Проект концепции развития гражданской морской робототехники

Проект концепции развития гражданской робототехники подготовлен экспертным советом Технологической платформы «Освоение океана» по просьбе Департамента судостроительной промышленности и морской техники Минпромторга РФ.

1. Основные положения

1.1. Настоящая концепция разработана с учетом общегосударственных документов и стратегий развития, утвержденных указами Президента РФ и постановлениями Правительства РФ, с целью формирования нового направления роста отечественной экономики, способного создавать наукоемкие и высокотехнологичные рабочие места и обеспечивать возможность своевременных ответов на современные и предполагаемые в дальнейшем большие вызовы в области морской деятельности РФ:

Концепция общественной безопасности в Российской Федерации, утвержденная Президентом Российской Федерации 14 ноября 2013 № Пр-2685;

Морская доктрина Российской Федерации, утвержденная Президентом Российской Федерации 26 июля 2015;

Стратегия развития морской деятельности Российской Федерации до 2030 года, утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 30 августа 2019 № 1930-р;

Стратегия развития Арктической зоны Российской федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года, утвержденная Указом Президента Российской Федерации от 26 октября 2020 № 645;

Юридическая концепция роботизации, одобренная Институтом законодательства и сравнительного правоведения при Правительстве Российской Федерации.

К этому перечню следует добавить документы последнего периода:

Национальная Стратегия развития искусственного интеллекта в РФ до 2030 года, Указ Президента РФ от 10.10.2019г. №490 «О развитии искусственного интеллекта в Российской Федерации»;

Федеральный Закон №258-ФЗ от 31.07.2020 «Об экспериментальных правовых режимах в сфере цифровых инноваций в Российской Федерации»;

Постановление Правительства РФ №1750 от 28.10.2020 «Об утверждении перечня технологий, применяемых в рамках экспериментальных правовых режимов в сфере цифровых технологий»;

Распоряжение Правительства №2129-р от 19.08.2020 «Концепция развития регулирований отношений в сфере технологий искусственного интеллекта и робототехники до 2024 года».

1.2. Стратегия развития морской деятельности РФ на период до 2030г., утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 30 августа 2019г. №1930-р, определяет следующие виды гражданской морской деятельности, в рамках каждого из которых будет востребована морская робототехника:

• освоение и сохранение минеральных и энергетических ресурсов Мирового океана;
• морской и речной транспорт, инфраструктура портовых зон;
• рыболовство и рыбоводства;
• научные исследования океана и приводного слоя атмосферы, включая гидрометеорологическое обеспечение;
• обеспечение защиты и сохранения морской среды;
• обеспечение безопасности морской деятельности; поисково-спасательное обеспечение;
• информационно-управляющие системы для обеспечения использования робототехнических комплексов в океане.

1.3. Разрабатываемая концепция дополняет отдельные положения Стратегии развития морской деятельности РФ до 2030 года с целью:

• повысить эффективность и качество всех направлений морской деятельности путем скорейшего внедрения робототехники и автоматизации;
• усилить взаимодействие сектора научных исследований и разработок в области морской робототехники с реальным сектором экономики;
• обеспечить замкнутость инновационного цикла на проектной основе;
• запустить производство необходимых видов морской робототехники, действуя по оптимальному пути сокращения финансовых вложений и сроков реализации;
• реализовать импортозамещение в этой области в полном объеме и выйти на мировой рынок с собственной продукцией.

1.4. Для развития морской робототехники в стране необходимо реализовать системное решение – создать такую структуру предприятий, которая позволит отвечать на все технологические вызовы в этой области морской деятельности РФ. В структуре предприятий области деятельности должны быть распределены между участниками, обладающими необходимыми компетенциями. Сочетание разумной конкуренции и планирования в рамках структуры позволят экономически эффективно использовать собственные и привлекаемые средства.

1.5. Каждое направление морской деятельности РФ будет иметь свой набор робототехнических средств и автоматизации (в будущем на этой основе будет построена классификация морских робототехнических средств). Поэтапный переход к полностью автономной робототехнике будет осуществляться с использованием принципа разумной достаточности. Основными критериями для реализации этого принципа должны быть: экономический эффект от перехода к безлюдным технологиям, увеличение периода технического обслуживания и ремонта робототехники, а также минимизация участия человека в выполнении работ.

1.6. На данном этапе совершенствования морской деятельности РФ развитие робототехники должно быть расчетливым и экономным; в первую очередь должны запускаться в широкое применение те приборы и оборудование, технологии под которые уже разработаны в стране. С этой целью технологическая платформа осуществляет мониторинг и экспертную оценку существующих отечественных технологий в гражданской отрасли, а также определяет возможность использования многолетнего опыта профильных организаций ОПК в области создания технологий двойного назначения и импортозамещения по направлению морской робототехники. В результате должна сформироваться регулярно обновляемая информационная база отечественных технологий с указанием организации – обладателя технологии; уровня готовности технологии и уровня готовности производства (в соответствии с Национальным стандартом оценки зрелости технологий ГОСТ Р 58048-2017) и оценка соответствия технологии мировому уровню.

