把握科(kē)技创新(xīn)和产业发展趋势—— 制造业阔步迈向未来
来源: 人民(mín)网-人民(mín)日报海外版 作者: 发布时间: 2024-04-02

大力发展未来产业,是引领科(kē)技进步、带动产业升级、培育新(xīn)质生产力的战略选择。今年1月印发的《工业和信息化部等七部门关于推动未来产业创新(xīn)发展的实施意见》明确,将“重点推进未来制造、未来信息、未来材料、未来能(néng)源、未来空间和未来健康六大方向产业发展”。

推进未来制造,其内容包括:发展智能(néng)制造、生物(wù)制造、纳米制造、激光制造、循环制造,突破智能(néng)控制、智能(néng)传感、模拟仿真等关键核心技术,推广柔性制造、共享制造等模式,推动工业互联网、工业元宇宙等发展。

大力建设智能(néng)工厂、前瞻布局新(xīn)兴赛道、加速科(kē)技成果转化……把握科(kē)技创新(xīn)和产业发展趋势,制造业正加速迈向未来。

已是大势所趋

近日,在上海市举办的第十八届慕尼黑上海光博会上,一款由华工科(kē)技子公司华工激光展示的轮胎模具激光清洗装备,吸引了众多(duō)参观者。

伴随着轻微的“嗞嗞声”,机械臂紧紧“握”住激光清洗头,依照指令上下调节、左右移动。很(hěn)快,一副表面附着污垢的全钢轮胎模具,就完成了“激光深度美容”,用(yòng)时仅45分(fēn)钟。据了解,使用(yòng)传统酸洗、干冰清洗方式至少耗费4小(xiǎo)时。使用(yòng)激光清洗装备不仅大大提高了效率,还减少了对环境的污染。

激光被誉為(wèi)是“最亮的光、最快的刀(dāo)、最准的尺”。在工信部等提出的未来制造产业方向中,激光制造位列其中。

“随着科(kē)技的进步,激光技术在制造业中的应用(yòng)越来越广泛。”华工激光总经理(lǐ)邓家科(kē)接受本报采访时表示,激光技术的加工方式多(duō)样,包括标记、切割、焊接、清洗、3D打印、热处理(lǐ)等。除了传统的宏观加工领域,如航空航天、机械制造、动力能(néng)源等,激光加工设备已经逐步渗透到显示面板、消费電(diàn)子、集成電(diàn)路等精细微制造领域。

例如,手机、電(diàn)脑、汽車(chē)等产品的芯片,离不开半导體(tǐ)。晶圆就如同半导體(tǐ)的母體(tǐ),其生产制造的精度,将直接影响半导體(tǐ)芯片的性能(néng),而激光作為(wèi)加工工具,对于确保半导體(tǐ)芯片的性能(néng)起着十分(fēn)重要的作用(yòng)。

邓家科(kē)介绍,激光制造还是一种非接触式的制造方式,相较于传统的机械加工,它能(néng)够减少材料的浪费、降低能(néng)耗,符合未来产业对环保和可(kě)持续发展的要求。激光可(kě)以进行微米甚至纳米级别的加工,这对于制造高精度的電(diàn)子元件、医疗器械等产品至关重要。高度柔性化的激光技术,与智能(néng)化、自动化技术结合,為(wèi)制造业提供了更加智能(néng)的生产解决方案。比如将激光制造技术与信息技术、人工智能(néng)技术结合,华工科(kē)技已实施了多(duō)个标杆智能(néng)工厂案例。

近年来,中國(guó)智能(néng)制造发展取得一系列重大实践成果,其中一个重要内容就是建成了一批特色鲜明、引领发展的智能(néng)工厂。工信部数据显示,已支持遴选421家國(guó)家级示范工厂,推动各地建设万余家数字化車(chē)间和智能(néng)工厂,树立了5500多(duō)个可(kě)复制、可(kě)推广的智能(néng)制造典型场景范例。

位于江苏省淮安市的比亚迪卡車(chē)智慧工厂,就是一家智能(néng)工厂。在这里,涂装、冲压、焊装、車(chē)架、总装五大生产环节全線(xiàn)引入机器人,实现自动化生产。2023年10月份正式投产后,工厂里的多(duō)套信息系统,可(kě)以对产品制造过程进行全面的数字化管理(lǐ)和追溯。

