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一文详解水下机器人的产业发展现状及趋势分
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发布:2025-03-14 12:30:26
不(bù)久(jiǔ)前(qián),由(yóu)上(shàng)海(hǎi)交(jiāo)通(tōng)大(dà)学(xué)、中(zhōng)国(guó)科(kē)学(xué)院(yuàn)深(shēn)海(hǎi)科(kē)学(xué)与(yǔ)工(gōng)程(chéng)研(yán)究(jiū)所(suǒ)、华(huá)大(dà)集团(tuán)联(lián)合(hé)发(fā)起(qǐ)的(de)马(mǎ)里(lǐ)亚(yà)纳(nà)海(hǎi)沟(gōu)环(huán)境(jìng)与(yǔ)生(shēng)态(tài)研(yán)究(jiū)计(jì)划(huà)(MEER计(jì)划(huà))取(qǔ)得(de)重(zhòng)大(dà)科(kē)研(yán)进(jìn)展(zhǎn)。该(gāi)研(yán)究(jiū)专(zhuān)题(tí)集中(zhōng)报(bào)道(dào)了(le)马(mǎ)里(lǐ)亚(yà)纳(nà)海(hǎi)沟(gōu)深(shēn)渊(yuān)样(yàng)本(běn)的(de)研(yán)究(jiū)进(jìn)展(zhǎn)。样(yàng)本(běn)分(fēn)析(xī)显(xiǎn)示(shì)出(chū)较(jiào)高(gāo)的(de)分(fēn)类(lèi)新(xīn)颖(yǐng)性(xìng),呈(chéng)现(xiàn)出(chū)一(yī)个(gè)海(hǎi)洋(yáng)深(shēn)处(chù)极(jí)度(dù)繁(fán)荣(róng)的(de)生(shēng)态(tài)系(xì)统(tǒng)。这(zhè)是(shì)人(rén)类(lèi)首(shǒu)次(cì)系(xì)统(tǒng)性(xìng)地(de)研(yán)究(jiū)深(shēn)渊(yuān)生(shēng)命(mìng),揭(jiē)示(shì)了(le)深(shēn)渊(yuān)生(shēng)态(tài)系(xì)统(tǒng)的(de)生(shēng)命(mìng)适(shì)应(yīng)策(cè)略(è)与(yǔ)资(zī)源(yuán)潜(qián)能(néng),拓(tà)展(zhǎn)了(le)人(rén)类(lèi)对(duì)极(jí)端(duān)环(huán)境(jìng)下(xià)生(shēng)命(mìng)过(guò)程(chéng)的(de)认(rèn)知(zhī)。

所(suǒ)谓(wèi)的(de)深(shēn)渊(yuān)区(qū)(Thehadalzone)水(shuǐ)深(shēn)超(chāo)6000米(mǐ),联合国教科文组织则定义为水深超过6500米,代表着地球上最少被探索的极端环境。深渊区占海洋垂直深度的45%,以极端高压(yā)(110兆(zhào)帕(pà))、低(dī)温(wēn)(接(jiē)近(jìn)冰(bīng)点(diǎn))、黑(hēi)暗(àn)及(jí)有(yǒu)机(jī)质(zhì)稀(xī)缺(quē)为(wèi)特(tè)征(zhēng)。值(zhí)得(de)一(yī)提(tí)的(de)是(shì),该(gāi)项(xiàng)目(mù)依(yī)托(tuō)我(wǒ)国(guó)自(zì)主研(yán)发(fā)的(de)“奋(fèn)斗(dòu)者(zhě)”号(hào)载(zài)人(rén)潜(qián)水(shuǐ)器(qì),及(jí)深(shēn)海(hǎi)生(shēng)命(mìng)研(yán)究(jiū)的(de)全国(guó)产(chǎn)化(huà)软(ruǎn)硬(yìng)件(jiàn)体(tǐ)系(xì),在(zài)深(shēn)海(hǎi)生(shēng)命(mìng)科(kē)学(xué)研(yán)究(jiū)领(lǐng)域取(qǔ)得(de)突(tū)破(pò)性(xìng)进(jìn)展(zhǎn)。
