賴一楠　宋建麗　何柏巖　劉　磊

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部,北京,100085

?

NSFC機(jī)械工程學(xué)科2015年度管理工作綜述

賴一楠宋建麗何柏巖劉磊

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部,北京,100085

摘要：綜述了國家自然科學(xué)基金委員會(huì)(NSFC)機(jī)械工程學(xué)科2015年度科學(xué)基金項(xiàng)目的申請、評審和資助情況,以及2014年度科學(xué)基金項(xiàng)目的結(jié)題/進(jìn)展情況，總結(jié)了項(xiàng)目執(zhí)行過程中存在的問題?；仡櫫薔SFC機(jī)械工程學(xué)科在重大研究計(jì)劃立項(xiàng)論證、學(xué)術(shù)交流與合作、人才培養(yǎng)與團(tuán)隊(duì)建設(shè)和鼓勵(lì)創(chuàng)新等方面的管理舉措。綜述了2015年度NSFC機(jī)械工程學(xué)科資助下我國機(jī)械工程領(lǐng)域取得的最新進(jìn)展和典型成果；同時(shí)，對2016年度的相關(guān)工作進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：NSFC;機(jī)械工程學(xué)科;科學(xué)基金管理;學(xué)科進(jìn)展

0引言

2015年是我國“十二五”規(guī)劃的收官之年和“十三五”規(guī)劃的謀定之年，也是中國步入經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的關(guān)鍵一年。新常態(tài)下，我國發(fā)展仍處于可以大有作為的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，面臨許多新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇?；A(chǔ)研究也應(yīng)積極適應(yīng)新常態(tài)、把握新常態(tài)、引領(lǐng)新常態(tài)；同時(shí)，秉承“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念，積極推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，努力為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供源動(dòng)力。2015年，國家自然科學(xué)基金委員會(huì)(National Natural Science Foundation of China，NSFC,以下簡稱基金委)工程與材料科學(xué)部(以下簡稱工材學(xué)部)工程科學(xué)二處(以下簡稱科學(xué)處)準(zhǔn)確把握科學(xué)基金“支持基礎(chǔ)研究和科學(xué)前沿探索、支持人才和團(tuán)隊(duì)建設(shè)、增強(qiáng)我國源頭創(chuàng)新能力”的戰(zhàn)略定位，堅(jiān)持科學(xué)基金公正合理的評審原則，加強(qiáng)規(guī)范管理，培育創(chuàng)新思想和創(chuàng)新人才，積極謀篇布局，有序推進(jìn)并圓滿完成各項(xiàng)工作[1]。

12015年度科學(xué)基金評審

1.1申請與受理

2015年，科學(xué)處共接收各類項(xiàng)目申請5526項(xiàng)，創(chuàng)近三年申請項(xiàng)目數(shù)量新高[1-2]。其中，面上項(xiàng)目2664項(xiàng)、青年科學(xué)基金項(xiàng)目1958項(xiàng)、地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目297項(xiàng)(以下統(tǒng)稱三類項(xiàng)目)。與2014年度相比，面上項(xiàng)目申請量增長29.82%，青年科學(xué)基金申請量增長6.12%，地區(qū)科學(xué)基金申請量增長5.69%。

4919項(xiàng)三類項(xiàng)目中，機(jī)械學(xué)2733項(xiàng)、制造科學(xué)2186項(xiàng)，分別占55.56%和44.44%。各學(xué)科代碼2015年度申請項(xiàng)目數(shù)以及與上一年度的對比情況如圖1所示(圖中，E0501~E0507為機(jī)械學(xué)的代碼，E0508~E0512為制造科學(xué)的代碼)。從申請數(shù)量上看，機(jī)械動(dòng)力學(xué)(E0503，786項(xiàng))、零件成形制造(E0508，689項(xiàng))、零件加工制造(E0509，539項(xiàng))、機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)(E0506，510項(xiàng))仍然是申報(bào)的熱門領(lǐng)域，而機(jī)械仿生學(xué)(E0507，202項(xiàng))申報(bào)的數(shù)量相對較少，這一情況與上一年度基本相同。從各代碼與2014年度的對比情況看，2015年各代碼申請數(shù)量平均增加17.70%，增幅最大的為微/納機(jī)械系統(tǒng)(E0512)，達(dá)到41.40%；其次為機(jī)械摩擦學(xué)與表面技術(shù) (E0505)，增幅為33.20%；零件成形制造(E0508)，增幅為29.50%。機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)(E0504)出現(xiàn)了小幅度下降，降幅為3.90%。2015年面上項(xiàng)目各代碼申請數(shù)量相對2014年度均呈現(xiàn)大幅增長趨勢；而青年科學(xué)基金項(xiàng)目和地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目申請數(shù)量則穩(wěn)中略增。

