术与集成装置；4）无人艇导航与运动集成控制系统；5）无人艇人工智能控制技术与系统；6）监测功能模块装置；成果形式：1）水面无人艇样艇及系统装置样机，满足研究目标要求；2）重大项目申报书、产业化推广论证报告；3）技术研究报告、试验报告、设计图纸和计算书；4）相关专利及学术论文。

（2）水下机器人及水下生产配套装置（A02）研究目标：针对船舶与海洋平台水下作业与生产，开展水下机器人及水下生产系统关键技术研究，研发实用型、模块化的新型水下机器人及水下生产配套装置，分别能实现船体或平台水下部分检测、水下结构损伤探测、水下除锈与清污、水下焊接修复、螺旋桨缠绕解除、海底采油树装配操作等功能。

研究内容：1）水下机器人总体结构设计与性能分析；2）水下机器人智能控制技术；3）水下机器人机械结构系统；4）水下移动水声通信装置；5）水下机器人系列化应用功能模块装置。

财政部国防科工局关于印发《国防科技工业科研项目后补助管理暂行办法》的通知

2016年8月26日财防〔2016〕249号教育部、工业和信息化部，中国科学院、中国工程物理研究院，各省、自治区、直辖市国防科工局(办)，财政部驻各省、自治区、直辖市、计划单列市财政监察专员办事处，有关中央管理企业：为了创新国防科技工业科研投入管理方式，提高科研资金使用效益，财政部、国防科工局制定了《国防科技工业科研项目后补助管理暂行办法》，现印发给你们，请遵照执行。

执行中若有问题，请及时反馈。

附件：国防科技工业科研项目后补助管理暂行办法附件：国防科技工业科研项目后补助管理暂行办法第一章总则第一条为了进一步创新国防科技工业科研项目投资方式，发挥中央财政资金的引导作用，促进自主创新，提高投资收益，规范建立国防科技工业科研项目事后补助机制，依据国家有关规定制定本办法。

第二条经费投入少、研制周期短、技术成熟度高的国防科技工业科研项目适用本办法。

具体范围见附件。

第三条本办法所称后补助，是指国防科技工业科研项目承担单位(以下简称项目承担单位)先行投入资金，取得科研成果并通过验收审查后，由中央财政按照相关管理程序直接给予一定额度补助资金的资助方式，包括事前立项事后补助、奖励性后补助两种方式。

前款所称的项目承担单位，是指在中国大陆境内注册的、具有独立法人资格的企业、科研院所、高等院校等。

第二章事前立项事后补助第四条事前立项事后补助是指项目承担单位根据国防科工局发布的国防科技工业科研项目指南，结合自身研发需要提出申请，按照规定的程序立项后，先行投入资金组织开展研究开发活动，取得成果并通过验收后，中央财政给予相应资金补助的科研资助方式。

第五条事前立项事后补助按照以下程序管理：(一)发布指南。

国防科工局根据国防科技工业科研项目规划和年度支持重点发布项目指南。

对于其中符合事前立项事后补助方式的领域、方向和项目，应当明确纳入后补助实施范围，并提出拟达到的目标任务和考核指标。

(二)提交申请。

项目承担单位根据项目指南要求，编报项目建议书。

《中国制造2025重点领域技术路线图(2015年版)》

《中国制造2025》重点领域技术创新绿皮书《中国制造2025》重点领域技术路线图国家制造强国建设战略咨询委员会2015年10月前言制造业是实体经济的主体，是国民经济的脊梁，是国家安全和人民幸福安康的物质基础，是我国经济实现创新驱动、转型升级的主战场。

世界银行统计数据显示，2010年以来，我国制造业增加值连续五年超过美国，成为制造大国，一些优势领域已达到或接近世界先进水平。

然而，与发达国家相比，我国制造业创新能力、整体素质和竞争力仍有明显差距，大而不强。

因此，实现从制造大国向制造强国的转变，是新时期我国制造业应着力实现的重大战略目标。

为了推进这一历史性的转变，国务院组织编制并于2015年5月8日正式发布了《中国制造2025》，对我国制造业转型升级和跨越发展作了整体部署，提出了我国制造业由大变强“三步走”战略目标，明确了建设制造强国的战略任务和重点，是我国实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。