“十(shí)三(sān)五(wǔ)”以(yǐ)来(lái),科(kē)技(jì)部(bù)会(huì)同(tóng)中(zhōng)国(guó)科(kē)学(xué)院(yuàn),组(zǔ)织(zhī)近(jìn)百(bǎi)家(jiā)科(kē)研(yán)院(yuàn)所(suǒ)、高(gāo)校(xiào)、企(qǐ)业(yè)近(jìn)千(qiān)名科(kē)研(yán)人(rén)员(yuán),经(jīng)过(guò)艰(jiān)苦(kǔ)攻(gōng)关,成(chéng)功(gōng)完(wán)成(chéng)“奋(fèn)斗(dòu)者(zhě)”号(hào)的(de)研(yán)制(zhì)工(gōng)作(zuò)。2020年(nián)11月(yuè)10日(rì)8时(shí)12分(fēn),“奋(fèn)斗(dòu)者(zhě)”号(hào)在(zài)马(mǎ)里(lǐ)亚(yà)纳(nà)海(hǎi)沟(gōu)成(chéng)功(gōng)坐(zuò)底(dǐ),创(chuàng)造(zào)了(le)10909米(mǐ)的(de)中(zhōng)国(guó)载(zài)人(rén)深(shēn)潜(qián)新(xīn)纪(jì)录(lù),标(biāo)志(zhì)着(zhe)我(wǒ)国(guó)在(zài)大(dà)深(shēn)度(dù)载(zài)人(rén)深(shēn)潜(qián)领(lǐng)域达(dá)到(dào)世(shì)界(jiè)领(lǐng)先(xiān)水(shuǐ)平(píng),进(jìn)入(rù)深(shēn)海(hǎi)科(kē)考(kǎo)第(dì)一(yī)梯(tī)队(duì)。
“奋(fèn)斗(dòu)者(zhě)”号(hào)载(zài)人(rén)潜(qián)水(shuǐ)器(qì)有(yǒu)效(xiào)载(zài)荷(hé)220公(gōng)斤(jīn),其(qí)高(gāo)速(sù)水(shuǐ)声(shēng)通(tōng)信(xìn)系(xì)统(tǒng)及(jí)高(gāo)国(guó)产(chǎn)化(huà)率(lǜ),显(xiǎn)著(zhe)提(tí)升(shēng)了(le)采样(yàng)精(jīng)度(dù)与(yǔ)效(xiào)率(lǜ)。研(yán)究(jiū)显(xiǎn)示(shì),在(zài)2021年(nián)TS21航(háng)次(cì)中(zhōng),“奋(fèn)斗(dòu)者(zhě)号(hào)”采集了(le)约(yuē)1700份(fèn)分(fēn)层(céng)沉(chén)积(jī)物(wù)和(hé)原(yuán)位(wèi)海(hǎi)水(shuǐ)样(yàng)本(běn),覆(fù)盖(gài)6000-10900米(mǐ)深(shēn)度(dù)。
另(lìng)外(wài),2024年(nián)以(yǐ)来(lái),“深(shēn)海(hǎi)勇(yǒng)士(shì)”号(hào)载(zài)人(rén)潜(qián)水(shuǐ)器(qì)下(xià)潜(qián)132次(cì),“奋(fèn)斗(dòu)者(zhě)”号(hào)载(zài)人(rén)潜(qián)水(shuǐ)器(qì)已(yǐ)下(xià)潜(qián)116次(cì),无(wú)论(lùn)是(shì)单(dān)独(dú)下(xià)潜(qián)次(cì)数(shù),还(hái)是(shì)合(hé)计(jì)下(xià)潜(qián)次(cì)数(shù),均(jūn)创(chuàng)历(lì)史(shǐ)新(xīn)高。其中,“深海勇士”号完成了南海西北陆坡一号、二号沉船第三阶段现场调查工作,进一步提高深(shēn)海(hǎi)文物(wù)探(tàn)测(cè)、提(tí)取(qǔ)和(hé)安(ān)防(fáng)保(bǎo)护(hù)技(jì)术(shù),推(tuī)动(dòng)深(shēn)海(hǎi)技(jì)术(shù)与(yǔ)水(shuǐ)下(xià)考(kǎo)古(gǔ)跨(kuà)界(jiè)融(róng)合(hé)。
