中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 張楠楠 安孟長 徐 曼 彭 芳

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2016世界軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展展望

中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 張楠楠 安孟長 徐 曼 彭 芳

2015年，世界軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品在各個領(lǐng)域均取得了較大的發(fā)展，呈現(xiàn)出了較為顯著的發(fā)展特點。展望2016年，世界軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品將在“互聯(lián)網(wǎng)+”思維的引領(lǐng)下，在智能制造、增材制造、石墨烯材料、深海裝備、復(fù)合材料、核能利用、無人機(jī)、激光加工等方面實現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展，以科技創(chuàng)新的力量贏得世界和平、穩(wěn)定發(fā)展。

1　“互聯(lián)網(wǎng)+”將促進(jìn)軍民經(jīng)濟(jì)的融合與開放發(fā)展

所謂的“互聯(lián)網(wǎng)+”是利用信息通信技術(shù)，使互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)的一種創(chuàng)新理念。2015年3月，李克強(qiáng)總理在政府工作報告中提出，制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，促進(jìn)以云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)與現(xiàn)代制造業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)等融合創(chuàng)新，這表明“互聯(lián)網(wǎng)+”已成為我國當(dāng)前的發(fā)展戰(zhàn)略。12月，工業(yè)和信息化部印發(fā)了“互聯(lián)網(wǎng)+”三年行動計劃。全國20余個省級地方政府與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，將在云計算、大數(shù)據(jù)、智慧城市建設(shè)、互聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)、電子商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)金融等方面開展全面深入的合作?；ヂ?lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術(shù)將為傳統(tǒng)行業(yè)注入強(qiáng)勁動力。而軍工行業(yè)也在積極探索采用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維模式推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”已成為促進(jìn)軍民經(jīng)濟(jì)融合與開放發(fā)展的新引擎。

2　智能制造滲透制造領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈，變革傳統(tǒng)制造模式

隨著德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略、美國先進(jìn)制造計劃、《中國制造2025》等戰(zhàn)略的推進(jìn)實施，智能制造將成為未來一段時間制造業(yè)發(fā)展的終極目標(biāo)?；ヂ?lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)將滲透、融入全產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)協(xié)同合作、智能化制造。而與此同時，作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，智能制造領(lǐng)域在應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的同時，也更加注重保護(hù)信息安全。未來，智能制造將在智能工業(yè)機(jī)器人、柔性制造、模塊化等方面實現(xiàn)技術(shù)突破。而隨著智能制造技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)一步成熟，智能制造將變革傳統(tǒng)制造模式，實現(xiàn)制造效率和質(zhì)量的同步提升。工業(yè)機(jī)器人作為智能制造的重要裝備，其控制技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展，并將在生產(chǎn)中發(fā)揮更加重要的作用。

3　增材制造研發(fā)及應(yīng)用快速發(fā)展，更加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化

隨著各國及相關(guān)機(jī)構(gòu)增材制造技術(shù)發(fā)展路線的實施，未來一段時間增材制造技術(shù)發(fā)展的重點已經(jīng)明確，增材制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將逐步建立、完善，增材制造將進(jìn)入更加有序的發(fā)展階段。在技術(shù)方面，除增材制造適用材料范圍不斷擴(kuò)大、制造工藝不斷優(yōu)化、制造設(shè)備不斷涌現(xiàn)、產(chǎn)品應(yīng)用不斷深入外，增材制造的數(shù)字化發(fā)展將成為增材制造領(lǐng)域的重要方向。此外，增材與減材加工設(shè)備及工藝的結(jié)合將成為未來加工設(shè)備及工藝發(fā)展的重要趨勢，模塊化將有利于復(fù)合加工設(shè)備的制造。

4　石墨烯應(yīng)用潛力日益展現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用將實現(xiàn)突破

隨著石墨烯材料研究的日漸深入，石墨烯在電性能、熱性能、機(jī)械性能等方面的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，研究人員積極利用石墨烯的特性開展應(yīng)用研究，開發(fā)出了過濾膜、超級電容器、電子電路、傳感器等多種產(chǎn)品，應(yīng)用潛力日益展現(xiàn)。未來，充分發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異特性，通過優(yōu)化石墨烯制備工藝，開發(fā)石墨烯復(fù)合材料，形成新型功能材料及器件將成為石墨烯發(fā)展的重要趨勢，石墨烯的應(yīng)用將取得實質(zhì)性突破。

5　高端海工裝備發(fā)展重要性日益受到關(guān)注，向深?；l(fā)展

近年來，海洋已成為國際科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、軍事競爭的焦點，世界主要國家都把掌握深海裝備技術(shù)，提升深海載人探測、海洋工程施工能力，作為取得海洋競爭戰(zhàn)略主動權(quán)的重要舉措。受其影響，海洋工程裝備制造發(fā)展將向深水化、大型化發(fā)展，技術(shù)上將呈現(xiàn)出更加多元化的發(fā)展特點。在此方面，韓國目前正在研發(fā)的第七代鉆井船，鉆井深度達(dá)到12000m。日本政府海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)也計劃研發(fā)一種潛深可達(dá)12000m的載人深潛器，用于深海資源勘探。而我國也在研究萬米級海底探測裝備。

