對海洋儀器設備規范化海上試驗的認識與思考

錢洪寶，徐文，張杰，韓鵬，姜沃函，李宇航

（1.中國21世紀議程管理中心，北京　100038；2.浙江大學，浙江　杭州　310027；3.國家海洋局第一海洋研究所，山東　青島　266061）

對海洋儀器設備規范化海上試驗的認識與思考

錢洪寶1，徐文2，張杰3，韓鵬1，姜沃函1，李宇航1

（1.中國21世紀議程管理中心，北京100038；2.浙江大學，浙江杭州310027；3.國家海洋局第一海洋研究所，山東青島266061）

規范化海上試驗是863計劃海洋技術領域針對儀器設備研發項目管理的一項創新舉措，近年來，通過推行規范化海上試驗，海洋技術領域構建并完善了儀器設備研發與技術評價體系，提高了海上試驗整體效率，降低了海試風險和成本，大大加快了儀器設備的實用化進程。介紹了863計劃海洋技術領域推行規范化海上試驗的基本概念、需求背景，詳細闡述了規范化海上試驗主要程序做法，重點論述了規范化海上試驗對于海洋儀器設備研發的重要意義、取得進展和成果，對今后的發展進行了思考并提出了具體建議。

海洋領域；儀器設備；海試；規范化

規范化海上試驗是863計劃海洋技術領域（以下簡稱海洋領域）為推動自主海洋儀器設備研發，加快產品化進程，按照科學的海上試驗程序和方法，并通過規范化檢驗檢測方法，獲得試驗數據和評價結果的過程。規范化海上試驗是現場指標檢驗的一個必要環節，是海洋領域參照GB/T 19001—2008/ISO 9001∶2008《質量管理體系要求》，構建適合我國特點的海洋儀器設備研發與評價體系，創新海洋科技管理的一項重要舉措。

1　規范化海上試驗的提出背景

過去由于海洋儀器設備研發海試經費匱乏，缺少海試平臺，多數項目通過室內檢測、水池試驗或湖試來替代海上試驗進行考核驗收，使得多數海洋儀器設備研制停留在實驗室階段，真正下海試驗的儀器設備較少，海洋儀器設備缺乏實際海上環境的檢驗。近年來，隨著國家對海洋基礎條件平臺設施（如科學考察船、海底觀測試驗網等）投入力度的加大和建設步伐加快，為科學家和技術研發人員提供了海上試驗條件保障。

初期自發的海上試驗由于沒有現成的規范和標準可以參照，缺乏系統理論的指導，使得海上試驗組織實施過程隨意性較大，每步操作無章可循，同時也導致了一系列問題。在付出高昂學費的同時，收獲的往往是慘痛的教訓。比如一艘普通的3 000～4 000 t的科學考察船，出海一天僅燃動（柴油）費用達13～16萬元，經常由于遭遇突發極端天氣和高海況（沒有提前預料）使得海試無功而返；因出海沒有帶齊備品備件，遇到設備故障海試被迫中斷；由于一些低級失誤導致儀器設備漏水漏電甚至損壞；因海試中儀器設備丟失、過程記錄不規范、不完整，造成問題故障無法溯源和定位，技術狀態無法評價；考核驗收時因專家對海試方法存有質疑，使海試變得毫無意義……在一段時期內形成了海上試驗“高投入，低產出”的被動局面，甚至由于承擔單位未經相關專業培訓自行出海，給人員及裝備安全等帶來極大風險和損失，國家寶貴的有限的科技資源沒有得到有效利用，海洋儀器設備“最終”的海上檢驗驗證迫切需要開展規范化海上試驗。

2　規范化海上試驗的主要程序做法

海洋領域針對海洋儀器設備研發，通過多年的海上試驗教訓的積累和經驗總結，提出規范化海上試驗的概念，通過項目的形式落實規范化海上試驗公共航次平臺，并依據質量管理體系相關要求組織編制了863計劃海洋技術領域《規范化海上試驗管理辦法》 （于2008年3月試行，2013年9月重新修訂并正式發布），細化編制了一系列海上試驗組織、檢驗及評價操作規程，使得海上試驗有章可循。突出解決了兩個方面的問題，一是海試大綱（方案）的科學性、合理性，通過同行專家評審把關，確保現場指標能夠得到有效驗證；二是海試操作過程的規范化，包括試驗組織、操作實施、海試記錄等，確保海試評價結果的客觀公正（錢洪寶等，2014）。

