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船楼技术发展分析报告
2024-12-23 252

1. 技术概述

1.1 技术关键词

船楼

1.2 技术概念

船楼是指船舶甲板上部的建筑物,通常位于船舶的中后部。它一般由多层甲板组成,是船员生活和工作的区域,包括驾驶台、船舱、餐厅、休息室等设施。船楼的设计和布局因船舶类型和用途而异,例如客船的船楼通常较大,以容纳更多的乘客和设施;而货船的船楼则相对较小,主要提供必要的操作和生活空间。船楼的存在不仅提高了船舶的功能性和舒适性,还在一定程度上影响了船舶的航行性能和稳定性。

1.3 技术背景

船楼,作为船舶设计中的一个重要组成部分,其历史可以追溯到早期的航海时代。当时,为了提高瞭望和战术指挥能力,船楼被建造在船只的上层结构中。随着时代的进步和技术的发展,船楼的设计也经历了从简单木质结构到现代复合材料的演变。其核心原理在于通过增加高度来扩大视野范围,同时为船员提供更多的工作和生活空间。

在应用领域方面,船楼广泛应用于各种类型的船只上,如远洋货轮、军舰、豪华游轮等,以满足不同场景下的需求。其优势在于显著提升了航行的安全性和舒适性,而局限则体现在增加了船只的重量和风阻,对船只的稳定性和能耗提出了更高的要求。

从社会经济角度来看,船楼的发展促进了航运业的进步,提高了海上运输效率,同时也带动了相关材料和技术产业的发展。然而,随着环保意识的提升,如何降低船楼带来的额外能耗成为了一个亟待解决的问题。

未来,随着新材料和新技术的应用,预计船楼将朝着更加轻量化、智能化的方向发展,以适应不断变化的市场需求。在市场竞争方面,各造船企业正通过技术创新和优化设计来争夺市场份额,力求在激烈的竞争中脱颖而出。

2. 趋势分析

2.1 研究方向分析

2.1.1 学术论文发表趋势

表1.png 

图片来源:技术发展分析报告

2.1.2 相关论文列举

篇名

作者

刊名

发表时间

无人帆船并列双翼帆气动特性

严景浩, 刘鹏, 辛龙庆, 冯国栋, 白传震, 陈常龙

上海交通大学学报

2024

无人帆船刚性翼帆翼型优化研究

纪光英, 谭俊哲, 袁鹏, 王树杰

机械设计与制造

2024

帆船运动员合理营养膳食研究

张永霞

食品安全导刊

2024

逐梦海洋  Entourage号游艇室内设计

BURDIFILEK

室内设计与装修

2024

2023财年全球三大游轮公司运营情况对比分析

陆宇帆, 周海玲

中国港口

2024

北海客轮舱室噪音控制措施研究

王海军, 付嘉琪

珠江水运

2024

国外舰艇装备数字孪生技术应用研究

李磊, 杜度, 仝哲, 周晗

舰船科学技术

2024

杭州游艇发展问题与对策分析

许斌

中国水运

2024

拖航船和多模块拼组箱式平台耦合模型水动力特性研究

赵建成, 孙永岗, 李珊珊, 徐倩

舰船科学技术

2024

基于Kuhn-Munkres算法的船载地波雷达与自动识别系统船只目标航迹关联

吴孝贤, 纪永刚

中国海洋大学学报(自然科学版)

2024

2.1.3 研究方向概述与特征

表2.png 

以上图形显示,在船楼技术领域中,主要的研究方向集中在各类船只及其相关设施和活动上。从整体上看,该领域涵盖了广泛的子领域,包括不同类型的船只(如船舶、船只、航船、海船)以及与之相关的人员(如水手)、活动(如航行)和基础设施(如船体、船队、码头)。这些研究方向具有以下特征:

1.多样性:研究对象覆盖了各种类型的船只,每种船只在设计、用途、功能等方面都有所不同。例如,渔船主要用于捕捞,而渡轮主要用于乘客和货物的短途运输;军舰则侧重于军事用途。