圖1　2015年度三類項(xiàng)目各申請代碼申請量及與2014年度對比情況

經(jīng)初步審查，科學(xué)處不予受理項(xiàng)目申請共153項(xiàng)。其中，面上項(xiàng)目81項(xiàng)，初篩率為3.04%；青年科學(xué)基金項(xiàng)目60項(xiàng)，初篩率為3.06%；地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目8項(xiàng)，初篩率為2.69%；國家杰出青年科學(xué)基金2項(xiàng)，重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目1項(xiàng)。申請書不予受理的主要原因參見文獻(xiàn)[2-3]。

1.2評審與資助

科學(xué)處將受理的三類項(xiàng)目按不同領(lǐng)域分成454個(gè)組進(jìn)行打包評議。面上項(xiàng)目和地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目各指派5位同行評議專家，青年科學(xué)基金項(xiàng)目各指派3位同行評議專家，共指派評議20 054份，評議意見回收率100%。

圖2　2015年度批準(zhǔn)的各類項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)比例

截至2015年12月31日，經(jīng)過規(guī)定程序評審，科學(xué)處共資助各類項(xiàng)目1216項(xiàng)，資助經(jīng)費(fèi)約7.26億元。獲批準(zhǔn)各類項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)比例如圖2所示，各類主要項(xiàng)目申請與資助情況詳見表1。其中，面上項(xiàng)目545項(xiàng)，資助率20.46%，平均資助強(qiáng)度63.20萬元/項(xiàng)；青年科學(xué)基金項(xiàng)目506項(xiàng)，資助率25.84%，平均資助強(qiáng)度20.34萬元；地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目60項(xiàng)，資助率20.20%，平均資助強(qiáng)度39.9萬元/項(xiàng)(文中經(jīng)費(fèi)均指直接費(fèi)用)。

表1　2015年度機(jī)械工程學(xué)科各類

22014年度結(jié)題與在研項(xiàng)目的管理

2.1進(jìn)展報(bào)告審核

科學(xué)處共接收2011~2013年度批準(zhǔn)的各類項(xiàng)目2014年度《國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目進(jìn)展報(bào)告》(以下簡稱進(jìn)展報(bào)告)2777份。其中，面上項(xiàng)目1616項(xiàng)，青年科學(xué)基金項(xiàng)目918項(xiàng)，地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目149項(xiàng)，重點(diǎn)項(xiàng)目28項(xiàng)，重大項(xiàng)目1項(xiàng)(含課題5項(xiàng))，國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目13項(xiàng)，優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目22項(xiàng)，創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目3項(xiàng)，重大研究計(jì)劃16項(xiàng)，重點(diǎn)國際(地區(qū))合作研究項(xiàng)目4項(xiàng)，科學(xué)儀器基礎(chǔ)研究?？铐?xiàng)目5項(xiàng)，海外及港澳學(xué)者合作研究基金項(xiàng)目2項(xiàng)?？茖W(xué)處對進(jìn)展報(bào)告進(jìn)行了認(rèn)真審核，絕大部分項(xiàng)目按研究計(jì)劃要求進(jìn)行，進(jìn)展報(bào)告撰寫較規(guī)范、進(jìn)展情況良好；在國內(nèi)外刊物上發(fā)表了論文，在理論、方法和技術(shù)研究方面有一定創(chuàng)新，申請或授權(quán)了發(fā)明專利，培養(yǎng)了高素質(zhì)科技人才。

2.2結(jié)題報(bào)告審核

截至2015年3月25日，科學(xué)處共接收各類項(xiàng)目2014年度《國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告》(以下簡稱結(jié)題報(bào)告)497份。其中，面上項(xiàng)目1項(xiàng)，青年科學(xué)基金項(xiàng)目398項(xiàng)，地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)，創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目2項(xiàng)，國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目5項(xiàng)，重大研究計(jì)劃44項(xiàng)，重點(diǎn)項(xiàng)目8項(xiàng)，國際(地區(qū))合作與交流項(xiàng)目16項(xiàng)，海外及港澳學(xué)者合作研究基金1項(xiàng)，應(yīng)急管理項(xiàng)目7項(xiàng)，專項(xiàng)基金項(xiàng)目13項(xiàng)。