規范化海上試驗主要包括4個環節：規范化海上試驗航次申請與準備、海上試驗大綱（方案）編制與評審、海上試驗準備及組織實施、第三方見證和評價；航次申請與準備階段重點解決試驗平臺落實問題，可以申請搭載海洋技術領域組織的公共開放航次，亦可搭載自組織海試航次，前提是參試單位已經完成室內檢驗、水池及湖上試驗，具備了出海開展規范化試驗的條件。海上試驗大綱（方案）編制與評審環節，重點明確現場指標檢驗方法，需要通過同行專家評審的方式予以認可，同時對參試設備、備品備件、海區環境、人員及分工、應急預案等做出合理安排和考慮。海上試驗準備及組織實施階段，重點對出海注意事項及相關人員進行專業培訓，做好各項備航準備，規范化執行好海試大綱（方案）里明確的各項任務和相關內容。第三方見證與評價階段，主要是確定第三方的組成形式，明確第三方職責，審核海上試驗大綱（方案），全程跟蹤海試過程，進行現場見證和監督，做好海試過程記錄，并依據試驗結果完成考核評價等工作。

3　規范化海上試驗對海洋儀器設備研發的意義

3.1海洋儀器設備指標檢驗評價的必要手段

多年的海洋技術研發表明，海洋儀器設備技術評價僅僅靠實驗室檢驗是遠遠不夠的，我國海洋技術研發起步較晚，即便對于跟蹤研發的海洋儀器設備開展與國外同類設備的海上比測，亦需要研究海上比測試驗操作與評價方法，更何況對多數創新研發的前沿海洋儀器設備的檢測。一直以來，在指標的界定、考核方式、評價方法等方面，由于缺乏相應的規范和標準，存在較大的探索性，特別是對于現場指標（真實環境下的指標驗證）、可靠性指標、功能及性能指標等的檢驗，更需要深入研究制定海上試驗檢驗方法。通過規范化海上試驗來確保海洋儀器設備海上試驗的科學性、操作過程的規范性以及評價結果的客觀性，因此規范化海上試驗是海洋儀器設備指標評價的一種重要形式，不可替代。

3.2嚴格海上試驗風險管理的必然要求

海洋領域之所以要開展規范化海上試驗，制定《規范化海上試驗管理辦法》，除了強化技術評價過程的質量控制之外，更重要的是對海試過程中可能存在的各種潛在風險要進行嚴格管理。將質量管理體系有關要求引入海洋科技研發管理，這是海洋領域技術研發走向海洋不得不做出的選擇，也是多年沉痛教訓得出的歷史總結。眾所周知，近年來在海洋調查科考中時有人員傷亡、裝備損毀丟失等事故的發生，特別是進入“十二五”以來，隨著海洋領域“開拓深遠海”戰略的實施，嚴格海試風險管理、規范化組織實施顯得尤為重要，尤其對于海洋儀器裝備的研發而言，規范化海上試驗必將成為海洋領域科技管理的一項長期任務常抓不懈。

3.3海洋儀器設備海試操作與評價過程透明公開

規范化海上試驗，通常的理解是通過對海洋儀器設備開展海上試驗對其技術狀態進行考核評價，從另一個角度來看，一個非常重要的方面還在于海試過程中通過第三方（包括有資質的專業檢測機構、現場專家組、質量監理等）的介入，將海洋儀器設備海試操作與評價過程變得透明公開，也就是說海試內容、試驗方法、操作過程以及最終評價的結果，不能僅研發團隊自己清楚，也要讓第三方知道，將第三方（亦或同行、用戶等）的認可作為評價技術好壞的標準，這一點意義尤其重要，海洋領域通過類似舉措（包括海試過程引入質量監理等）的實施在很大程度上確保整個科研過程不偏離科學的軌道。

3.4加快海洋儀器設備成果應用轉化的催化劑

眾所周知，“蛟龍號”載人潛水器規范化海上試驗自2009年從50 m水深開始下潛，耗時4年，通過51個潛次，對313項技術指標的試驗考核、技術改進，最終下潛到7 000 m（最大下潛深度7 062 m），完成深海探測與作業，把最初的一項海洋技術成果變成實用化深海裝備，用鐵的事實證明，海上試驗是海洋技術成果走向應用、實現轉化的必由之路，不可逾越，已成為整個海洋界的共識（崔維成等，2012）。從海洋技術研發規律來看，技術問題很難從前期設計、加工制作以及系統集成環節顯現出來，更容易從海試中充分暴露。如福建示范區岸基陣列式高頻地波雷達樣機在初期海試過程中就暴露出系統三防（防腐、防潮、防磁）性能差、接收天線陣龐大，抗風浪能力弱，以及使用不方便，需要技術人員長期值守等問題，通過研發團隊逐一對問題進行針對性改進研發，反復的試驗驗證，系統快速實現產品的設計定型（OSMAR071型），并在有關部門招標采購中擊敗國內外競爭對手，成功中標。因此解決海試中發現的問題將大大加快海洋儀器設備的實用化進程。通過規范化海上試驗組織實施，海洋領域推出了一批實用化的技術成果，從某種程度上講，海試過程與真實海洋環境下的實際應用相比，已經沒有了本質的區別，因此海洋領域推行規范化海上試驗也是對海洋儀器設備研發后端即成果轉化提出了更高的要求。

