江苏东华测试技术股份有限公司

海洋工程与港口装备状态监测与诊断
            产品项目

                可
                行
                性
                研
                究
                报
                告



          二 O 一二年十二月
               江苏东华测试技术股份有限公司
    海洋工程与港口装备状态监测与诊断产品项目
1.项目概述
1.1 项目背景

    随着我国改革开放的不断发展，国内能源战略的实施，开展深海油气资源开
发装备产业能力建设并进行我国自主知识产权的深水海洋工程与港口装备研发，
不仅可显著提升我国海洋装备研发能力，为我国实施能源战略提供重要的技术基
础和装备保障，促动我国海洋工程产业和整个国民经济的快速发展。而且由于海
洋工程所具有和高技术性和高附加值性等特点，其装备的研制成功，将给国家和
企业带来可观的经济效益。海洋油气开发力度的不断提高，推动了海洋工程与港
口装备的发展。与此同时，各种相关的海难事故层出不穷，不仅造成严重的经济
损失、大量的人员伤亡，还导致大面积海洋环境污染、生态破坏。海洋工程与港
口装备的作业安全性受到了更大的关注。

    随着经济全球化和物流业的不断发展，港口在现代货物流通中的作用日益重
要，其发展水平已成为衡量一个国家社会发展水平的主要标志之一。港口装卸机
械设备朝着大型化、连续化、高速化和自动化方向发展，使得设备的组成与结构
变得越来越复杂。通过对装卸机械设备运行状态实行有效监测和控制，提高其可
靠性和安全运行率，以便及时发现异常情况，采取措施减少或避免突发性故障，
保证设备安全可靠。

     环境及结构测量系统作为一项新兴在线监测技术，通过实时监测海洋平台、
港口机械所处的海洋环境、平台运动、结构应变等信息，系统地反映出装备结构
的安全状态，及时发现结构损伤，以便及时采取应急操作预案，对存在问题的结
构采取补救措施，防止重大事故的发生。另外，通过海洋平台、港口机械工作状
态下结构响应的长期监测，可以积累大量的第一手的现场数据，对考核装备结构
的总体和局部结构强度，修正后续装备产品的结构设计，改进结构设计标准，提
高我国海洋平台及港口装备等大型结构的设计总体水平也很有意义。项目推广实
施同时大力推动了大型结构物监测技术的发展。


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 1.2 项目概述

  1.2.1 建设地点与用地：项目建设地点位于江苏省靖江经济开发区东华测试已
取得土地使用权的园区内，拟新增建设面积为 5500 平方米，项目用地性质属于
建设用地。

  1.2.2 建设方案：项目建成投产后实现年产 80 台套海洋工程与港口装备状态
监测与诊断产品，产值为 3200 万元，可实现年销售收入达 2800 万元。

  1.2.3 建设期：项目建设期拟定 2.5 年，自 2013 年 1 月至 2015 年 4 月。

  1.2.4 原材料消耗：本项目所有的辅助材料在实施和运行过程中安全可靠，无
环境污染，本项目所有的辅助材料在实施和运行过程中安全可靠，无环境污染。

  1.2.5 总投资：本项目总投资为 2000 万元。全部由企业通过使用上市超募资
金解决，主要用于生产场所土建工程、室内建设、配套生产工位设备工具购置和
流动资金。


2.项目产品
    海洋工程与港口装备状态监测与诊断产品由状态参数采集模块云平台数据
管理分析诊断软件和专用传感器两部分组成。根据被测对象的运动特征和结构应
力计算结果，确定运动加速度、角度、应力、应变范围，进而进行传感器的选型。
海洋工程与港口装备状态监测与诊断主要开发内容包括：环境测量系统、运动及
结构测量系统、系统集成三部分。考虑引入 PLC 控制系统其它相关信号，结合结
构应力监测，建立基于神经网络的结构应力智能诊断与基于 3G 的远程监测系统，
形成完善的远程网络监控系统。海洋工程与港口装备状态监测与诊断硬件开发是
整个系统的硬件基础，所有的分析判断、信息处理等都是基于从测量系统硬件获
得的测量结果而开展的。本项目系统和常规的试验测试系统不同，该系统需要能
在温差变化大、高湿、盐雾腐蚀的恶劣海洋环境下长期稳定地工作，因此需要通
过测量系统的集成，开展系统硬件对环境适应性的研究。项目的研究以上海海事
大学和无锡中船 702 所作为技术支撑单位，分别与其合作进行港机与海洋工程平
台的测试方法、结构状态评估机理的研究与应用。



