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路甬祥:綠色、智能制造與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)
作者: 學(xué)會(huì)秘書處轉(zhuǎn)載 發(fā)表時(shí)間: 2011-02-23

 
    金融危機(jī)后的世界將更加致力于科技創(chuàng)新,走綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展之路。綠色、智能制造是制造業(yè)的發(fā)展方向,也是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支柱。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求將對(duì)我國(guó)制造業(yè)發(fā)展提出新的要求、注入新的動(dòng)力,將促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。綠色、智能制造也將為我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、升級(jí)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供新的技術(shù)和裝備,并將促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)依靠改革開放、科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),走資源節(jié)約、環(huán)境友好的綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展之路,實(shí)現(xiàn)由大到強(qiáng)的新跨越。中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)應(yīng)以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),按照國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求、制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì),調(diào)整工作重點(diǎn),積極推進(jìn)適應(yīng)綠色、智能制造技術(shù)進(jìn)步和突破的學(xué)科交叉與融合,著力推進(jìn)以企業(yè)為主體、以市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè),提升我國(guó)制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力,培育適應(yīng)綠色、智能制造的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才,為服務(wù)國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展、綠色發(fā)展、智能發(fā)展、科學(xué)發(fā)展、和諧發(fā)展、持續(xù)發(fā)展做出新貢獻(xiàn)。
    一、 綠色、智能制造是制造業(yè)發(fā)展的方向
    20世紀(jì)90年代以來(lái),由于全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的快速增長(zhǎng),資源能源價(jià)格不斷攀升,且在高位波動(dòng),生態(tài)環(huán)境壓力逐漸加大,全球氣候變化備受關(guān)注,ICT技術(shù)突飛猛進(jìn),信息化、網(wǎng)絡(luò)化、知識(shí)化快速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)全球化和全球綠色、智能制造的發(fā)展趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。
    經(jīng)過(guò)30余年的改革開放,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了舉世矚目的成就,經(jīng)濟(jì)總量已躍居全球第二位,已經(jīng)成為全球制造大國(guó)。但是,我們也為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展付出了巨大的資源和環(huán)境代價(jià)。進(jìn)入新世紀(jì)后,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的資源環(huán)境“瓶頸”約束明顯加大。關(guān)鍵核心技術(shù)的自主創(chuàng)新能力較弱,機(jī)械電子裝備的關(guān)鍵材料和核心部件仍受制于人。我國(guó)制造業(yè)及其產(chǎn)品的物耗、能耗、排放強(qiáng)度較高,信息化、智能化水平較低,仍然處于全球制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的中低端。中國(guó)制造業(yè)亟需實(shí)現(xiàn)由大轉(zhuǎn)強(qiáng)的歷史跨越,綠色、智能制造應(yīng)成為中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的方向。
    (一)地球上有限的不可再生資源決定了人類必須走一條資源節(jié)約型的發(fā)展之路
    工業(yè)革命以來(lái)250多年的人類社會(huì)工業(yè)化的歷史進(jìn)程,僅使不到10億人口的發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化,而人類卻為此付出了巨大的資源與生態(tài)環(huán)境代價(jià)。隨著全球能源資源需求快速增長(zhǎng),市場(chǎng)價(jià)格也快速攀升。從圖1可見,2009年,亞太地區(qū)能源消費(fèi)4147.2百萬(wàn)噸油當(dāng)量,在全球占比高達(dá)37.1%,已高于北美和歐洲地區(qū)。從圖2可見,布倫特原油價(jià)格從2000年的28.5美元/桶逐年升至2008年的97.26美元/桶,升幅高達(dá)241%; 2009年雖有所回落,但仍比2000年的原油價(jià)格上升了116%。
 
圖1 2000~2009年全球各地區(qū)能源消費(fèi)走勢(shì)




 
圖2 2000~2009年布倫特原油價(jià)格走勢(shì)

      

     

      可以預(yù)計(jì),未來(lái)二三十年,全球?qū)⒂?0~30億人口步入現(xiàn)代化進(jìn)程,這將為全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入前所未有的動(dòng)力和活力,但也必將對(duì)地球的能源資源形成新的挑戰(zhàn)。
    近30年來(lái),我國(guó)的能源資源需求也呈快速增長(zhǎng)之勢(shì),總量巨大,結(jié)構(gòu)不合理,對(duì)外依存度上升,能源利用效率較低,單位GDP能耗強(qiáng)度高,其中制造業(yè)耗能占據(jù)較大比重。2009年,我國(guó)能源消費(fèi)總量達(dá)31億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,我國(guó)的總體能源利用效率為33%,較發(fā)達(dá)國(guó)家低10%左右;而我國(guó)電力、鋼鐵、有色、石化、建材、化工、輕紡等八大行業(yè)主要產(chǎn)品的單位能耗平均水平卻比國(guó)際先進(jìn)水平高40%左右。
 