經(jīng)審核，絕大多數(shù)結(jié)題報(bào)告撰寫認(rèn)真規(guī)范，提供的數(shù)據(jù)資料詳實(shí)；在理論、方法和技術(shù)研究、發(fā)表論文、知識產(chǎn)權(quán)、獲獎(jiǎng)、人才培養(yǎng)等方面取得較好的成績。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，三類項(xiàng)目共作國際特邀報(bào)告18人次；獲國家級獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)；發(fā)表SCI論文1132篇，占發(fā)表論文總數(shù)的30.1%；出版專著51部；獲批發(fā)明專利304件；398個(gè)項(xiàng)目中有281個(gè)項(xiàng)目發(fā)表了SCI檢索的論文。

在進(jìn)展報(bào)告和結(jié)題報(bào)告審核過程中，也發(fā)現(xiàn)有部分項(xiàng)目存在不同程度的問題，常見與共性問題參見文獻(xiàn)[2-3]。為了加強(qiáng)管理，根據(jù)《國家自然科學(xué)基金條例》及科學(xué)基金管理辦法的相關(guān)規(guī)定，科學(xué)處采取了相應(yīng)的處理措施，對有問題的項(xiàng)目分別給予“提醒注意”、“退回并重新提交”、“暫緩結(jié)題”等處理決定，并將報(bào)告和項(xiàng)目執(zhí)行中存在的問題反饋給相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和依托單位管理人員，要求在以后的項(xiàng)目執(zhí)行和管理過程中特別注意，以便督促和保證項(xiàng)目的高質(zhì)量完成。

32015年度學(xué)科管理工作

3.1著眼頂層設(shè)計(jì)，完善學(xué)科“十三五”規(guī)劃

《中國制造2025》、國家“十三五”規(guī)劃都對中國制造業(yè)未來進(jìn)行了頂層規(guī)劃，期望通過堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)和綠色發(fā)展，實(shí)現(xiàn)中國制造向中國創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變。面對挑戰(zhàn)，科學(xué)處抓住機(jī)遇，加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃，組織制定并完善了機(jī)械工程學(xué)科“十三五”規(guī)劃。

未來五年，機(jī)械工程學(xué)科將努力確保摩擦學(xué)與機(jī)構(gòu)學(xué)等我國已經(jīng)具有一定優(yōu)勢的領(lǐng)域在國際上占據(jù)明顯的主導(dǎo)地位；瞄準(zhǔn)國際前沿，大力發(fā)展智能制造、綠色制造、微納制造和生物制造等領(lǐng)域的研究，盡快縮短與制造強(qiáng)國的差距，在若干方向和技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)與美國等發(fā)達(dá)國家的并行；籌建先進(jìn)制造科學(xué)研究中心，形成若干支在國際上具有重要影響力的研究團(tuán)隊(duì)。重點(diǎn)支持先進(jìn)制造科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究工作，注重與信息、材料、生物等學(xué)科的深度交叉融合，重視物聯(lián)網(wǎng)、云制造等新興領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)制造帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。推進(jìn)復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)、高效機(jī)械傳動(dòng)與驅(qū)動(dòng)、生機(jī)電系統(tǒng)、高性能輕量化精確成形制造、精密與超精密加工、特種加工、數(shù)字化智能化制造、微納系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械系統(tǒng)和制造過程的信息感知與精密測量等方向的研究；強(qiáng)化機(jī)械表面界面效應(yīng)與控制和增材制造技術(shù)基礎(chǔ)研究兩個(gè)交叉領(lǐng)域的研究工作，力爭在柔性電子跨尺度制造領(lǐng)域取得實(shí)質(zhì)性突破。

3.2展望未來機(jī)器人發(fā)展趨勢，舉辦雙清論壇、組織重大研究計(jì)劃論證

2015年10月11~12日，由基金委工材學(xué)部、信息科學(xué)部、數(shù)理科學(xué)部、醫(yī)學(xué)科學(xué)部與政策局等共同主辦，哈爾濱工業(yè)大學(xué)承辦的“第146期雙清論壇”在哈爾濱召開，論壇的主題是：“未來機(jī)器人：展望與科學(xué)挑戰(zhàn)”。論壇主席由中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所王天然院士、西安交通大學(xué)鄭南寧院士和華中科技大學(xué)丁漢院士聯(lián)合擔(dān)任，來自歐洲、美國、日本、新加坡、香港等國家和地區(qū)共60余名代表參會(huì)[4]。論壇以小組形式安排了8場主題報(bào)告，內(nèi)容涵蓋了所在國家和地區(qū)對未來機(jī)器人的理解和發(fā)展預(yù)測。其中，美國報(bào)告小組代表席寧教授的“類生命機(jī)器人”和日本報(bào)告小組代表明愛國教授的“生物電子人”兩個(gè)主題報(bào)告引起熱議。來自工程、材料、信息、數(shù)理和醫(yī)學(xué)等不同學(xué)科的專家，圍繞國家重大需求、國家安全、醫(yī)療康復(fù)等問題展開了熱烈討論，分析了未來發(fā)展趨勢，探討了研究布局和發(fā)展戰(zhàn)略，并就工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人、醫(yī)療與康復(fù)機(jī)器人等驅(qū)動(dòng)、控制、感知、交互與共融等方面的共性科學(xué)問題和解決途徑進(jìn)行了深入探討。