以总装車(chē)间為(wèi)例,車(chē)间配备了助力机械手、智能(néng)平衡吊、自动拧紧机、自动涂胶机等工艺设备,可(kě)减少装配误差、减轻劳动强度;安装了智能(néng)化空中输送線(xiàn),可(kě)以实现物(wù)料的空中准时输送;采用(yòng)了柔性化设计,可(kě)兼容比亚迪5种以上車(chē)型,生产轻卡、重卡。工厂相关负责人表示,未来将把这个卡車(chē)工厂打造成工艺数字化、装备自动化、物(wù)流智能(néng)化、信息集成化、绩效可(kě)视化、管理(lǐ)透明化的智能(néng)标杆工厂。

专家指出,大力发展未来产业,是引领科(kē)技进步、带动产业升级、培育新(xīn)质生产力的战略选择。制造业的未来是智能(néng)化、自动化,而以激光、大数据、云计算等新(xīn)兴技术為(wèi)核心的智能(néng)制造,是未来制造业发展的必然趋势,将在传统产业的转型升级和结构性调整中扮演重要角色。

加强前瞻布局

走进位于天津滨海新(xīn)區(qū)的中國(guó)科(kē)學(xué)院天津工业生物(wù)技术研究所(以下简称“天津工业生物(wù)所”),实验室里,副研究员杨建刚正和团队成员聚精会神地做实验。最近,他(tā)们实现了糖分(fēn)子精准从头合成,解决了糖分(fēn)子立體(tǐ)结构方面的难题。与通过种植甘蔗等农作物(wù)提取糖分(fēn)的传统方式相比,糖的获取时長(cháng)实现了从年到小(xiǎo)时的跨越。

生物(wù)制造是一种全新(xīn)的生产技术,被认為(wèi)具有(yǒu)引领“第四次工业革命”的潜力。我國(guó)把生物(wù)制造列為(wèi)重点发展的战略性新(xīn)兴产业、未来产业的重要内容。今年的政府工作报告提出,积极打造生物(wù)制造、商(shāng)业航天、低空经济等新(xīn)增長(cháng)引擎。许多(duō)地方都围绕生物(wù)制造进行了前瞻布局。

在食品、化妆品、生物(wù)医药等领域的创新(xīn)策源与应用(yòng)转化方面,上海走在前列。伴随技术的不断创新(xīn),上海生物(wù)制造产业正迈向关键发展阶段。3月19日,上海市未来产业生物(wù)制造专家委员会举行成立大会。生物(wù)制造专委会旨在搭建开放、共享、协作的平台,促进技术、产业、市场、资本深度融合,為(wèi)上海生物(wù)制造产业健康发展贡献力量。

广东省深圳市也瞄准生物(wù)制造这一赛道。2014年以来,深圳已举办九届生物(wù)医药产业高峰论坛,最近一次论坛即以“生物(wù)制造 创新(xīn)未来”為(wèi)主题。2022年,《深圳市人民(mín)政府关于发展壮大战略性新(xīn)兴产业集群和培育发展未来产业的意见》公开发布,明确重点培育“20+8”产业集群,其中,合成生物(wù)居8个未来产业重点发展方向之首。

各地加强前瞻布局未来制造,因地制宜是关键。

近年来,江苏省苏州市把纳米产业作為(wèi)引领未来的先导产业加以重点培育。凭借完备的工业體(tǐ)系、优质的创新(xīn)创业生态,如今,以苏州工业园區(qū)為(wèi)核心的苏州市纳米新(xīn)材料集群,入选工信部第一批先进制造集群。园區(qū)积极抢占纳米科(kē)技和产业发展先机,涵盖新(xīn)材料、芯片、医药等多(duō)个技术领域,从研发、成果转化、到产品测试、小(xiǎo)规模代工生产等,一个个围绕着纳米展开的新(xīn)业态、新(xīn)模式层出不穷。

四川省布局工业元宇宙,将开展核心关键技术攻关和应用(yòng)试点示范。四川省制造业體(tǐ)系全、场景多(duō)、市场大,现阶段正联合重庆市打造世界级電(diàn)子信息产业集群,在工业元宇宙感知交互、网络通信、存储计算等领域提供了良好的产业基础支撑。《四川省元宇宙产业发展行动计划(2023—2025年)》明确提出,要建设元宇宙创新(xīn)应用(yòng)先导區(qū)和特色产业集聚區(qū),以工业元宇宙為(wèi)主線(xiàn),推动构建工业元宇宙全生命周期制造體(tǐ)系、全系列产品體(tǐ)系、全场景应用(yòng)體(tǐ)系、全链条服務(wù)體(tǐ)系等四大體(tǐ)系。

注重科(kē)技创新(xīn)