圖3 2004~2009年我國(guó)能源消費(fèi)總量及同比增速

     

      未來(lái)20年,我國(guó)制造業(yè)如果單純依靠數(shù)量增長(zhǎng),將是能源資源和環(huán)境所不能承受的。因此,我們必須依靠科技進(jìn)步,采用綠色制造技術(shù),在提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加值的同時(shí)努力降低能源資源的消耗和排放。
我國(guó)在能源消費(fèi)中煤炭占比過(guò)高,已是全球****的煤炭消費(fèi)國(guó)。2009年,我國(guó)一次能源消費(fèi)總量中,煤炭、石油、天然氣所占比重分別為69.6%、19.2%和3.8%。
    我國(guó)對(duì)進(jìn)口原油的依存度已突破50%。2009年,我國(guó)共進(jìn)口原油2.04億噸,進(jìn)口依存度已達(dá)54.42%。從各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)看,對(duì)外依存度50%是一條安全警戒線。《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2008~2015)》中指出,如果不加強(qiáng)勘探,并轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,到2020年,我國(guó)油氣對(duì)外依存度將上升至60%。
    資源對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約不斷增強(qiáng),我國(guó)對(duì)鐵礦石、部分有色金屬的進(jìn)口依存度更較高。2009年,我國(guó)鐵礦石對(duì)外依存度大幅提升,至63.9%。從圖4可見,2002~2009年,我國(guó)進(jìn)口鐵礦砂及精礦逐年增長(zhǎng),2009年已達(dá)到6.28億噸,比2002年增長(zhǎng)了463%,進(jìn)口均價(jià)從24.83美元/噸升至79.87美元/噸,升幅達(dá)222%。
 
 
圖4 2002年~2010年8月我國(guó)鐵礦砂及精礦進(jìn)口量和進(jìn)口價(jià)格走勢(shì)

     

