Анализ рынка подводной робототехники России

Введение. Рынок подводной робототехники – молодой, быстрорастущий и активно развивающийся, где ситуация кардинально меняется каждый год. Если до 2022 года на рынке доминировали западные производители, то в связи с возрастающими санкционными ограничениями [1, 2] возникла острая необходимость восполнить дефицит предложения и нивелировать значительный рост цен на готовые решения, вызванный изменениями в логистике. Данная проблема актуализирует задачу комплексного исследования рынка подводной робототехники России.

Обзор литературы по теме показал, что комплексный анализ отечественного рынка подводной робототехники в последние годы не проводился. Среди работ зарубежных авторов можно выделить ряд публикаций, посвященных истории развития подводной робототехники с XIX века по сегодняшний день [3], текущему состоянию отрасли [4], основным направлениям ее использования в современном мире [5], перспективам развития различных технологий в данной отрасли [6]. Среди работ отечественных авторов также присутствуют обзоры тенденций развития данного рынка, как мирового, так и отечественного [7, 8]. Особый интерес представляет также история развития обитаемых и необитаемых подводных аппаратов России [9]. Заслуживают внимания работы, посвященные современному состоянию производства и факторам развития подводной робототехники в России [10, 11].

Целью статьи является определение векторов развития отечественного рынка подводной робототехники в условиях санкционного давления. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

− дать описание продукта и рынка подводной робототехники;

− провести обзор мирового рынка подводной робототехники;

− выделить ключевые факторы роста рынка;

− систематизировать данные по производителям, потребителям и основным продуктам на рынке подводной робототехники РФ;

− проанализировать динамику государственных закупок в области подводной робототехники.

Научная новизна данного исследования состоит в определении основных направлений развития рынка подводной робототехники в России на основании анализа мировых тенденций, исследования основных направлений использования подводных аппаратов и систематизации статистических данных.

Методы исследования. В основу исследования легли как общенаучные, так и специальные методы познания. Метод группировки и системный метод позволили выделить основных игроков на рынке подводной робототехники, а также конкретизировать направления использования продукции рынка. Статистические методы применялись для исследования спроса и предложения на рынке РФ на основании динамики государственных закупок за последние 8 лет (2015 – 2022 гг.). Использование метода сравнения при описании необитаемых подводных аппаратов невоенного назначения, производимых в России, дало возможность предложить направления совершенствования их производства.

Основная часть.

Описание продукта и рынка. Подводная робототехника представляет собой науку и практику проектирования, производства и применения роботов в подводной среде. К наиболее распространенным видам подводной робототехники относятся:

− телеуправляемые необитаемые подводные аппараты (ТНПА);

− автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА).

Также можно выделить такие аппараты как:

− глайдеры (подводные планёры);

− дрейфующие буи-измерители;

− буксируемые и донные комплексы.

В зависимости от задач, назначения и состава полезной нагрузки подводный робот может вести фото-, видео- или эхолокаторную съёмку или проводить манипуляции: обследование подводных трубопроводов, уничтожение морских мин, строительство и техническое обслуживание подводного оборудования, например, в морской нефтегазодобыче.

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 56960-2016 Национальный стандарт Российской Федерации «Аппараты необитаемые подводные» [12]. Под необитаемым подводным аппаратом (НПА) понимают плавучий объект, подводный робот, перемещающийся под водой с целью сбора информации о рельефе дна, о строении верхнего слоя осадков, о наличии на дне предметов и препятствий. Питание аппарата осуществляется от аккумуляторов или другого типа батарей [13, 14].

Обзор мирового рынка подводной робототехники

Анализ отечественного рынка подводной робототехники нецелесообразно проводить в отрыве от мировых тенденций. В связи с этим, рассмотри особенности развития мирового рынка подводных аппаратов. В изменившемся после COVID-19 бизнес-ландшафте глобальный рынок подводной робототехники, оценивается в 4,6 млрд.долл.США в 2020 году, из них:

− сегмент телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов составляет 4,01 млрд.долл.США или 87 % рынка;

− сегмент автономных необитаемых подводных аппаратов составляет 0,65 млрд.долл.США или 13 % рынка [4−7].