与天津工业生物(wù)所一墙之隔的,是即将交付的國(guó)家合成生物(wù)技术创新(xīn)中心。据介绍,中心初步建成了包括國(guó)内外逾50家高校院所的联合创新(xīn)网络和包括162家企业、金融机构的生物(wù)制造产业(人才)联盟,将进一步推动联合创新(xīn)和快速转化。中心还打造了多(duō)个高端实验室,引进分(fēn)析检测、智能(néng)发酵等大型设施装备,瞄准基因合成、生物(wù)制造等领域,致力于成為(wèi)天津工业生物(wù)所科(kē)技成果的主要转化平台。

科(kē)技创新(xīn)能(néng)够催生新(xīn)产业、新(xīn)模式、新(xīn)动能(néng),是发展未来制造业的核心要素。对此,华工科(kē)技董事長(cháng)马新(xīn)强的感受尤為(wèi)深刻。

在汽車(chē)白車(chē)身激光焊接领域,华工科(kē)技市场份额已达國(guó)内第一。但在15年前,还没有(yǒu)一家中國(guó)企业能(néng)够将自主研发的激光焊接技术应用(yòng)到汽車(chē)制造领域。试验机没有(yǒu)经过大规模生产实践检验,怎么能(néng)保证成功率和焊接效果的稳定?华工科(kē)技团队开始了争分(fēn)夺秒(miǎo)的测试。如今,企业研发的三维五轴激光切割智能(néng)装备配备具有(yǒu)自主研发的核心部件及配套软件,市场占有(yǒu)率稳居國(guó)内第一。

除了汽車(chē)智能(néng)制造领域,华工科(kē)技不断拓展激光技术在高端制造领域的应用(yòng)场景。目前,华工激光拥有(yǒu)700余项创新(xīn)专利,面向國(guó)产化需求,针对半导體(tǐ)、航空航天等重点领域持续加强创新(xīn)研发,突破卡脖子技术。马新(xīn)强表示,一定要增强创新(xīn)的自觉性、坚定性,坚持需求导向、问题导向,与产业链上下游伙伴一起协同创新(xīn),做厚技术积淀,提升制造工艺水平,开发出更多(duō)、更优质的产品去赢得市场。

未来产业由前沿技术驱动,当前处于孕育萌发阶段或产业化初期,是具有(yǒu)显著战略性、引领性、颠覆性和不确定性的前瞻性新(xīn)兴产业。业内人士指出,发展未来产业,从根本上说源于科(kē)技的创新(xīn)和应用(yòng)。

在深圳市光明區(qū),合成生物(wù)产业正呈现出欣欣向荣的发展势头。和一般的由“链主”企业带动上下游构建产业链不同,合成生物(wù)产业前沿新(xīn)颖,更多(duō)是摸索中的中小(xiǎo)企业。“先有(yǒu)创新(xīn),再有(yǒu)产业”——这是光明區(qū)合成生物(wù)产业的发展特点。在光明科(kē)學(xué)城,创新(xīn)中心和产业园是合成生物(wù)企业的主要聚集形式,关注科(kē)研和产业转化的创新(xīn)中心是企业“孵化器”,从“孵化器”“成長(cháng)毕业”的企业才可(kě)以入驻场地更大的产业园,从而进入更大规模的实验或生产。

國(guó)務(wù)院发展研究中心研究员王立坤表示,面对全球创新(xīn)浪潮,发展新(xīn)质生产力,进而提高全要素生产率,能(néng)够助力我國(guó)企业在全球产业结构调整中开拓新(xīn)赛道。我们要咬定创新(xīn)不放松,及时将科(kē)技创新(xīn)成果应用(yòng)到具體(tǐ)产业和产业链上,推动更多(duō)科(kē)技成果转化為(wèi)现实生产力。 

链接

智能(néng)制造

工业和信息化部、國(guó)家标准化管理(lǐ)委员会组织编制的《國(guó)家智能(néng)制造标准體(tǐ)系建设指南(2021版)》指出,智能(néng)制造是基于先进制造技术与新(xīn)一代信息技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理(lǐ)、服務(wù)等产品全生命周期,具有(yǒu)自感知、自决策、自执行、自适应、自學(xué)习等特征,旨在提高制造业质量、效率效益和柔性的先进生产方式。

生物(wù)制造

生物(wù)制造是一种利用(yòng)生物(wù)组织或生物(wù)體(tǐ)等进行物(wù)质加工,从而生产各种人类所需产品的先进物(wù)质转化工业模式。不同于以化石资源為(wèi)原料的传统工业制造,生物(wù)制造所使用(yòng)的生产材料基本上是可(kě)持续再生的原料,生产的产品也可(kě)降解可(kě)回收,生产过程更加绿色低碳。