6　復(fù)合材料性能持續(xù)提升，與金屬之爭促進(jìn)兩者共同進(jìn)步

復(fù)合材料應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)等高端產(chǎn)品具有減重、增強(qiáng)、降低成本等一系列優(yōu)點，但其強(qiáng)度尚未達(dá)到可應(yīng)用于某些大型結(jié)構(gòu)件的程度，未來，研究人員將進(jìn)一步提升復(fù)合材料的性能，通過開發(fā)新的基體材料和增強(qiáng)材料，以及改善基體材料與增強(qiáng)材料之間的相容性，發(fā)展非熱壓罐技術(shù)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等手段，實現(xiàn)復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展。其中，陶瓷基復(fù)合材料在航空發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用將實現(xiàn)批量生產(chǎn)，進(jìn)入實際應(yīng)用階段。石墨烯等納米增強(qiáng)復(fù)合材料的研究將繼續(xù)取得突破，未來或?qū)⒊蔀楦黝I(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。此外，復(fù)合材料與金屬之爭將持續(xù)進(jìn)行，兩者之間的競爭或?qū)⒋呱龈咝阅艿男虏牧稀?/p>

7　核能應(yīng)用持續(xù)增長，聚變反應(yīng)堆或?qū)⑷〉弥匾M(jìn)展

據(jù)預(yù)測，未來幾十年內(nèi)，隨著核電新技術(shù)不斷成熟，安全性進(jìn)一步提高，各國對發(fā)展核電信心的恢復(fù)，世界核電仍將持續(xù)增長。在技術(shù)方面，在美國等國家的推動下，2015年聚變反應(yīng)堆設(shè)計取得了較為顯著的發(fā)展，未來或?qū)⒊蔀槌掷m(xù)突破的重點。此外，隨著俄羅斯西伯利亞化學(xué)聯(lián)合體（SCC）的鈾-石墨反應(yīng)堆EI-2正式退役，商業(yè)鈾-石墨反應(yīng)堆的退役已拉開了帷幕。未來，核反應(yīng)堆退役將成為相關(guān)國家需要研究的重要問題。而核廢料的處理也是核能應(yīng)用迫切需要解決的重要問題之一。

8　無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱情不減，軍用和民用領(lǐng)域廣受重視

作為一種在軍事和民用領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用的軍民兩用產(chǎn)品，世界各國均非常重視無人機(jī)的發(fā)展，掀起了無人機(jī)研制開發(fā)的熱潮。2016年，在各國政府的支持和企業(yè)的投入下，無人機(jī)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)將持續(xù)發(fā)展。無人機(jī)的發(fā)展將呈現(xiàn)出以下特點：一是大、中、小、微型，進(jìn)程、中程、遠(yuǎn)程，高、中、低空各種類型無人機(jī)全譜系、全面發(fā)展，但中小型無人機(jī)仍將占有重要的地位。二是無人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)全面發(fā)展，平臺通用化趨勢明顯。三是無人機(jī)動力與能源技術(shù)、平臺設(shè)計技術(shù)、自主控制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，以及多任務(wù)載荷一體化等關(guān)鍵技術(shù)將取得突破。此外，在應(yīng)用方面，無人機(jī)的應(yīng)用將更加廣泛，不僅可應(yīng)用于軍事偵察、軍事物資運輸及投遞等軍用領(lǐng)域，還將應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、物流等民用領(lǐng)域，其在軍用和民用領(lǐng)域仍將廣受重視。

9　激光加工與制造迎來新機(jī)遇，或?qū)⑦M(jìn)入光制造時代

在世界各國大力推進(jìn)實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的大背景下，隨著智能制造技術(shù)的發(fā)展，作為更加節(jié)能高效、更加智能的加工手段，激光加工、激光制造、激光檢測將迎來重大發(fā)展機(jī)遇。首先，以光纖激光為代表的先進(jìn)光源在工業(yè)應(yīng)用中繼續(xù)保持快速增長。第二，隨著精密加工、冷加工等需求的增長，超快激光等光源有望得到大規(guī)模應(yīng)用。第三，增材制造、激光檢測、投影顯示、鋰電池等新應(yīng)用的發(fā)展，有望帶動激光產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)更大的發(fā)展。此外，激光加工具有“柔性化”等特點，其與自動化、智能化相結(jié)合，將帶動整體制造業(yè)的創(chuàng)新升級，使制造過程更加智能、高效。未來，世界工業(yè)生產(chǎn)或?qū)⑦M(jìn)入光制造時代。

10　軍民協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展成為潮流，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟涌現(xiàn)

在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，軍民協(xié)同創(chuàng)新已成為軍民融合發(fā)展的重要內(nèi)容，世界各國均十分重視協(xié)同創(chuàng)新工作，積極建立各種協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)或聯(lián)盟組織，聚集政府、工業(yè)界、學(xué)術(shù)界的力量，通過協(xié)同創(chuàng)新實現(xiàn)更新更大的突破。而在這一過程中，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟大量涌現(xiàn)。例如，美國正在建設(shè)的美國國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)在制造領(lǐng)域創(chuàng)新方面發(fā)揮了重要的作用，為美國制造業(yè)振興計劃作出了重要的貢獻(xiàn)。我國在實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的過程中，也組建了各個領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，如中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、“工業(yè)4.0”推動聯(lián)盟、中國智能制造信息化推進(jìn)聯(lián)盟、京津冀開發(fā)區(qū)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟等。未來，在這些創(chuàng)新聯(lián)盟的組織協(xié)調(diào)下，軍民協(xié)同創(chuàng)新將開創(chuàng)一個嶄新的局面。

激光應(yīng)用于精密加工