                                  - 2 -
  2.1 环境测量系统

    海洋环境测量主要指风、浪、流、潮汐等海洋环境信息。风和流的测量技术
目前比较成熟，风采用超声波风速仪。流速采用 ADCP 流速仪。潮汐采用超声波
液位仪。

    波浪测量拟采用雷达测波的方式实现。雷达测波系统的特点：使用标准 X
波段雷达；独立数据输出；非接触式测波方法 ；结构紧凑、轻便。

    测试浪高的方法主要是自行研制的叶轮式型遥测测波仪采用叶轮浮标来测
试波浪，目前已发展到第三代。该设备采用双向流速计的原理，是最经典和可靠
的传感器，用于短期随抛式测量。采用水池直接标定方法进行标定，缺点为测量
时间短、维护不方便，且测量参数比较少。但浮标法由于在海上自由飘浮，不受
船体附近反射波的影响，因而能够准确地反映波浪情况。经过长期的实际应用考
验，证明研制的浪高仪工作稳定、性能可靠。

 2.2 运动及结构测量系统

     研制长期可靠工作温度特性优异的焊接式电阻应变传感器，适用于海洋工
程装备及港口机械恶劣工作环境下应力实时在线监测的应用。

     电阻应变检测系统技术方案：电阻应变检测系统包括四个部分，技术方案
见下图：




                      图： 电阻应变检测系统技术方案




                                - 3 -
  2.3 系统集成

     和一般的周期性检测试验不同，海洋工程与港口装备的环境及结构状态测
量系统需要长期稳定地连续运行。为能比较全面地反映平台的安全状态，测量系
统中所需布置的测点较多，且这些测点的分布遍及包括水面、水下平台各处，对
数据传输的带宽、抗干扰能力等提出了较高的要求。为及时对监测数据进行分析，
不仅在平台上进行实时处理，部分数据需要通过无线传输，由地面接收站作进一
步处理，对结构安全性作出预警、制定维护维修方案。同时系统需要长期积累所
记录的数据，以便进行进一步的分析处理，需要对数据的存储方案、记录形式进
行策划。数据采集拟采用分布式系统完成。数据传输将对现有的通过现场总线传
输的样机系统进行改进，由光纤或高速以太网实现各分布式节点及总控站之间的
数据传输。平台和地面基站之间的数据传输，拟采用微波或数传电台实现。
  2.4 基于 PLC 的故障监控系统

     通过数据采集与 PLC 的总线通讯，实现结构应力监测与报警：监控服务器
通过采集系统对结构在不同的载荷、运动状态下的结构应力进行监测，同时接收
PLC 模块、监测仪器进行对比分析，根据采集的数据处理结果，对 PLC 发送消息
进行保护预警动作，并方便现场 PLC 人机交互界面现场维修人员迅速获得资讯，
准确定位故障信息。
  2.5 数字移动通信

     3G 数字移动通信技术在港口大型装卸机械状态监测的应用。江苏东华测试
作为监测设备仪器提供方，提供监测设备的生产和改进，上海海事大学提出作为
应用算法及市场推广方，项目合作成功后在国内试行几个成功案例，将对国内的
港机约 2000 台左右的装机量进行推广应用，即可构成一套庞大的港机实时监测
云系统，方便专家、客户随时随地利用电脑、平板、手机等移动上网设备及时了
解营运情况。




                                - 4 -
3. 市场预测分析
 3.1 应用领域

     本项目系统是海洋工程与港口装备中的共性技术，可应用于大型海洋结构
物及港机结构状态的健康安全监测。在大型海洋工程及港口机械装备中引入本项
目产品对环境及结构安全测量系统进行实时监测，不仅提升了产品的安全性和竞
争力，同时也提高了产品的附加值。通过开展通用性开发，使本项目形成的产品
能应用于其他海洋工程产品中，最终形成完整的海洋工程与港口装备状态监测与
诊断系统推动我国自主研发的海洋工程及港口机械装备安全性的提高。

 3.2 目标市场分析

     国际上逐渐流行的码头大型港机装备无人化、智能化、自动化的大趋势前，
仍有非常多的技术节点值得研究和攻关。而大型港机智能化结构状态监控系统的
研发正是促进我国港机装备制造和使用的自动化和智能化的重要支撑。中国作为
世界上最主要的港口机械生产制造国，曾一度占领了全球 75%的港机制造市场。
仅以上海振华港口机械（集团）股份有限公司为例，据统计，截止到 2011 年，
累计销售港口装卸机械数量约 1.2 万台套，年产能不低于 300 台。每台港机大约
放置 20 个测控点。目前仅针对振华港机的市场容量为 4.8 万个监测点，以后每
年新增容量为 6000 个监测点，目前的产品售价约 1.5 万元/监测点，目前的市场
约为 7 亿元，今后每年约增加近亿元。

