國際水下機器人設備發展現狀及國際市場需求結構分析

• 2019年9月17日 WuZhiCong來源：互聯網 381 18
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據中研產業研究院發布的《2019-2025年國內外水下機器人市場發展預測及投資比較分析報告》統計數據顯示

國際水下機器人設備市場分析

一、國際市場現狀及發展趨勢

從全球范圍來看，美國與日本在水下機器人領域最具競爭優勢。近年來，隨著科技的進步和發展，涉及水下機器人的能源提供、精準定位、零可見度導航、高強輕質材料等技術的研究都取得了不同程度的突破，加上市場需求的增加，美日兩國的水下機器人產業化也得到迅速推進，其產業化水平遠遠高于我國。由于科研機構產業化動力不足及企業進入門檻相對較高等原因，我國水下機器人產業化多年來進展緩慢，但近幾年有加快的趨勢。

沈陽自動化所、上海交通大學在早年就開展了水下機器人產業化方面的工作，但其他高校與科研院所推動相關科研成果產業化還只是這兩年的事情。沈陽自動化所成立了沈陽新松機器人自動化股份有限公司，上海交通大學成立了南洋水下工程公司，但后者還未形成真正的生產能力。而在水下機器人科研方面碩果累累的哈爾濱工程大學，與企業合作較少，一般是客戶找到學校，提出自己的產品需求，學校就做一套。與前衛儀表公司開展的合作，是其向產業化邁出的重要一步。

同時，進入這一領域的資金和技術門檻較高，特別是真正作業用的水下機器人結構較為復雜，研制周期相對較長，產業化難度大。這也在一定程度上阻礙了水下機器人的產業化進程。正因如此，業內專家建議，鑒于目前海洋石油工程、海洋科考、海洋打撈等領域對水下機器人的需求猛漲，而且呈現不斷增多的態勢，有關部門應高度關注水下機器人的產業化發展，并在項目立項與實施方面給予政策傾斜。此外，相關科研單位和生產企業可以與實力雄厚的需求方，如大型石油集團、海洋勘測企業或打撈企業等聯手實施產業化項目。只有這樣，我國才不至于在水下機器人這一新興市場相比先進國家"慢一拍"。

二、國際市場需求結構分析

圖表：2018年全球水下機器人市場結構

數據來源：中研普華產業研究院

三、全球主要供應商分析

圖表：2017年全球ROV市場份額分布

數據來源：中研普華產業研究院

四、國際市場的重要動態

(一)美國海軍無人潛航器的最新發展現狀

與世界上其他十幾個研制UUV的國家相比，美海軍處于領先地位。美國海軍在國防部《無人系統發展路線圖》的指導下，先后頒布了包括《無人潛航器主計劃》在內的大力發展各種無人系統的一系列綱領性計劃，分別指導不同類型無人裝備的發展。2016年美國海軍在政府國防預算中獲得了大量的資金支持，用于擴大無人潛航器編隊的規模。美國現有在研、在役多項水下無人潛航器，覆蓋各種排水量和動力類型，用途涵蓋海洋環境調查、偵察與反水雷、察打一體化等任務。

2015年，美國在對原有項目進行試驗、測試和部署的同時，發布多個新項目計劃，加大對該領域的研發力度。

1、"反潛戰持續追蹤無人艇"ACTUV

ACTUV項目是美國科學應用國際公司為DARPA研制的無人潛艇探測器，該項目旨在應對未來安靜型柴電潛艇的威脅。該無人艇采用光電傳感器、遠程/近程雷達，以及光探測/測距設備，利用人工智能與艇載傳感器進行導航，具有探測、跟蹤、告警、規避功能，能夠進行無線和衛星等多種通信。艇體采用復合材料，具有隱身性能;該艇暴露在水面以上的部分體積不大，雷達反射截面積較小，其主艇體潛行在10m以下，整艘艇的隱蔽性和淺海航行能力均較好;航速達到27kn，作戰半徑達到3000km，續航時間為期3個月，機動性能較強，具有極佳的前沿部署能力及大范圍反潛能力。

2015年初，ACTUV進行了為期6周的測試，測試范圍為35海里。測試中，共設置了100種不同的場景對該系統特性進行測試，ACTUV成功跟蹤了1km外的目標艇。2015年底，美海軍"反潛戰持續追蹤無人艇"(ACTUV)即將下水，擔負起在沿海搜索敵方潛艇的使命。