По прогнозам рынок подводной робототехники достигнет к 2027 году размера в 10,8 млрд.долл.США, увеличиваясь в среднем на 12,8% ежегодно. Прогнозируется, что телеуправляемые необитаемые подводные аппараты будут расти на 12,4% и достигнут 9,1 млрд.долл.США к концу 2027 года. Сегмент автономных необитаемых подводных аппаратов будет расти на 15,3 % в год и составит 1,7 млрд.долл.США к 2027 году. Рынок США оценивается в 1,4 млрд.долл.США в 2020 году. Ожидаемый среднегодовой темп роста в ближайшие 7 лет − на 12,15%. Рынок Китая в 0,84 млрд.долл.США в 2020 году. Ожидаемый среднегодовой темп роста в ближайшие 7 лет − 12,4 %. Другими крупными рынками является рынки Японии (ожидаемый среднегодовой темп роста в ближайшие 7 лет – 11,4 %), Канада (ожидаемый среднегодовой темп роста в ближайшие 7 лет – 10,9 %), Европа, в том числе Германия (ожидаемый среднегодовой темп роста в ближайшие 7 лет – 9,4 %) [4−7].

Факторы роста рынка (ключевые драйверы):

1. Расширение использования подводной робототехники в военных целях и целях безопасности. Использование подводных аппаратов увеличивается в вооруженных силах, военно-морских силах и полиции для таких операций, как сбор разведывательных данных, наблюдение и разведка, противоминные меры, инспекция и идентификация, океанография и доставка полезной нагрузки. Ожидается, что это растущее использование автономных и телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (АНПА и ТНПА) будет стимулировать мировой рынок подводной робототехники.

2. Рост использования телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов в нефтегазовой отрасли. Ожидается, что расширение функций ТНПА, благодаря ускорению научно-технического прогресса и необходимости поиска и изучения большего количества морских запасов нефти и газа, будет способствовать росту мирового рынка подводной робототехники.

3. Растущий спрос на АНПА для подводных исследований и научных исследований. Несколько аппаратов успешно работают в оффшорной промышленности, а также в прикладных и академических океанографических науках. Однако сдерживающим фактором применения АНПА является цена предлагаемых услуг.

4. Растущий спрос на подводную робототехнику для поисково-спасательных и ремонтных работ. Постоянное совершенствование подводных аппаратов в соответствии с требованиями, необходимыми для таких операций, как поиск, спасение и ремонт под водой в удаленных местах и в неблагоприятных условиях, повышает спрос на ТНПА, который, как ожидается, станет движущей силой глобального рынка подводной робототехники [14].

Ведущие игроки рынка: ATLAS ELEKTRONIK GmbH, Deep Ocean Engineering, Inc., General Dynamics Mission Systems, Inc., ECA GROUP, International Submarine Engineering Limited, Eddyfi, Phoenix International Holdings, Inc., Soil Machine Dynamics Ltd., MacArtney A/S, VideoRay LLC Forum Energy Technologies, Inc., TechnipFMC plc., SUBSEA 7, Fugro, SeaRobotics Corp., SeaRobotics Corp. и др.

Последние разработки:

1. В сентябре 2019 года компания General Dynamics Mission Systems, Inc. представила новый аппарат Bluefin-12 на мероприятии Defense and Security Equipment International (DSEI). Необитаемый подводный аппарат предназначен для проведения длительных исследований.

2. В январе 2021 года International Submarine Engineering Limited успешно провела и завершила второй этап проекта прототипа автономного дока. В рамках этого проекта компания пытается предоставить платформу для АНПА, чтобы он мог закрепиться на причале, оставаясь при этом автономным под водой. Это позволит АНПА заряжать свои батареи и загружать данные для операторов, оставаясь под водой. Компания планирует продавать одну и ту же систему своему клиенту для различных приложений.

Таблица 2 − Сводная таблица основных показателей мирового рынка подводной робототехники

Рынок подводной робототехники Российской Федерации.

Специальных исследований по рынку робототехники в целом или подводной в частности обнаружить не удалось. Рынок подводной робототехники Российской Федерации представлен следующими основными предприятиями и организациями (таблица 6):

Таблица 6 – Основные игроки на рынке подводной робототехники РФ (невоенного назначения)

На основании данных официального сайта Единой информационной системы в сфере закупок можно определить объем государственных закупок в области подводной робототехники и динамику рынка РФ (таблица 7) [15]. Поиск информации осуществлялся по ключевым словам: «ТНПА», «АНПА», «необитаемый подводный аппарат», «CTD».

Таблица 7 – Динамика государственных закупок в области подводной робототехники

Средний прирост закупок за рассматриваемый период составил 41,7%. Значительный объем закупок 2020 г. по сути обеспечен двумя заказчиками: ООО «Газпром Флот» (1345 млн.руб. – две закупки) и Минпромторг (500 млн.руб. – одна закупка).