此外，工材學(xué)部/科學(xué)處還組織了系列研討會(huì)對“共融機(jī)器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”重大研究計(jì)劃進(jìn)行論證。該重大研究計(jì)劃立足于未來機(jī)器人，以共融為主線，擬解決我國未來機(jī)器人發(fā)展的瓶頸問題并產(chǎn)生具有“中國標(biāo)簽”的機(jī)器人理論與技術(shù)；注重與國家其他機(jī)器人計(jì)劃的區(qū)分與協(xié)作，帶動(dòng)學(xué)科發(fā)展，為我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)。2015年10月22日，該重大研究計(jì)劃立項(xiàng)建議在工材學(xué)部專家咨詢委員會(huì)獲得通過；科學(xué)處將繼續(xù)組織專家，進(jìn)一步論證和完善，力爭促成其高質(zhì)量立項(xiàng)。

3.3服務(wù)國家重大需求，完成航天聯(lián)合基金評審

航天先進(jìn)制造技術(shù)研究聯(lián)合基金由基金委和中國航天科技集團(tuán)公司共同設(shè)立，旨在發(fā)揮國家自然科學(xué)基金的導(dǎo)向和協(xié)調(diào)作用，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，吸引和調(diào)動(dòng)社會(huì)科技資源開展以航天先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展為背景的相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究工作，提高中國航天制造業(yè)自主創(chuàng)新能力。

該聯(lián)合基金資助項(xiàng)目類型包括“培育項(xiàng)目”和“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”，要求申請人根據(jù)航天先進(jìn)制造聯(lián)合基金的定位，緊密圍繞航天系統(tǒng)的實(shí)際問題和需求，凝練科學(xué)問題，并鼓勵(lì)與航天科技生產(chǎn)企業(yè)或科研部門聯(lián)合申報(bào)，由基金委工材學(xué)部負(fù)責(zé)受理申請并組織評審。

經(jīng)初審、通訊評審和會(huì)評，并報(bào)請航天先進(jìn)制造技術(shù)研究聯(lián)合基金管理委員會(huì)批準(zhǔn)，2015年度資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目15項(xiàng)，資助率為22.06%，平均資助經(jīng)費(fèi)243.87萬元；資助培育項(xiàng)目10項(xiàng)，資助率為11.49%，平均資助經(jīng)費(fèi)54.2萬元[5]。

3.4依托國內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議，展示基金研究成果

2015年8月7~9日，第十八屆全國機(jī)械設(shè)計(jì)年會(huì)暨中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)分會(huì)第七屆委員會(huì)第二次工作會(huì)議在杭州召開。會(huì)議舉辦了“國家自然科學(xué)基金交流沙龍”，2011~2014年機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)領(lǐng)域部分項(xiàng)目負(fù)責(zé)人參會(huì)。NSFC機(jī)械工程學(xué)科管理人員在大會(huì)上作了題為“機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)領(lǐng)域國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助淺析”的報(bào)告，基金項(xiàng)目完成較好的4位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人分享了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目執(zhí)行過程中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。沙龍旨在通過交流和研討，引導(dǎo)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究學(xué)者，勇于創(chuàng)新，注重設(shè)計(jì)與制造的融合，抓住互聯(lián)網(wǎng)、云制造、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域帶來的機(jī)遇，將當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展融入到機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)研究中，提出新的理論和方法。

2015年10月22~25日，第十六屆國際制造會(huì)議(16thinternational manufacturing conference in China，IMCC2015)在杭州召開。科學(xué)處推薦8個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目、5個(gè)國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目和2014年度結(jié)題的25個(gè)候選優(yōu)秀結(jié)題青年科學(xué)基金項(xiàng)目到會(huì)作報(bào)告，并對90項(xiàng)評價(jià)“優(yōu)秀”的結(jié)題項(xiàng)目成果進(jìn)行展板展示，最終評選出5個(gè)優(yōu)秀結(jié)題青年科學(xué)基金項(xiàng)目。通過評優(yōu)，展示了基金項(xiàng)目研究成果，促進(jìn)了學(xué)術(shù)交流與合作，達(dá)到激勵(lì)原始創(chuàng)新、績效掛鉤的目的。