2、大直徑無人潛航器LDUUV

大直徑無人潛航器(LDUUV)能夠搭載不同傳感器和任務模塊，靈活配置，自動控制能力更高，能夠數月、遠距離執行任務。具有掃雷、跟蹤、情報偵察、自主工作、智能化攻擊的能力，可搭載各種類型的導彈、炸彈甚至核彈進行自主攻擊;既可獨立使用，也可在包括巡航導彈核潛艇、弗吉尼亞級攻擊核潛艇和水面艦艇等多種平臺上部署。LDUUV是察打一體化大直徑重型無人潛航器，作為未來多項作戰概念的核心節點，計劃2016年進行巡航試驗，2017年服役，2020年具備完全作戰能力。

2016年1月，美海軍研究局(ONR)計劃于春季開始對長航時、大排量無人潛航器LDUUV進行900~1100海里的無人自主航行測試。ONR旨在對LDUUV的耐久性進行研究，希望該系統可持續在水下運行數十年;除了進行深海航行測試，LDUUV研制的下一個里程牌是集成新型傳感器和有效載荷。

2015年8月，美海軍批準LDUUV項目的風險降低決議，即該項目達到了"里程碑A"，標志著該項目獲得了進入下一個開發階段的授權。目前，被稱為海軍創新原型樣機的該項目LDUUV-INP可續航60天以上，于2015年4月中旬在"2015海空天博覽會"首次展出，LDUUV-INP代表了無人潛航器(UUV)的研究前沿，該項目在自持力、功率和自主性等性能上都有跨越式發展，將給海軍作戰人員帶來改變游戲規則的能力。12月，美海軍對LDUUV無人潛航器通用控制系統(CCS)軟件進行了系列測試，表明CCS軟件具備對LDUUV進行指揮控制的能力，該軟件可作為海軍無人系統的"大腦"，為無人系統提供任務規劃、任務管理等能力，并可適應從無人機到無人潛航器等各類無人平臺。圖4為"創新性海軍原型樣機"LDUUV-INP，圖5為美海軍潛艇導彈發射管發射無人潛航器系統示意圖，圖6為美國測試中的潛射無人潛航器原型。

3、無人潛航器"REMUS600"首次在潛艇上部署

水熄(Hydroid)公司的REMUS600等便攜式無人潛航器在過去10多年間已被多國海軍使用。作為低成本高效率的裝備，它們被用于淺海航道測量、水雷監視和物體搜索等工作。

"REMUS600"潛航器重500磅，長3.25m，采用模塊化設計，見圖7，可搭載多種不同類型的傳感器，配備有雙頻側掃聲吶、合成孔徑聲吶、聲學成像系統、攝像機以及GPS裝置等。

2015年4月，美海軍在"弗吉尼亞"級攻擊型核潛艇上首次部署"REMUS600"無人潛航器，在全球戰略熱點地區進行水下任務中的應用。"REMUS600"潛航器將通過"弗吉尼亞"級潛艇上一個11m長的任務模塊釋放。在2015年美海軍以沿海戰艦(LCS)搜索沿海水域潛艇的PLUS計劃中，REMUS600潛航器采用拖曳陣無源聲吶進行廣域監視，把探測的信息輸入水下探測器進行數據采集后，由衛星將數據傳輸至陸基站點數據處理設備。PLUS的樣機由6艘REMUS600和5臺水下探測器構成。7月，美海軍"北達科他州"號核動力攻擊潛艇成功在水下發射并回收REMUS600無人潛航器。

4、DARPA開展"深水導航定位系統"(POSYDON)項目的研發

2015年4月，DARPA發布了"深水導航定位系統"(POSYDON)計劃相關跨部門公告，向工業部門征集發展可靠、精確、經濟可承受的水下導航系統的項目方案，旨在為潛航器提供無所不在的穩健定位、導航和授時能力(PNT)。

POSYDON項目是在目標海底布放若干聲信號源，潛航器通過測量待測點到這些信號源的絕對距離，獲得持續、精確的定位。該項目的特點是潛航器無需浮上水面尋求GPS定位，也無需釋放任何射頻傳輸信號，因此可最大限度地降低被探測的風險;同時可降低成本和動力消耗。DARPA希望該系統主要為自主無人潛航器提供導航，并可接收兼容于其他潛航器。項目時間暫定48個月，分3個階段進行。