水下机器人属于高端制造业范畴,就水下机器人发展来看,目前其市场规模还不算大,主要集中在国家战略层面,规模化快速发展尚需假以时日。据“艾思深海”统计:2024年我国的深海潜水器产量为5582台/套,预计到2025年,这一产量将达到6903台/套。而对于水下机器人总量则缺少详细统计资料。
水下机器人集成了海洋工程、材料科学、电子技术、信息技术等多个领域的高新技术,涵盖水下机器人的设计、研发、制造、应用和服务等多个环节的新兴产业。该产业通过技术创新和产业升级,推动深海探测与开发技术的发展和广泛应用,广泛应用于海洋科学研究、海洋资源开发、海洋工程、国防安全、环境保护等领域。
水下机器人(DUV)主要包括以下三种类型:一是载人潜水器(HOV),是搭载人类进入深海的工具,配备耐压舱和生命支持系统,可搭载科学家直接观察海底、采集样本,如中国的“蛟龙号”“奋斗者”号等;二是无人遥控潜水器(ROV),通过电缆与母船连接,由操作人员远程控制。它配备高清摄像头和机械臂,可完成海底设备安装、管道检测等复杂任务,广泛应用于海洋工程和科学研究,操作安全且成本较低;三是自主水下航行器(AUV),可自主航行,按预设程序完成海底测绘、环境监测等任务。
水下机器人产业的发展可以分为起步期、成长期和快速扩张期三个阶段。随着技术的不断进步和应用领域的持续扩展,水下机器人将在未来扮演更加重要的角色,不仅提高海洋科学研究、资源开发、环境保护等领域的效率,还将推动海洋工程、国防安全等领域发展。

水下机器人产业发展周期,来自艾思产研数据平台
水下机器人产业链包括了上游、中游和下游产业链。上游产业链为核心硬件和关键材料供应,如耐压材料、传感(gǎn)设(shè)备和通信系统等;中游产业链为技术系统与设备集成,包括导航定位、环境监测和仿真技术等;下游产业链为应用领域,涉及海洋工程、水产养殖、科学研究和环境监测等多种场景。

水下机器人产业链图谱,来自艾思产研数据平台
据艾思产研平台数据统计,截至2025年2月,中国水下机器人产业现有50.17万家企业(未统计港澳台地区),其中,广东约7.47万、江苏约6.10万、浙江约4.09万、山东约3.41万、安徽约2.50万,这些省(市)的企业数量位列全国前五。
上游企业包括阀门领域,锂电池、密封件提供商,推进器供应商,耐压壳体供应商,以及高性能陶瓷、湿度传感器、压力传感器等。主要集中在江苏、广东、浙江、上海和山东等省(市),珠三角、长三角和京津冀区域优势明显。其中,江苏以超过3.78万家的企业数量占据领先地位,广东企业数量也高达3.72万余家,浙江企业数量达2.87万余家。

水下机器人产业链上游环节企业布局,来自艾思产研数据平台
中游产业链为技术系统与设备集成,包括材料体系、动力系统、通信系统、导航系统、探测系统、布放回收、指挥控制等,如(rú)仿真技术、水下导航定位、目标探测与识别、水声通讯、控制电子技术、视频传输、3D打印、模拟软件、流体动力学模拟、结构强度分析以及环境监测设备等,这些技术共同支撑着潜水器的设计、制造、操作和维护,确保其能在极端的深海(hǎi)环(huán)境(jìng)中(zhōng)执(zhí)行(xíng)各(gè)种(zhǒng)任(rèn)务(wu)。在(zài)中(zhōng)游(yóu)各(gè)环(huán)节(jié)中(zhōng),企(qǐ)业(yè)数(shù)量(liàng)分(fēn)布(bù)存(cún)在(zài)差(chà)异(yì),其(qí)中(zhōng)3D打(dǎ)印(yìn)核(hé)心(xīn)技(jì)术(shù)企(qǐ)业(yè)占(zhàn)比(bǐ)最(zuì)高(gāo),达57%;其次是环境监测设备,占比约24%;控制电子技术占比约17%;模拟软件占比约1%;其他核心技术系统占比不足1%。

水下机器人产业链中游环节企业布局,来自艾思产研数据平台
中游企业主要集中在广东、江苏、浙江、山东、上海等省(市)。其中,广东的企业数量超过1.3万家,在产业发展进程中占据关键地位。江苏、浙江、山东、上海的企业数量超过2500家,是推动产业发展的重要支撑点。
中国水下机器人产业下游企业主要集中在广东、江苏、山东、安徽、湖南等省份。其中广东省以超过2.59万家的企业数量遥遥领先,占据绝对优势。紧随其后的是江苏省,企业数量超过1.94万家,山东省以超过1.79万家的数量位列第三。安徽省、湖南省和湖北省的企业数量均超过1.3万家,形成第三梯队。
