出品| 网易新闻学院
作者| 汪泽，清华大学机械工程系博士研究生
当中国制造的LNG运输船运来了进口的天然气、当中国制造的航母和大型驱逐舰下水宣示南海主权、当中国自己的海上石油平台成功开采可燃冰，你是否感受到了中国海洋工业的进步？
如果你觉得这些都离你太远，今天就来为大家介绍另外一项接地气的海洋黑科技。
它就是中国最近为挪威制造并交付使用的半潜式深海智能渔场。
（半潜式深海智能渔场由半潜船运往挪威）
你无法想象中国吃货的力量
当丹麦的生蚝、挪威的帝王蟹泛滥成灾，中国的吃货表现出来的却是望眼欲穿的渴盼。不得不承认，人口基数众多再加之“民以食为天”的传统，中国人对于饮食的需求是举世瞩目的。
为了保证国人的口福，挪威海产局与中国水产流通与加工协会于2017年5月24日共同发布“2025计划”，根据该计划，中国将逐年提高挪威海产进口，2025年进口总额将提高至100亿元人民币，三文鱼进口将达到15.6万吨。
不过根据挪威有关部门及权威人士的说法“仅存的问题是，我们是否有足够的鱼出口”。人家挪威没有那么多鱼给我们吃，那可怎么办呢？
你永远无法想象吃货的力量，为了吃到更多的三文鱼，中国帮助挪威建造了世界首创的大型深海养鱼场实现更大规模的养殖。
果真“食欲是一切动力之源”啊！
中国制造让挪威花样养鱼
其实上述说法只是调侃，中国制造走出去，为挪威建造深海养鱼场是利益共赢的必然选择。
目前在全球船舶制造进入低谷的情况下，中国海工企业需要更多考虑创新驱动，将海洋装备技术应用到不同的领域中并引领相关行业的走向。
而挪威的海水养殖业恰好就是一个好的突破口。
传统的海水养殖通常采用网箱养殖的方式，即使三文鱼养殖大国挪威也不例外。这种简易网箱，大量集中于港湾内，大规模养殖会使得养殖密度高于海区的环境容量，不利于海洋生态稳定，同时网箱上的网衣容易附着寄生生物，污染养殖环境，降低养殖鱼品质。
（传统海水养殖场）
若进行外港深海养殖则进一步增加了渔民对于网箱的维护成本，而且现有深水养殖网箱规格小、机械自动化配套设施匮乏、抵御风浪能力差，当遇到海洋灾害时无法有效保障渔民利益。
因此为了实现更加科学、合理、高效的大规模养殖，就需要全新的养殖神器。
这是一个造价4.2亿的“鱼缸”
2017年6月17日中国交付挪威三文鱼养殖巨头使用的深海渔场——“海洋渔场1号”是世界上首座半潜式的深海渔场，其结构设计上与传统网箱式结构有着天壤之别。
该渔场直径110米，总高69米，空船重量7693吨，容量25万立方米，相当于200个标准游泳池；外层网衣面积3.5万平方米，相当于5个标准足球场大小，其覆盖的水体，相当于400个普通近海网箱所覆盖的水体。
这个养鱼场单套造价4.2亿元，使用年限25年，一次可实现养鱼量150万条。
（“海洋渔场1号”半潜式深海渔场）
该渔场在结构上分为3个部分，最下面是由7个浮筒组成的浮筒群。由它们提供不同大小的浮力。中间则是渔场的核心养殖框架结构，其主体是一个由12边形全钢结构组成的“巨笼”。上面的白色建筑物是为工作人员准备的工作生活区域，可提供7位工作人员的居住生活空间。
类似于其他半潜式海上平台，该养殖场的整体升降由浮筒内的压载设施决定，压载舱上部设有排气孔、透气孔及液位检测装置，通过空气压缩装置来调节压载舱内的气压及水位，从而决定浮筒所能提供浮力的大小，使得半潜式渔场可以在8.8米到43米的吃水范围内，自由地调整浮态。
三文鱼有了它，连鲨鱼都不怕
在调整高度时，需要各个浮筒提供均匀的浮力，从而保证整个平台的姿态平稳。需要注意的是，该渔场没有自主移动的动力设施，需要其他船只拖曳至指定工作区域，当渔场进行养殖时处于半潜状态，由渔场自身重力以及浮筒提供的浮力共同保证渔场的平稳，该渔场可抗12级台风，平稳性远远高于传统的养殖网箱。