      我國(guó)銅、鋁和鎳3種重要有色金屬資源比較短缺,對(duì)外依存度呈上升之勢(shì)。銅:約2/3需從國(guó)外進(jìn)口;鋁:約4成來(lái)源于國(guó)外;鎳:約6成依賴進(jìn)口。展望未來(lái),全球有更多的人口將要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化,地球上的有限資源應(yīng)為更多人世代公平可持續(xù)分享,這就要求我們必須走一條可持續(xù)發(fā)展之路,開拓一條資源節(jié)約、循環(huán)利用、循環(huán)制造的綠色之路。
    (二)地球上有限的生態(tài)環(huán)境承載能力決定了人類必須走一條生態(tài)環(huán)境友好、綠色低碳、無(wú)公害、可再生循環(huán)的制造發(fā)展之路
    工業(yè)化以來(lái),由于人類消費(fèi)水平的持續(xù)提升、工業(yè)與生活廢棄物排放超過(guò)了地球自然生態(tài)系統(tǒng)的承載和消化能力,致使地球生態(tài)系統(tǒng)退化,生物多樣性銳減,大氣、飲用水、土壤污染,危及食品安全和生命健康。二氧化碳(CO2)等溫室氣體的過(guò)多排放,加劇了全球氣候變化。
    30多年的改革開放,使我國(guó)經(jīng)濟(jì)總量已經(jīng)超越日本躍居美國(guó)之后列全球第二位,但由于我國(guó)尚處于工業(yè)化的中期,部分產(chǎn)能的技術(shù)相對(duì)落后,致使單位GDP能耗和排放水平遠(yuǎn)高于日本、歐美等工業(yè)化國(guó)家,工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城鄉(xiāng)生活污染交織,全國(guó)2/3的大江、大湖受到污染,酸雨頻發(fā),工業(yè)廢棄物造成的重金屬污染危害嚴(yán)重。可以說(shuō),中國(guó)制造業(yè)總體上仍處于高消耗、高排放、低綜合利用率的粗放發(fā)展階段。
    我國(guó)二氧化硫排放量居********,工業(yè)排放是二氧化硫的主要來(lái)源。國(guó)家環(huán)境保護(hù)部的數(shù)據(jù)顯示,2009年,全國(guó)二氧化硫排放總量達(dá)2214.4萬(wàn)噸。2008年,我國(guó)二氧化碳排放占世界排放總量的21.8%,已成為全球二氧化碳排放大國(guó)。制造業(yè)是目前我國(guó)污染物排放的主要行業(yè),二氧化硫和二氧化碳排放分別占全國(guó)排放總量的86%和37%。生態(tài)環(huán)境日益惡化已給我們敲響了警鐘,而改善生態(tài)環(huán)境必須減少排放、實(shí)施源頭治理,依靠科技創(chuàng)新,發(fā)展綠色制造業(yè)。
    (三)ICT技術(shù)的發(fā)展為智能制造提供了技術(shù)基礎(chǔ)
    傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線、因特網(wǎng)、軟件技術(shù)等已成為機(jī)械電子產(chǎn)品、數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM/CIMS的技術(shù)基礎(chǔ),也為基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的ERP提供了基礎(chǔ)。使得全球市場(chǎng)信息、客戶需求和對(duì)產(chǎn)品的信息反饋得以及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的智能處理,不僅提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)水平和效率,提高了產(chǎn)品和制造過(guò)程的自動(dòng)化、智能化水平,還可以提高產(chǎn)品和制造過(guò)程的資源能源利用效率,減少排放,改善環(huán)境友好,提升綠色制造水平,從而使按小批量訂單要求、乃至個(gè)性化制造與服務(wù)成為可能,滿足全球市場(chǎng)多樣性、個(gè)性化需求。
    國(guó)外制造企業(yè)對(duì)智能制造普遍給予了高度重視,智能制造已經(jīng)成為企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要途徑。例如,美國(guó)波音公司在波音777客機(jī)的研制中,由于使用了先進(jìn)的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù),使研發(fā)周期縮短了40%,成本降低了25%,出錯(cuò)返工率降低了75%,用戶滿意度也大幅度提高。羅爾斯&S226;羅伊斯公司通過(guò)智能制造在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,航空發(fā)動(dòng)機(jī)的智能化水平不斷提升,并逐步確定了位列全球三大航空公司的主導(dǎo)地位。智能制造在汽車領(lǐng)域的深度應(yīng)用,正在推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)生革命性的變化。汽車的燃油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、車載系統(tǒng)及汽車行駛的調(diào)度系統(tǒng)等都依靠信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化。又如,施耐德電氣在應(yīng)用了ERP物流系統(tǒng)后,將高度精細(xì)化和智能化的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)進(jìn)一步引入整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了智能制造。
    (四)全球信息化、網(wǎng)絡(luò)化為智能制造和營(yíng)銷服務(wù)提供了空前的信息、知識(shí)和市場(chǎng)空間
    基于無(wú)線傳感網(wǎng)、Internet、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、全球知識(shí)與技術(shù)創(chuàng)新,創(chuàng)造了一種全新的全球網(wǎng)絡(luò)智能制造和服務(wù)模式,使得制造業(yè)的市場(chǎng)信息、知識(shí)技術(shù)、材料裝備、資金人才、管理服務(wù)等要素得以在全球范圍內(nèi)更自由、更便捷地流動(dòng)和更有效地優(yōu)化配置;后金融危機(jī)時(shí)代,全球科技創(chuàng)新加速發(fā)展,重大技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)革命推進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速崛起,將加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變;中國(guó)、印度等新興市場(chǎng)七國(guó)(E7)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,全球經(jīng)濟(jì)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、市場(chǎng)化、貿(mào)易自由化和全球制造趨勢(shì)銳不可擋,將為全球智能制造和營(yíng)銷服務(wù)提供空前的發(fā)展空間,將使更多的人可以共同參與,公平受惠,更好地滿足全球多樣性、個(gè)性化和具有不同文化背景與品味的人群對(duì)于產(chǎn)品及服務(wù)的多樣需求。
    (五)綠色、智能制造是進(jìn)一步提高中國(guó)制造的全球競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)由“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”跨越的必由之路
    到2010年5月,我國(guó)已超越德國(guó)成為********制造出口大國(guó)。能源、煉油、核電等成套設(shè)備的制造集成能力已有很大提升,但與國(guó)際先進(jìn)水平仍有明顯差距,表現(xiàn)在關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新能力、產(chǎn)品能耗物耗與排放水平、產(chǎn)品精度效率與全球服務(wù)的信息化、智能化水平、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)與全球著名品牌。可以預(yù)計(jì),后金融危機(jī)時(shí)代,全球制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)更趨激烈,競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵將集中在產(chǎn)品的性能和效率、智能化程度、環(huán)保與低碳性能等。目前,我國(guó)制造業(yè)總體仍處于全球制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的中低端,關(guān)鍵核心技術(shù)和部件仍依賴進(jìn)口。2009年,我國(guó)已經(jīng)超越美國(guó)成為全球汽車制造第一大國(guó),但自主品牌占據(jù)的銷售份額不到1/3;出口還主要集中在中東、非洲、東南亞和南美等發(fā)展中國(guó)家。我國(guó)已是********機(jī)床生產(chǎn)大國(guó),但先進(jìn)數(shù)控技術(shù)單元和高檔數(shù)控機(jī)床仍依靠進(jìn)口。
 
