海洋仪器仪表产业发展研究及对策建议

海洋仪器仪表产业发展研究及对策建议

一、海洋仪器仪表产业概述

（一）海洋仪器仪表概述

海洋仪器仪表主要指科研用海洋监测、探测、遥感仪器设备及水下焊接设备等，主要包括浮标潜标、水文气象观测设备、海洋生态监测/探测仪器设备、水下焊接材料及设备、海洋遥感探测等五类。其分类见图1。

图1　海洋仪器仪表分类

浮标、潜标系统具有在恶劣的海洋环境条件下，无人值守的长期、连续、同步、自动地对海洋水文、气象诸要素进行全面综合监测的特点，是离岸监测的重要手段；水文气象观测设备包括波浪仪、潮汐仪、海流仪等多种水文测量仪器和多要素水文气象测量系统；海洋生态监测仪器设备是近年来备受关注的领域，包括温盐深传感器、水质监测传感器等关键技术产品；水下焊接比较成熟的是电弧焊技术；激光和固相焊接是比较新的焊接方法；海洋遥感探测设备的主要领域是卫星遥感、航空遥感和海洋遥测设备。

（二）海洋仪器仪表产业发展现状

1.国外发展情况

国外海洋仪器仪表制造业已形成相当规模的产业，如挪威的装备多波束探测系统的制造业已形成创汇产业，目前全世界已有80多艘船只装备了这种先进的多波束测深系统。英国也积极发展海洋设备和材料工业，主要包括军用和民用的各种海上平台使用的工程机械、仪器仪表、机电产品、建材、涂料以及相关的服务等生产和供应，涉及众多部门和行业，据粗略估计，每年销售额为30多亿英镑。此外，在海洋仪器中，荷兰的波浪骑士、挪威的安德拉海流计、芬兰的维塞拉自动气象站、美国RDI的声学海流剖面仪（ADCP）、美国seabird 温、盐、深测量系统等在国际市场上有很高的占有率，它们都是集技术、生产、商贸为一体的小公司的产品。例如，安德拉公司成立于1965年，目前员工只有75人，但其产品在国际市场上有一定的竞争力。

2.国内发展情况

我国海洋仪器仪表设备的研制工作开始于上世纪50年代，这一时期所研制的仪器设备是纯机械式的。1958年开始的全国海洋普查工作，促进了中国海洋仪器设备研制工作的开展，是中国海洋仪器设备研究发展史上的一个转折点。此后，中国海洋仪器设备在近40年的发展历程中经历了三个主要的发展阶段:①20世纪60年代中期开展了第一次全国海洋仪器会战。会战中，研制出46项产品样机，结束了中国海洋仪器纯机械式的局面；②70年代初期开展了第二次全国海洋仪器会战。这次会战推动了电子化、自动化温、盐、深综合测量仪的发展，同时，为声学测流技术的研究打下了良好的基础并培养了人才；③80年代中期中国开始了海洋环境自动监测网的建设工作，这一工作促进了海洋仪器设备的研究发展。这一时期，中国的海洋资料浮标系统得到了发展并初步形成浮标监测网，研制成功了海洋台站自动监测系统和调查船信息自动采集系统。

几十年来，我国海洋仪器仪表技术取得了较大的进步，但总体来说，目前仍落后于先进海洋国家，先进的海洋仪器和系统仍依靠进口。

二、全球创新资源地图

在海洋仪器仪表产业中，美国、挪威、英国、德国、加拿大等国的产品在国际市场上有很高的占有率，如美国YSI公司的多参数水质监测仪、美国的声学海流剖面仪（ADCP）、美国RDI的声学海流剖面仪（ADCP）、美国Seabird的温盐深测量系统和挪威的安德拉海流计等。

国产海洋仪器仪表总体技术水平较低、可靠性和稳定性较差、用途单一。有些仪器设备目前也仍停留在样机或小批量生产，没有形成产业化。高端仪器设备市场仍几乎全部被进口产品所占领。

图2　海洋仪器仪表产业全球创新地图

综合海洋仪器仪表产业重点创新机构的全球布局情况，绘出海洋仪器仪表产业全球创新地图。全球海洋仪器仪表产业创新资源集中在欧洲、北美洲的九大重点区域，见图2，各区域的重点机构、主要技术和产品详见表1。