     随着国内能源战略的实施，开展深海油气资源开发装备产业能力建设并进
行我国自主知识产权的深水海洋工程与港口装备研发，不仅可显著提升我国海洋
装备研发能力，为我国实施能源战略提供重要的技术基础和装备保障，促动我国
海洋工程产业和整个国民经济的快速发展。海洋工程作为重点支持的新兴产业，
“十二五”期间预计海洋工程投入 2500—3000 亿元/年。61%的自升平台和 43%
的半潜式平台由我国自主制造。针对海洋平台的监控系统投入约为 2~3 亿左右。

    综上所述，本项目产品的市场容量很大，根据市场需求港口机械将逐年增加，
对于本项目产品而言，市场前景广阔。




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 3.3 竞争对手分析

     国外对于平台结构损伤监测研究发展较快，Lalu Mangaln 以导管架海洋平
台为研究对象，完成结构监测试验。通过分析其在环境载荷作用下产生脉冲动力
响应，实现导管架海洋平台的结构监测，在数据处理过程中采用了神经网络方法。
此外，国外各公司也在开发和研制用于大型装备结构健康监测的相关软件和系
统，如挪威 CorrOcean 公司开发的 FSM-IT 结构监测仪中配有结构腐蚀监控软件，
能够利用该仪器监测海洋平台的腐蚀状态；同时配有的裂纹监测系统可以反映结
构的裂纹扩展情况。英国 TSC 公司开发的 U1l 水下监测系统能够实现结构损伤监
测，包括结构表面缺陷、次表面缺陷，进而判别结构的损伤程度。Vulcan 系统
以声发射原理为基础，利用传感器对声信号的敏感实现结构的裂纹扩展情况监
测。该系统用于结构局部损伤检测、定位，可以连续监测海上构筑物裂纹产生的
情况。英国实施了海上平台智能结构系统的研究计划，在平台上采用预埋光纤传
感器的复合材料，监测在恶劣海洋环境中平台工作状态。

     国内相对较为缓慢，国内对于海洋平台结构损伤监测主要集中于理论研究。
包括常规检测方法与新兴的监测方法、全局检测方法与局部检测方法、静态检测
方法与动力检测方法、基于动力学模型修改的损伤监测方法及小波识别方法检测
等，在产品开发上尚未进展。

     本项目海洋工程与港口装备状态监测与诊断产品已开发出工程样机，实现
了对应力、运动响应加速度的测量，已在“海洋石油 201”上进行了初步验证。
该系统可通过网络通讯对其功能进行扩展，记录来自于船上其他系统输出的环境
信息、操作信息报文数据。




                                 - 6 -
 3.4 竞争优势分析

   3.4.1 技术优势：本项目技术开发以东华为主体，以中船重工七 0 二所、海
事大学为技术依托单位。东华公司在对小信号测试及现场抗干扰技术的研究和试
验方面有着丰富的经验积累，相关产品成功应用于“神舟”系列飞船地面安全性
能测试、上海交大变压器振动检测、南京长江大桥润扬大桥长期监测等试验和工
程。本项目以中船七○二所的专业理论和实践为基础，七○二所建有流体力学和
结构力学方面的大型科研设施二十二座，形成了完整配套、技术先进的现代化试
验室群体。其规模之宏大，设备之齐全，在国内外名闻遐迩，其总体规模和综合
研究能力仅次于美俄两国，居亚洲第一，世界第三。上海海事大学在港口机械的
检测和故障诊断方面积累了三十多年技术经验，取得了丰硕的科研成果。

   3.4.2 人才优势：经过二十年的发展，东华公司培养了一批专门从事智能化
测试仪器及分析软件研发的技术人员队伍，知识结构合理，人员稳定，具备多人、
多专业进行团队开发的能力。公司的主要领导都是专业技术人员出身，重视人才
和研发，学术氛围浓厚，研发人员占公司员工 40%以上。中船七○二所人才荟萃，
专家云集，拥有科技人员 800 余名，其中中国工程院院士 1 名，国家级、部级有
突出贡献的中青年专家 10 名，博士生导师 14 名，研究员 66 名，高级工程师 210
余名，工程师 140 名；合作方上海海事大学以宓为建教授为学术领头人的港机检
测及评估专家团队在项目中给予全面的技术支撑。