2.系统性:研究不仅关注船只本身,还涉及与船只相关的各个组成部分,如船体的不同部分(甲板、船舱、龙骨等),以及与船只相关的活动(启航、靠岸、抛锚等)。

3.专业性:不同的船只需要不同类型的专业人才,例如水手中的舵手负责驾驶,船长负责全面指挥,轮机长负责机器设备的维护。这表明该领域的研究不仅需要广泛的知识,还需要高度的专业技能。

4.实用性:研究内容紧密结合实际应用需求,如码头的建设与管理、船只的设计与建造、航行的安全与效率等。这些研究旨在提高船只的性能、安全性以及航行的便利性。

5.关联性:研究对象之间存在紧密的关联性,如船只的航行需要依赖码头,航行过程中的安全问题需要水手的专业技能来保障,船队的组织管理需要考虑码头的容量和调度能力等。

综上所述,船楼技术领域是一个综合性和实践性很强的研究领域,涉及到多种类型的船只及其相关设施和活动,体现了技术和应用的高度融合。

2.1.4 研究方向重心变化比对

表3.png 

2.1.5 高成长研究方向简析

通过以上堆叠折线图可以看出,在过去十年中,船舶领域的研究热点经历了显著的变化。从整体趋势来看,船舶的总研究量呈现出先增后减的态势,但有一个特定的研究方向在这一时期内表现出了强劲的增长势头。

具体而言,智能船舶的研究热度在2014年至2023年间实现了显著提升。起初,这一领域几乎未引起关注,但在2017年后,随着全球对自动化、数字化和智能化技术需求的增加,智能船舶逐渐成为研究热点。尤其是在2020年至2023年间,相关研究数量出现了明显的激增,表明该领域正在快速吸引学术界和工业界的注意力。这反映了整个行业向更加高效、安全和环保的方向发展的趋势。

与此同时,其他几个研究方向如船舶建造、船舶电力系统以及船舶安全也展现出了不同程度的增长,但增幅均不及智能船舶。例如,船舶建造的研究在2018年后有所增加,但其增长幅度远小于智能船舶。船舶电力系统的关注度则在2016年达到一个小高峰后趋于平稳。而船舶安全方面,虽然一直保持稳定增长,但其增长速度同样无法与智能船舶相比。

总体而言,智能船舶的研究热度在过去十年间实现了显著增长,成为船舶领域中最值得关注的热点之一。这一现象不仅体现了技术进步对传统行业的推动作用,也预示着未来船舶行业可能的发展方向。

2.2 技术应用分析

2.2.1 专利法律状态分布

表4.png 

图片来源:技术发展分析报告

2.2.2 专利发展轨迹

表5.png 

2.2.3 发展轨迹分析

基于当前的数据分析,我们可以观察到在船楼相关技术领域的专利申请呈现出明显的增长趋势。从2015年的1892项申请到2023年的6315项申请,申请数量在过去几年里显著增加。这表明船楼技术领域正在经历快速的发展和创新,吸引了越来越多的研发投入和技术关注。

然而,尽管申请数量持续增长,授权数量及其占申请数量的比例却显示出波动。例如,授权占比在2015年和2019年达到最高点75%,而在2022年和2023年下降至65%55%。这可能反映了审查标准的变化或市场竞争的加剧,导致部分申请未能获得授权。

特别值得注意的是,在2024年,虽然申请数量有所下降(从2023年的6315项降至3446项),但授权比例急剧下降至31%,远低于前些年的平均水平。这一现象可能暗示着新的挑战或变化正在影响该领域的专利审批过程。

总体来看,船楼技术领域展现出强劲的增长势头,但也面临着授权难度增加的挑战。未来,该领域可能会继续吸引更多的技术创新和投资,同时也需要应对日益严格的专利审查标准。

2.3 技术成熟度分析

表6.png 

根据所掌握的信息,可以预测当前技术发展趋势如下:

2014年至2023年的数据来看,关于船楼的技术研究在2014年达到了一个较高的活跃期,随后在2015年至2023年间,尽管每年的论文发布数量有所波动,但技术成熟度一直稳定在95%。这一现象表明,船楼相关技术在经过初期的研发后,已经进入了相对成熟和稳定的阶段。这可能意味着该领域内的核心技术难题已经被解决,或者至少大部分关键技术问题得到了有效的应对。

2024年开始,论文发布数量骤降至零,而技术成熟度保持不变,这可能暗示着在该领域内没有新的研究或发现出现,或者这些信息尚未公开。这种情况可能是由于技术已经足够成熟,不再需要大量的学术研究来推动其进步,也有可能是因为该领域的研究重心发生了转移。

综上所述,预计未来几年内,船楼技术将继续保持其现有水平,除非有新的突破性进展出现。对于研究者和开发者来说,关注该技术的应用场景拓展以及与其他新兴技术的融合,可能会成为新的研究方向。

3. 竞合分析

3.1 研发竞合分析

3.1.1 研发头部机构

表7.png 

3.1.2 头部机构比对分析

机构名称

论文数量

大连海事大学航海学院

422

上海海事大学商船学院

301

大连海事大学轮机工程学院

294

武汉理工大学航运学院

252

武汉理工大学能源与动力工程学院

250

渤海船舶职业学院

219

中国船舶及海洋工程设计研究院

197

哈尔滨工程大学船舶工程学院

166

大连海事大学

160

集美大学轮机工程学院

153

深入分析所掌握的数据后可发现,在船楼这一研究方向上,各机构的年度论文产出量存在显著差异。从整体趋势来看,大连海事大学航海学院表现尤为突出,其论文数量在多个年份内均保持较高水平,特别是在2020年达到了57篇的峰值,这表明该机构在船楼相关研究方面具有较强的研发能力和持续投入。然而,其在2021年和2022年的论文数量有所下降,但2023年又出现了反弹,显示出一定的波动性。

相比之下,中国船舶及海洋工程设计研究院的论文产出量在初期相对较低,但在2023年突然跃升至48篇,成为增量最大的机构。这种突增可能反映了该机构近年来在船楼研究领域的加速发展或政策支持下的资源倾斜。尽管如此,其在其他年份的论文产出量并不稳定,说明其研究活动可能存在阶段性特征。

整体而言,大连海事大学航海学院和中国船舶及海洋工程设计研究院是该研究方向上的主要参与者,但它们的发展路径和节奏存在差异。前者表现出较为平稳的增长态势,而后者则呈现出爆发式的增长。这反映出不同机构在船楼研究领域的策略和侧重点有所不同,同时也揭示了该领域的研发竞争正逐渐加剧。随着更多机构加入到这一研究方向中,未来可能会出现更加激烈的竞争态势,推动技术创新和应用的进一步发展。

3.2 应用竞合分析

3.2.1 应用头部企业

表8.png 

3.2.2 头部企业比对分析

单位名称

申请数量

广船国际有限公司

829

沪东中华造船(集团)有限公司

694

江南造船(集团)有限责任公司

514

中船黄埔文冲船舶有限公司

481

上海外高桥造船有限公司

449

中国舰船研究设计中心

284

上海江南长兴造船有限责任公司

218

中国船舶重工集团公司第七一九研究所

215

中船澄西船舶修造有限公司

210

大连船舶重工集团有限公司

201

从已有的数据分析来看,在过去十年间,船楼技术领域的研发竞争呈现出显著的增长趋势。具体而言,各主要机构在该领域的专利申请数量均表现出不同程度的增长,这表明该领域正受到越来越多的关注和投入。

其中,增量最大的机构为中国船舶工业集团旗下的江南造船(集团)有限责任公司。这家公司在船楼技术的研发上持续发力,其专利申请数量经历了显著增长,尤其是在2020年至2023年间,申请量明显增加。这一趋势反映出该公司在该领域的研发投入不断加大,且创新能力不断增强。此外,江南造船(集团)有限责任公司的增长速度远超其他竞争对手,显示出其在船楼技术领域的领先地位和技术优势。

