加強(qiáng)先進(jìn)基礎(chǔ)工藝創(chuàng)新能力

文／柳百成

“四基”能力薄弱已成為制約我國工業(yè)由大變強(qiáng)的癥結(jié)所在，也是制約我國提高自主創(chuàng)新能力及全球競爭力的瓶頸所在。近年來，我國先進(jìn)基礎(chǔ)工藝取得長足進(jìn)步，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍有較大差距。

我國工業(yè)基礎(chǔ)工藝現(xiàn)狀

“四基”能力薄弱已經(jīng)成為制約我國工業(yè)由大變強(qiáng)的癥結(jié)所在，也是制約我國提高自主創(chuàng)新能力及全球競爭力的瓶頸所在。

我國現(xiàn)在啟動第17個重大專項(xiàng)，要加快實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)的自主研發(fā)和制造生產(chǎn)。我們國家商用大型航空發(fā)動機(jī)全部從國外引進(jìn)。重型燃?xì)廨啓C(jī)制造技術(shù)依賴國外。航空發(fā)動機(jī)有一個葉片，不到一公斤，需要十幾萬的價錢。重型燃機(jī)的葉片，我們國內(nèi)尚屬于空白，國外做的設(shè)備，甚至葉片報(bào)廢以后不準(zhǔn)中國拿過去，要回收。這兩個零部件涉及材料、設(shè)計(jì)和供應(yīng)問題。從鍛造發(fā)展到了鑄造?，F(xiàn)在我們是第二代，國外已經(jīng)發(fā)展到了第四代。這里面有技術(shù)含量的工藝，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、定向凝固與鑄造工藝，陶瓷涂層工藝等等，我們國家在涂層發(fā)表的論文，國際上已經(jīng)排第一、第二了，但是我們的技術(shù)和工程仍然不行。所以在研究成果和材料上有很大的反差。

數(shù)控機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)90%是依靠進(jìn)口，高檔數(shù)控機(jī)床的精度穩(wěn)定性、可靠性有較大差距。精度穩(wěn)定性和可靠性與材料及制造基礎(chǔ)工藝有關(guān)。

什么是智能機(jī)床呢？傳感器、數(shù)據(jù)采集，工業(yè)軟件風(fēng)險(xiǎn)根據(jù)第一個加固的情況，反饋以后到第二道工序，第二道工序加固以后就出來了，這是引進(jìn)國外真正的先進(jìn)智能制造。

國外加強(qiáng)制造工藝基礎(chǔ)能力進(jìn)展

近年來，美、英等國在“再工業(yè)化戰(zhàn)略”指引下，采取多種舉措加強(qiáng)制造領(lǐng)域競爭前、關(guān)鍵共性技術(shù)（關(guān)鍵部件、基礎(chǔ)材料及先進(jìn)基礎(chǔ)工藝）的研發(fā)能力。

美國推行由一批“制造創(chuàng)新研究院（IMI）”組成的“國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI）”?，F(xiàn)命名為：“制造業(yè)——美國（Manufacturing USA）”。

英國現(xiàn)在建設(shè)了一批技術(shù)與創(chuàng)新研究中心，他們在這兩個方面又特別強(qiáng)調(diào)要和技術(shù)工藝和信息化深度融合。美國的制造創(chuàng)新研究院相當(dāng)?shù)牧α糠旁诓牧仙希顿Y也特別強(qiáng)調(diào)智能制造，其中有三個公司和智能制造有關(guān)系。

為什么美國要再工業(yè)化，他認(rèn)為這是解決研究成果產(chǎn)業(yè)化中間的空缺，企業(yè)自己搞研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化。美國學(xué)了德國的經(jīng)驗(yàn)，這個和我國相似，這個方面我們國家的創(chuàng)新體系工程也有點(diǎn)吸取他們的有益的地方。