圖5 2000年~2010年上半年我國(guó)金屬加工機(jī)床進(jìn)、出口額對(duì)比

     

      當(dāng)前世界面臨能源資源緊缺,二氧化碳過(guò)度排放、空氣污染,均與化石能源的燃燒相關(guān)。目前,以美國(guó)、歐盟和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家正在設(shè)置更嚴(yán)格的汽車油耗和排放以及安全標(biāo)準(zhǔn),發(fā)展節(jié)能和新能源汽車是全球汽車產(chǎn)業(yè)未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。發(fā)達(dá)國(guó)家的生產(chǎn)和消費(fèi)偏好也正在發(fā)生重大變化,越來(lái)越多的跨國(guó)公司正努力成為推行低碳經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)力量,把持低碳經(jīng)濟(jì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定權(quán),綠色標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境友好、低碳等技術(shù)性貿(mào)易壁壘還會(huì)進(jìn)一步抬高。因此,進(jìn)一步提高中國(guó)制造的全球競(jìng)爭(zhēng)力,提升我國(guó)制造業(yè)在全球制造業(yè)價(jià)值鏈中的地位,實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造業(yè)由大變強(qiáng)的歷史跨越,也必須走綠色、智能制造之路。
    二、綠色、智能制造是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支柱
綠色、智能制造將為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提供資源節(jié)約、節(jié)能減排、環(huán)境友好、提升信息化水平的技術(shù)和先進(jìn)裝備支持,也將為新能源、新材料、生物醫(yī)藥、新一代信息網(wǎng)絡(luò)、智能電網(wǎng)、綠色運(yùn)載工具、生態(tài)環(huán)保、海洋空天、公共安全等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供先進(jìn)的技術(shù)裝備。因此,毋容置疑,綠色、智能制造是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支柱。
    (一)綠色、智能制造是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成
    環(huán)境友好材料,節(jié)能減排綠色工藝,綠色智能產(chǎn)品和裝備制造等組成了一條宏大的創(chuàng)新制造產(chǎn)業(yè)鏈,而且還可帶動(dòng)包括研發(fā)設(shè)計(jì)、信息物流、咨詢服務(wù)等在內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)環(huán)境友好、資源節(jié)約、節(jié)能減排、可再生循環(huán)材料的綠色制備加工等產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造,為全社會(huì)提供各類綠色智能消費(fèi)產(chǎn)品、公共產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)裝備,促進(jìn)基于信息與知識(shí)的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展,為人類的綠色、知識(shí)文明時(shí)代提供可為更多人分享的產(chǎn)品和裝備支持。
    綠色、智能制造體現(xiàn)了高端制造業(yè)的基本特征。高端制造業(yè)是七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重中之重。綠色、智能制造體現(xiàn)了高附加值、低消耗、環(huán)境友好等高端制造業(yè)的基本特征,是高端制造的重要組成和技術(shù)支撐。產(chǎn)品的綠色、智能化可在使用和回收循環(huán)過(guò)程為用戶和社會(huì)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。產(chǎn)品的綠色智能設(shè)計(jì)和研發(fā)將不斷減少產(chǎn)品的零部件數(shù)量和生產(chǎn)過(guò)程中的能耗,圍繞產(chǎn)品的全價(jià)值鏈進(jìn)行綠色管理,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)從原材料到廢棄物回收的資源能源節(jié)約、可再生循環(huán)、綠色低碳的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
    (二)綠色、智能制造將為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供先進(jìn)裝備
    綠色、智能制造將為節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料和新能源汽車等提供先進(jìn)的裝備支持。基于物理、化學(xué)、生物的諸如激光、粒子束流、化學(xué)沉積、等離子、生物技術(shù)等前沿科學(xué)技術(shù)與先進(jìn)制造工藝將被引入制造過(guò)程。新的節(jié)能減排、綠色環(huán)保工藝將被開發(fā)應(yīng)用,基于無(wú)線傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線寬帶網(wǎng)、知識(shí)和海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的智能設(shè)計(jì)制造、營(yíng)銷服務(wù)將產(chǎn)品、裝備、制造和服務(wù)的智能化水平進(jìn)一步提高,從而為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供更先進(jìn)的技術(shù)裝備和服務(wù)。