В таблице 8 представим структуру государственных закупок по типу объекта, а в таблице 9 – «направленность» закупок.

Таблица 8 - Структура государственных закупок по типу объекта, %

Таблица 9 – Цель закупки, %

По типу в структуре закупок за анализируемый период преобладали телеуправляемые необитаемые подводные аппараты, что обусловлено их более низкой стоимостью по сравнению с автономными и, как следствие, большей распространенностью. Более 50% закупок было направлено на оказание услуг, связанных как с обслуживанием самих НПА, так и с необходимость выполнения работ с помощью НПА [15].

Анализ основных параметров продукции на рынке подводной робототехники Российской Федерации.

Рассмотрим основные характеристики необитаемых подводных аппаратов и буев-измерителей, производимых в России (таблица 10). В таблице представлен обзор основных изделий представителей на основании соответствующей литературы по теме [16, 17], а также открытой информации с официальных сайтов соответствующих организаций.

Таблица 10 – Характеристика необитаемых подводных аппаратов и буев-измерителей, производимых в России (невоенного назначения)

Потребители на рынке подводной робототехники России

Основными направлениями использования продукции подводной робототехники являются:

1. Коммерческие направления

1.1 Нефтяная и газовая промышленность используют необитаемые подводные аппараты для создания подробных карт морского дна, прежде чем они начнут строить подводную инфраструктуру. В результате трубопроводы могут быть протянуты наиболее экономичным и одновременно экологичным способом. Необитаемые подводные аппараты позволяет геодезическим компаниям проводить более точные исследования тех областей, где традиционные батиметрические исследования были бы менее эффективными или слишком дорогими [18].

1.2 Все большее распространение получает использование АНПА для обследования трубопроводов и осмотра подводных техногенных сооружений. А CTD-зонды используются для оценки химического состава воды и выявления определенных химических соединений [19].

1.3 Использование необитаемых подводных аппаратов для мониторинга морского дна в портах, выявления подводных объектов и определения их точного местоположения, обеспечения подводных съемок и обнаружения и картирования затонувших кораблей, скал и препятствий, которые могут представлять угрозу судоходству. Подобная информация обычно представляет высокую экономическую значимость.

1.4 Мониторинг химического состава морской воды в прибрежных акваториях с точки зрения возможности обеспечения функционирования рекреационного комплекса, оценка качества питьевой воды водохранилищах. Мониторинг просачивания канализационных вод [18].

1.5 Аварийно-спасательные и другие неотложные работы при ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в акваториях зачастую требуют применения необитаемых подводных аппаратов, оснащенных телеметрией, эхолотами, датчиками и манипуляторами. Подобная техника необходима для проведения пиротехнических работ, связанных с обнаружением, обезвреживанием и уничтожением не взорвавшихся боеприпасов.

2. Исследовательская работа.

2.1 Ученые используют различные виды необитаемых подводных аппаратов для изучения озер, морей и дна океана. К подводным аппаратам можно прикрепить множество датчиков для измерения концентрации различных элементов или соединений, поглощения или отражения света и наличия микроскопической жизни. Примеры включают датчики проводимости, температуры и глубины (CTD), флуориметры и датчики pH. Кроме того, АНПА могут быть сконфигурированы как буксировщики для доставки настроенных пакетов датчиков в определенные пункты назначения.

2.2 Метеорологические наблюдения. Прогнозирование состояния погоды и океана, а также грядущих климатических изменений.

Исходя из вышеизложенных направлений применения потенциальными потребителями продукции подводной робототехники являются:

− компании, занимающиеся поиском, добычей и транспортировкой полезных ископаемых на дне Мирового океана;

− крупные судоходные компании и службы мониторинга движения судов;

− предприятия рыболовецкой промышленности, включая предприятия, занимающиеся не только ловлей, но и разведением рыбы и марикультуры;

− научные организации, занимающиеся фундаментальными исследованиями Мирового океана;

− метеослужбы и службы экологического мониторинга;

− организации поиска и спасения на море;

− формирующаяся отрасль подводного туризма [20];

− иные потребители.

Анализ основных потребителей подводной робототехники в России проводился на основании данных по государственным закупкам, а также по данным ООО «Итера» − компании, которая занимается прямыми поставками контрольно-измерительного и научно-исследовательского оборудования для различных отраслей промышленности и науки.