1.7. При развитии отрасли, в первую очередь, необходимо обеспечивать развитие и совершенствование полного спектра отечественных технологий. Конкретные образцы или отдельные узлы и системы разрабатываются и изготавливаются по контрактам с Заказчиками организацией-исполнителем самостоятельно или в кооперации с другими участниками технологической платформы – обладателями технологий. Формирование рыночных отношений в этой области развития морской деятельности РФ должно происходить с участием зарубежных Заказчиков.

1.8. Поисковые научно-технические работы должны осуществляться, прежде всего, в области критических технологий, способных обеспечить гарантированное опережающее развитие отечественной морской робототехники.

1.9. Для привлечения отечественных инвесторов к развитию российских технологий морской робототехники целесообразно предусмотреть налоговые льготы для организаций, выступающих в качестве Заказчиков проектов по данной тематике.

1.10. Предлагаемое формирование нового направления роста отечественной экономики и способы его реализации позволят в сжатые сроки эффективно решить современные проблемы импортозамещения в области подводной робототехники и морского приборостроения для развития морской деятельности РФ.

2. Перечень мероприятий, выполнение которых приведет к эффективному развитию гражданской морской робототехники

2.1. Эффективное развитие гражданской морской робототехники возможно лишь при координирующей роли Департамента судостроительной промышленности и морской техники, реализуемой через группу независимых экспертов, временно организованной при Департаменте. В задачи данной группы должны входить:

• объективный анализ и обобщение положительных достижений последних десятилетий в области гражданской морской робототехники, как в наше стране, так и за рубежом;
• определение перечня перспективных технологических направлений и конкретных разработок по видам морской деятельности РФ для развития гражданской морской робототехники и импортозамещения (с обязательным учетом мнения потенциальных Заказчиков);
• проведение квалификационного конкурса предприятий на основе уже созданных ими разработок и технологий по основному перечню с целью выявления 4-5 организаций - лидеров по технологическим направлениям;
• разработка и обоснование предварительных предложений по технологическим цепочкам для реализации «сквозных технологий» с учетом вышеприведенного анализа;
• определение перечня критических технологий для разработки перспективных образцов робототехники и морского приборостроения;
• подготовка предложений в проект программы деятельности и портфель заказов для создаваемой Корпорации морского приборостроения в части гражданской морской робототехники.

2.2. Системное решение по созданию структуры предприятий для развития гражданской морской робототехники подразумевает определенную реорганизацию для установления целесообразного взаимодействия между существующими предприятиями. Критерием целесообразности взаимодействия является быстрота освоения промышленностью новых видов научно-технической продукции, каковой является морская робототехника. Данную реорганизацию логично реализовать в рамках национальных проектов «Наука» и «Цифровая экономика».

2.3. Создание в рамках национальных проектов научно-образовательных центров (научно-производственных объединений) по подводной робототехнике и морскому приборостроению, в состав которых должны входить (как минимум):

• крупные промышленные предприятия (скорее всего, из ОПК), выявленные по результатам анализа, как лидеры по технологическим направлениям в области морской робототехники;
• организации РАН, ГНЦ РФ и малые инновационные предприятия, которые должны обеспечить быструю разработку первичных образцов и технологий по основным направлениям гражданской морской робототехники;
• высшие учебные заведения, имеющие (или создающие) соответствующие специальные кафедры для подготовки специалистов.

Технологические цепочки «сквозных технологий» прорабатываются в применении к данным научно-образовательным центрам (НПО).

2.4. Проектирование и строительство специализированных судов небольшого водоизмещения (до 800 тонн) для испытания новых образцов морской техники и проведения морских исследовательских и специализированных работ в экономической зоне и на шельфе окраинных морей РФ.

Научно-исследовательский флот РФ в современном состоянии не может эффективно решать вышеуказанные задачи (за последние 30 лет не построено ни одного судна, способного обеспечивать решение ряда проблем нефтегазового комплекса страны на шельфе окраинных морей). Специализированных судов для испытаний новых современных образцов морской техники (прежде всего робототехники) не строилось вообще.

Решение этого вопроса может быть ускорено, если использовать модернизацию уже реализованных и близких проектов. Небольшое водоизмещение судна позволит значительно уменьшить время и затраты на строительство. Эксплуатацию этих судов следует организовать из единого национального центра специализированных исследовательских судов на коммерческой основе (по договорам аренды на конкретные работы или экспедиции), что позволит быстро окупить расходы на строительство. В дальнейшем, количество таких судов следует довести до пяти образцов (учитывая размеры нашей страны и масштабы решаемых задач).