英國7個制造技術(shù)創(chuàng)新中，其中一多半和材料、工藝有關(guān)。工業(yè)發(fā)達(dá)國家仍然十分重視（技術(shù)創(chuàng)新），而且英國的做法跟美國相同，也是分為了幾個方面。美國在加強(qiáng)基礎(chǔ)工藝的研究中間，十分重視和信息化深度融合。美國GE公司采用ICME（集成計(jì)算材料工程）技術(shù)(工藝-組織-性能建模與仿真)，研發(fā)航空發(fā)動機(jī)單晶葉片制造技術(shù)。英國羅-羅公司采用全流程建模與仿真技術(shù)研究與開發(fā)航空發(fā)動機(jī)渦輪盤制造技術(shù)。英國和美國十分重視工藝材料，十分重視工藝和材料的研發(fā)。

柳百成中國工程院院士、清華大學(xué)教授

如何加強(qiáng)先進(jìn)基礎(chǔ)工藝創(chuàng)新能力

2014年中國工程院啟動了“工業(yè)強(qiáng)基戰(zhàn)略研究（一期）”。建議聚集10大先進(jìn)基礎(chǔ)工藝（離散型制造業(yè)）。第一，近凈成型制造工藝。第二，輕量化材料成形制造工藝。第三，先進(jìn)熱處理及表面強(qiáng)化工藝。第四，金屬增材制造工藝。 第五，精密及超精密加工工藝。第六，高效及復(fù)合加工工藝。第七，特種成形及加工制造工藝。 第八，超大型零件成形及加工制造工藝。第九，集成電器及半導(dǎo)體器件制造工藝。第十，制造過程數(shù)字化、智能化技術(shù)。可進(jìn)一步突出其中6大先進(jìn)基礎(chǔ)工藝。

智能機(jī)床（國外引進(jìn)）

突破航空發(fā)動機(jī)重型燃機(jī)的動力技術(shù)，現(xiàn)在改進(jìn)是叫航空發(fā)動機(jī)技術(shù)，葉片模擬仿真，我們可以看到原工藝在這個地方產(chǎn)生缺陷，通過這個方法，我們大大地幫助他們提高了質(zhì)量。

2016年6月中國工程院啟動了工程強(qiáng)基二期，重大領(lǐng)域一條龍推進(jìn)路線圖研究。超大型構(gòu)件先進(jìn)成形及加工制造工藝“一條龍”推進(jìn)路線圖研究。（計(jì)劃組成協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟）。我們通過這個工作，把國內(nèi)的優(yōu)勢行業(yè)組合起來，這里面有兩條技術(shù)路線，優(yōu)勢企業(yè)、優(yōu)勢院所，我們準(zhǔn)備在國內(nèi)形成一個超大型構(gòu)建的行動創(chuàng)新聯(lián)盟，為國家重大的任務(wù)，核電站、常規(guī)的關(guān)鍵件組織推定計(jì)劃。

第一，加強(qiáng)先進(jìn)基礎(chǔ)工藝，創(chuàng)新能力及平臺建設(shè)。要建設(shè)一批獨(dú)立、非營利性為目的，能為跨行業(yè)或全行業(yè)服務(wù)的關(guān)鍵的，競爭前先進(jìn)基礎(chǔ)工藝創(chuàng)新研究中心，如輕量化材料與工藝創(chuàng)新研究中心等。

第二，基礎(chǔ)工藝研發(fā)要和信息化技術(shù)深度融合。加強(qiáng)數(shù)字化、智能化先進(jìn)基礎(chǔ)工藝研發(fā)。

第三，充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研用的積極性，組建聯(lián)盟，分工合作，各司其職，協(xié)同創(chuàng)新。我們產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合起來，共同解決共性技術(shù)，形成聯(lián)盟。不可能讓企業(yè)都去搞交鑰匙工程，我們國家的創(chuàng)新體系，應(yīng)該是有階段的。

第四，加強(qiáng)國際交流合作，包括引進(jìn)人才等等。

責(zé)任編輯：王少青

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