【ZiDongHua 之創(chuàng)新自化成收錄關(guān)鍵詞：智能制造 全海深載人潛水器 智能機器人 工業(yè)機器人 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 人工智能 】
　　
　　“奮斗者”號全海深載人潛水器智能制造技術(shù)——“中國智能制造科技進展”案例展示
　　
　　進入21世紀，智能制造作為新一代信息技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合的新型生產(chǎn)方式，已然成為新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動力。從自動化生產(chǎn)線到智能機器人，從大數(shù)據(jù)分析到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從機器學(xué)習到人工智能的運用，智能制造正在不斷推進傳統(tǒng)制造業(yè)進入一個更加智能、高效、可持續(xù)的制造新時代。
　　
　　2017-2023年，中國科協(xié)智能制造學(xué)會聯(lián)合體（IMAC）連續(xù)開展“中國智能制造科技進展案例研究”，共遴選出70項“中國智能制造科技進展”案例。成果領(lǐng)域涵蓋高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備、工業(yè)機器人、汽車、航空航天、新一代信息技術(shù)、紡織、軌道交通、船舶及海工裝備、能源裝備、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、紡織、建筑焊接等制造業(yè)重點領(lǐng)域；技術(shù)領(lǐng)域涉及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺、大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、人工智能技術(shù)在工廠應(yīng)用、智能制造設(shè)備、柔性智能制造產(chǎn)線、云制造系統(tǒng)、智能工廠、大規(guī)模定制平臺等。
　　
　　近期，我們將展示智能制造的科技成果和創(chuàng)新應(yīng)用，感受智能制造帶給制造業(yè)的變革與創(chuàng)新。
　　
　　“奮斗者”號全海深載人潛水器智能制造技術(shù)
　　
　　深海蘊藏著地球上遠未認知和開發(fā)的寶藏，但要得到這些寶藏，就必須在深海進入、深海探測、深海開發(fā)方面掌握關(guān)鍵技術(shù)。當前，“以深制淺”、“以深帶淺”成為我國海洋高技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。集中力量突破載人深潛技術(shù)、研發(fā)載人深潛裝備，已成為我國充分發(fā)揮舉國體制優(yōu)勢，搶占深?？萍加绕涫侨Ｉ钶d人深潛技術(shù)的制高點、構(gòu)建海洋科技競爭優(yōu)勢并實現(xiàn)跨越式發(fā)展的必然選擇。
　　
　　載人潛水器是一種能運載人員和設(shè)備往返于水面和海底之間，并能在水下進行高效探測、取樣和作業(yè)的深潛裝備。針對國家重大需求，在國家重點研發(fā)計劃 “深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點專項支持下，為形成適應(yīng)極端高壓環(huán)境的作業(yè)能力，中國船舶科學(xué)研究中心聯(lián)合中國科學(xué)院沈陽自動化研究所、中國科學(xué)院聲學(xué)研究所、中國船舶集團第七二五研究所等單位協(xié)同攻關(guān)研制的“奮斗者”號全海深載人潛水器，重點突破高精度航向控制、故障診斷、結(jié)構(gòu)安全及用電安全監(jiān)測、高速數(shù)字水聲通信、新型鈦合金材料的電子束焊接等關(guān)鍵技術(shù)，完成集基礎(chǔ)研究、技術(shù)攻關(guān)、應(yīng)用示范為一體的全鏈條創(chuàng)新，有力保障了關(guān)鍵部件的成功研制、潛水器作業(yè)過程中的健康監(jiān)測，為潛水器的運行安全和作業(yè)效率提升發(fā)揮了不可替代的作用。其具體的創(chuàng)新點體現(xiàn)在：
