技术交流▏国产多波束测深仪的产业化进程与思考 - 海洋测绘的仪器图片

【编者按】此文稿是么彬博士在天津水运工程科学院举办的《第一届水运交通计量工作创新交流会》受邀做的报告，原报告标题为“以先进的检测标准倒逼海洋仪器装备制造业产业升级——以多波束测深仪产业化进程为例”，本文编发时对标题进行了修改。文章对国产高端海洋装备研发过程经历的艰辛历程进行了回顾，指出了当前存在的主要问题，也明确了今后努力的方向。我们致力于国产高端海洋装备的推广，关注国产高端海洋装备的发展，愿意为国产高端海洋装备的不断进步而鼓与呼。在此，也谢谢么彬博士对我微信公众平台的支持与信任。一、海洋仪器与海洋装备产业发展 ⒈ 海洋仪器产业发展一般来说，广义的海洋仪器可以通俗定义为通过一定技术手段获取特定海洋物理量（例如，水深、水下地形、地貌、磁场、地层结构或空间位置等）的设备，例如多波束测深仪、ADCP、侧扫声纳、浅剖仪等等，都应列为海洋仪器的范畴。⒉ 海洋装备产业发展海洋装备一般可以定义为用于海上完成某种的特定工作或任务的设备，通常都是较大型的装备，例如船舶、海洋平台、工作型水下机器人、无人船等。通常海洋装备为了完成某些任务一般都会搭载相应的海洋仪器。二、国产多波束测深仪研究及产业化历程 ⒈ 国产多波束测深仪研究机构多波束测深仪作为高效水下地形测绘的先进设备，是非常重要也是相对来说最为复杂的海洋仪器之一。我国针对多波束测深仪的研究始于上世纪90年代，最初的研制单位包括哈尔滨工程大学、海军测绘所、中科院声学所等，并由哈尔滨工程大学和海军测绘所联合研制出国内第一台条带测深仪，并成功服务于海军测绘部门；本世纪初在各类国家科技项目的支持下，哈尔滨工程大学、海军测绘所、中科院声学所、海鹰加科、浙江大学、中船七一五所等多家单位都对不同水深的多波束测深仪进行了相关研究，并取得了显著成果，这也标志着国产多波束测深仪关键技术得以突破为后续的产业化提供了有力的技术支持；2010年以后，随着海洋热的兴起，多波束测深仪的产品化、产业化也日趋完善，并涌现出多家高技术企业相继推出各自独特产品，其中哈尔滨工程大学、北京海卓同创、无锡海鹰加科、中海达等都推出了相应的浅水多波束产品。⒉ 国产多波束测深仪研制取得的成果⒊ 多波束测深仪国产化进程中的问题多波束测深仪国产化进程以及市场推广中所遇到的最主要的问题，也是国内用户最关心也提问最多的问题，主要集中在关键技术、产品质量、现场操作、售后服务。三、以先进的检测标准倒逼产业升级 ⒈ 多波束测深仪相关技术指标对比同档次浅水多波束测深仪的技术指标，可以将各类技术指标分成三类，即声学指标、仪器指标、应用指标，并对三类指标进行标准化的检测和测试。由于多波束测深仪首先是声纳设备，因此声学指标的检测尤为重要，声学指标的检测可以依据相关的国标检测标准，例如水声换能器测量、水听器相位一致性测量方法等。为了使多波束测深仪相关性能得到保证，针对多波束测深仪而言，每台设备的发射波束图、接收波束图、发射响应曲线、接收灵敏度曲线等都应详细测量以确保符合设计和宣传指标。⒉ 仪器指标、性能检测的相关标准仪器指标除了相关国标、行业标准所规定的各类指标以及技术指标所列出的，例如脉宽、Ping率、量程、分辨率等之外，更应注意到海洋仪器所应用的恶劣环境，因此，基于海洋行业的相关海洋仪器基本环境试验标准就显得尤为重要。以船载浅水多波束测深仪为例，高低温、震动、盐雾等都是该设备必须经过的基本环境测试；对于深潜型设备水静压力测试也是必须进行的。