3.5激勵(lì)創(chuàng)新思維，引導(dǎo)青年/地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目起步

2015年10月29~30日，NSFC機(jī)械工程學(xué)科2015年度青年/地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目交流研討會(huì)在蘭州召開。會(huì)議的目的是引導(dǎo)青年科學(xué)基金項(xiàng)目負(fù)責(zé)人獨(dú)立開展科研工作，高質(zhì)量完成科學(xué)基金項(xiàng)目。同時(shí)，為青年和地區(qū)科技工作者提供一個(gè)合作、交流和相互學(xué)習(xí)的平臺(tái)。

大會(huì)報(bào)告環(huán)節(jié)，專家們圍繞科技創(chuàng)新規(guī)律、科研道路選擇、科研規(guī)范誠信、科學(xué)基金管理等主題為青年/地區(qū)基金項(xiàng)目負(fù)責(zé)人傳道、解惑，鼓勵(lì)青年學(xué)者把握好未來方向，夯實(shí)科研基礎(chǔ)，樹立嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)精神，提高創(chuàng)新能力，為科研生涯開好局、起好步。研討會(huì)還按學(xué)科代碼分設(shè)了5個(gè)分會(huì)場，由10位國家杰出青年科學(xué)基金、優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目獲得者和優(yōu)秀結(jié)題基金項(xiàng)目負(fù)責(zé)人分別作了分會(huì)場報(bào)告。他們結(jié)合開展科學(xué)研究的具體實(shí)踐，從如何選題規(guī)劃、如何進(jìn)行交叉創(chuàng)新、如何開展國際合作等方面現(xiàn)身說法，交流了在科學(xué)基金資助下，科學(xué)研究的成長歷程和心得體會(huì)，并與與會(huì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)行了熱烈的研討。

本次研討會(huì)倡導(dǎo)青年學(xué)者腳踏實(shí)地、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)、大膽創(chuàng)新，很好地啟發(fā)了廣大青年/地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的科研思路和創(chuàng)新思維，受到了與會(huì)代表的熱烈歡迎[6]。

3.6聚焦柔性電子制造前沿，促進(jìn)學(xué)科交叉融合

2015年6月29日，柔性電子制造：材料、結(jié)構(gòu)與器件高層論壇在武漢召開。本次論壇由基金委工材學(xué)部主辦，數(shù)字制造裝備與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華中科技大學(xué))和華中科技大學(xué)柔性電子研究中心承辦。來自機(jī)械、化學(xué)、材料、光電、信息和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的70余位專家學(xué)者參加了會(huì)議。

專題報(bào)告環(huán)節(jié)，來自美國的2位學(xué)者和8位國內(nèi)學(xué)者分別就有機(jī)柔性光子學(xué)材料、可延展柔性電子集成器件、柔性電子結(jié)構(gòu)表征、大面積柔性印刷制造、微納結(jié)構(gòu)器件制造、柔性電子制造裝備和柔性電子的醫(yī)療應(yīng)用等方面的關(guān)鍵技術(shù)與研究進(jìn)展作了精彩報(bào)告。針對柔性電子的大面積、柔性化特性，以及有機(jī)電子材料和無機(jī)電子材料制造工藝的不同，提出了不同的大面積、低溫跨尺度制造技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了從柔性電子材料、結(jié)構(gòu)、器件、制造與應(yīng)用等方面開展全鏈條合作的重要性。論壇研討環(huán)節(jié)，與會(huì)專家圍繞柔性電子制造中材料、結(jié)構(gòu)與器件的基礎(chǔ)理論、制造標(biāo)準(zhǔn)、有機(jī)-無機(jī)融合制造等方面展開了充分討論，凝練了柔性電子制造研究方向急需關(guān)注和解決的前沿科學(xué)問題，對進(jìn)一步加強(qiáng)該領(lǐng)域的國際學(xué)術(shù)影響力提出了建議。

3.7探討風(fēng)電裝備設(shè)計(jì)制造，關(guān)注新能源領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展