   3.4.3 服务优势：领先行业的高水平专业服务是公司的核心能力，也是本行
业客户最关注的要素；专业的销售、服务队伍，以满足用户的需求为己任，视公
司信誉为生命，为用户提供及时周到的一流服务；聘请的多位知名专家、教授组
成的技术顾问团，为用户解决工程测试中的疑难问题，用户对用户的直接推广给
公司带来了直接的市场和声誉。

   3.4.4 管理优势：公司在 2008 年实现了 ERP 管理，所有生产采用 BOM 表订单
生产管理，2010 年起销售管理采用 CRM 客户关系管理系统，较国内同行先行一
步。管理层风格稳健，人员稳定，技术先导，销售加强，企业稳步发展。




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4.项目方案及生产规模
    本项目开发的产品为状态参数采集模块与云平台数据管理分析诊断软件与
专用传感器相结合的高新技术产品，消耗原材料、能源有限，对环境污染小。根
据对国内外市场供需现状的调查和市场的预测，项目建成后将有很大的市场容
量，因此，选择 80 台套/年的产量较为符合项目产品的市场需求及设计生产、服
务能力，是切实可行的。


5.原辅材料采供方案
  5.1 原材料来源：

    原材料包括：集成电路、电子元器件、印刷线路板、铝合金仪器机箱、铜芯
信号电缆、仪器零件、传感器。

    主要原材料国内均有供应，且运输方便，供货及时，能保证项目产品生产的
需要。

  5.2 辅助材料

   原辅材料消耗主要包含本项目产品的生产、加工、检测、开发过程中所产生
的消耗。 电子产品安装工具及材料，市场供应充足，质量可靠。包装材料采购
方便。


6.设备采购方案
   为实施本项目，结合所生产产品的特点，根据生产工艺、生产规模等要求，
满足设计、生产、检测的实际需要，本项目拟购置、自制生产检测及公辅设备共
计 70 台(套)，本项目的设备主要为：

   （1） 电子测试产品生产线：测试仪器焊接、装配、调试生产线、电子产品
          可靠性试验设备；预计 85 万；

   （2） 专用传感器研制生产设备：传感器部件精密加工设备、封装工装设备、
          性能检测设备；预计 200 万；

    （3） 环境净化通风设备：预计 25 万元；


                                 - 8 -
    （4）信息化设备：计算机、打印机等办公设备，预计 15 万。

   上述设备预计总投入约 325 万。


7.厂房选址方案
  7.1 实施地点

   本项目场址位于靖江经济开发区新港园区沿江公路罗家港桥北首西侧江苏东
华测试技术股份有限公司的厂址内，已获得土地使用许可证，通过项目实施对现
有场地进行充分、合理使用。

  7.2 总平面图规划

   ⑴ 本项目新建综合研发、生产场地，占地面积 913 平方米，建筑面积共计
5500 平方米，建筑费用 825 万元，装修费用 550 万元，配套设施 100 万元，基
建费用共计 1475 万元。

   ⑵ 项目规模：海洋工程与港口装备状态监测与诊断产品项目建设成能容纳
105 人规模的研发及生产车间环境条件、年产 80 台套测试系统的生产线，总平
面图布置根据企业生产规模、工艺流程，结合研发、生产、培训、检测实验室场
地及周边环境，因地制宜进行布置，力求做到分区明确、流转便捷、方便研发生
产和有利管理。

   ⑶ 总平面图布置的防火间距，满足现行国家《建筑设施防火规范》
GBJ16-872001 年版的有关规定。

   ⑷ 总平面图布置注意坚持科学合理、紧凑，节约土地的原则。

    本项目公用工程包括给排水、电力及通讯，天然气等动力设施，空调及通风
设施系统。


8.经济效益分析与结论
   8.1 项目投入

   本项目新建厂房及配套设施费用为 1475 万元，设备投入 325 万元、流动资
金 200 万元，总计 2000 万元。

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   8.2 销售收入

   项目产品达产后年销售 70 台套，项目产品年均售价估算为 40 万元/台套，预
计销售总额为 2800 万元。

   8.3 销售税金

    该项目产品综合税率（含增值税及附加）估算为 14％，所得税率 15％，两
项年均税金合计 495 万元，年增所得税为 110 万元。

   8.4 经济效益

    该项目预计可实现税后利润 530 万元，投资利润率 26.5％，预计税后投资
回收期 3.1 年。项目的经济效益良好。

    上述经济效益预测并不代表公司对未来盈利的保证，能否实现取决于与上海
海事大学合作在行业推广的进度及振华港机等港口设备制造厂的应用力度、公司
经营管理水平等多种因素的影响，存在着一定的不确定性，公司将根据项目进展
情况随时进行风险管理。