表1　海洋仪器仪表产业全球创新高地

三、主要产品创新资源

（一）海洋浮标潜标

浮标分为锚泊浮标和漂流浮标，浮标技术发展大致分为三个方向:浮标体类型及系留方式的选定、通信系统的发展和传感器性能的完善。通过采用先进技术降低成本、提高可靠度、扩大功能、延长工作寿命，方便布放和回收，是近年来海洋观测浮标技术发展的总趋势。如美国伍兹霍尔海洋研究所等机构研制的海洋资料浮标。表2列出了浮标潜标国内外主要研发生产机构及其主要产品。

表2　海洋浮标潜标重点创新机构及产品

（二）海洋水文气象观测设备

海洋水文气象观测设备的先进技术掌握在美国、挪威等国家，我国的天津海华技术开发中心、山东海洋仪器仪表研究所等有了自己的产品，但总体落后于国际先进水平。表3列出了国内外主要研究机构及其产品。

表3　海洋水文气象观测设备重点创新机构及产品

（三）海洋生态监测仪器设备

海洋生态环境是人类生存的自然环境的一个重要组成部分，它包括海洋水体、海床和底土，海面上方的大气，海洋中的生物。良好的海洋生态环境对于经济和社会发展具有重大作用，保护海洋生态刻不容缓。海洋生态环境监测数据的获取和分析，了解海洋生态环境现状及动态变化趋势并能够对海洋突发事件进行预警预测，是进行海洋生态环境保护的基础和前提。

目前具有国际先进水平的海洋生态环境高精度、自动化监测仪器设备主要由美国研发，包括海洋水质与污染要素的现场快速监测、海洋生态灾害突发事件的应急监测和海洋灾害综合监测技术设备。详见表4。

表4　海洋水文气象观测设备重点创新机构及产品

（四）水下焊接材料及设备

目前，世界各国正在应用和研究的水下焊接方法种类繁多，应用较成熟的是电弧焊。随着水下焊接技术的发展，除了常用的湿法水下焊接、局部干法水下焊接和干法水下焊接以外，又出现了爆炸焊接、摩擦焊接等新的水下焊接方法。

表5　水下焊接材料及设备重点创新机构及产品

（五）海洋遥感探测

海洋遥感探测技术，主要包括以光、电等信息载体和以声波为信息载体的两大遥感技术，海洋遥感探测具有快速、同步、覆盖面广、全天候连续观测的特点，为发展最快的技术领域之一。海洋观测难度大，因此更依赖于卫星遥感观测。海洋卫星一般搭载有光学遥感器（如水海洋卫星色扫描仪、主动区微波遥感器、散射计、SAR等）和被动式微波遥感器等多种海洋遥感有效载荷，可提供全天时、全天候海况实时资料。

表6　海洋遥感与海洋探测重点创新机构和产品

四、青岛市发展优势、存在问题及对策建议

（一）青岛市海洋仪器仪表产业发展优势

青岛地区从事海洋仪器研制、生产的相关研究单位主要有山东省科学院海洋仪器仪表研究所、中国科学院海洋研究所、中国海洋大学及国家海洋局第一海洋研究所。

山东省科学院海洋仪器仪表研究所是我国最早从事海洋监测设备研究开发和产品生产的科研机构之一。以该所为依托，建有国家海洋监测设备工程技术研究中心、国家海洋仪器装备国际科技合作基地、国家海洋高技术领域成果产业化基地、山东省海洋环境监测技术重点实验室、山东省特种焊接技术重点实验室以及青岛市海洋焊接技术重点实验室。该所研制的海洋资料浮标系统技术水平处于国内领先地位；船舶气象仪系列产品广泛应用于各类舰船、科学调查船、志愿船及民用船只；自动化台站观测系统性能可靠、稳定性高，实现了无人值守连续监测。目前，资料浮标的主要产品包括大型海洋环境多层监测浮标、小型海洋环境监测浮标、SBF3-1型波浪浮标遥测系统、SBF系列近海遥测波浪仪、BLF1-2型海洋波流监测浮标；海洋监测设备主要仪器包括SAL1-2型海流计、SYS1-2型超声波测深仪、YCY1-2型压力式潮位仪等。海洋仪器仪表研究所现已形成了船舶气象、生态环境监测、海洋台站、船舶与港口装备、水声探测、海洋传感、深远海探测、水下焊接、海洋浮标、海洋遥感遥测等技术的研发方向和专业团队，建成了从岸基、近海到深海大洋，从空中、水面、水下到海底的立体观测研究体系；形成了从技术研究、成果转化到产业化生产为一体的研发、转化、生产链条。