水下机器人产业链下游应用领域中,环境监测占比最高,达到35%,其次是水产养殖和科学研究,分别占33%和14%。水下娱乐占13%,海洋工程占3%,而市政管道检查、资源勘探、海底搜救打捞等(děng)其(qí)他应用占比较小。这些数据表明,水下机器人在环境监测、水产养殖和科学研究等关键领域发挥着重要作用。

全国水下机器人产业链下游环节企业布局,来自艾思产研数据平台
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水下机器人产业涵盖了潜水装备、海洋探测、深海水密电缆接插件、深海探测(cè)技(jì)术(shù)装(zhuāng)备(bèi)、无(wú)人(rén)潜水器和海工装备等多个相关领(lǐng)域,分(fēn)布(bù)在(zài)北(běi)京(jīng)、浙(zhè)江(jiāng)、江(jiāng)苏(sū)、广(guǎng)东(dōng)等(děng)经(jīng)济(jì)活(huó)跃(yuè)地(de)区(qū)。例(lì)如(rú),中(zhōng)国(guó)船(chuán)舶(bó)重(zhòng)工(gōng)股(gǔ)份(fèn)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī)在(zài)水(shuǐ)下(xià)机(jī)器(qì)人(rén)领(lǐng)域取(qǔ)得(de)显(xiǎn)著(zhe)成(chéng)就(jiù),成(chéng)功(gōng)研(yán)制(zhì)了(le)“奋(fèn)斗(dòu)者(zhě)”号(hào)载(zài)人(rén)潜(qián)水(shuǐ)器(qì),是(shì)中(zhōng)国(guó)首(shǒu)艘(sōu)全海(hǎi)深(shēn)载(zài)人(rén)潜(qián)水(shuǐ)器(qì),代(dài)表(biǎo)了(le)国(guó)际(jì)最(zuì)高(gāo)技(jì)术(shù)水(shuǐ)平(píng);又(yòu)如(rú)中(zhōng)潜(qián)股(gǔ)份(fèn)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī)作(zuò)为(wèi)国(guó)内(nèi)潜(qián)水(shuǐ)装(zhuāng)备(bèi)行(xíng)业(yè)领(lǐng)域的(de)龙(lóng)头(tóu)企(qǐ)业(yè)和(hé)全球(qiú)主要(yào)的(de)潜(qián)水(shuǐ)服(fú)及(jí)渔(yú)猎(liè)服(fú)生(shēng)产(chǎn)企(qǐ)业(yè)之(zhī)一(yī),在(zài)潜(qián)水(shuǐ)装(zhuāng)备(bèi)领(lǐng)域具(jù)有(yǒu)显(xiǎn)著(zhe)的(de)地(de)位(wèi);江(jiāng)苏(sū)中(zhōng)天(tiān)科(kē)技(jì)股(gǔ)份(fèn)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī)在(zài)深(shēn)海(hǎi)水(shuǐ)密(mì)电(diàn)缆(lǎn)接(jiē)插(chā)件(jiàn)领(lǐng)域具(jù)有(yǒu)专(zhuān)业(yè)优(yōu)势(shì),为(wèi)海(hǎi)洋(yáng)工(gōng)程(chéng)提(tí)供(gōng)关键技(jì)术(shù)支(zhī)持(chí);深(shēn)之(zhī)蓝(lán)海(hǎi)洋(yáng)科(kē)技(jì)股(gǔ)份(fèn)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī)专(zhuān)注(zhù)于(yú)水(shuǐ)下(xià)机(jī)器(qì)人(rén)和(hé)海(hǎi)洋(yáng)探(tàn)测(cè)领(lǐng)域,在(zài)水(shuǐ)下(xià)机(jī)器(qì)人(rén)领(lǐng)域取(qǔ)得(de)了(le)显(xiǎn)著(zhe)的(de)成(chéng)就(jiù),为(wèi)海(hǎi)洋(yáng)探(tàn)测(cè)和(hé)水(shuǐ)下(xià)作(zuò)业(yè)提(tí)供(gōng)了(le)重(zhòng)要(yào)的(de)技(jì)术(shù)支(zhī)持(chí)。等(děng)等(děng)。