　　
　　（1）創(chuàng)新開發(fā)新型電子束焊接工藝，確保了載人艙焊縫質(zhì)量和強、韌性能全面達到設(shè)計技術(shù)要求。針對新型高強鈦合金材料焊縫韌性優(yōu)化難題，創(chuàng)新開發(fā)特色真空電子束焊接工藝，采用特色真空電子束自動焊接技術(shù)+缺陷控制技術(shù)完成95mm新型鈦合金載人艙赤道縫焊接，在保證焊接質(zhì)量的同時還有效提升了焊縫的韌性，制造出世界范圍內(nèi)載員多、尺寸大的全海深級載人艙。
　　
　?。?）構(gòu)建了智能化的健康監(jiān)測系統(tǒng)，有力保證了裝備和人員的安全。全海深載人潛水器須承受超過110兆帕的海水壓力，實時監(jiān)測載人艙的結(jié)構(gòu)安全、艙外復(fù)雜電氣信號網(wǎng)絡(luò)的用電安全對裝備運行安全至關(guān)重要。突破了新型鈦合金材料載人艙應(yīng)變測量技術(shù)，成功研制超高壓極限耐壓結(jié)構(gòu)長期安全監(jiān)測裝置，獲得的實測數(shù)據(jù)精準、有效；建立了基于電氣故障診斷的潛水器電氣安全和載人艙結(jié)構(gòu)腐蝕安全監(jiān)測評估方法，成功研制的絕緣監(jiān)測裝置在海試及應(yīng)用過程中實現(xiàn)了絕緣故障的有效檢測。
 
　　
　?。?）提升了裝備智能化水平，降低了潛航員勞動強度，提升了作業(yè)效率。針對測量數(shù)據(jù)量大，人工識別分析效率低的問題，突破了數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、報警信息自動篩查技術(shù)，實現(xiàn)潛水器智能化診斷，降低了潛航員故障分析的勞動強度；針對“奮斗者”號大慣量、工作環(huán)境復(fù)雜多變、地形復(fù)雜多樣、海流擾動對精準操控的難題，突破了基于長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的動態(tài)穩(wěn)定航行控制技術(shù)，實現(xiàn)定深、定高、定向高精度自動航行，提升了航行效率和對深淵復(fù)雜環(huán)境的響應(yīng)能力；采用多進制不規(guī)則低密度奇偶校驗碼算法和稀疏化自適應(yīng)Turbo均衡算法，提高了水聲通信糾錯能力和可靠性，實現(xiàn)峰值速率10 kbps、作用距離12 km可靠通信，在萬米深度實現(xiàn)圖像、數(shù)據(jù)、文字和語音等信息的傳輸。對于作業(yè)現(xiàn)場信息交互，決策至關(guān)重要。
　　
　　目前，本項進展已授權(quán)國家發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等30余項，展現(xiàn)了自主創(chuàng)新的實力，知識產(chǎn)權(quán)為項目的持續(xù)發(fā)展和推廣應(yīng)用提供了有力保障。
　　
　　本項科技進展實現(xiàn)了載人潛水器關(guān)鍵部件載人艙的極限制造、進一步提升了載人潛水器的安全性和作業(yè)效能，是“奮斗者”號優(yōu)異總體性能的重要組成部分，目前，“奮斗者”號已累計執(zhí)行超過300次下潛任務(wù)，共計服務(wù)30余家單位，其中萬米級下潛25次，已有32人搭乘“奮斗者”號到達萬米海底。在國際上優(yōu)先對地球海洋最深處實施了1 m級分辨率的海底地形測量，與無人裝備協(xié)同完成全球萬米海底視頻直播互動，樹立了國際深淵深潛作業(yè)的新標桿。開辟了多個新的應(yīng)用場景，已實施馬里亞納、爪哇、克馬德克、迪亞曼蒂那、勘察加、穆紹等多個深淵海溝的深淵科考，取得的深淵樣品、水體擁有量和數(shù)據(jù)世界領(lǐng)先，為開展不同深淵環(huán)境、地質(zhì)與生命的對比研究提供了可靠好用的運載作業(yè)平臺，為推動全球深淵深潛探索國際合作大計劃奠定了堅實基礎(chǔ)。
　　
　　本項科技進展帶動了國內(nèi)鈦合金材料、聲學(xué)通信定位、智能控制等深海裝備核心技術(shù)的自主發(fā)展和重大進步，在深海油氣、礦產(chǎn)、生物資源勘探開發(fā)等方面的應(yīng)用前景十分廣闊，為我國形成具有重大潛力與重要前景的戰(zhàn)略性新興和未來產(chǎn)業(yè)起到了牽引作用。