这个“巨笼”采用的多边形框架由多跟立柱组成，各个立柱之间通过支撑件进行连接，在多边形框架上还覆盖两层渔网，将养殖的三文鱼困在笼中。传统的网箱结构中的围网在深海中由于无法定型而过于柔软，容易被海浪或者野生鱼类撕破导致损失。
而“海洋渔场1号”的巨笼里一次可以养殖150万条三文鱼，如果出现渔网破裂的情况将会造成无法估量的损失，因此特制的外层渔网里的骨材能够提供10吨的预张解力，从而使它绷紧，能承受更大的冲击力，这两层渔网组合起来甚至可以有效抵抗鲨鱼的撞击，使深海养殖更加安全。
（“海洋渔场1号”覆盖的渔网）
高精度安装，绝对的技术活
多边形框架构成的巨笼型结构安全稳固。虽然这种网架复式结构在陆地上的各种大型机械装备中十分常见，但在海洋装备中绝对是首创。
传统的海洋装备如大船、钻井平台等主要的目的是运输和承载，通常采用封闭式结构。而海水养殖则需要建造一个通透的笼子，这就是“海洋渔场1号”和传统海洋装备的巨大区别，而这种结构的应用在世界范围内也是首次。
高达六七十米的大型网架结构的安装焊接工作在制造过程中尤为关键，因为要将“巨笼”放入深海而且还能抵御12级的台风，这需要最终制造出来的结构和设计方案之间不能存在丝毫偏差，否则在使用年限内框架就容易出现形变，影响正常使用。高精度的安装工作是建造过程中的巨大难题，而且由于这种渔场结构属于首创，目前在世界范围内没有其他有相同技术需求的装备，因此在设计制造过程中无任何先例可循，只能通过不断摸索和尝试来完成这样的挑战。
由于是世界首创，这个渔场在建造过程中还提出了许多行业内前所未有的设计，比如在笼中配备了一扇用于清洁渔网、驱赶鱼群的360度全向旋转门，这种巨大的活动机构的旋转必须满足平面度的要求，不能和“巨笼”框架及渔网产生刮擦，这就需要几十米高的需安装门需要满足毫米级的安装精度。
真正的智能养殖，150万条鱼只需7个人
除了巨大的网笼，这个渔场中更为核心的技术手段就隐藏在顶部白色的操作平台中。利用钢结构主体框架中布置的2万多个传感器、100余台水上水下监控设备以及100余个生物光源，可以准确监测感知三文鱼的生长状况，进而实现全自动的喂养及清洁工作，最多只需7个操作人员，就能养150万条三文鱼，大大减低了养殖过程的人力成本。
（“海洋渔场1号”中的生物光源）
根据联合国食品法典委员所采纳的危害分析和关键控制点（HACCP）技术体系，传统的海水养殖过程中，渔场需要通过人工记录的方式记录养殖过程中的关键控制点信息如海水中氧气浓度、温度、酸碱度、水质等。这些控制点信息都需要进行周期记录从而对后续养殖过程进行调控。但这种周期性记录不仅人工作业量繁多、容易出错，而且各关键控制点的数据未能及时处理还会影响后续的调控。
智能的深水渔场则通过分布式的传感器测量各种关键控制点信息，这些信息实时准确传输给中央管理系统，管理系统可以利用人工神经网络等先进的技术分析手段对采集到的数据进行分析建模，并做出相应的决策。这样就不是人而是计算机在养鱼，渔场中的工作人只需要进行一些辅助性工作即可。这样的养殖方式无疑是高效且科学合理的。
结语
中国为挪威建造并交付使用的深海渔场，不仅仅是“三文鱼随便吃”这样简单，这是一次中国海工企业在产能过剩、市场萧条的大环境下进行的一次前所未有的尝试。
受启发于中国古代屯田戍边的军事政策，在现代海洋资源和海洋战略利益日趋重要的今天，深海远洋养殖业的发展可以认为是“屯渔戍边”的新举措，毫无疑问中国在这方面已经成为世界的领跑者。
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编辑| 李祖希