与(yǔ)我(wǒ)国(guó)水(shuǐ)下(xià)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)数(shù)量(liàng)逐(zhú)年(nián)递(dì)增(zēng)相(xiāng)同(tóng),据(jù)艾(ài)思(sī)数(shù)研(yán)统(tǒng)计(jì),我(wǒ)国(guó)水(shuǐ)下(xià)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)产(chǎn)业(yè)规(guī)模(mó)也(yě)在(zài)不(bù)断(duàn)上(shàng)升(shēng),进(jìn)入(rù)了(le)发(fā)展(zhǎn)的(de)快(kuài)车(chē)道(dào)。如(rú)下(xià)图(tú),2017年(nián)我(wǒ)国的深海潜水器产值规模为5.8亿元人民币左右,到2024年已经增加至15亿人民币的规模,7年间产业规模增长了近10亿元。

2017-2024年中国深潜器产量及市场规模
据研精毕智市场调研网发布的数据,我国水下机器人市场规模从2015年的12.52亿元增长至2021年的31.63亿元。其中,2022年中国水下机器人行业市场规模达到110.2亿元,较上年同比增长26.1%。
水下机器人分为资源勘查类、安全检测类、搜索救援类(lèi)、商(shāng)业(yè)及(jí)个(gè)人(rén)娱(yú)乐(lè)类(lèi)、调(diào)查(chá)研(yán)究(jiū)类(lèi)、水(shuǐ)产(chǎn)养(yǎng)殖(zhí)类(lèi)、铺(pù)设(shè)线(xiàn)缆(lǎn)类(lèi)。其(qí)中(zhōng)资(zī)源(yuán)勘(kān)查(chá)类(lèi)、安(ān)全检(jiǎn)测(cè)类(lèi)、搜(sōu)索(suǒ)救(jiù)援(yuán)类(lèi)、商(shāng)业(yè)及(jí)个(gè)人(rén)娱(yú)乐(lè)类(lèi)水(shuǐ)下(xià)机(jī)器(qì)人(rén)需(xū)求(qiú)较(jiào)高(gāo),2020年(nián)市(shì)场(chǎng)占(zhàn)比(bǐ)分(fēn)别(bié)为(wèi)41.59%、33.45%、11.75%、10.85%,其余(yú)类(lèi)型(xíng)水(shuǐ)下(xià)机(jī)器(qì)人(rén)需(xū)求(qiú)占(zhàn)比(bǐ)不(bù)足(zú)1%。
未(wèi)来(lái),水(shuǐ)下(xià)机(jī)器(qì)人(rén)产(chǎn)业(yè)前(qián)景(jǐng)广(guǎng)阔(kuò),将(jiāng)聚(jù)焦(jiāo)智(zhì)能(néng)化(huà)、多(duō)功(gōng)能(néng)化以及深海资源开发利用等三大关键方向。在智能化领域,水下机器人有望深度融合人工智能、大数据等前沿技术,实现自主决策、智能感知与精准操控,显著提升作业效率与安全性。多功能化方面,潜水器将突破现有功能局限,集深海探测、样本采集、环境监测、工程作业等多种功能于一体,满足海洋科研、资源开发等多元需求。而在深海资源开发利用上,随着全球对海洋资源的需求与日俱增,水下机器人将成为开发深海油气、矿产等资源的核心装备,为海洋经济的可持续发展注入强劲动力。另外,由于技术水平和品牌影响力等因素的限制,中国水下机器人在国际(jì)市(shì)场(chǎng)上(shàng)的(de)份(fèn)额(é)仍(réng)相(xiāng)对(duì)较(jiào)低(dī)。
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