3.5大幅提高海試效率，降低海試成本

海上試驗通過規范化組織實施，最大限度地杜絕了研發團隊海上試驗的盲目性和隨意性，大大減少了操作上的失誤，降低了海試過程風險，確保了每次出海儀器設備的指標都能夠得到充分驗證，避免了海試“僅交學費、無功而返”，甚至儀器設備丟失損毀事件的發生。通過集中統一組織，共享開放航次（除863計劃項目外，像973、支撐計劃、自然基金等海試任務均可搭載進行海試），使得有限的試驗平臺資源得到充分利用，極大地降低了海上試驗成本，避免了有限資源的浪費和重復投入。為避免因試驗任務集中對863計劃任務的影響，海洋領域在開展規范化海試中堅持兩個原則，一是在所有海試任務中優先保障863計劃課題的海試任務；二是在863計劃任務中優先保障需要開展中期海試和驗收海試課題的任務。

4　規范化海上試驗取得進展及成果

規范化海上試驗自執行以來，取得豐碩的成果，僅“十一五”以來，海洋領域共執行10個集中規范化海上試驗航次，投入總船時達310 d，完成45個種類91臺（套）次的海洋儀器設備海試和技術評價工作，有29型海洋儀器設備完成第三方獨立檢驗，多數儀器設備達到了實用化要求。初步分析，通過海洋領域規范化海上試驗引導及要求，加之對試驗中發現問題的技術改進，同類設備（如深海滑翔機、小型自主探測系統AUV等）的故障率降低了30%以上。規范化海上試驗使多年來形成的海洋科技成果落了地，轉化成了實用化儀器裝備（如系列高頻地波雷達、X波段雷達、三維聲學攝像聲吶、C-ARGO、系列ADCP、錨系浮標、潛標、XBT、“蛟龍號”7000m載人潛水器、4500m深海資源自主勘查系統AUV、4 500 m深海作業系統“海馬號ROV”、北極冰下自主/遙控探測系統“北極ARV”、深海拖曳探測系統、“海牛號”海底60 m多用途鉆機、“海燕號”深海滑翔機等），部分技術成果已初步實現產業化。

完成863計劃海洋技術領域《規范化海上試驗管理辦法》的修訂和正式發布，編制了規范化海上試驗操作規程、第三方檢驗操作規程等通用規程；形成《海洋儀器設備規范化海上試驗》等8項國家或行業標準，制定了涵蓋8類測量要素的海洋監測儀器設備實驗室檢測方法，并針對不同類型海洋儀器設備制定了9項質量控制技術規程，完成規范化海上試驗網站、規范化海試信息管理系統的編制及試運行，培養了穩定的專業化海上試驗人才隊伍。

通過多年的發展，我國已形成從空天、岸基、水層到海底的立體觀測，自主海洋儀器設備種類不斷增加，并逐步向遠海和深海拓展（段春明等，2014），規范化海上試驗的內涵也得到極大豐富，從最初共享公共海上試驗平臺開始，到海試管理辦法、標準規范的建立以及操作評價規程的制定，逐步實現了海試全過程的質量控制；試驗平臺從單一的科考船拓展到集成示范系統（如區域海洋立體監測系統、深海內波觀測試驗網、海底觀測網系統等）；參試儀器設備從船載式（下放式、拋棄式、拖曳探測式）拓展到空天觀測（如機載鹽度計等）、岸基觀測（如地波雷達）、海洋定點觀測 （如錨系浮標、潛標、海床基等）、水下移動平臺觀測（如AUV、GLIDER等），進而又逐步拓展到深海裝備及通用技術等（如系列潛水器、深海浮力材料、水下聲學定位通信等）；極大地豐富了規范化海上試驗的內容。