制造业覆盖面很广，为了确保用十年的时间，到2025年，迈入制造强国行列，必须坚持整体推进、重点突破。

《中国制造2025》围绕经济社会发展和国家安全重大需求，选择10大优势和战略产业作为突破点，力争到2025年达到国际领先地位或国际先进水平。

十大重点领域是：新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械。

为指明十大重点领域的发展趋势、发展重点，引导企业的创新活动，国家制造强国建设战略咨询委员会特组织编制了这些领域的技术路线图，汇总成册，称为“《中国制造2025》重点领域技术路线图”。

由于封面为绿色，也可称为“《中国制造2025》重点领域技术创新绿皮书”。

技术路线图的编制于2015年4月中旬启动，动员了48位院士、400多位专家及相关企业高层管理人员参与，广泛征集了来自企业、高校、科研机构、专业学会协会的意见。

封闭式养殖工船研发历程回顾

第49卷第5期渔业现代化Vol.49㊀No.52022年10月FISHERY MODERNIZATIONOct.2022DOI:10.3969/j.issn.1007-9580.2022.05.001收稿日期:2022-07-20基金项目:工业和信息化部高技术船舶科研项目可移动式养殖工船工程开发及关键系统研制 (工信部装函[2019]360号);中国水产科学研究院基本业务费(2021GH04);山东省支持青岛海洋科学与技术试点国家实验室重大科技专项(2018SDKJ0301)作者简介:刘晃(1973 ),男,研究员,研究方向:水产养殖工程和渔业发展战略㊂E-mail:liuhuang@封闭式养殖工船研发历程回顾刘㊀晃1,3,徐㊀皓1,3,庄志猛2,3(1中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海200092;2中国水产科学研究院黄海水产研究所,青岛266071;3青岛海洋科学与技术试点国家实验室,青岛266237)摘要:封闭式养殖工船是具有自主航行功能的海上封闭式养殖系统,也是一种综合的海上渔业生产平台,其生产功能以深远海封闭式船载舱养为主体,兼具水产品初加工与储运功能㊂文章回顾了大型封闭式养殖工船研发历经的孕育构想㊁积极探索和创新研发三个阶段,总结了研发过程中采取的以工业化理念构建现代水产养殖新模式㊁注重现代装备技术与水产养殖技术的深度融合㊁加强相关研究成果的专利战略布局等经验做法㊂中国大型封闭式养殖工船经历了30多年的探索研发,终于从梦想变成为现实,其具有封闭式养殖,环境可控,是高质量绿色养殖方式;游弋式养殖,可充分利用自然条件,是高效的生产模式;大型化发展,发挥规模经济效益,构建综合生产平台等技术特点㊂未来,围绕养殖工船将形成渔业航母船队,搭建深远海养殖全流程㊁全周期㊁全链条的养殖体系,实现海水养殖走向深蓝㊂关键词:海洋渔业;海水养殖;养殖工船;船载舱养;封闭式养殖中图分类号:S953.4㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1007-9580(2022)05-0001-007㊀㊀水产养殖为人们提供了品种丰富㊁质量优良的水产品,已经成为应对粮食安全及优质动物蛋白保障供给的重要发展方向㊂与牛㊁猪和禽类养殖相比,鱼类养殖具有更高的蛋白转化效率,其饲料转化率分别约为牛㊁猪和禽类的6倍㊁3倍和1.5倍[1]㊂目前,中国的海水养殖主要集中于沿岸近海,由于养殖密度过大㊁病害频发和环境恶化等问题,生存空间受到严重挤压,走向深远海,拓展新空间,发展绿色工业化养殖已经成为必然趋势[2]㊂深远海有广阔空间和优质水源,发展潜力巨大,据估算中国在深远海适合鱼类养殖的面积有7万多km 2,几乎未进行任何的开发利用㊂如果在这些海域开展鱼类养殖,年产量可达3900万t [3]㊂深远海养殖已然成为当下发展热点,科技创新与产业化发展较为快速,以大型桁架类网箱㊁养殖工船等为代表的各种类型的大型养殖设施竞相投入产业化应用探索,深远海养殖设施的工业化水平得到显著提高,有望加快深远海养殖产业化发展[4]㊂封闭式养殖工船是具有自主航行功能的海上封闭式养殖系统(floating closedaquaculture systems,FCAS),也是一种综合的海上渔业生产平台,其生产功能以深远海封闭式船载舱养为主体,兼具水产品初加工与储运功能,既可以根据季节的变化,选择水温适宜的锚泊海域,也可主动躲避超强台风的正面袭击或赤潮等自然灾害,能有效解决长期困扰传统开放式网箱养殖听天由命的痛点,可以将海水养殖从近岸推向深远海㊂养殖工船的构想和雏形大致可以追溯到20世纪70年代,中国水产科学研究院黄海水产研究所雷霁霖院士在构想未来海洋牧场建设蓝图中提出了海上养鱼工厂的初步设想和愿景[5]㊂历经反复的探索研究,直到2022年5月20日全球首艘10万吨级智慧渔业大型封闭式养殖工船国信1号正式交付运营,一个标志性的阶段成果,让养殖工船从梦想变成为现实,开启了海水养殖走向深蓝的产业化进程㊂封闭式养殖工船还可以与深远海养殖网箱㊁陆上工厂化养殖设施相结渔业现代化2022年合,形成效率最大化的陆海接力养殖方式;与捕捞渔船组成渔业航母船队 ,在远离大陆的远海㊁公海开展渔业综合生产,形成养-捕-加一体化㊁海-岛-陆相联动的新型渔业生产模式㊂围绕养殖工船形成的渔业航母船队,将搭建深远海养殖全流程㊁全周期㊁全链条的养殖体系,极大优化水产养殖生产结构和作业维度,提升中国深远海渔业资源利用能级,通过以养为主来建设真正的深蓝粮仓 ,实现向大海要优质蛋白,可为保障中国粮食安全和生态安全贡献力量㊂养殖船队还可驻守在边远海疆,极大提高区域存在感和态势感知能力,对于维护国家海洋战略利益和海洋安全具有深远意义㊂养殖工船也可以作为大国名片,走出国门践行海洋命运共同体的理念,以海洋联通世界,通过和平㊁发展㊁合作㊁共赢方式,扎扎实实推进海洋强国建设㊂未来,封闭式养殖工船的发展前景广阔,本研究主要回顾了封闭式养殖工船的发展历程,归纳了其主要技术特点,并总结了研究进展的主要经验,旨在为封闭式养殖工船的健康可持续发展提供借鉴㊂1㊀发展历程1.1㊀孕育构想阶段20世纪90年代到21世纪前叶的近20年期间,世界水产养殖把发展的目光转到公海大洋,提出了一种全新的现代化养殖产业海上工业化养鱼,并提出了基于船舶平台养殖的大型养殖工船的概念[6]㊂欧美渔业发达国家先后提出了养殖工船设计方案,围绕工船结构㊁养殖系统㊁养殖方式等方面开展积极探索研究㊂如西班牙的de Bartolomé等[7]提出了一种游弋式金枪鱼养殖工船(The Tuna Offshore Unit)的创意性设想,设计了一艘船长189m㊁宽56m㊁航速8kn的半潜式养殖工船,养殖舱底可打开,以刚性网箱扩展养殖空间,养殖水体最大可达195000m3,据称该工船可航行至地中海㊁几内亚湾㊁澳大利亚等海域的渔场接运活捕金枪鱼幼鱼,在10个月内将蓝鳍金枪鱼养成,最后到达日本海域出售㊂荷兰农村和农业系统创新网络(Innovatie Netwerk)发布了船载养殖可行性研究报告[8],提出了Innofisk养殖工船的概念,围绕大西洋鲑孵化㊁繁育㊁养成与加工,开展了船载养殖的经济可行性分析,结果表明开展船载幼鱼繁育是可行的,年产量要在1000t以上才具有经济可行性,适宜的养殖密度为20kg/m3左右㊂但是,由于欧美发达国家海洋捕捞资源较为丰富,缺乏大规模发展水产养殖的动力,这些研究大多仅停留在概念设计和可行性研究阶段㊂中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所丁永良研究员长期跟踪海上工业化养鱼研发进程,并梳理总结提出了养殖工船的概念,并指出养殖工船需要构建全过程完全养殖 ,自成体系独立生产 ,要实现机械化㊁自动化㊁信息化,以及需要注重结合旅游绿色食品全年生产后勤保障等技术方向[6],为中国封闭式养殖工船技术研发构建了基本的体系框架㊂1.2㊀积极探索阶段国际海事组织(IMO)于2003年通过了MARPOL73/78防污公约附则Ⅰ修正案,为淘汰单壳油轮制定了时间表[9]㊂因此,有大量的单壳油轮将被淘汰,在此背景之下,养殖工船再度进入业界视野㊂欧洲国家开展了养殖工船的可行性试验验证,土耳其Denizsan航运公司将一艘船长153.33m㊁宽22.8m㊁型深12.5m,载重吨19030t 的散货船改造成养殖工船,设有12个养鱼舱和5台海水泵,配备了投饲㊁增氧㊁进排水管㊁照明等设备以及水温㊁pH㊁水位和流速等测试仪器,开展了虹鳟的养殖试验,初始平均体质量为25ʃ2.7g, 11个月后达3.7ʃ0.4kg,饲料系数㊁特定生长率和养殖密度分别为1.1ʃ0.1㊁1.51ʃ0.3%/d和101ʃ2.1kg/m3[10]㊂挪威Mood Harvest公司提出了FMPH(Floating Marine Production﹠Harvest)海上浮式生产平台设计方案,将载重吨150000t的旧船改造后开展大西洋鲑循环水养殖,养殖密度可达60kg/m3,年生产量将达到10000~15000t[11]㊂航运界传奇人物挪威的John Fredrisksen在2016年希腊海事展上提出将致力于散货船改装成养殖工船的研发和推广思路[12]㊂挪威Marine Harvest 公司作为世界最大的大西洋鲑生产商,也有计划利用废旧的巴拿马型散装船改造后开展大西洋鲑养殖[13]㊂中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所于2012年立项开展利用油轮改建养殖工船的可行性研究,提出了10万吨级阿芙拉型油轮的养殖工2第5期刘晃等:封闭式养殖工船研发历程回顾船改建方案,设计养殖水体75000m3,可以形成年产4000t以上海水鱼的养殖能力,并创新研发了一种船载海洋养殖系统,可以选择在水温合适㊁水质优良的海域进行养殖,还可以应急躲避台风,降低养殖风险[14]㊂依托上海市创新行动计划大型海上渔业综合服务平台总体技术研究(2015 2017) 项目,开展了大型养殖工船系统功能与总体设计㊁安全保障和综合性能优化等关键技术研究,完成了国内首艘具备自航能力,集养殖㊁繁育㊁加工㊁物流补给等多功能于一体的10万吨级大型游弋式渔业综合生产平台的工程化总体技术方案[15]㊂依托青岛海洋科学与技术试点国家实验室鳌山创新计划课题,完成了3000吨级科研示范养殖工船鲁岚渔61699 的研制改造,并开展了部分功能性试验验证[16]㊂在这期间,围绕养殖工船总体研究和系统构建等方向进行了不断地探索和尝试,形成了具有自主知识产权的集养殖㊁繁育㊁加工㊁物流补给等多功能于一体的规模化养殖工船技术方案,还先后为企业完成了10万㊁20万和30万吨级等系列旧船改造养殖工船的可行性研究[17-18]㊂1.3㊀创新研发阶段近10年来,以挪威为代表的大西洋鲑网箱养殖生产国,深受海虱(Sea lice)病害的伤害和环境养殖容量的限制,走出近岸峡湾,走向深远海开放水域成为必然选择㊂在挪威政府2015年开始实施的创新许可证计划(Development Licenses)的刺激下,集养殖生产各环节为一体的大型深远海养殖平台成为研发热点[19]㊂挪威NSK船舶设计公司为Nordlaks Oppdrett养殖公司设计,中国烟台来福士公司建造了具有移动推进装置的 Havfarm 1 养殖工船,该工船长385m㊁宽59m㊁高65m,拥有6个养殖网箱,养殖水体达400000m3,还配备了鱼苗输送㊁饲料投喂㊁水下增氧㊁死鱼回收㊁成鱼收获等养殖装备,将锚泊在离岸开放海域开展生产,可养殖10000t大西洋鲑[20-21]㊂为更好地解决表层海水寄生虫病害㊁防止网衣损坏导致养殖物种逃逸等产业制约性问题,挪威Eidsfjord