2015年5月7~10日，第三屆新能源裝備設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)高層論壇在新疆烏魯木齊舉行。論壇由基金委工材學(xué)部主辦，石河子大學(xué)與新疆金風(fēng)科技股份有限公司承辦，新疆大學(xué)協(xié)辦。論壇以“新能源裝備設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)”為主題，重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，以提高風(fēng)能利用效率和風(fēng)電機(jī)組可靠性，降低生產(chǎn)成本為目標(biāo)，面向?qū)W科前沿，探討其中涉及的新思想、新方法、先進(jìn)裝備設(shè)計(jì)和制造理論，旨在為我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，以及基金委工材學(xué)部風(fēng)電領(lǐng)域的發(fā)展戰(zhàn)略及“十三五”規(guī)劃建言獻(xiàn)策。

通過研討，與會(huì)專家達(dá)成以下共識：①新能源裝備設(shè)計(jì)與制造需要?jiǎng)?chuàng)新思維，要以基金引領(lǐng)創(chuàng)新，帶動(dòng)未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展；②風(fēng)電企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)與高校及科研院所的合作和信息共享，協(xié)同創(chuàng)新；③應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械、電氣、能源、控制、環(huán)境、氣象等多學(xué)科的交叉融合，拓深相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究；④風(fēng)電裝備的服務(wù)在企業(yè)營運(yùn)中具有重要的地位，應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)電裝備服務(wù)、運(yùn)維策略和市場的研究；⑤應(yīng)加強(qiáng)新能源裝備的原理創(chuàng)新和理論創(chuàng)新，注重制造工藝-材料-設(shè)計(jì)一體化和智能化；⑥風(fēng)電裝備領(lǐng)域仍有許多亟待解決的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題，希望通過學(xué)科交叉和深入研究，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的長壽長效、可靠平穩(wěn)運(yùn)行，降低故障率，提高發(fā)電效率，并促進(jìn)資源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

4注重人才培養(yǎng)，打造優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)

2015年度，浙江理工大學(xué)李秦川、機(jī)械科學(xué)研究總院單忠德、大連理工大學(xué)孫玉文和華中科技大學(xué)劉世元獲得機(jī)械工程學(xué)科國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目資助。這幾位優(yōu)秀的青年學(xué)者都是從青年科學(xué)基金起步，在多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的連續(xù)資助下逐漸成長為本領(lǐng)域從事基礎(chǔ)研究的佼佼者。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)劉宏教授團(tuán)隊(duì)申請的“機(jī)器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”獲創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目資助。該群體依托機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長期圍繞機(jī)器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)開展研究工作，形成了多學(xué)科交叉滲透的研究方向。近五年來，該群體在空間機(jī)器人、宇航空間機(jī)構(gòu)與月面巡視機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、微納操作機(jī)器人和仿生機(jī)器人等方向上取得了一批標(biāo)志性成果：空間機(jī)械臂成功進(jìn)行了在軌實(shí)驗(yàn)，定位精度國際領(lǐng)先，仿人靈巧手是目前世界上靈活性、操作性最強(qiáng)的靈巧手之一，在國內(nèi)外多個(gè)科研機(jī)構(gòu)成功應(yīng)用；在月面移動(dòng)機(jī)器人及其轉(zhuǎn)移系統(tǒng)、月面機(jī)械臂等方面取得多項(xiàng)成果，并在嫦娥三號和玉兔系統(tǒng)中成功應(yīng)用。浙江大學(xué)譚建榮教授團(tuán)隊(duì)申報(bào)的“機(jī)電液系統(tǒng)基礎(chǔ)研究”獲得第二個(gè)3年的延續(xù)資助。截至2015年，科學(xué)處共資助了9個(gè)創(chuàng)新研究群體。

