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納米材料研究報(bào)告范文第1篇

清潔煤產(chǎn)業(yè)屬于熱點(diǎn)重歸，是“老樹(shù)發(fā)新枝”。早在1997年，《中國(guó)潔凈煤技術(shù)“九五”計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃》就得到國(guó)務(wù)院的批準(zhǔn)；2005年，國(guó)務(wù)院《關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》指出，推進(jìn)潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；2006年，煤的高效潔凈利用技術(shù)作為先進(jìn)能源技術(shù)進(jìn)入《我國(guó)應(yīng)掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品目錄》。2009年，我國(guó)政府在哥本哈根氣候會(huì)議上宣布，到2020年單位GDP二氧化碳強(qiáng)度減少40％～45％，這一目標(biāo)僅依靠可再生能源根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，使清潔煤被進(jìn)一步突出出來(lái)。目前，國(guó)家能源局上報(bào)國(guó)務(wù)院審批的《新興能源振興規(guī)劃》對(duì)清潔煤的未來(lái)發(fā)展也做出了部署規(guī)劃。

繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)之后，物聯(lián)網(wǎng)異軍突起，掀起了第三次信息化浪潮。據(jù)估計(jì)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會(huì)發(fā)展成為一個(gè)上萬(wàn)億元規(guī)模的高科技市場(chǎng)。我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已具備一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，攻克了大量關(guān)鍵技術(shù)，取得了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的重要話語(yǔ)權(quán)。2009年，得益于國(guó)家層面、地方層面等各方力量的共同推動(dòng)，電信運(yùn)營(yíng)商、傳感器企業(yè)、系統(tǒng)集成商、應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)商、高校、科研機(jī)構(gòu)等參與方迅速聚合，一條涉及前端傳感、中間信息傳遞、后端信息處理和應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)初步形成，巨大的產(chǎn)業(yè)鏈意味著巨大的價(jià)值。據(jù)了解，“十二五”期間，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)將鎖定智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流和智能家居等十大領(lǐng)域，進(jìn)行重點(diǎn)投資。

目前，云計(jì)算在我國(guó)可謂是風(fēng)生水起，在各地掀起一股熱潮。上海市經(jīng)信委了《上海推進(jìn)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案(2010-2012年)》，提出經(jīng)過(guò)三年的努力實(shí)現(xiàn)上海在云計(jì)算領(lǐng)域“十百千”的發(fā)展目標(biāo)；北京市經(jīng)信委員也《北京“祥云工程”行動(dòng)計(jì)劃》，提出在2015年形成500億元產(chǎn)業(yè)規(guī)模，同時(shí)帶動(dòng)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈形成2000億元產(chǎn)值；深圳市則提出，到2015年培育10家左右在國(guó)內(nèi)有影響的年?duì)I業(yè)收入超億元的云計(jì)算企業(yè)，帶動(dòng)信息服務(wù)業(yè)新增營(yíng)業(yè)收入超過(guò)1000億元。

種子是糧食安全的關(guān)鍵。由于轉(zhuǎn)基因種子在全球主要國(guó)家已得到普遍應(yīng)用，生物育種的發(fā)展勢(shì)頭不可逆轉(zhuǎn)，成為確保國(guó)家食物安全和提高農(nóng)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。在生物育種領(lǐng)域，我國(guó)在發(fā)展中國(guó)家處于領(lǐng)先地位，但與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距。目前，跨國(guó)公司已控制了中國(guó)市場(chǎng)70％的種子來(lái)源，對(duì)中國(guó)的種質(zhì)資源和種子產(chǎn)業(yè)安全構(gòu)成了威脅。這一狀況已引起國(guó)家的高度重視，在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》中，“轉(zhuǎn)基因生物新品種培育”被列為16個(gè)重大專項(xiàng)之一；2010年中央農(nóng)村工作會(huì)議首次將種業(yè)提至戰(zhàn)略舉措的地位；據(jù)了解，在最新的《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中，生物育種也被列在最重要的位置。