Sjøfarm公司研发的Eidsfjord Giant封闭式养殖工船于2021年获得了挪威政府颁发的创新许可证㊂该工船长270m㊁宽41m,具有6个密闭式养殖舱,养殖总水体69000m3,采用水泵抽取下层海水,并可以根据需要调整取水深度,由水泵抽取的海水经过滤器后注入养殖舱,能有效将海虱阻挡在外,计划将大西洋鲑养到2~2.5kg后再转移至网箱养成,预期产能将达到5000t以上[22]㊂同一时期,中国也瞄准了深远海养殖产业发展态势,中国工程院先后启动实施了中国水产养殖业可持续发展战略研究(2009 2013) 水产养殖业十三五规划战略研究(2014 2016) 现代海水养殖新技术㊁新方式和新空间发展战略研究(2015 2016) 以及水产健康养殖发展战略研究(2016 2017) 等多项重大㊁重点咨询研究课题[23],围绕深远海养殖,提出了大型养殖工船发展策略[24-25]㊂2014年底原农业部在北京召开了深远海大型养殖平台构建研讨会,深入讨论了发展深远海养殖的重大意义㊁海上养殖功能区装备研发以及如何完善辅助功能设施建设等[26]㊂青岛海洋科学与技术试点国家实验室启动了深蓝渔业技术创新工程专项(2018 2021) ,开展了养殖工船自航及系泊工况下的耐波性能研究,构建了广义单点锚泊系统,建立平台单点锚泊安全评价方法[27-28],分析了养殖工船动力系统的合理配置,结合养殖工船工况特点,获取动力系统最佳配置方案[29-30]㊂研发了船载舱养结构㊁智能装备和养殖工船基本船型,提出了以黄条鰤㊁大菱鲆㊁大西洋鲑等为养殖对象的工船养殖模式,突破了养殖舱流场特性及液面制荡㊁旋流集污技术,提出纵向隔板,横向隔舱船载适渔性舱养结构,形成了一批以船载舱养技术为核心内容的自主知识产权[31-32]㊂受青岛国信集团委托,中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所承担了10万吨级大型养殖工船国信1号的总体设计任务,同时开展了5000吨级中试船国信101 的改装设计和大黄鱼船载舱养中试试验,通过两个生长期的养殖试验,实现了大黄鱼集约化船载舱养,养殖密度达到20kg/m3,养成存活率达到95%以上,生长性能明显优于传统网箱养殖[33]㊂2022年5月,全球首艘10万吨级大型养殖工船国信1号交付运营,标志着可以适应无限航区要求的海上工业化养殖的开端㊂该工船投资4.5亿元,总长249.9m㊁型宽45m㊁型深21.5 m,载重量约100000t,满载排水量约130000t,海上自持力90d,定位在12~200海里专属经济3渔业现代化2022年区之内㊁40m等深线之外㊂全船设置有15个养殖舱,养殖水体80000m3,可以开展大黄鱼㊁石斑鱼㊁大西洋鲑㊁黄条鰤等名优鱼类养殖,设计产量3500t以上㊁养殖密度20kg/m3以上,并配有冰鲜鱼产品自动化加工生产线[34-35]㊂2㊀主要技术特点2.1㊀封闭式养殖,环境可控,是高质量绿色养殖方式封闭式养殖工船是以船载舱养为主体,通过抽取下层优质海水在隔离的鱼舱中进行集约化养殖,单舱水体数千至数万立方米,相当于在海上建立了一座超大型的工厂化养殖车间㊂海上封闭式养殖系统根据是否具有自主航行能力,分为定置式养殖平台㊁移动式船型平台和游弋式养殖工船等㊂封闭式养殖系统具有养殖环境可控㊁集约化程度高㊁能抵御敌害生物侵害和养殖排污物可收集等特点,是绿色高效的养殖方式㊂近些年来,挪威等国正在大力研发玻璃钢或钢材构筑的海上封闭式养殖系统,可以利用抽取下层海水来免受海虱病害的侵噬,正在成为大西洋鲑网箱养殖产业转型发展的新途径[36]㊂从最新的研究与实践来看,其与开放式网箱养殖系统相比,取水口远离容易滋生病原体的表层海水,可以有效控制养殖病害发生㊂而且优质的水质和稳定的水温,可以提高了系统