    綠色、智能制造幾乎覆蓋了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,是現(xiàn)代裝備產(chǎn)業(yè)中最核心、******的部分。通過(guò)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造過(guò)程數(shù)字化和智能化,進(jìn)一步優(yōu)化制造和工業(yè)過(guò)程,提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性,提高效率,降低成本。縮短從新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研制、規(guī)模生產(chǎn)和市場(chǎng)營(yíng)銷服務(wù)的周期,提升經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)保效益。
    綠色、智能制造將為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供先進(jìn)智能設(shè)備
    例如:為廢水處理提供先進(jìn)的智能設(shè)備。利用智能排污監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線數(shù)據(jù)采集處理器、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控儀、污水遠(yuǎn)程自動(dòng)取樣儀、工業(yè)廢水全自動(dòng)處理系統(tǒng)、固廢處置回收系統(tǒng)、水源在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)等,為污染物的總量控制、總量收費(fèi)、排污權(quán)交易和總量減排提供科學(xué)方法和智能裝備。
    為風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)提供智能設(shè)備。與其他清潔能源相比,風(fēng)電是目前應(yīng)用最廣的可再生能源,但具有不穩(wěn)定和隨機(jī)性的特點(diǎn)。風(fēng)能的規(guī)模利用最終取決于與電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn),大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行要求發(fā)展智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)高性能逆變控制器可以解決風(fēng)力發(fā)電不穩(wěn)定等可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)控制問(wèn)題。
    為生物技術(shù)產(chǎn)品的規(guī)模化、高效率生產(chǎn)提供智能設(shè)備。生物制藥產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今世界上最活躍、發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一。在生物制藥行業(yè)采用現(xiàn)場(chǎng)總線等智能控制可實(shí)現(xiàn)多參數(shù)、分布式控制,提高系統(tǒng)的可靠性、靈活性和可擴(kuò)展性,將為我國(guó)的生物制藥行業(yè)提供更先進(jìn)的設(shè)備。
    新材料的制備需要先進(jìn)的智能設(shè)備。新材料的制備和質(zhì)量的提高依賴于新技術(shù)、新工藝的發(fā)展和精確的檢測(cè)控制技術(shù)。大規(guī)模連續(xù)式材料制備設(shè)備、材料智能合成與制備、材料表面改性技術(shù)、低成本批量生產(chǎn)尤其需要智能化的控制及動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)。
    為信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)提供先進(jìn)技術(shù)裝備。如人臉識(shí)別、視頻內(nèi)容分析、機(jī)器翻譯、語(yǔ)音語(yǔ)義識(shí)別與合成、海量信息知識(shí)處理、云計(jì)算等系統(tǒng)技術(shù)集成可在智能信息網(wǎng)絡(luò)處理、信息服務(wù)、信息安全、低成本信息化等方面滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的需求。在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,通訊網(wǎng)、廣播網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)等多網(wǎng)融合等關(guān)鍵技術(shù)裝備將推進(jìn)下一代網(wǎng)絡(luò)普及應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。
    為新能源汽車的能量控制和管理提供智能設(shè)備。通過(guò)對(duì)批量車輛的在線控制、車輛數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸、故障診斷專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)診斷處理的智能化,保證車輛運(yùn)營(yíng)的可靠性、安全性和效率。
為高端制造業(yè)提供先進(jìn)智能設(shè)備。智能系統(tǒng)對(duì)解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品整個(gè)生命周期中多領(lǐng)域間的協(xié)同合作提供了智能方法,也為并行設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成以及實(shí)現(xiàn)高端智能制造提供了更有效的手段。
    三、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求為綠色、智能制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入新的動(dòng)力