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的大趨勢(shì)，在21世紀(jì)初由歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家引領(lǐng)興起，為全世界電力工業(yè)在安全可靠、優(yōu)質(zhì)高效、綠色環(huán)保等方面開(kāi)辟了新的發(fā)展空間。近年來(lái)，我國(guó)的電力工業(yè)快速發(fā)展，跨區(qū)跨省電網(wǎng)建設(shè)快速推進(jìn)，也對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)提出了新的要求。2009年5月，國(guó)家電網(wǎng)公司正式了“建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的研究報(bào)告，首次向社會(huì)公布了“智能電網(wǎng)”的發(fā)展計(jì)劃。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司2010年的公司“1號(hào)文件”，今后10年堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)劃，將分三個(gè)階段進(jìn)行：2009～2010年為規(guī)劃試點(diǎn)階段；2011～2015年為全面建設(shè)階段；2016～2020年為引領(lǐng)提升階段。據(jù)了解，智能電網(wǎng)作為重要內(nèi)容，已被納入國(guó)家“十二五”能源規(guī)劃。

航空制造尤其是大飛機(jī)制造作為裝備制造業(yè)的制高點(diǎn)，是我國(guó)高端裝備制造扶持的重中之重。未來(lái)我國(guó)大飛機(jī)的市場(chǎng)空間非常廣闊：預(yù)計(jì)2020年前，大型軍用運(yùn)輸機(jī)的需求將超過(guò)500架份，銷售收入有望超千億元；大型客機(jī)C919的銷售至少為1000架份，銷售收入將超過(guò)2500億元。隨著《低空空域管理改革指導(dǎo)意見(jiàn)》的出臺(tái)，2015年通用航空有望實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)的放開(kāi)，預(yù)計(jì)飛機(jī)需求市場(chǎng)容量將達(dá)到1500億元。我國(guó)“大飛機(jī)項(xiàng)目”自2007年起正式啟動(dòng)，也是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》中的16個(gè)重大專項(xiàng)之一。

“十一五”期間，我國(guó)逐步發(fā)展成為世界上高速鐵路發(fā)展最快、系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強(qiáng)、運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)速度最高、在建規(guī)模最大的國(guó)家。從引進(jìn)時(shí)速200公里高速列車技術(shù)，到自主開(kāi)發(fā)時(shí)速350公里、380公里“和諧號(hào)”動(dòng)車組；從京津城際鐵路、武廣高鐵到京滬高鐵的建設(shè)，我國(guó)引領(lǐng)世界進(jìn)入“高鐵時(shí)代”。據(jù)了解，“十一五”全國(guó)鐵路新線投產(chǎn)1.47萬(wàn)公里，基本建設(shè)投資完成1.98萬(wàn)億元；“十二五”在這兩方面均將超過(guò)“十一五”，其中50％新建線是高鐵，由此將帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展。

納米材料研究報(bào)告范文第2篇

“中國(guó)高校十大科技進(jìn)展”評(píng)選活動(dòng)是由教育部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)組織開(kāi)展的，目的在于及時(shí)宣傳中國(guó)高等學(xué)校的重大科技成果，充分展示高等學(xué)校在我國(guó)科技創(chuàng)新方面的實(shí)力，鼓勵(lì)高等學(xué)校提高科技創(chuàng)新能力。自1998年首次評(píng)選以來(lái)，活動(dòng)對(duì)提升高?？茖W(xué)技術(shù)整體水平，推動(dòng)高校的科技進(jìn)步發(fā)揮了積極的作用，并在社會(huì)上產(chǎn)生了較大的影響。

聚焦　禽流感病毒可以母?jìng)魈呵以斐啥嗥鞴俑腥?/p>

主持單位：北京大學(xué)