的集约化程度,养殖大西洋鲑的密度可以达到75kg/m3,是网箱养殖的3.75倍以上[37]㊂大型化的养殖舱有利于构建适合于鱼类生长所需的水流环境,促进鱼类保持有氧运动,以获得良好的生长效果和肌肉品质㊂封闭式养殖系统还可以实现粪便㊁残饲等固形物的收集,养殖排放减少60%~70%以上㊂隔离性设施化养殖还可以更有效地防止养殖对象的逃逸,以保护水域生态安全,更有利于构建高质量的工业化生产系统[38-41]㊂2.2㊀游弋式养殖,可充分利用自然条件,是高效的生产模式封闭式养殖工船是具有游弋功能,规模化的封闭式养殖及综合生产平台,除具有封闭式养殖系统的基本特点之外,还可以游弋在更开放的远海,利用不同海域季节性水文条件,构建全程适宜㊁水质优良的水温环境,可主动躲避台风侵袭,达到高效安全生产的效果㊂中国沿海海域与挪威等国有很大差异,周年水温的温差较大,大陆架构造使30m以深海域远离海岸,频繁的台风侵袭给海上生产带来巨大风险㊂中国网箱养殖方式一旦走出内湾水域,就必须要面对在哪养才安全?养什么鱼才合适? 的问题㊂养殖工船的自主航行能力,既能主动规避超强台风中心侵袭,又能确保人员㊁物质和养殖对象的安全,具备走向深水㊁远海的保障条件㊂例如:大黄鱼适宜生长的水温在22~28ħ,利用工船养殖大黄鱼,冬季可以在东海南部附近海域,到夏季逐步转往黄海海域,全周期保持优良水质和适宜水温条件,就如同在海上建造了一座利用自然条件的可移动养鱼工厂,可全年开展全天候工业化养殖,构建大黄鱼南鱼北养模式㊂通过国信101 中试试验船的生产试验证明,工船养殖方式不仅大大缩短了养殖周期,而且生产效率更高更有效[33]㊂因此,采用同样方式,利用季节性及不同水层的水温条件,工船可以针对性暖水性㊁温水性和冷水性鱼类,构建出不同的深远海高效养殖生产模式㊂2.3㊀大型化发展,发挥规模经济效益,构建综合生产平台封闭式养殖工船经济性在于规模化和工业化,只有大型化的工船平台,才能形成规模经济效应,只有标准化的生产方式及其陆海联动的生产体系,才能保证生产规模的实现㊂大型化不仅保障了养殖对象的安全与高效生产,还需具备管理人员生活和生产物资存放的功能,与开放式网箱养殖设施相比,装备系统更为复杂,生产运行需要更多的能源成本㊂通过国信1号养殖工船[34]㊁荷兰Innofisk概念船[8]以及张光发等[42]基于技术经济论证模型的研究结果,证明了养殖规模对投资运行成本的分摊非常重要㊂国信1号大型养殖工船,载重量100000t,养殖水体近80000m3,养殖产能达到3000~5000t/年[34],等同于一个5000亩(333.33hm2)以上的池塘养殖场的鱼产量,相当于50栋以上占地2000m2的工厂化循环水养殖车间,可以替代3000个以上的近岸鱼排㊂封闭式养殖工船将引领海水养殖进入规模化㊁工业化㊁自动化㊁智能化的现代渔业阶段㊂基于大型养殖工船,还可以构建海上养殖产品即时加工㊁捕捞渔获物中继加工㊁生产物资补给配送等4第5期刘晃等:封闭式养殖工船研发历程回顾生产功能,以及海洋环境㊁生物资源等科考功能,成为大型综合渔业生产母船平台,对于人类开发海洋水域资源,变蓝色海洋为蓝色粮仓,实现海洋渔业从以捕为主向以养为主的深蓝渔业转变㊂3㊀主要经验3.1㊀采用工业化理念构建现代水产养殖新模式封闭式养殖工船模式是一项新兴产业,是一个全新的生产模式,是当前推进渔业转型升级,培育新经济增长点的创新之举㊂传统水产养殖方式普遍缺乏标准化生产㊁系统化管理㊁现代化装备㊁资本化金融等工业元素,生产方式依然是传统的㊁粗放的,生产操作㊁养殖管理还是依靠人力与经验,存在着品质安全㊁资源消耗与环境影响等问题而被社会所诟病,养殖产品也不能因品质优劣而形成价格上的差异㊂因此,封闭式养殖工船从可行性研究之初,就坚持工业化理念,加强工业化的养殖工艺㊁操作规范㊁品质管理等技术体系研究,大力提升海上养殖装备的机械化㊁信息化㊁智能化水平,同时强化海上信息物流通道㊁陆基加工储运基地等打通深远海养殖全产业链各个关键节点的布局,全面构建养-捕-加一体化㊁海-岛-陆相联动的现代水产养殖新模式,并通过示范带动和产业政策引导,从而形成海上工业化深远海养殖生产群㊂3.2㊀注重现代装备技术与水产养殖技术的深度融合深远海水域生产条件特殊,需要以规模化㊁工业化生产为前提,构建全面的生产体系㊂这就需要充分发挥科技创新的引领作用,围绕在哪养?