进入20世纪后，天津造船厂设计建造的一系列采用新式柴油机为动力、新型钢制焊接船体的各种中小型船舶的性能已经相当成熟，其先进的理念、技术、工艺、材料、设备等让当代那些蒸汽机船舶迅速过时。而兴盛的天津造船业反过来也同样带动了山西各地工业的协调发展，逐渐形成了一个以造船业为主的制造业体系，具备了未来建立强大海军的产业基础。
为了保护自己越来越壮大的渔船、货船船队以及沿河、沿海开放地段的安全，更好的在中国沿海执行航道测量、海洋考察、打击走私/贩毒/海盗、救助失事船只和船员、护渔和护航等任务，更重要的是为未来的海军储备关键技术和合格人员方面的考虑，在美国的帮助下，康凡组建了天津海上警察部队，简称海警。
海警总部设在天津基地的东面海岸，拥有一所专业海事学校和其他专业机构，聘请了美国教官进行教学并参与管理，为天津海警部队和未来的海军培养专业人员。同时，天津造船厂研制生产的大型巡逻舰和轻型巡逻艇也开始陆续交付海警部队。1902年5月，组建完成的海警部队正式行使使命。
海警部队的巡逻舰以天津造船厂为天津船运公司成批生产的“自由轮”为基础进行改进设计，加强了船体结构，增强了抗风浪能力和续航力，配备了先进的无线电通讯/导航设备、水文测量设备、消防设备、救助设备、医疗设备以及相关的专业人员等，并加装了带有防弹钢板保护罩的96式通用机枪，具备了必要的攻击和防卫火力。能以12节的巡航速度连续在海上作业20昼夜，任务紧急时最高航速可达到25节。由于着重改善了船上的居住条件和生活环境，海警队员们可相对舒适地在大清帝国沿海各海区长时间执行任务。开始仅在渤海海域执行任务，后来随着舰艇装备数量的增加，巡逻海域逐步扩大至黄海、东海海域。计划中的9艘巡逻舰全部装备到位后，最终将巡逻海域扩大至南海海域。至此，整个大清帝国的领海都能够见到天津海警威武的身影了。
海警部队使用的近岸巡逻艇和黑龙江边防部队装备的新式巡逻战斗快艇是同一系列，不同之处是排水量大幅增大，将人员运输舱改成了增装通讯、导航、消防、救助等专用设备的舱室，加装了96式机枪，更加适于执行近岸巡逻防卫、搜索救援等任务。
此外，海警部队的各型辅助船舶也是从无到有，逐步增多，例如拖船、起重船、挖泥船等，正在快速形成一支拥有全方位海洋管控功能的近海准军事部队。
海警部队的制服与山西警察部队的制服样式一样，外套颜色冬装改为海蓝色，夏装改为天蓝色，配发白色衬衣和黑色软底系带皮鞋。部队中的所有舰艇均漆成白色上层建筑和蓝色船体，船头和船尾喷涂白色的中英文“大清天津海警”文字，悬挂大清黄龙旗，很容易辨认。
天津海警总部负责指挥和协调所有人员和舰艇的行动，总部通过先进、完善的无线电通讯网络能够与活动在大清帝国沿海任一海域的海警舰艇建立联系，在承担日常海洋管理任务的同时为沿海过往的本地区、本国和外国的各类民用船只提供无偿的人道主义服务。
后来，电气/光学工业部研制的新式海上搜索雷达陆续装备了海警部队所属舰艇，使海警部队拥有了不论白天黑夜均能探测远距离目标，且不受雾、云和雨的阻挡的全天候、全天时搜索能力，这在这个依旧主要依靠人眼、人耳搜索与侦听的时代是个革命性的进步，也革命性地改变了海警部队执行任务的方式，其表现出的超乎想象的快速反应能力、全方位服务能力和人员的高素质等等迅速在国际海运界赢得广泛尊重，美名远播。
早在1898年的时候，康凡就着手与梅香的同学们研制潜艇，在摸索中搞了几艘试验艇后积累了不少宝贵的经验，自行设计建造潜艇的步伐随即加快。康凡召集同学们开了会，要求大家争取在1904年之前自行设计建造出新式的潜艇和鱼雷。