    展望未來(lái),新能源、新材料、生物醫(yī)藥、新一代信息網(wǎng)絡(luò)、智能電網(wǎng)、綠色運(yùn)載工具、生態(tài)環(huán)保、海洋空天、公共安全等全球戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)將形成十?dāng)?shù)萬(wàn)億美元規(guī)模的宏大產(chǎn)業(yè),成為發(fā)展速度最快、采用高新技術(shù)最為密集、最具持續(xù)增長(zhǎng)潛力的產(chǎn)業(yè)群落。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求將拉動(dòng)制造技術(shù)的創(chuàng)新,拉動(dòng)制造業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整,為綠色、智能制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新的強(qiáng)大動(dòng)力。
    戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求拉動(dòng)制造技術(shù)的創(chuàng)新。新能源、新材料、生物醫(yī)藥、新一代信息網(wǎng)絡(luò)、智能電網(wǎng)、綠色運(yùn)載工具、生態(tài)環(huán)保、海洋空天、公共安全等全球戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集當(dāng)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)之大成,在材料結(jié)構(gòu)與功能、制備與處理,能量的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、傳輸和利用,信息的獲取、存儲(chǔ)、傳輸和處理,生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與修復(fù),自然災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi),安全高效、節(jié)能低碳、清潔舒適的運(yùn)載工具的研發(fā)、制造和運(yùn)行,海洋空天的探索和利用,傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)安全的防范和應(yīng)對(duì)等領(lǐng)域呼喚并推動(dòng)科技創(chuàng)新。這些領(lǐng)域的發(fā)展需求,都將通過(guò)相應(yīng)的裝備制造轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色、智能產(chǎn)品和先進(jìn)制造與服務(wù)能力,將全方位地推動(dòng)制造業(yè)的創(chuàng)新與突破。
    戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求拉動(dòng)制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。新能源、智能電網(wǎng)的發(fā)展將拉動(dòng)太陽(yáng)能、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、核電、生物質(zhì)能等裝備制造業(yè)的發(fā)展,推動(dòng)智能電網(wǎng)關(guān)鍵核心設(shè)備諸如先進(jìn)儲(chǔ)能、電力逆變及控制設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展;生物醫(yī)藥和生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將拉動(dòng)生物醫(yī)藥和生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)制造業(yè)的發(fā)展;綠色運(yùn)載工具、海洋空天等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將拉動(dòng)節(jié)能、電動(dòng)汽車、軌道交通、高附加值造船、石油鉆井平臺(tái)等海洋工程裝備、飛機(jī)、航天器和應(yīng)用衛(wèi)星以及地面終端設(shè)備等制造業(yè)的發(fā)展;新一代信息網(wǎng)絡(luò)和公共安全的發(fā)展將拉動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)裝備、智能終端設(shè)備,公共安全監(jiān)測(cè)和處理裝備的發(fā)展等。這些發(fā)展必將極大地拉動(dòng)制造業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。
    戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為制造業(yè)進(jìn)入高端應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)了廣闊的前景,也提出了更高的要求。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的催生,技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化,低成本、高可靠性、量產(chǎn)規(guī)模化的實(shí)現(xiàn),無(wú)不需要裝備制造業(yè)為其提供智能化、綠色化的技術(shù)裝備。
    構(gòu)建高效、清潔、可持續(xù)的能源體系,需要通過(guò)高端技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)可再生能源規(guī)模化發(fā)展。例如,太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)集中突破大規(guī)模儲(chǔ)能和輸電技術(shù);生物質(zhì)能應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展沼氣綜合循環(huán)利用和生物燃料技術(shù)及裝備;先進(jìn)核能技術(shù)應(yīng)以提高核電站安全性、經(jīng)濟(jì)性、核乏料最少化為主要目標(biāo)的第四代核技術(shù)及裝備為發(fā)展方向。
     為解決新能源汽車規(guī)模化生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的電機(jī)、電池、控制單元等關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)技術(shù)瓶頸,需要我國(guó)裝備制造業(yè)加快研發(fā)新能源汽車關(guān)鍵零部件制造設(shè)備。