5典型資助成果

5.1創(chuàng)新研究，提升國際學(xué)術(shù)影響

(a)零厚度的折紙模型

(b)基于厚板折紙理論的厚板折展過程圖3　零厚度折紙模型及厚板折展過程

2015年7月24日，《Science》在線發(fā)表了天津大學(xué)陳焱教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)與英國牛津大學(xué)Zhong You教授合作研究成果“Origami of Thick Panels”[7]。折展機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)其基本承載功能的前提下，能夠大尺度地改變幾何形狀以適應(yīng)不同的工況。一直以來，科學(xué)家們試圖從折紙科學(xué)與藝術(shù)中尋找設(shè)計(jì)靈感。早期的折紙研究僅僅關(guān)注折痕分布及其最終的三維形狀，并假設(shè)紙張是零厚度的，如圖3所示。然而面對真實(shí)工程對象厚度不可忽略問題，已有的理論不再適用。眾多學(xué)者提出了各種在零厚度折紙模型的基礎(chǔ)上增加板厚的方法，但得到的厚板結(jié)構(gòu)或者不平整連續(xù)、或者無法緊密折展，其根本原因是球面機(jī)構(gòu)模型將折展運(yùn)動(dòng)鉸鏈約束于同一交點(diǎn)，從而無法有效實(shí)現(xiàn)板厚與折展運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)。該研究從空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)理論出發(fā)，開創(chuàng)性地提出了全新的厚板折展機(jī)構(gòu)學(xué)理論模型。該研究采用空間結(jié)構(gòu)代替球面機(jī)構(gòu)，建立了基于過約束空間機(jī)構(gòu)網(wǎng)格的厚板折紙運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；對各種折紙節(jié)點(diǎn)分布進(jìn)行了系統(tǒng)的非線性運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)分析，得到單自由度的厚板折紙條件，使得零厚度的折痕分布可以直接應(yīng)用于厚板折展；通過對多機(jī)構(gòu)網(wǎng)格逆問題的解析，精確地描述了厚板的折展過程，實(shí)現(xiàn)了折紙結(jié)構(gòu)與厚板結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的等價(jià)，解決了厚板折紙問題。同時(shí)該模型將多自由度的零厚度折紙模型轉(zhuǎn)化成單自由度的厚板折紙模型，有效簡化了結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)與控制。研究成果可直接用于衛(wèi)星太陽能帆板、空間天線反射面、建筑結(jié)構(gòu)，以及人體自然腔道狹小空間下手術(shù)器械折展機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等。相關(guān)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目和優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目的資助(批準(zhǔn)號：51290293、51422506)。

5.2持續(xù)資助，孕育豐碩科研成果

華中科技大學(xué)邵新宇教授團(tuán)隊(duì)針對我國汽車制造領(lǐng)域基礎(chǔ)研究薄弱，關(guān)鍵工藝、成套裝備與系統(tǒng)集成核心技術(shù)極其缺乏，技術(shù)創(chuàng)新能力不足等現(xiàn)狀，歷經(jīng)10余年，開展基礎(chǔ)理論、工藝方法、設(shè)計(jì)制造、系統(tǒng)集成等全方位創(chuàng)新研究，取得全面突破，建立了激光焊接“氣-液銳利界面”模型，實(shí)現(xiàn)了缺陷形成的準(zhǔn)確預(yù)測，為缺陷穩(wěn)定抑制提供了理論依據(jù)；研究的大型薄壁曲面激光焊接控形控性技術(shù)，采用大型薄壁曲面白車身激光搭接填絲熔焊工藝和拼縫形貌在線“測量-跟蹤-補(bǔ)償”技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)單縫達(dá)4.5 m的大型白車身高質(zhì)高效焊接，光-縫對中精度不大于0.1 mm。研發(fā)的曲線不等厚板激光切焊一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了拼焊熔池均勻過渡，可達(dá)到通用汽車公司(GM)、大眾汽車等標(biāo)準(zhǔn)，拼縫精度優(yōu)于國外。研發(fā)的三維曲面非穿透精密控厚切割技術(shù)，將激光脈寬調(diào)制應(yīng)用于非穿透精密三維切割，突破了德國JENOPTIK余厚檢測與加工方法的專利限制。研制的高質(zhì)高效激光加工成套裝備與生產(chǎn)線，在我國汽車行業(yè)獲得了廣泛推廣和應(yīng)用。打破了我國汽車制造中激光焊接、切割高端裝備被國外壟斷的局面，帶動(dòng)了國產(chǎn)裝備的跨越式發(fā)展，并推廣應(yīng)用到航空、航天、航海、能源等領(lǐng)域。

該團(tuán)隊(duì)申報(bào)的“汽車制造中的高質(zhì)高效激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備”項(xiàng)目(圖4)，2015年度獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。相關(guān)研究工作得到了國家杰出青年科學(xué)基金、重點(diǎn)項(xiàng)目和創(chuàng)新研究群體“高性能數(shù)字制造裝備的基礎(chǔ)研究”等國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的持續(xù)資助(批準(zhǔn)號：50825503、51035001、51121002、51421062)。

