整理撰稿人：中科院國家科學圖書館武漢分館先進制造與新材料團隊

黃?。‥-mail:huangj@mail.whlib.ac.cn）、萬勇

審稿專家：中國工程院院士，中科院沈陽自動化所王天然研究員

1 主要科技內(nèi)涵及意義

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的物質(zhì)基礎和產(chǎn)業(yè)主體，是經(jīng)濟高速增長的發(fā)動機和國家安全的重要保障，也是科學技術的基本載體，是國民經(jīng)濟和綜合國力的重要體現(xiàn)。制造業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位，無論對發(fā)展中國家還是發(fā)達國家，它始終是國民經(jīng)濟重要的戰(zhàn)略組成部分。

以“綠色”和“智能”為主要發(fā)展方向的先進制造技術，是由傳統(tǒng)制造技術與信息技術等相關領域技術不斷融合產(chǎn)生的，在其快速發(fā)展過程中，不斷與材料技術、生物技術以及納米技術等相結合。

以先進制造技術為基礎的先進制造業(yè)處于產(chǎn)業(yè)價值鏈高端環(huán)節(jié)，具有高技術含量、高附加值和低能耗、低污染等特征，擔負著為國民經(jīng)濟各部門和科學技術的各學科提供裝備、工具和檢測儀器的重要任務，成為國民經(jīng)濟和科學技術賴以生存和發(fā)展的“使能技術”[1]。

全面開展智能制造技術研究是發(fā)展高端裝備制造業(yè)的核心內(nèi)容和促進我國從制造大國向制造強國轉變的必然。

制造技術信息化帶動技術研發(fā)過程創(chuàng)新和產(chǎn)品設計方法與工具的創(chuàng)新、管理模式的創(chuàng)新、制造模式的創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化設計、網(wǎng)絡化制造和敏捷制造，快速響應市場變化和客戶需求。

制造技術自動化構成高效、高可靠的自動化裝備和柔性生產(chǎn)線，將實現(xiàn)自動、柔性和敏捷制造。

制造技術智能化使制造過程具有更完善的判斷與適應能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率，會顯著減少制造過程物耗、能耗和排放[2]。

10 年后，絕大多數(shù)產(chǎn)品將可回收、易拆卸，部件或整機可翻新和循環(huán)利用，綠色產(chǎn)品可能成為世界商品市場的主導[3]。

2 當前世界進展

從全球范圍來看，雖然目前知識經(jīng)濟已初見端倪，但包括美國、日本、歐洲等發(fā)達國家/地區(qū)在內(nèi)，其主要載體仍是制造業(yè)，其在各發(fā)達國家的國民經(jīng)濟中仍占有非常重要的地位。特別是在經(jīng)歷了金融海嘯之后，西方各國紛紛提出“再工業(yè)化”，制造業(yè)有回流西方的趨勢。美、日、歐等積極制定發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展規(guī)劃以及相關配套政策，引導和推進本國先進制造技術及相關行業(yè)的健康、快速發(fā)展，奮力搶占全球制造業(yè)的高端價值鏈，引領全球制造業(yè)的技術進步，并通過生產(chǎn)模式變革和標準制定繼續(xù)控制整個制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。

在技術方面，以當前全球范圍內(nèi)不斷升溫的3D打印為例。3D打印在制造自由度、原材料利用率等方面具有明顯優(yōu)勢，尤其適于小批量、定制化、結構復雜的加工制造。3D打印在工業(yè)應用和個人消費兩個市場均取得了長足發(fā)展。醫(yī)療器械的定制化需求是3D打印的優(yōu)勢所在，美國借助3D技術打印外骨骼，幫助殘疾兒童提高行動能力，讓一名兩歲女童首次抬起手臂玩耍。航空航天則是最具前景的應用領域之一，如美國航空航天局正在與企業(yè)合作開展在微重力環(huán)境下的3D打印測試。在消費電子與汽車行業(yè)，3D打印技術主要用于設計原型制造及模具開發(fā)。通用、現(xiàn)代、寶馬等汽車廠商已將3D打印技術應用于新車研發(fā)過程之中[4]。

3 中國的優(yōu)勢

2010年我國制造業(yè)產(chǎn)出占世界的比重為19.8%，成為全球制造業(yè)第一大國[5]。經(jīng)過幾個“五年計劃”的實施，我國制造業(yè)得到飛速發(fā)展，取得了一大批相關的基礎研究成果和長期制約我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進制造技術；攻克了一批長期嚴重依賴并影響我國產(chǎn)業(yè)安全的核心高端裝備；針對綠色制造關鍵共性技術開展了研究及應用示范工作；建設了一批相關的國家級研發(fā)基地；培養(yǎng)了一大批長期從事相關技術研究開發(fā)工作的高技術人才。在培育形成戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)群方面，我國與主要發(fā)達國家基本同步，有望在信息感知空間的建立技術、海量制造信息處理技術、泛在信息感知空間下制造業(yè)信息化和自動化技術、人-機行為認知及交互技術等領域率先取得突破[6]。

中科院在綠色智能制造領域具有一定的實力，在沈陽、北京、重慶、寧波、合肥等地設有相關研究機構。其中，沈陽自動化所是我國機器人事業(yè)的搖籃，是“機器人技術國家工程研究中心”、“機器人學國家重點實驗室”等9個國家及省部級重點實驗室和工程中心的依托單位[6]。過程工程所定位于大規(guī)模資源轉化利用及替代的綠色過程的基礎與應用研究[7]。重慶綠色智能技術研究院在電子信息、先進制造、生態(tài)環(huán)境3個領域進行了科技布局[8]。

4 未來的標志性目標或成果

在智能制造領域，人-機共融的智能制造模式將是智能制造技術發(fā)展的基本特征，云計算和海計算技術將引領制造信息處理新模式，泛在信息感知將為智能制造提供新的信息支撐，平行管理與可視化制造技術將為制造提供新的數(shù)字化手段，制造服務創(chuàng)新將為制造業(yè)升級轉型提供新途徑。

在綠色制造領域，面向大規(guī)模礦產(chǎn)、油氣、生物質(zhì)資源轉化利用的過程制造業(yè)綠色化技術升級，在物質(zhì)轉化的綠色過程與工程學方面取得創(chuàng)新突破，在新反應介質(zhì)替代、高效催化、過程強化、二次資源循環(huán)等重點方向大幅提高資源利用率、降低能耗、削減廢棄物排放。產(chǎn)品綠色設計和全生命周期評價體系廣泛應用，增材制造（3D打印技術）及再制造得以普及。

1 國家科技部.智能制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃.2012.

2 國家科技部.綠色制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃.2012.

3 電氣自動化技術網(wǎng).3D打印應用領域拓展消費需求爆發(fā).2013-07-10.http://www.dqjsw.com.cn/xinwen/xingyeyanjiu/124212.html.

4 人民網(wǎng).我國成為全球制造業(yè)第一大國.2012-09-05.http://cppcc.people.com.cn/n/2012/0905/c34948-18919429.html.

5 中國科學院.科技發(fā)展新態(tài)勢與面向2020年的戰(zhàn)略選擇.北京:科學出版社，2013.

6 中國科學院沈陽自動化研究所.機構簡介.2013-08-15.http://www.sia.cas.cn/gkjj/jgjj/.

7 中國科學院過程工程研究所.研究所簡介.2013-08-15.http://www.ipe.ac.cn/gkjj/jgjj/.

8 中國科學院重慶綠色智能技術研究院.機構簡介.2013-08-15.http://www.cigit.cas.cn/jggk/jgjj/.