所屬領(lǐng)域：醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

北京大學(xué)顧江教授等首次證明禽流感病毒有人傳人的潛質(zhì)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)該病毒能感染包括大腦神經(jīng)元在內(nèi)的多種器官和細(xì)胞。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)禽流感――這一新發(fā)傳染病的預(yù)防、診斷和治療有指導(dǎo)意義

高致病性禽流感是一種致死率極高的新發(fā)傳染病。一旦爆發(fā)將可能導(dǎo)致數(shù)百萬(wàn)人的死亡。禽流感能否在人際間傳播是它能否爆發(fā)的關(guān)鍵，這一直是醫(yī)學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。最近，北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)顧江教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組在對(duì)禽流感尸體解剖的分子病理學(xué)研究方面取得重要突破。成果于2007年9月29日刊登于著名的《柳葉刀》雜志上，引起世界高度關(guān)注。

顧江等率先發(fā)現(xiàn)禽流感病毒能穿過(guò)胎盤感染胎兒，由于胎兒在基因、表現(xiàn)型、血型等方面都是與母親不同的人。所以這項(xiàng)成果首次證明H5N1病毒具有人傳人的潛力。此外，他們還發(fā)現(xiàn)H5N1不僅感染肺臟，還感染氣管、大腦、血細(xì)胞和腸道等肺部以外器官，從而證明禽流感是全身性疾病。

上述發(fā)現(xiàn)被該領(lǐng)域?qū)＜艺J(rèn)為是近年來(lái)禽流感研究方面最具實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，對(duì)疾病的預(yù)防、診斷、治療等都有重要指導(dǎo)意義。該成果一經(jīng)發(fā)表，立刻被全球主流媒體廣泛報(bào)導(dǎo)，路透社、法新社、美聯(lián)社、新華社、以及《自然》等雜志和鳳凰衛(wèi)視等其他許多專業(yè)和大眾傳媒紛紛以不同語(yǔ)言對(duì)這一發(fā)現(xiàn)給予報(bào)導(dǎo)和評(píng)論，互連網(wǎng)上更是轉(zhuǎn)載無(wú)數(shù)。這一重要發(fā)現(xiàn)使我國(guó)在新發(fā)傳染病的分子病理學(xué)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先地位，成為近年來(lái)源自中國(guó)的最具有世界影響的醫(yī)學(xué)科技進(jìn)展。

聚焦　高端彩色打印控制關(guān)鍵技術(shù)

主持單位：北京大學(xué)

所屬領(lǐng)域：信息領(lǐng)域

本項(xiàng)目是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)、高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)碼打印控制技術(shù)于一體的系統(tǒng)性原創(chuàng)成果，獲得多項(xiàng)發(fā)明，打破了該領(lǐng)域一直被國(guó)外技術(shù)壟斷的局面

高端彩色打印控制關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)碼印刷技術(shù)中保證印刷效率和質(zhì)量的核心技術(shù)，相當(dāng)于數(shù)碼印刷的“CPU”。技術(shù)難度大。長(zhǎng)期被國(guó)外公司所壟斷。

由北京大學(xué)楊斌副研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究、開(kāi)發(fā)隊(duì)伍。在國(guó)家科技支撐計(jì)劃、電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金等方面的支持下，與方正集團(tuán)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，憑借北京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究所在相關(guān)方面三十多年的技術(shù)積累，針對(duì)國(guó)外技術(shù)的不足，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端彩色打印控制技術(shù)并獲得成功，一舉打破國(guó)外公司的技術(shù)壟斷，已有12項(xiàng)專利獲授權(quán)，申請(qǐng)并獲受理的發(fā)明專利有25項(xiàng)(其中9項(xiàng)國(guó)際專利)，初步形成完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系。