9.风险分析
   9.1 政策风险、技术风险和市场风险等风险分析；

    通过对项目实施过程存在的未知情况的分析，认为可能存在来自于以下方面
的风险：

    9.1.1 本项目是将物联网、云计算等新技术应用于海工设备及港口机械的结
构状态监测，是对装备的安全可靠运行提供保障，政府相关部门政策性推广对应
用面影响很大，可能会遇到国家和相关行业对该类结构状态在线监测系统的应用
推广方面的不确定性，从而影响到项目产品的广泛推广和市场容量。

    9.1.2 项目开发过程中涉及到的新技术、新器件能否成功地产品化应用的不
确定性。高可靠性、长期稳定性好的结构应力传感器研制是本项目的核心重点工
作，研制中涉及到材料科学、加工工艺等方面的创新和突破，能否实现预期研发
目标存在一定的不确定性。



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    9.1.3 中船 702 所海洋平台结构评估研究及上海海事大学港机结构状态评估
理论研究成果产品化应用程度的风险。有关成果涉及到复杂的数字信号处理技术
和诊断方法，将其转化成产品化软件的难度及有关软件的操作使用难度对使用者
要求较高会影响产品的推广。

    9.1.4 项目产品推广过程中工程化实施的风险。本项目产品是集成在海工装
备、大型港机的操控系统中，对于现有在用装备的安装比较困难、实施难度高，
工程实施过程中安装团队的能力及用户的支持配合非常关键，协调不好有可能会
造成不能按时完成订单项目。




    9.2 降低项目实施风险的主要措施

    9.2.1 针对在政策方面国家和相关行业对海工设备及港口机械的结构状态
监测的应用推广支持力度不够导致市场推广容量有限的风险，本项目产品在测试
系统和数据库设计时就考虑到其通用性和兼容性，如可在各种钢结构建筑、装备
的监测应用方面加以推广，包括兼容到工业领域大量的设备状态监测、电力设备
的状态监测应用等，通过配置相关应用领域的专业分析软件就可拓宽本项目产品
的使用范围。

    9.2.2 针对研发过程中涉及到的新技术、新器件能否成功地产品化应用的不
确定性通过与国内外科研院所同行业中权威专业技术人员建立联系，必要时会同
外部力量共同攻关解决所遇到的技术难题；开发中准备几套备选方案，一种思路
的实现遇到难以短期克服的问题可以换个实现方案；预算中加大试验设备的投
入，在研发过程中及时发现和解决长期工作中可能会发生的问题。

    9.2.3 对于理论研究成果产品化应用程度的风险，在项目推行过程中与上海
海事大学、中船 702 所研究人员充分沟通，协调研究的方向要面向应用，在使
用现场多做试验，争取将复杂的理论成果转化成简单易用的操作软件，复杂处理
交给计算机进行后台处理。将有关理论成果进行产品化转化，形成通俗易懂的专
业性支持说明文档，尽快形成有关行业规程和标准。




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    9.2.4 对于项目产品推广过程中工程化实施的风险，将通过完善设计，提高
产品设计的标准化水平；通过示范项目的实施建立实施规范等标准化文件，尽量
减少施工难度及不确定性；培养多个能胜任现场工程实施的项目团队，同时广泛
寻找更多、工程安装能力更强外包单位作为备选力量。




10.总结
    通过对市场、经济、技术等方面的调研分析，本报告认为：
   ⑴ 根据市场的供需情况分析，实施海洋工程与港口装备状态监测与诊断产品
生产具有非常广阔的市场前景；

   ⑵ 本项目建设完成后，将完全自主开发形成的产品进行量产，生产工艺成熟，
产能可以保证海洋工程与港口装备状态监测与诊断的市场推广要求；

   ⑶ 根据国内外原材料市场情况，本项目所涉及的原材料的采供有足够的保
障；

   ⑷ 本项目所有的辅助材料在实施和运行过程中安全可靠，无环境污染；

   ⑸ 承担单位生产经营稳步发展，经济效益显著，有充分的资金积累，能满足
本项目对资金的需求，能以较快的速度产生经济和社会效益；

   ⑹ 本项目总投资为 2000 万元。来自于企业上市超募的资金投入，主要用于
生产车间基础建设、配套设施、设备购置和流动资金；

   ⑺ 经济效益：达产后可实现年销售 2800 万元，实现税后利润 530 万元，投
资利润率 26.5％，预计税后投资回收期 3.1 年。

   从以上分析可看出本项目有较好的技术、经济效益，本项目切实可行。




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