养什么?怎样养?怎么实现盈利? 等科技问题和产业需求,注重现代装备技术与水产养殖技术的深度融合,一方面是要选育针对不同海域特点㊁不同养殖环境㊁满足市场需求的适养品种,加强船载舱养条件下鱼类行为机理研究,通过对养殖小环境的精准调控,实现可持续福利养殖㊂另一方面是要突破工程装备与养殖工艺耦合度较低的问题,研发针对性强㊁适用性好的精准智能投喂㊁自动起捕作业㊁连续生态捕捞㊁船载加工等技术装备,大力提升养殖工船的机械化㊁信息化和智能化水平㊂构建工业化全产业链生产模式,实现从试验到示范㊂下一步需要加大技术攻关力度,跨越性提升科技创新引领技术水平,技术保障产业可持续发展,解决好生产规模与成本效益问题,从而实现在深远海养殖领域领跑世界发展㊂3.3㊀加强相关研究成果的专利战略布局封闭式养殖工船的创制研发进程中,首创了船载舱养海上工业化养殖方式,突破了大型鱼舱水体交换与流场构建㊁船舶减振制荡技术与鱼舱结构㊁工业化养殖精准投喂与智能管控等关键技术,形成了多项自主知识产权㊂研发团队从立项之初就十分重视知识产权保护,进行了前期的专利战略布局㊂目前,围绕封闭式养殖工船及相关领域,在全球范围提交了72件专利申请,其中,在中国的专利申请量最多为69件,同时也在美国㊁挪威㊁澳大利亚等发达国家提交了专利申请㊂已经获得授权的专利43件,其中,发明专利21件,实用新型专利22件㊂正是在封闭式养殖工船的研发进程中,研究团队密切关注追踪相关领域的技术发展,注重掌握核心技术,努力提高自身专利质量,做好核心技术的专利布局规划和实施,从而实现了在全球深远海养殖领域处于技术领跑的发展态势㊂4㊀结论封闭式养殖工船作为一个具有探索性的新兴产业,近些年来得到快速发展,在取得一定经验的同时,依然存在不少的问题与挑战㊂因此,下一步需要可根据资源节约㊁环境友好㊁质量安全等绿色发展要求,按照拓展深远海海域工业化养殖的战略布局,通过跨学科㊁跨专业协同创新与自主研发,围绕封闭式养殖工船船体平台㊁智能化设施装备㊁船载舱养关键技术和模式等,突破总体性㊁关键性技术瓶颈,研发智能化核心装备技术,促进封闭式养殖工船健康可持续发展,走出一条具有中国特色的深远海养殖发展之路㊂Ѳ参考文献[1]FRY J P,MAILLOUX N A,LOVE D C,et al.Feed conversion efficiency in aquaculture:do we measure it 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高技术船舶科研项目指南
（2014年版）
为贯彻落实《船舶工业加快结构调整促进转型升级实施
方案（2013-2015）》和《船舶工业“十二五”发展规划》，促进船舶工业科技发展，引导建立产学研用协同创新机制，提
升自主创新能力，推动技术、产品结构升级，提高国际市场
竞争力，按照《船舶工业“十二五”科技发展方向与重点》
的任务部署，特制定本指南。

一、工程与专项
（一）节能环保示范工程
1.总目标
根据船舶节能环保相关国际公约、规范的要求，结合船
舶技术的发展和国内外航运市场需求，通过风帆、混合对转
推进系统等节能环保装备的实船应用示范以及江海直达环
保示范船型的开发，突破清洁能源与节能装备应用关键技
术，全面提升我国船舶节能环保整体技术水平。

2.重点研究方向
（1）风帆技术示范应用开发
研究目标：
针对国际公约对船舶节能环保的新要求与当前船舶节
1。