2.5. Создание (организация) специализированных полигонов по испытаниям новых образцов морской техники. Функционирование специализированных полигонов должно быть согласовано с деятельностью научно-образовательных центров (полигоны могут быть включены в состав центров). Кроме технических возможностей по испытаниям новых образцов морской техники, полигоны должны иметь комплексы тренажеров и учебные классы для тренировки специалистов работе с робототехническими приборами и оборудованием.

2.6. Специализированные полигоны, укомплектованные аппаратурой взаимодействия с космическими аппаратами, становятся информационно-управляющими центрами для работы с автономными приборами, находящимися в океане, в реальном масштабе времени. В дальнейшем возможно подключение этих полигонов к ситуационным центрам РФ.

2.7. Определение реального спроса на гражданскую морскую робототехнику (в том числе, за рубежом) от организаций, эксплуатирующих эту технику. Создание актуального перечня на импортозамещение в нашей стране в данной области, прежде всего для нефтегазовой отрасли.

2.8. Разработка программы развития гражданской морской робототехники (перечень конкретных пилотных НИОКР) может быть завершена через 2-3 месяца на основе анализа реального спроса потребителей и технологических возможностей, существующих на сегодняшний день в стране.

2.9. Разработка нормативно-правовой базы создания и использования гражданской морской робототехники, согласованной с международными документами в этой области. Примером для этой разработки должны быть, в том числе, документы, разработанные для беспилотных летательных аппаратов. Очевидно, что в ближайшем будущем робототехнические комплексы подводные, надводные и воздушные будут работать в едином информационном пространстве.

3. Целевые показатели, которые могут быть использованы при реализации программы развития гражданской морской робототехники

3.1. Уровень использования робототехники при выполнении работ определенного направления морской деятельности (в процентах).

3.2. Относительное количество приборов и оборудования в области подводной робототехники и морского приборостроения, разработанных и

изготовленных в нашей стране (уровень импортозамещения).
3.3. Степень автоматизации и роботизации в больших портовых зонах.

3.4. Степень повышения экономичности подводных ремонтных работ в связи с использованием робототехники.

3.5. Количество автоматизированных (дрейфующих, автономных) научных станций, функционирующих в акватории Мирового океана.

3.6. Количество введенного в эксплуатацию оборудования, техники и технологических средств на российских морских арктических станциях и полевых базах.

3.7. Количество технических комплексов, произведенных на отечественных предприятиях, для разведки и освоения морских нефтегазовых и минеральных месторождений, включая морские платформы и подводно-надводные комплексы (единиц).

3.8. Количество лиц, завершивших обучение по образовательным программам высшего образования для работы по специальностям, связанным с подводной робототехникой и морским приборостроением.

3.9. Степень освещения обстановки в океане (местоположение и состояние работоспособности применяемых автономных технических средств).

3.10. Доля площади внутренних морских вод России, исключительной экономической зоны и континентального шельфа, охваченная возможностями автоматизированных систем технического контроля

3.11. Автоматизированный технический контроль подводных потенциально опасных объектов (процент от общего количества ППОО).

3.12. Степень включенности России в интернациональные (международные) программы по развитию робототехники.

4. Сроки, этапы и последовательность реализации программы развития гражданской морской робототехники

4.1. Предлагаемые сроки реализации программы развития гражданской морской робототехники – 2021 – 2025 годы.

4.2. Общий план по этапам:

• работа группы независимых экспертов; 1-2 кварталы 2021 года
• утверждение концепции; подготовка материалов для разработки углубленной программы; 2 квартал 2021 года
• разработка программы; организационные вопросы создания научно-образовательных центров (НПО) во Владивостоке, Севастополе, Санкт-Петербурге; 3 квартал 2021 года
• доработка проектов специализированных судов; разработка плана модернизации полигонов; 3-4 кварталы 2021 года
• начало деятельности центров, начало работ по основным пилотным проектам; 1 квартал 2022 года
• строительство и спуск на воду двух специализированных судов; 2022-2024 годы
• подготовка полигонов для испытаний новых образцов морской техники; 2022-2023 годы
• завершение работ по первым пилотным проектам, ввод в эксплуатацию двух специализированных судов, проведение комплексных испытаний на полигонах; 2024 год
• начало функционирования общегосударственного центра специализированных исследовательских судов, выход на международный рынок морской робототехники; 2025 год

4.3. Источники финансирования: национальные проекты «Наука» и «Цифровая экономика», государственная программа «Развитие судостроения и техники для освоения шельфовых месторождений», собственные средства предприятий, заемные средства.