Среди основных существующих потребителей выделим:

1. Научно-исследовательские институты: Полярный филиал ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии», Тихоокеанский филиал ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии», Научная лаборатория «Геоморфологические и палеогеографические исследования полярных регионов и Мирового океана», ФГБУН «Институт океанологии им. П.П. Ширшова», ФГБУ «Государственный океанографический институт им. Н.Н. Зубова», ФГБУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт», Институт археологии РАН, ФГБУ «Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской Академии Наук», ФГБУН «Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук», ФГБУН «Мурманский морской биологический институт Российской академии наук», ФГБУ «Национальный парк «Командорские острова» имени С.В. Маракова»

2. Службы мониторинга (метеорологического, экологического и пр.): ФГБУ «Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации», ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева», Филиал «Кубанский центр мониторинга водных объектов», АО «Южное научно-производственное объединение по морским геологоразведочным работам», ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Свердловской области».

3. Аварийно-спасательные службы: ФГБУ «Морская спасательная служба», ФГКУ «Центр по проведению спасательных операций особого риска «Лидер», АО «Южморгеология», АО «Аварийно-технический центр Минатома России».

4. Промышленные предприятия: ООО «Газпром флот», ГУП РК «Черноморнефтегаз», ООО «Газпром добыча шельф Южно-Сахалинск».

5. Порты Российской Федерации: ФГУП «Росморпорт», ООО «Приморский Торговый Порт», ПАО «Новороссийский морской торговый порт», АО «Восточный Порт».

На основании данных официального сайта Единой информационной системы в сфере закупок (https://zakupki.gov.ru) нами выделены потребители, осуществившие более одной закупки в исследуемой области за период 2015-2022 гг. (таблица 12).

Таблица 12 – Потребители на рынке подводной робототехники РФ

В таблице 12 представлено количество размещенных закупок по заказчикам. Стоит отметить, что самыми крупными из них являются:

- Федеральное государственное бюджетное учреждение "Морская спасательная служба";

- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук;

- Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин".

Структура заказчиков по объему закупки представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Крупные заказчики на рынке подводной робототехники РФ по объему закупок за 2015-2022 гг.

Источник: составлено авторами на основании данных [15]

Среди основных предприятий, осуществляющих госзакупки в области подводной робототехники, можно выделить:

- ООО «Газпром флот»;

- Министерство обороны РФ;

- ООО "Газпром Недра";

- Минпромторг РФ;

- ПАО "Газпром";

- ФГБУ "Морская спасательная служба";

- ФГАОУ ВО "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС".

Суммарно, на указанные предприятия приходилось 84% государственных закупок в области подводной робототехники.

Выводы и рекомендации

Особенностью рынка подводной робототехники является то, что он имеет олигопольную структуру с относительно небольшим количеством крупных продавцов и покупателей.

Специализация данных аппаратов на сегодняшний день достаточно узкая в связи с их высокой стоимостью: проведение исследовательских и подводно-технических работ на больших глубинах. Так как на малой глубине водолазные работы более конкурентоспособны. Поэтому в отрасли доминирует единичный, либо мелкосерийный тип производства.

До 2022 года рынок подводных робототехнических систем развивался в основном за счет предложения импортных аппаратов (см. таблицу 1). В связи с торговыми санкциями возникают сложности с прямыми поставками подводных аппаратов, датчиков и комплектующих из США, которые были лидерами по импорту подводной робототехники в Россию. Также отмечается значительный рост цен и сроков поставки оборудования из других стран (Канады, Норвегии и Италии) из-за изменения логистических маршрутов и использование параллельного импорта.

Вследствие этого конкурентоспособность отечественных аппаратов по цене возросла, однако, проблема необходимости их совершенствования остается актуальной и требует решения следующих задач:

‒ во-первых, создание универсальных аппаратов или даже морских робототехнических комплексов (МРК), включающих в свой состав необитаемые аппараты, средства связи и управления, средства доставки и базирования, тренажеры и средства обучения для эксплуатирующего персонала;

‒ во-вторых, совершенствование системы управления необитаемыми подводными аппаратами и буями;

‒ в-третьих, повышение технологического уровня исследовательской аппаратуры НПА (измерительной аппаратуры, манипуляторов и различных пробоотборников);

‒ в-четверных, совершенствование материалов для конструирования, что позволит расширить районы применения, повысит надежность, улучшить характеристики;

‒ в-пятых, увеличение энергетических возможностей и, значит, автономности плавания АНПА, дальности плавания и точности позиционирования под водой, а также дальнейшее совершенствование алгоритмов и принципов управления, интеграции в единый комплекс разнородных технических средств и средств связи.