在2007年5月信息產(chǎn)業(yè)部主持的技術(shù)鑒定中認(rèn)為該技術(shù)“填補(bǔ)了我國(guó)的空白，其整體技術(shù)水平達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，在圖像半色調(diào)網(wǎng)點(diǎn)調(diào)制技術(shù)、圖形文字邊緣增強(qiáng)技術(shù)、并行處理效率等方面居領(lǐng)先水平”。高端彩色打印控制關(guān)鍵技術(shù)研制成功后，不僅在國(guó)內(nèi)獲得廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了我國(guó)數(shù)碼印刷技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；而且成功進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，被世界上著名的數(shù)碼印刷設(shè)備制造商采用，并正與多家跨國(guó)公司進(jìn)行洽談合作。三年來(lái)合計(jì)軟件銷售收入近億元，其中64％來(lái)自國(guó)際市場(chǎng)。

聚焦　首次發(fā)現(xiàn)共價(jià)鍵晶體及非晶結(jié)構(gòu)一維納米材料的大應(yīng)變塑性形變

主持單位：北京工業(yè)大學(xué)

所屬領(lǐng)域：材料領(lǐng)域

本項(xiàng)目是一項(xiàng)集現(xiàn)代電子顯微學(xué)原位表征與納米材料新異物理性能研究于一體的原創(chuàng)性成果，為現(xiàn)代納米材料性能表征提供了新途徑

一維納米材料作為具有新異物理性能的納米器件的基本結(jié)構(gòu)單元，引起世界各國(guó)的廣泛重視。北京工業(yè)大學(xué)張澤院士和韓曉東教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組，緊密圍繞國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃研究方向，在原位外場(chǎng)作用下納米材料物理性能與顯微結(jié)構(gòu)間關(guān)系研究上，取得了突破性進(jìn)展。發(fā)明了一種集現(xiàn)代電子顯微學(xué)原位表征與納米材料新異物理性能研究于一體的新方法。

在原子尺度對(duì)單體一維納米材料力學(xué)等性能進(jìn)行外場(chǎng)作用下原位表征測(cè)量，是當(dāng)今國(guó)際納米科學(xué)研究的瓶頸性難題之一。該研究小組發(fā)明了幾項(xiàng)頗具特色的納米操作技術(shù)，并成功用于Si和SiC等重要半導(dǎo)體納米線在外場(chǎng)作用下力學(xué)性能與原子尺度顯微結(jié)構(gòu)間關(guān)系研究，取得了突出創(chuàng)新性成果。他們驚奇地發(fā)現(xiàn)，作為現(xiàn)代信息基礎(chǔ)材料的硅這種脆性材料，達(dá)一維納米尺度時(shí)，在拉應(yīng)力外場(chǎng)作用下，也可發(fā)生室溫脆－韌轉(zhuǎn)變，甚至呈現(xiàn)超常塑。同樣，碳化硅在一維納米尺度也呈現(xiàn)這種室溫超塑性。這類共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體納米線的超常塑，是伴隨缺陷和非晶態(tài)轉(zhuǎn)變等一系列結(jié)構(gòu)演變而產(chǎn)生的。

這些新方法，不僅對(duì)在原子尺度認(rèn)知新異物理現(xiàn)象與顯微結(jié)構(gòu)間關(guān)系，而且對(duì)它們?cè)谙冗M(jìn)半導(dǎo)體領(lǐng)域的新應(yīng)用，將提供重要的試驗(yàn)和理論依據(jù)。

聚焦　鐵路綜合數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM―R)理論、關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用

主持單位：北京交通大學(xué)

所屬領(lǐng)域：交通領(lǐng)域

本項(xiàng)目在GSM-R技術(shù)引進(jìn)消化基礎(chǔ)上，從理論創(chuàng)新，到技術(shù)創(chuàng)新與工程應(yīng)用，取得一系列原創(chuàng)成果，開(kāi)辟了中國(guó)鐵路交通數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)展新局面