5、美陸軍研發GPS拒止環境下包括無人潛航器在內的無人系統感知技術

2015年10月，美國陸軍為"自主無人系統在GPS拒止環境下的組隊與合作"(AUSTC)項目向工業界發布資源尋求公告，尋求在GPS拒止環境下的無人系統感知能力。

該項目開發的技術可應用到包括無人潛航器在內的部分無人系統中。該項目將在GPS拒止下的精確測繪、定位、目標探測、跟蹤和合作的能力上開辟一條獨特的途徑，該技術可用于自主無人系統的態勢感知、合作和作戰，并包括3D及4D測繪、定位、目標瞄準、跟蹤、集合3D影響、先進實時分析、GPS拒止環境無線電通信網絡、目標打擊和合作等。

6、DAPRA提出面向遠洋與未來的發展計劃

美國DAPRA提出了分布式敏捷反潛(DASH)項目計劃，該計劃由水下傳感器網對潛艇進行探測和定位，在遠距離探測、識別、通信、能源管理、傳感器與平臺的集成、半自主處理、傳感器平臺的搭建等方面實現了突破。DASH目前已進入樣機制作階段。

此外，作為UUV應用構想之一，美海軍研究部門還提出了跨越未來計劃(LeapAheadProject)，2015年該計劃已進入廠家聽證階段。該計劃的核心是開發與LDUUV進行集成的反潛戰(ASW)任務包(ASWMP)，并對自主執行任務、態勢識別、水下傳感器等領域進行技術研發。

(二)歐洲無人潛航器的最新發展現狀

AUV62-MR(AUV：自主式水下潛航器)水雷探測系統水雷探測系統是新型自主水下航行器(AUV)，具有水雷探測、反水雷、遠程作業與高階自主能力，采用模塊化設計，可執行多任務。載荷包括：各獨立載荷模塊、合成孔徑聲納(SAS)、前向聲納、聲納陣列、圖像傳感器、環境傳感器，發射機與應答機等。

多功能水下潛航器SUBROV一種最新型的遠程操作UUV，可被任何潛水艇運載發射，適于21英寸標準級魚雷發射管。可執行多任務，SUBROV采用模塊化設計，具有偵察/干擾、掃雷、通信/監視、自主水下潛航器的恢復等功能。其載荷包括：HD照相機、避障聲吶、分析器、無刷推進器、用于導航的USBL/MEMS/DVL/INS、AUV恢復工具(操控引導AUV進入魚雷發射管)。

多點水雷排除系統(MuMNS)具有現場清除水雷、水雷探測和水下破壞等多功能，模塊化使MuMNS具有天生的靈活性。載荷包括：導航傳感器、各類照相機、聲納，水雷破壞器。

海黃蜂(SEAWASP)是一種水下非常規爆炸處理裝置，采用模塊化設計，具有優異的適航性，可執行多任務，重要設計包括水下機器人(ROV)的傳感器和導航組件，亦可整合成一個完整的系統。載荷包括：傳感裝置(可靈活配置)、寬頻聲納、LED燈和視頻攝像機、iCON智能控制系統、多普勒測速器(DVL)、內部測量單元(IMU)等。

(三)俄羅斯無人潛航器的最新發展現狀

俄羅斯對無人系統研制工作可以追溯到前蘇聯時期，但解體后由于缺乏經費等原因發展降速。近年來俄軍方不斷加大對無人系統研發的投入，依仗其雄厚的工業基礎和技術實力，取得了很大的發展。

2016年俄羅斯正在發展無人潛航器顛覆性技術。1月，俄羅斯海軍正在投資一項包括無人潛航器與無人水面艇在內的具有"變革海軍戰爭"潛力的未來技術，據防務專家稱，俄有可能同時開發上述兩種無人裝備，但開發長航時無人潛航器的可能性更大，UUV的任務將可能擴大到包括反潛和電子戰，以及情報收集。

2015年8月，負責生產專業潛水設備的特提斯公司計劃2016年將向俄海軍提供5艘"馬爾林-350"型遠程控制水下無人潛航器，用于替換此前從英國采購的"虎"型潛航器。目前已成功完成了國家試驗工作。該潛航器用于在水下350米搜索目標和調查工作。

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