    經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和國(guó)防需求的新材料產(chǎn)業(yè)要求裝備制造業(yè)提供超級(jí)結(jié)構(gòu)材料、新一代功能材料、環(huán)境友好材料和生物醫(yī)用材料的制備技術(shù)和裝備。主要為:航天航空用高性能結(jié)構(gòu)材料,如高性能復(fù)合材料、鋁鎂鈦輕合金、推進(jìn)和動(dòng)力系統(tǒng)用高溫合金制造工藝裝備;高性能鋼鐵材料技術(shù)裝備、大塊非晶和納米晶材料制造技術(shù)裝備;微納電子材料和器件制造設(shè)備;光電子材料與器件的制造設(shè)備;白光照明材料與器件制造設(shè)備等。
    節(jié)能環(huán)保型裝備是低碳經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的載體。節(jié)能環(huán)保設(shè)備將在能源、制造、交通、建筑、民生等廣闊的領(lǐng)域發(fā)揮作用。主要有:研發(fā)和應(yīng)用水、大氣污染、固體廢棄物防治技術(shù)與設(shè)備;清潔生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備;廢棄物破碎、分選、無(wú)害化處理及循環(huán)利用技術(shù)與設(shè)備,資源再生利用技術(shù)與設(shè)備、可再生能源儲(chǔ)存技術(shù)與設(shè)備;有毒有害物質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備;煤炭高效清潔利用技術(shù)裝備、超臨界、超超臨界等大容量、高效率、低污染的煤炭直接燃燒技術(shù)裝備以及基于煤氣化技術(shù)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)裝備。
    需要裝備制造業(yè)通過(guò)繼承創(chuàng)新,提供利用智能化、綠色化技術(shù)的高效、低耗、污染排放量小、原材料消耗低、能降低副產(chǎn)物的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)工藝裝備。提供微納米加工、生物芯片加工的可靠性、低成本的量產(chǎn)化的裝備。
    為物聯(lián)網(wǎng)(傳感網(wǎng))提供智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)及其制造設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)以及支持海量存儲(chǔ)/云計(jì)算等資源的網(wǎng)格技術(shù)及裝備,并研究高效網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換、路由以及端到端管理、安全保障等關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備,以支持對(duì)當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的改善以及面向后IP網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)過(guò)渡;為超大規(guī)模集成電路制造、納米電子器件、光電子器件、高密度磁存儲(chǔ)器件、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)提供制造工藝裝備。
    為高端制造業(yè)提供綠色、智能裝備是我國(guó)邁向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵。發(fā)展光機(jī)電一體化基礎(chǔ)技術(shù),特別是微機(jī)電系統(tǒng)和機(jī)器人技術(shù)、核心單元技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)控機(jī)床技術(shù);突破重大成套裝備制造關(guān)鍵技術(shù),特別是大飛機(jī)及關(guān)鍵技術(shù)、新一代運(yùn)載火箭及關(guān)鍵技術(shù)、大型清潔火電與核電設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)、海洋工程裝備及關(guān)鍵技術(shù)、新一代節(jié)能型轎車設(shè)計(jì)制造技術(shù)等;創(chuàng)造更多世界一流的高端制造產(chǎn)品,并提供民生用智能、綠色裝備等。
    四、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)應(yīng)進(jìn)一步解放思想、開拓創(chuàng)新,為綠色、智能制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)
    全球金融危機(jī)和經(jīng)濟(jì)衰退發(fā)生以來(lái),美歐日俄等各國(guó)為應(yīng)對(duì)危機(jī)、復(fù)蘇經(jīng)濟(jì)、搶占未來(lái)發(fā)展的先機(jī)和制高點(diǎn),都在重新審視發(fā)展戰(zhàn)略,增加創(chuàng)新投入,培育發(fā)展以新能源、節(jié)能環(huán)保低碳、生物醫(yī)藥、新材料、新一代信息網(wǎng)絡(luò)、智能電網(wǎng)、海洋空天等技術(shù)為支撐的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。可以預(yù)計(jì),未來(lái)的二三十年將是世界大創(chuàng)新、大變革、大調(diào)整的歷史時(shí)期,人類將進(jìn)入一個(gè)以綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的知識(shí)文明時(shí)代。那些更多掌握綠色、智能技術(shù)的國(guó)家和民族將在未來(lái)全球競(jìng)爭(zhēng)合作中占據(jù)主導(dǎo)地位,發(fā)揮引領(lǐng)作用,贏得全球競(jìng)爭(zhēng)合作,共享持續(xù)繁榮進(jìn)程中的主動(dòng)權(quán)和優(yōu)勢(shì)地位。