隨著2008年863計劃海洋技術領域《規范化海上試驗管理辦法》的試行，“十二五”期間海洋領域儀器設備規范化海上試驗已步入常態化。通過將海上試驗作為指標要求和考核方式寫入課題任務書，并增加補充協議條款，涉及海洋儀器設備研發的項目課題實現全部“下海”，這在海洋領域技術研發項目管理上具有里程碑意義，并在海洋領域專家與研發隊伍中逐步達成廣泛共識，目前，開展規范化海上試驗已成為海洋領域科技管理的一種創新理念正逐步深入人心（錢洪寶等，2015）。

5　未來發展的思考與建議

（1）規范化海上試驗是海洋領域針對儀器設備研發，經過近20年艱辛摸索與實踐，探索出的一條管理創新之路，成為海洋儀器設備研發評價體系中的一個重要環節，應作為一項重點任務，納入海洋科技創新發展規劃，給予重點關注并長期支持。

（2）進一步拓展規范化海上試驗適用范圍，完善海上試驗操作和評價技術體系。除海洋環境監測及深海探測儀器設備外，將研發的海洋油氣、礦產、天然氣水合物、海洋能資源探查開發裝備以及海洋生物養殖捕撈裝備等納入規范化海上試驗評價體系，并分類制定海試操作及評價規程（姜曉軼等，2013）。通過強化海試及試驗性應用，加快自主研發海洋儀器裝備的產品化進程。

（3）嚴格海上試驗風險控制管理。特別是在海洋科技研發向深遠海挺進的過程中，對安全性問題應予以重點關注，應嚴格按照相關質量管理體系要求，加強對海上參試人員、儀器裝備以及對海洋生態影響等問題的風險評估，強化對應急預案的管理要求，確保海試過程風險可控。

（4）積極探索組建國家聯合調查科考船隊，依托現有平臺資源，建立國家科考船統籌調度及船時共享管理機制以及重大科技裝備的運營管理機制，提高科考船及重大裝備作為海試平臺的使用效率，減少國家科技資源的重復投入和閑置浪費。

（5）引導并推動國家海上公共試驗平臺建設。除科考船等傳統海上試驗平臺外，依托岸站、島嶼以及海樁基（如油氣平臺等）構建海上公共試驗場，將成為海洋儀器設備研發重要的海試平臺，應深入研究海上試驗場建設的目標定位、服務對象，探索其運營管理機制，并開展相關配套政策研究（羅續業等，2011），同時將我國已研發的重大裝備（如蛟龍號、海馬號等）作為關鍵技術研發試驗平臺，為海洋儀器設備自主研發及規范化海上試驗發揮更大作用。

崔維成，劉峰，2012.蛟龍號載人潛水器的7 000 m級海上試驗.船舶力學，16（10）：1 136-1 140.

段春明，朱永強，2014.海上試驗場潮流能發電裝置綜合測試與評價方法分析.海洋通報，33（5）：566-570.

姜曉軼，石綏祥，胡恩和，等，2013.我國數字海洋建設中幾個問題的思考.海洋開發與管理，30（3）：14-17.

羅續業，王項南，2011.國家級海上試驗場建設構想.海洋開發與管理，27（11）：1-3.

錢洪寶，徐文，2014.海洋儀器裝備研發中的質量控制管理.海洋開發與管理，（9）：58-61.

錢洪寶，徐文，2015.我國海洋監測高技術發展的回顧與思考.海洋技術學報，（3）：60-61.

（本文編輯：袁澤軼）

Overview and further thoughts on the standardized sea trials for marine instruments

QIAN Hong-bao1,XU Wen2,ZHANG Jie3,HAN Peng1,JIANG Wo-han1,LI Yu-hang1
（1.The Administrative Center for China′s Agenda 21,Beijing 100038,China;2.Zhejiang University,Hangzhou310027,China; 3.First Institute of Oceanography,Sate Oceanic Administration,Qingdao 266061,China）

The standardization of sea trials is an innovative move for the development of marine instruments in the ocean technology field of 863 Program.In recent years,through the implementation of standardized sea trials,the development and evaluation procedure of marine instruments has been built up and improved along the way.The efficiency of sea trials has been increased,and the risk and cost have been decreased,and thus the application process of the marine instruments has been greatly speeded up.In this paper,the basic concepts and demand background of the standardized sea trials are introduced,and the main procedures are elaborated.Especially,the significance,progresses and achievements of the standardization of sea trials are summarized.Finally,some suggestions on the future development are proposed.

ocean field;marine instruments;sea trials;standardization

P71

A

1001-6932（2016）04-0386-04

10.11840/j.issn.1001-6392.2016.04.004

2015-09-17；

2015-11-02

錢洪寶（1977-），男，副研究員，主要研究方向海洋科技管理、物理海洋。電子郵箱：qhb@acca21.org.cn。