國(guó)家发展和改革委员会印发的《“十四五”生物(wù)经济发展规划》,明确将生物(wù)制造作為(wèi)生物(wù)经济战略性新(xīn)兴产业发展方向,提出“依托生物(wù)制造技术,实现化工原料和过程的生物(wù)技术替代,发展高性能(néng)生物(wù)环保材料和生物(wù)制剂,推动化工、医药、材料、轻工等重要工业产品制造与生物(wù)技术深度融合,向绿色低碳、无毒低毒、可(kě)持续发展模式转型”。

纳米制造

纳米是一个非常小(xiǎo)的長(cháng)度单位,只有(yǒu)“十亿分(fēn)之一米”,相当于人类头发丝直径的万分(fēn)之一。

根据國(guó)家自然科(kē)學(xué)基金委员会网站,纳米制造是全球制造技术竞争的制高点,旨在通过纳米精度制造、纳米尺度制造和跨尺度制造為(wèi)产品和器件提供特定功能(néng)。纳米制造技术的发展使制造对象由宏观进入到介观和微观,不仅可(kě)以大大拓宽制造技术的尺度范围、大幅度提升制造的精度和质量,而且可(kě)以发展基于物(wù)理(lǐ)、化學(xué)等基础科(kē)學(xué)研究成果和信息技术进步的新(xīn)制造理(lǐ)论、方法和工艺,使得制造科(kē)學(xué)的研究更為(wèi)深入,不同學(xué)科(kē)的交叉与融合得以拓展,相关學(xué)科(kē)的进一步发展成為(wèi)可(kě)能(néng)。

激光制造

制造业采用(yòng)激光技术,有(yǒu)易于操作、非接触、高柔性、高效率和节能(néng)环保等突出优点,是切割、焊接、表面处理(lǐ)、高性能(néng)复杂构件制造和精密制造的主流手段。

柔性制造

根据國(guó)家发展和改革委员会网站的介绍,柔性制造是指一种应对大规模定制需求而产生的新(xīn)型生产模式。具體(tǐ)包括:一是生产能(néng)力的柔性反应能(néng)力,即机器设备的小(xiǎo)批量生产能(néng)力;二是供应链的敏捷和精准的反应能(néng)力,从传统“以产定销”的“产供销人财物(wù)”转变成“以销定产”的“人财产物(wù)销”。

共享制造

工业和信息化部印发的《关于加快培育共享制造新(xīn)模式新(xīn)业态促进制造业高质量发展的指导意见》指出,共享制造是共享经济在生产制造领域的应用(yòng)创新(xīn),是围绕生产制造各环节,运用(yòng)共享理(lǐ)念将分(fēn)散、闲置的生产资源集聚起来,弹性匹配、动态共享给需求方的新(xīn)模式新(xīn)业态。发展共享制造,是顺应新(xīn)一代信息技术与制造业融合发展趋势、培育壮大新(xīn)动能(néng)的必然要求,是优化资源配置、提升产出效率、促进制造业高质量发展的重要举措。

工业互联网

根据國(guó)家发展和改革委员会网站的介绍,工业互联网面向制造业数字化、网络化、智能(néng)化需求,通过人、机、物(wù)的全面互联,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置,通过构建海量数据采集、汇聚、分(fēn)析體(tǐ)系,建立面向工业大数据存储、集成、访问、分(fēn)析、管理(lǐ)的开发环境,实现工业技术、经验、知识的模型化、标准化、软件化、复用(yòng)化,不断提高研发设计、生产制造、运营管理(lǐ)效率,实现全要素、全产业链、全价值链的连接。

工业元宇宙

工信部网站对于《元宇宙产业创新(xīn)发展三年行动计划(2023—2025年)》的解读指出,元宇宙是人工智能(néng)、區(qū)块链、5G、物(wù)联网、虚拟现实等新(xīn)一代信息技术的集大成应用(yòng),是具有(yǒu)广阔空间和巨大潜力的未来产业。发展元宇宙产业将极大开辟数字经济的新(xīn)场景、新(xīn)应用(yòng)、新(xīn)生态,培育经济新(xīn)动能(néng)。特别是发展虚实融合互促的工业元宇宙,将进一步加速制造业高端化、智能(néng)化、绿色化升级,是新(xīn)型工业化建设的重要发力点之一。(朱嘉乐整理(lǐ))


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