    為應(yīng)對(duì)金融危機(jī)和實(shí)現(xiàn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的科學(xué)發(fā)展、和諧發(fā)展、持續(xù)發(fā)展,黨中央、國(guó)務(wù)院提出加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,加快培育和促進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方針,制定實(shí)施中長(zhǎng)期科技發(fā)展戰(zhàn)略綱要、人才發(fā)展戰(zhàn)略綱要、中長(zhǎng)期教育發(fā)展戰(zhàn)略綱要,啟動(dòng)實(shí)施重大科技戰(zhàn)略專項(xiàng)、十大產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃,今年9月8日又審議并原則通過(guò)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》以及相關(guān)政策舉措。可以肯定,未來(lái)5~10年將是我國(guó)改革創(chuàng)新發(fā)展的一個(gè)新的戰(zhàn)略機(jī)遇期,我們將通過(guò)繼續(xù)深化改革,擴(kuò)大開放,通過(guò)提升自主創(chuàng)新能力,建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家,實(shí)現(xiàn)我國(guó)科技、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)由大變強(qiáng)的歷史性跨越,我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展將走出一條依靠創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),綠色智能,科學(xué)發(fā)展、和諧發(fā)展、持續(xù)發(fā)展之路,實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興。
    未來(lái)5~10年也將是我國(guó)制造業(yè)依靠科技、體制和管理創(chuàng)新,走綠色智能之路,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,實(shí)現(xiàn)由大變強(qiáng)的關(guān)鍵時(shí)期,我國(guó)制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正面臨著前所未有的新挑戰(zhàn)和難得的發(fā)展機(jī)遇。中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)是中國(guó)機(jī)械工程師的學(xué)術(shù)團(tuán)體,自創(chuàng)建以來(lái),形成了促進(jìn)機(jī)械工程科技創(chuàng)新,團(tuán)結(jié)和培育機(jī)械工程科技和產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才,推進(jìn)機(jī)械裝備產(chǎn)業(yè)振興與發(fā)展,奉獻(xiàn)國(guó)家、造福人民的光榮傳統(tǒng)。在這新的歷史時(shí)期,我們應(yīng)當(dāng)繼承和弘揚(yáng)我會(huì)的光榮傳統(tǒng),以高度的歷史使命感和時(shí)代的責(zé)任感,把握機(jī)遇,迎接挑戰(zhàn),積極調(diào)整我會(huì)的工作重點(diǎn),創(chuàng)新工作方式,為我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變,為促進(jìn)我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為以綠色、智能、普惠和可持續(xù)發(fā)展為特征的我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)做出新的卓越貢獻(xiàn)。
    1. 努力促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的交叉與融合,共同推動(dòng)綠色、智能制造技術(shù)與管理的進(jìn)步和創(chuàng)新突破;
    2. 努力通過(guò)戰(zhàn)略路線圖研究、學(xué)術(shù)交流、技術(shù)培訓(xùn)、組織專業(yè)會(huì)展等,引領(lǐng)推動(dòng)綠色、智能先進(jìn)制造技術(shù)與管理的創(chuàng)新和推廣;
    3. 努力促進(jìn)和推動(dòng)包括研究生、大學(xué)本科、職業(yè)教育、繼續(xù)教育、工人技能培訓(xùn)在內(nèi)的機(jī)械制造工程教育的改革,為我國(guó)綠色、智能先進(jìn)制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng),為我國(guó)人力資源的素質(zhì)和專業(yè)技能的提高做出新的貢獻(xiàn);
    4. 努力推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,通過(guò)多種方式為企業(yè)提供信息技術(shù)、管理咨詢服務(wù)等提升企業(yè),尤其是中小企業(yè)的綠色、智能先進(jìn)制造技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的能力和水平,加快推進(jìn)以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新和有特色的產(chǎn)業(yè)區(qū)域集聚和升級(jí), 著力加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)的自主創(chuàng)新, 重大裝備集成創(chuàng)新, 提高基礎(chǔ)、共性技術(shù)以及基礎(chǔ)件的技術(shù)水平和質(zhì)量;
    5. 通過(guò)舉薦表彰獎(jiǎng)勵(lì)優(yōu)秀人才和優(yōu)秀企業(yè),促進(jìn)綠色、智能制造技術(shù)的創(chuàng)新,促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)造更多的國(guó)際知名品牌,發(fā)展更具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的中國(guó)綠色、智能先進(jìn)制造產(chǎn)品和企業(yè)。
 
轉(zhuǎn)載自中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)網(wǎng)(http://www.cmes.org/file/c16i122t2010112592201.html)
 

 

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