深海智能挖沟敷设机器人是一种集智能化、自动化、节能环保、信息化于一体的新一代深海挖沟敷设装备,具有良好的研发前景和广阔的应用空间,正成为深海工程中越来越重要的装备。当前国际上对海洋经济,如海洋资源勘探、深海采矿、海上风电等的关注与参与力度持续升温,海缆埋设是海洋油气输送、跨洋海底通讯、海上新能源开发等的重要施工环节,海缆埋设质量直接决定了海底光电缆的服役期和可靠性。2023年12月27日国家发展改革委令第7号《产业结构调整指导目录(2024年版)》明确将海底挖沟机列入“鼓励类”项目,进一步催化了相关产品市场规模的飞速扩张。
上海中车艾森迪海洋装备有限公司项目团队在解决了深海铺设、运维、施工装备的技术难题后,在产品实践和技术升级的基础上,基于在海洋工程装备领域多年的耕耘和丰富的工作级水下ROV和挖沟敷缆设备研制及交付经验,编制了《深海智能深海智能挖沟铺缆机器人》企业标准,在满足IMO的公约框架和各国船级社规范要求的前提下,与海洋工程施工方、监理方、配套设备制造方等上下游关键相关方和相关协会院所协同攻关,旨在制定一套可反复应用、减少后续分歧的规范性指导文件。在设计过程中,实现深海智能挖沟铺缆机器人有序、高效、统一的设计规则,提升我国深海智能挖沟铺缆机器人的设计、制造能力以及海缆埋设施工作业质量。

指导深海智能挖沟敷设装备的总体设计
针对不同深海工程作业任务,该标准旨在提供完整、高效、灵活的深海挖沟敷设、管缆巡检等功能组合和设计指导。该标准明确了适用于水深50~6000米深海重载作业智能挖沟敷设机器人的设计、制造和检验等技术要求。在该标准的编制期间,满足其技术要求的QT400、QT400、QT800、QT1000、QT1600等多型号挖沟铺缆机器人设备获得中国船级社认证、英国劳氏船级社、挪威船级社的认证。

首次定义 “深海智能挖沟铺缆机器人”核心术语,规划总体系统框架
该标准从具备“智能水下自行走+挖沟、埋缆、勘测、巡检等多样化作业”的深海工程作业需求出发,提出了全新的“模块化 + 集成化”的典型结构模型,可以根据不同作业需求和环境条件进行灵活配置和扩展,奠定了智能深海作业装备技术在挖沟铺缆等作业设备领域智能化发展框架。

首次将装备制造领域先导技术融入我国深海装备产品标准应用
该标准解决了深海施工装备的技术难题,并成功突破国外技术管制法案约束。标准采用“高强材料+结构密封”的深海防护系统设计,推进深海挖沟敷设机器人的作业深度范围至6000m,填补了我国深海作业装备制造领域的标准空白。该标准可支持更广阔领域的深海油气田建设、光缆跨洋铺设等深海作业需求。

智能化配置、多传感器融合导航及高精度定位等技术,为深海工程作业提供有力保障
为确保作业过程的安全性和高效性,该标准明确要求机器人水下作业时应能进行如深度、温度、压力、过滤器状态、进水、艏向、横摇角度、纵倾角度、高度、液位、压缆状态等多指标的检测和反馈,并结合多传感器融合技术,将声学定位、惯性导航等多种传感器数据进行深度融合处理,精确引导机器人到达指定作业位置,极大地提高了作业效率和精准度,为挖沟铺缆作业路径的智能规划以及实时作业监控提供设计制造基础框架保障,确保作业过程的稳定性和可靠性。

大幅提升结构组件功能和性能参数,实现功能增强,提升作业保障
该标准对深海智能挖沟铺缆机器人主要作业参数及参数范围做出了明确要求,且多项参数优于国内外相关产品现行指标。该标准通过多项功能部件、组件的结构创新和功能增强来扩展装备产品的适用海域、作业海况以及设备操控性能,有效弥补了同类产品的功能局限与性能短板,显著拓展了深海作业装备的应用场景与作业能力。

标准实施成效 经济社会效益显著,科技成果有效转化
该标准为各类深海智能挖沟铺缆机器人提供了重要的设计、制造和检验准则,获得了中国船级社(CCS)、英国劳氏船级社(LR)、挪威船级社(DNV)的认可,并成功取得多台套深海智能挖沟铺缆系统装备境外订单。通过标准的实施,优化了深海智能挖沟铺缆机器人的总体制造及交付流程,显著提升深海智能挖沟铺缆机器人的研发设计效率,标准相关技术取得授权发明专利24件,提升了对应产品在分类、要求、试验方法、检验规则、标记、包装、运输及贮存等方面的标准化水平,实现标准化推动产品规格体系化,进一步提高了研发制造和交付效率,形成快速响应不同客户、不同使用场景的个性化需求能力,增强了公司在国际、国内深海水下作业,特别是挖沟铺缆设备方面的竞争力和影响力。
该标准自2024年在上海中车艾森迪海洋装备有限公司实施以来,相关产品已实现近8亿元销售额,预计在2025年国内外新增市场订单可达到20亿元。并且在国内助力形成装备改造、维修保养、培训及租赁等相关产品服务生态产业链,累计金额将近8000万元,随着国内进口设备的逐步到龄,深海智能挖沟铺缆机器人系列产品,预计在十年内有望产值超50亿元。未来,中车艾森迪将持续为全球客户提供相关产品,本标准的实施和更新将进一步推动相关产品形成显著的经济效益。
该标准涉及的技术已在国内外多地深海工程项目船舶配套并成功应用,装备等级规模达到国际领先水平,提升了我国深海重载作业装备的研制水平、设计开发质量,为提升中国深海工程智能作业整体解决方案的竞争力提供了坚实的技术支撑,有力助推上海打造现代制造业高端装备产业集群。