相比之下,其他主要机构如广船国际有限公司、沪东中华造船(集团)有限公司等也表现出了强劲的增长势头,但增速相对平稳。这些机构同样在该领域内进行了大量研发投入,但增长幅度不及江南造船(集团)有限责任公司。这可能意味着,尽管整体研发活动活跃,但行业内存在一定的竞争差距。

总体而言,从已有的数据分析来看,船楼技术领域正处于快速发展阶段,技术创新和专利申请数量的增加反映了行业对提高船舶性能和安全性的重视。江南造船(集团)有限责任公司的突出表现,不仅体现了其在该领域的强大竞争力,也为整个行业树立了标杆。然而,其他机构也在积极追赶,这预示着未来该领域的竞争将更加激烈,技术创新将成为推动行业发展的重要驱动力。

3.3 区域竞合分析

3.3.1 应用专利区域分布

表9.png 

图片来源:技术发展分析报告

3.3.2 应用变化比对分析

地域

申请数量

江苏

8143

上海

5832

广东

4999

山东

3637

浙江

3312

湖北

3066

辽宁

2194

安徽

1425

福建

1303

天津

1102

通过对相关数据的深入分析,可以观察到江苏、上海和广东等沿海经济发达省份在船楼技术领域的专利申请数量显著高于其他省份,显示出这些地区在该技术领域的高度活跃度和研发实力。然而,从增量的角度来看,江苏区域的专利申请数量增长趋势最为明显,从2014年的308件增加至2023年的1223件,年均增长率超过15%,这表明江苏在船楼技术的研发投入和创新能力方面表现出强劲的增长势头。

具体而言,江苏区域的专利申请数量在2017年实现了显著增长,从2016年的478件增至2017年的695件,此后持续保持高位增长态势。江苏作为中国东部沿海经济大省,拥有雄厚的工业基础和完善的产业链条,加之政府政策支持,吸引了大量企业及科研机构在此布局,形成了良好的创新生态体系。因此,江苏区域在船楼技术领域的增量最大,成为该领域研发活动最活跃的区域之一。

相比之下,上海、广东等其他沿海省份虽然整体专利申请数量较高,但其年均增长率不及江苏。例如,上海从2014年的137件增长至2023年的1085件,年均增长率约为10%;广东则从2014年的88件增长至2023年的759件,年均增长率约为8%。尽管这些地区的研发活动同样十分活跃,但在增量上未能超越江苏。

此外,内陆省份如湖北、辽宁等,在船楼技术领域的专利申请数量虽不及沿海省份,但近年来也呈现出较为明显的增长趋势,显示出内陆省份在该技术领域的追赶态势。其中,湖北区域的专利申请数量从2014年的84件增长至2023年的610件,年均增长率接近18%;辽宁区域的专利申请数量从2014年的86件增长至2023年的384件,年均增长率约为10%。这表明内陆省份也在积极布局该技术领域,未来有望形成新的增长点。

综上所述,江苏区域凭借其优越的地理位置、产业基础和政策环境,在船楼技术领域的研发活动中占据领先地位,成为该领域增量最大的省份。同时,其他沿海省份以及部分内陆省份也展现出较强的竞争力和发展潜力,未来该技术领域的竞争格局或将更加激烈。

4. 机会分析

序号

机会名称

机会描述

生成依据

分析类型

1

无人帆船并列双翼帆气动优化设计

针对跨介质航行器在水面航态下的推进性能,通过计算流体力学分析并列双翼帆的气动特性与推进性能,优化展弦比、锥度比及帆间距等结构参数,以及攻角、帆向角等控制参数,以提高无人帆船的航行效率。