中国科学院海洋研究所海洋仪器仪表的研究方向为:全自动海洋资料浮标、卫星通信技术的研究，测波仪器、测流仪器的研究以及地质仪器的研究。其中，该所自行研制了“科浮2号”浮标、3种型号的遥测波浪仪、海底浅地层剖面仪和浅层地质静力触探仪等。

中国海洋大学海洋仪器研制力量分散在各院系，多数为高级研究人员。迄今已完成电测表面温度计、直读式海流计、海水透明度仪、水下激光电视、实验室电极式盐度计、气象梯度仪以及车载式非相干多普勒测风激光雷达以及等项目。

国家海洋局海洋一所多年来陆续研制成海水荧光计、荧光分光光度计、箱式采泥器、大洋50 型采泥器、框式底货拖网等项目，并已投产。

（二）青岛市海洋仪器仪表产业存在问题

青岛市海洋仪器仪表的生产与国际水平还有不小的差距。我国近年国际海洋调查、国内各大科研院所，均大量使用国外仪器。据不完全统计，国内已进口安德拉海流计200套，进口STD10多套等。进口仪器极大地冲击了国内海洋仪器市场，使本来极为有限的海洋仪器市场所剩无几。目前，在海洋监测、探测仪器设备产业发展中，青岛市存在以下主要问题:

1.海洋监测仪器设备资源建设重复

海洋仪器市场很小，竞争又很激烈。青岛的海洋仪器研制单位分属中国科学院、国家教委、国家海洋局、地方科学院等不同系统，同一种产品几家重复研制的情况屡见不鲜，结果既不能发挥集体攻关的优势，又导致互相竞争的局面，造成人力、物力的严重浪费。

2.海洋仪器仪表产品市场竞争力水平低

国外海洋仪器公司的产品具有很强的竞争力和市场占有率，原因在于高质量元器件，专利性的技术，高水平的产品研制、开发和生产队伍以及精益求精的制作工艺。而青岛市海洋仪器基本上是科研院所和高校的产品，海洋仪器基本上属科学仪器范畴，批量小，市场面窄，技术较复杂，国内元器件市场又混乱，诸种因素的综合决定了青岛海洋仪器产品竞争力较低的局面。

3.国内相关企业无法满足产品所需要的工艺水平要求

海洋仪器都是高、精、尖的产品，且要在恶劣海洋环境下长期连续工作。因此，海洋仪器科技含量高，对传感器、密封元件等的精度要求很高，国内的机械制造业设施落后，生产精度达不到要求，这就造成了科研与生产脱钩，高新技术无法转化为产品。

（三）青岛市发展建议

1.发展海洋监测高技术

海洋监测高技术是海洋资源开发的技术支撑。发展海洋监测技术、获得实时有效的海洋环境数据，是保证海洋可持续发展的重要手段。充分发挥青岛市海洋科研的优势，发展海洋监测高技术，相应开发、研制与其配套的传感器监测仪器，为海洋环境管理、资源保护、灾害监测、海上生产作业和海洋军事等活动提供更好的技术设备和信息平台，为合理开发蓝色国土和振兴海洋经济提供有力保障。

2.加强基础工艺和基础器件研究

工艺差、器件质量低是我国海洋仪器逐渐丧失竞争力、失去国内市场的重要原因。大力加强元器件的可靠性和系统的可靠性设计，加强基础工艺和基础器件研究，提高元器件质量和水平，提升我市基础工艺和基础器件的研发制造水平，是我市海洋仪器仪表产业高水平发展的前提条件。

3.加强海洋仪器仪表行业内部交流及国际合作

青岛市海洋仪器研制和生产的人员分散在海洋、矿产、教委、中科院、地方科学院等系统，因此需要加强各系统海洋科研开发的协调与配合，促进海洋科研、技术推广和海洋产业发展的有机结合。基于海洋仪器仪表产业国际竞争力水平低下的现状，加强国际合作，引进国外先进技术，开展国际技术交流与合作，有利于推进我市海洋仪器研制和生产水平的提升。

4.完善激励机制，促进海洋仪器研发技术成果产业化

建立和制定有利于成果转化的体制和政策，引导海洋仪器仪表科研人员向技术创新和成果转化的方向发展。同时对于积极吸收海洋仪器研发技术成果的企业，给予一定的税收优惠减免政策，有效降低企业引进海洋仪器高技术成果面临的风险，从而促进企业与科研成果的结合，提高科技成果转化率。

参考文献

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编写:李汇简　　　　

编审:谭思明　蓝　洁