圖4　高質(zhì)高效激光加工技術(shù)與裝置

62016年工作展望

2015年，科學(xué)處在基金委/工材學(xué)部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和部署下，深化科學(xué)基金管理，開拓創(chuàng)新，圓滿完成了各項(xiàng)工作。2016年是科學(xué)基金“十三五”規(guī)劃的開局之年，科學(xué)處將一如既往地支持本領(lǐng)域面向“基礎(chǔ)、前沿、探索、創(chuàng)新”的研究。擬通過面上項(xiàng)目群的方式，在某些基礎(chǔ)和前沿領(lǐng)域，如復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論與方法、柔性電子跨尺度制造、切削數(shù)據(jù)庫共性基礎(chǔ)問題等，給予較高強(qiáng)度的經(jīng)費(fèi)資助。同時(shí)，鼓勵(lì)在某一領(lǐng)域開展持續(xù)性的深度研究；選準(zhǔn)已具有較強(qiáng)研究基礎(chǔ)的領(lǐng)域或方向，加強(qiáng)對核心科學(xué)問題的凝練，集中優(yōu)勢研究力量，有序推進(jìn)科學(xué)基金評審與資助工作。崇尚創(chuàng)新、注重協(xié)調(diào)、倡導(dǎo)綠色、厚植開放、推進(jìn)共享，力促機(jī)械工程領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的快速發(fā)展和學(xué)科“十三五”規(guī)劃的完美開篇。

致謝 2015年度的學(xué)科管理工作得到了趙志國、孫清超、吳文征、任瑩暉、鄭侃、崔長彩等專家的大力支持和幫助，特此致謝。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家自然科學(xué)基金委員會(huì)編著. 2016年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南[M]. 北京:科學(xué)出版社，2016.

[2]王國彪，賴一楠，宋建麗.NSFC機(jī)械工程學(xué)科2013年度基金管理工作綜述[J].中國機(jī)械工程，2014，25(2): 202-210.

Wang Guobiao,Lai Yinan,Song Jianli. Review on Fund Management of Mechanical Engineering Discipline of NSFC in 2013[J].China Mechanical Engineering,2014，25(2): 202-210.

[3]王國彪，賴一楠，宋建麗，等.NSFC機(jī)械工程學(xué)科2014年度基金管理工作綜述[J].中國機(jī)械工程，2015，26(3):782-789.

Wang Guobiao,Lai Yinan,Song Jianli,et al.. Review on Fund Management of Mechanical Engineering Discipline of NSFC in 2014[J].China Mechanical Engineering,2015，26(3):782-789.

[4]賴一楠，何柏巖，孟慶峰. 聚焦“未來機(jī)器人”——第146期雙清論壇在哈爾濱召開[EB/OL].[2016-01-21].http://www.nsfc.gov.cn/nsfc/cen/00/kxb/gc/news/2015/17.html.

[5]賴一楠，劉磊，宋建麗，等. 2015年度航天先進(jìn)制造技術(shù)研究聯(lián)合基金評審會(huì)在京舉行[EB/OL].[2016-01-21].http://www.nsfc.gov.cn/nsfc/cen/00/kxb/gc/news/2015/21.html.

[6]劉磊，賴一楠，宋建麗，等. NSFC機(jī)械工程學(xué)科2015年度青年/地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目交流研討會(huì)在蘭州召開[EB/OL].[2016-01-21].http://www.nsfc.gov.cn/ nsfc/ cen/ 00/ kxb/ gc/ news/ 2015/ 18.html.

[7]Chen Y，Peng R，You Z. Origami of Thick Panels[J]. Science, 2015, 349:396-400.

(編輯盧湘帆)

Review on Fund Management of Mechanical Engineering Discipline of NSFC in 2015

Lai YinanSong JianliHe BaiyanLiu lei

Department of Engineering and Materials Sciences,National Natural Science Foundation of China,Beijing,100085

Abstract:The applications, evaluations and funding of programs in the Division of Mechanical Engineering of NSFC in 2015 were reviewed herein.The research progresses of undertaking programs and the achievements of finished programs in 2014 were summarized, problems should pay attention to in program implementation were indicated. The management measures on major project approving demonstration, academic exchange and cooperation, cultivating of young talents, construction of the innovation teams, and encouragement of innovations were introduced. The latest progresses and typical achievements obtained in the fields of mechanical engineering supported by NSFC in 2015 were reviewed, and the planned work and prospects in 2016 were also proposed.

Key words:National Natural Science Foundation of China(NSFC); mechanical engineering discipline; management of scientific fund; progresses in mechanical engineering discipline

作者簡介：賴一楠，女，1971年生。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部機(jī)械與制造科學(xué)處項(xiàng)目主任、教授。宋建麗，女，1969年生。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部機(jī)械與制造科學(xué)處項(xiàng)目主任，教授、博士研究生導(dǎo)師。何柏巖，男，1973年生。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部機(jī)械與制造科學(xué)處項(xiàng)目主任、教授。劉磊，男，1980年生。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部機(jī)械與制造科學(xué)處項(xiàng)目主任、副教授。

中圖分類號：TH-3

DOI：10.3969/j.issn.1004-132X.2016.06.014

收稿日期：2016-01-26