1.论文《无人帆船并列双翼帆气动特性》中提到,在特定条件下,并列双翼帆能够获得较优的气动推进性能;2.风向角小于90°时调整翼帆攻角利用升力推进、大于90°时增大翼帆迎流面积利用阻力推进可获得较高推进效率;3.双帆间流场干扰主要表现为阻挡效应及梢涡合并,影响双帆气动特性的平衡性。

融合分析

2

刚性翼帆翼型多目标优化算法

采用Bezier曲线方程建立翼型数学模型,结合NSGA-II多目标优化算法,集成三维CAD软件SolidWorksCFD软件STARCCM+,对刚性翼帆的翼型进行优化,以实现最大推力和最小侧向力的目标。

1.论文《无人帆船刚性翼帆翼型优化研究》指出,刚性翼帆在阵风或恶劣海况下航行时,空气动力强度变化较大,导致翼型空气动力学性能变差;2.优化后的翼型在保证无人帆船航行稳性不变的情况下,有助于提升无人帆船的快速性和机动性。

融合分析

3

无人帆船并列双翼帆气动特性优化

针对无人帆船并列双翼帆的气动特性进行进一步优化,特别是在不同风向角下的推进效率提升。

论文《无人帆船并列双翼帆气动特性》中提到,在特定条件下,并列双翼帆能够获得较优的气动推进性能,但仍有改进空间,尤其是在风向角变化时如何更高效地利用升力和阻力推进方面。

技术发展

4

刚性翼帆材料与结构创新

开发新型材料或结构设计以提高刚性翼帆在恶劣海况下的空气动力学性能稳定性。

根据《无人帆船刚性翼帆翼型优化研究》,虽然通过优化翼型可以改善推力和侧向力表现,但在极端天气条件下,现有材料和结构可能不足以维持最佳性能。

技术发展

5

可变形双翼帆结构设计

针对跨介质无人帆船的水面航行需求,研究并优化可变形双翼帆的展弦比、锥度比及帆间距等关键参数,以提高其气动推进性能。

根据论文《无人帆船并列双翼帆气动特性》中的研究结果,在特定条件下(如展弦比23、锥度比不小于0.6、双帆间距不低于1.5倍翼帆弦长),并列双翼帆能够获得较优的气动推进性能。此外,通过调整攻角和帆向角可以进一步提升推进效率。

技术比对

6

刚性翼帆翼型优化算法

利用Bezier曲线方程建立翼型数学模型,并结合NSGA-II多目标优化算法对刚性翼帆进行优化,旨在同时最大化推力和最小化侧向力。

依据《无人帆船刚性翼帆翼型优化研究》一文,采用上述方法可以在保持航行稳定性的同时显著增强无人帆船的速度与机动性。实验表明,在15°帆向角下,优化后的翼型相比初始设计平均推力有所增加而侧向力基本不变。

技术比对

5. 应用发展

5.1 技术应用前景

基于所掌握的数据,通过对当前技术现状、发展趋势及竞合等多个方面的深入对比分析,可以预测船楼技术领域的应用前景充满机遇与挑战。首先,从技术成熟度分析来看,船楼技术自2014年以来已经进入相对成熟和稳定的阶段,技术成熟度一直稳定在95%。这意味着船楼技术的核心难题已经得到解决,其设计与制造工艺已经相当完善。然而,尽管技术本身已经相当成熟,但论文发布数量骤降至零的现象提示我们,未来该领域的技术进步可能更多地依赖于应用场景的拓展以及与其他新兴技术的融合。

其次,从专利申请和授权数量来看,船楼技术领域呈现出强劲的增长势头,尤其是在2020年至2023年间,申请数量显著增加,从2015年的1892项增加到2023年的6315项。尽管授权比例在某些年份有所波动,但总体趋势显示,该领域正在吸引越来越多的研发投入和技术关注。特别是智能船舶的发展,已经成为船舶领域中最具增长潜力的研究方向之一。智能船舶不仅提高了航行的安全性和效率,还降低了能耗,符合可持续发展的要求。因此,智能船舶技术的推广和应用将成为未来船楼技术发展的重要推动力。