应用指标是最终用户所关心的内容，也是多波束测深仪真正能够提供给用户的数据质量的评价，HIO S44标准、GB海道测量规范、JT多波束测深系统测量技术要求等相关标准都有明确的要求，因此每台设备都应在特定的标准下进行相应的测试才能提供给用户使用。基于IHO S44标准，在天津港18米航道区域对MS400型多波束测深仪进行了相关测试，测试结果表明±60度开角范围内符合IHO特级标准，其他角度范围内符合IHO一级标准。因此，对每一批设备都必须经过严格测试，才能为用户提供最准确的精度等级参考。⒊ 第三方机构的合作参与由于多波束测深仪设备的复杂性同时涉及到多个技术领域和专业的应用领域，因此，必须由多家第三方专业机构联合制定相关行业的多波束测深仪检测标准，并建设相应的检测实验室和标准测试海区，为设备提供第三方的公正检测。四、以“工匠精神”推动“中国智造” ⒈ 以“工匠精神”严控产品质量海卓同创在MS400型多波束测深仪设计和生产过程中都以“工匠精神”严控产品质量，确保每一台仪器都是精品。例如生产过程的电路防护做到专人检测，任何存在防护问题的电路模块绝不入库使用；设计过程中电路、机械、散热等反复测试，确保达到标准要求。对声纳探头和甲板单元都进行严格的高低温试验、盐雾试验、震动试验确保出厂产品都能适应严苛的使用环境，而且所有的测试都由第三方合作单位完成。每台设备出厂前都要经过全面的水池和外场测试。⒉ “中国智造”要以应用为先除了设备本身的质量外，技术团队还针对国内用户的特点开发出完善的全中文现场操作软件和导航测量软件，大大降低了外业人员的入门门槛，真正做到以应用为导向，努力践行“中国智造”。⒊ 从实验室走向工厂因此，针对浅水多波束测深仪产品，海卓同创做到了从实验室到工厂的转化，有效解决了关键技术、产品质量、现场操作和售后服务等用户关注的各个方面的问题。五、海卓同创海洋仪器产业化成果 ⒈ MS400浅水多波束测深仪⒉ SVP1500/SVS1500声速仪产品特点介绍⒊ S260组合航姿测量仪⒋ MS400典型成果长江航道九江段水下沉船测量现场作业图片长江12.5米深水航道水下丁坝导航及后处理资料图片进行倾斜安装测量，实现0.2米超浅水航道边坡大宽度扫测图片【作者简介】么彬，工学博士，毕业于哈尔滨工程大学水声工程学院，曾于哈尔滨工程大学任教，历任助教、讲师、硕士生导师，主要从事声纳系统设计、海洋仪器开发及相关产品的国产化和产业化工作，现任北京海卓同创科技有限公司执行董事。参加国家863项目两项、科技部国际合作项目一项，其他各类国家、省、部级项目和横向项目多项。发表学术论文二十余篇，其中十余篇被EI、ISTP检索，作为发明人申请并授权国家发明专利、实用新型专利多项，并获黑龙江省科技进步二等奖一项、海洋工程奖二等奖一项、中国发明专利奖一项。北京海卓同创科技有限公司是一家专注于海洋勘察、测绘仪器开发、生产、销售的高科技公司。公司依托回声探测与惯性测量领域十五年的技术积淀，打造了一支由博士、硕士组成的研发团队；依托多学科技术深度融合，研发出拥有完全自有知识产权的海洋勘察与测绘仪器装备；依托深厚的行业背景和深刻的行业理解，为客户提供最完善的行业解决方案和技术支持。目前公司的主营产品包括：MS400多波束测深仪、SVS1500/SVP1500声速仪、S260组合航姿测量仪以及多波束图像声纳、单波束测深仪等各类国产化产品。

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