由北京交通大學(xué)鐘章隊(duì)教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，在國(guó)家自然科學(xué)基金、鐵道部重大研究計(jì)劃等方面的支持下，在“鐵路綜合數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM-R)理論、關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用”上取得了突破性進(jìn)展。該成果是一項(xiàng)集理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新與工程應(yīng)用于一體的系統(tǒng)性原創(chuàng)成果。

隨著中國(guó)鐵路快速發(fā)展，高速鐵路、客運(yùn)專線、青藏鐵路、重載運(yùn)輸對(duì)于鐵路無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展提出新的要求，傳統(tǒng)模擬無(wú)線通信存在同頻干擾、可靠性差及功能單一問(wèn)題，已無(wú)法滿足需要，中國(guó)鐵路無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展面臨一系列新的難題和挑戰(zhàn)，需要更新?lián)Q代。

鐘章隊(duì)教授率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，理論上提出分布式智能呼叫接納控制理論、無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋測(cè)量可靠評(píng)估方法、中國(guó)鐵路信息化數(shù)據(jù)傳輸體系架構(gòu)等，開(kāi)創(chuàng)了GSM-R理論研究新方向；在國(guó)際鐵路重載運(yùn)輸領(lǐng)域，首次采用安全電路數(shù)據(jù)會(huì)議技術(shù)，開(kāi)發(fā)出基于GSM-R平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化無(wú)線機(jī)車同步操作控制地面應(yīng)用節(jié)點(diǎn)和車載通信單元等設(shè)備，徹底解決了大秦線重載運(yùn)輸鐵路沿線隧道、山區(qū)、丘陵等特殊地段的可靠通信問(wèn)題，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益根據(jù)國(guó)家青藏鐵路建設(shè)需要，運(yùn)用理論研究成果開(kāi)發(fā)出新的測(cè)量及監(jiān)測(cè)設(shè)備，獲取了大量

珍貴的測(cè)量數(shù)據(jù)，為青藏鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)工程提供了可靠依據(jù)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)工具；主編了中國(guó)鐵路GSM-R系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本項(xiàng)目研究開(kāi)辟了GSM-R在中國(guó)鐵路交通研究應(yīng)用新領(lǐng)域，使我國(guó)鐵路移動(dòng)通信研究與應(yīng)用躋身國(guó)際前列，為中國(guó)鐵路獨(dú)特運(yùn)輸方式下鐵路交通數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)展建設(shè)提供了先進(jìn)理論方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，并為我國(guó)鐵路信息化及列車運(yùn)行控制技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展奠定了關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。

聚焦　一株重要采油微生物的全基因組破譯和重油降解分子機(jī)制的研究

主持單位：南開(kāi)大學(xué)

所屬領(lǐng)域：生物技術(shù)領(lǐng)域

本項(xiàng)目破譯了嗜熱采油細(xì)菌的全基因組序列，在世界上首次揭示了微生物降解重油主要組分――長(zhǎng)鏈烷烴的代謝途徑和關(guān)鍵生物酶的功能，對(duì)于石油污染的生物治理和微生物采油技術(shù)的革新具有重要科學(xué)意義和廣泛的應(yīng)用前景，為緩解我國(guó)能源緊張和促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的希望

由南開(kāi)大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)者王磊教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組在天津市科技創(chuàng)新專項(xiàng)資金(市長(zhǎng)基金)和國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下，在“采油微生物基因組和關(guān)鍵的重油降解分子機(jī)制研究”的課題上取得了重大進(jìn)展。該課題破譯了嗜熱采油細(xì)菌的全基因組序列，并在世界上首次揭示了重油主要組分――長(zhǎng)鏈烷烴的微生物降解途徑，獲得了具有重要應(yīng)用價(jià)值的生物酶。該成果是石油微生物研究領(lǐng)域的重大突破。