再者,从头部机构和企业的比对分析来看,大连海事大学航海学院和江南造船(集团)有限责任公司等机构在船楼技术领域的研发活动非常活跃。大连海事大学航海学院表现出较为平稳的增长态势,而江南造船(集团)有限责任公司则显示出爆发式增长,反映出不同机构在该领域的策略和侧重点有所不同。这些机构的积极参与和创新,将进一步推动船楼技术的发展和应用。

最后,从地域分布来看,江苏、上海和广东等沿海经济发达省份在船楼技术领域的专利申请数量显著高于其他省份,显示出这些地区在该技术领域的高度活跃度和研发实力。江苏区域的专利申请数量增长趋势尤为明显,年均增长率超过15%,成为该领域研发活动最活跃的区域之一。这表明,江苏等地在船楼技术的研发投入和创新能力方面表现出强劲的增长势头。同时,内陆省份如湖北和辽宁等地也展现出较强的竞争力和发展潜力,未来有望形成新的增长点。

综上所述,船楼技术领域在未来几年内将继续保持其现有水平,但也会面临新的挑战和机遇。智能船舶技术的推广、应用场景的拓展以及与其他新兴技术的融合,将成为推动该领域发展的关键因素。随着更多机构加入到这一研究方向中,未来该领域的竞争将更加激烈,技术创新将成为推动行业发展的重要驱动力。

5.2 技术发展建议

综合上述分析,针对船楼技术领域的发展情况,建议适用对象采取以下措施,以更好地把握未来的市场机遇并应对潜在挑战:

1.强化智能船舶技术的研发与应用

鉴于智能船舶技术已成为当前最具增长潜力的研究方向,建议加大对智能船舶技术的研发投入。这包括但不限于自动化、数字化和智能化技术的应用,以提高航行的安全性和效率,并降低能耗。同时,应积极探索智能船舶技术在实际运营中的应用场景,如自主导航、远程监控和维护等,以实现技术与实际需求的有效结合。

2.注重技术创新与应用场景的拓展

尽管船楼技术已进入相对成熟的阶段,但未来的技术进步将更多依赖于应用场景的拓展以及与其他新兴技术的融合。建议适用对象加强与高校、科研院所的合作,共同探索船楼技术在新型船舶设计、节能环保材料应用等方面的新可能性。此外,应积极寻求与其他行业的跨界合作,如新能源、物联网等领域,以促进技术的多元化发展。

3.积极参与区域间的合作与竞争

鉴于江苏、上海和广东等沿海经济发达省份在船楼技术领域的高度活跃度,建议适用对象充分利用自身所在区域的产业优势,加强与区域内企业和科研机构的合作。同时,也应关注内陆省份如湖北和辽宁等地的发展动态,通过参与区域间的合作项目,共享资源和技术成果,以增强自身的竞争力。此外,建议积极参与国内外的展会和论坛,展示自身的技术成果,扩大品牌影响力。

4.持续关注专利保护与市场准入

面对日益严格的专利审查标准,建议适用对象建立完善的知识产权管理体系,确保研发成果得到有效保护。同时,应密切关注国际市场的准入规则,积极参与国际标准的制定,以提高产品在全球市场的竞争力。此外,建议定期进行专利布局分析,及时调整研发方向,避免不必要的法律纠纷。

5.培养专业人才与团队建设

船楼技术领域的发展离不开专业人才的支持。建议适用对象加大对人才的引进和培养力度,通过设立专项基金、提供优厚待遇等方式吸引高层次人才。同时,应注重内部团队的建设,鼓励跨学科、跨部门的合作,形成协同创新的良好氛围。通过构建高效的人才梯队,为船楼技术的长远发展奠定坚实的基础。

综上所述,适用对象应紧跟技术发展趋势,加强技术创新与应用,积极参与区域合作与竞争,注重知识产权保护,同时培养专业人才,以在激烈的市场竞争中占据有利地位。


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关键词:船楼技术,研发成果,技术成果,节能环保材料
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