5. Ожидаемые результаты

5.1. Программа развития морской гражданской робототехники может быть реализована в течение 5 (пяти) лет. При этом будут созданы:

• опытные образцы (пилотные проекты) по основным технологическим направлениям;
• научно-образовательные технические центры (научно-производственные объединения), специализированные на подводной робототехнике и морском приборостроении; именно эти центры обеспечат своевременный и высококвалифицированный ответ на любые вызовы в этой области;
• испытательные полигоны для новых образцов морской техники, являющиеся частью центров сквозных технологий;
• два специализированных судна для испытаний новых образцов морской техники и проведения широкого спектра работ в экономической зоне РФ;
• значительные достижения по импортозамещению в области морского приборостроения; будет создана система быстрого производства необходимого оборудования, заменяющего зарубежные аналоги;
• несколько научно-исследовательских комплексов морских приборов в контейнерном исполнении (включая робототехнику), конкурентные на мировом уровне;
• технологические цепочки и дорожные карты по изготовлению всех необходимых приборов и оборудования в области робототехники для морской деятельности РФ.

Приложение

Перечень технологических задач гражданской морской робототехники по направлениям морской деятельности РФ, решение которых можно осуществить в ближайшее время

1. Ресурсы мирового океана: углеводороды, подводные минеральные месторождения.

• Разработка, изготовление и обеспечение функционирования подводных добычных комплексов; такие комплексы работают автономно, что особенно важно в условиях Арктики;
• Повышение эффективности разведки подводных месторождений, включая углеводороды, с использованием робототехники; чрезвычайно эффективно использование АНПА для уточнения районов бурения (различные датчики: гравиметрия, магнитометрия, сейсмика, установка дополнительных датчиков на грунте и т.д.);
• Использование безэкипажного транспорта для обеспечения работы месторождений;
• Подводные аппараты рабочего класса для осмотровых, монтажных и ремонтных работ на месторождениях;
• Комплексные информационные системы и системы безопасности месторождений;
• Тяжелые роботизированные средства освоения шельфа и сбора железо-марганцевых конкреций, включая подводные экскаваторы, подводные плуги, тренчеры и т.д.

2. Морской транспорт; инфраструктура портовых зон.

• Максимальная автоматизация управления судами; движение в сторону судов с безэкипажным управлением;
• Робототехнические комплексы аппаратуры по обеспечению безопасности движения судов, особенно, в арктической зоне (включая осмотровые аппараты);
• Автоматизированная береговая структура для судов различных классов, включая системы управления, навигации, связи, причаливания и бункеровки.

3. Исследование океана и приводного слоя атмосферы, включая гидрометеорологическое обеспечение

• Комплексы судового научно-технического оборудования для проведения различных исследований Мирового океана (гидрофизика, геофизика, биологические ресурсы и т.д.)
• Мобильные исследовательские полигоны, включающие набор автономных морских приборов, позволяющих проводить синхронные измерения на больших пространствах;
• Океанографические системы оперативной океанологии;
• Программное обеспечение для оперативного использования общемировых баз океанологических данных;
• Комплексы оборудования длительной эксплуатации в океане (для получения длинных рядов наблюдений), в том числе, глайдеры, автономные платформы и т.д.

4. Рыбохозяйственная деятельность; воспроизводство биоресурсов.

• Строительство рыболовных судов нового поколения с максимальной автоматизацией для прибрежных регионов;
• Максимальная автоматизация рыбного промысла, в том числе с использованием безэкипажных катеров;
• Обеспечение функционирования зон аквакультуры, включая автоматизированные садки для разведения рыбы.

5. Технические средства для решения экологических задач

• Безэкипажные катера для мониторинга фарватеров рек и прибрежных акваторий;
• Автоматизированные суда для очистки русла рек и морского дна;
• Морская роботизированная техника для сбора твердых (плавающих) отходов;
• Автоматизированные комплексы для ликвидации нефтяных загрязнений.

6. Информационные и телекоммуникационные системы для обеспечения использования робототехнических комплексов в океане.

• низкоорбитальные спутниковые системы для работы с автономными робототехническими комплексами в океане;
• использование возможностей дистанционного зондирования Земли;
• техническое обеспечение безопасности морской деятельности, в том числе, поисково-спасательных работ;
• автоматизированные системы технического контроля среды для экономической зоны РФ и континентального шельфа;
• Е-навигация.

7. Нормативно-техническое обеспечение разработки и эксплуатации надводных и подводных робототехнических комплексов. Создание средств подготовки персонала и операторов надводных и подводных робототехнических комплексов, в том числе, создание тренажеров и симуляторов.