石油是人類社會(huì)的能源支柱，同時(shí)也是環(huán)境污染物。石油微生物的研究是發(fā)展微生物采油和石油污染生物修復(fù)技術(shù)的重要基礎(chǔ)。美國(guó)能源部的數(shù)據(jù)顯示，微生物采油能提高采油率10％～15％。目前全球探明儲(chǔ)量的石油中，超過(guò)60％的部分是黏度高、流動(dòng)性差的重油。采用現(xiàn)有的技術(shù)無(wú)法開(kāi)采。國(guó)際上對(duì)以長(zhǎng)鏈烷烴為主的重油微生物降解分子機(jī)制研究相對(duì)匱乏，成為微生物采油技術(shù)遇到的最大難題之一。

王磊教授綜合運(yùn)用前沿的基因組學(xué)和蛋白組學(xué)研究方法和技術(shù)，以一株分離自我國(guó)大港油田的采油細(xì)菌――嗜熱脫氮土壤芽孢桿菌為突破點(diǎn)，進(jìn)行“撒網(wǎng)一搜尋式”研究，全面系統(tǒng)地揭示微生物降解重油的分子機(jī)制。2002年中旬，王磊教授開(kāi)始組建科研小組，集中力量進(jìn)行攻關(guān)，不斷縮小目標(biāo)基因的范圍。歷經(jīng)基因組學(xué)研究一生物信息學(xué)預(yù)測(cè)一蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)驗(yàn)證一功能基因鑒定的逐級(jí)篩選，科研人員最終成功地完成了這一重要課題，在世界上首次完整地描述了長(zhǎng)鏈烷烴被微生物酶降解的途徑。

該項(xiàng)目研究成果于2007年3月27日在國(guó)際權(quán)威雜志《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上發(fā)表，得到國(guó)內(nèi)外同行的高度評(píng)價(jià)。課題組對(duì)這項(xiàng)重要成果申請(qǐng)了國(guó)際專利保護(hù)，為我國(guó)進(jìn)一步發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代微生物采油和石油污染修復(fù)技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

聚焦　二維協(xié)調(diào)的新一代電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

主持單位：清華大學(xué)

所屬領(lǐng)域：工程技術(shù)領(lǐng)域

本項(xiàng)目首次實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)控制中心自動(dòng)預(yù)警和優(yōu)化閉環(huán)控制系統(tǒng)，屬標(biāo)志性成果，對(duì)大電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)和優(yōu)質(zhì)運(yùn)行意義重大。

清華大學(xué)張伯明教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)家“973”計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目等方面的支持下。歷時(shí)15年研究開(kāi)發(fā)完成具有國(guó)際領(lǐng)先水平的三維協(xié)調(diào)的新一代電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。

2003年震驚世界的“814”美加大停電，其主要原因之一是作為電網(wǎng)控制中心神經(jīng)中樞和調(diào)度指揮司令部的能量管理系統(tǒng)(EMS)失效。電網(wǎng)發(fā)展迅速，傳統(tǒng)EMS已不適應(yīng)，急需變革。本成果在國(guó)際上首次提出(空間、時(shí)間、目標(biāo))三維協(xié)調(diào)的新一代電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的人工分析型變革為自動(dòng)預(yù)警型；將靜態(tài)分析變革為動(dòng)態(tài)分析；將基于斷面的分析變革為連續(xù)跟蹤遞歸分析。首創(chuàng)事故前預(yù)警和預(yù)防控制技術(shù)，將電網(wǎng)事故抑止在發(fā)生之前，萌芽之中，避免大停電。首創(chuàng)全局優(yōu)化閉環(huán)控制方法，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行，降低網(wǎng)損，節(jié)能降耗效益明顯。申請(qǐng)和授權(quán)發(fā)明專利13項(xiàng)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。在15個(gè)省級(jí)以上電網(wǎng)應(yīng)用，創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益2.8億元。

教育部組織的鑒定會(huì)意見(jiàn)稱：該成果“在整體上處于國(guó)際領(lǐng)先水平”，“是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的重大標(biāo)志性成果”，“對(duì)大電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)和優(yōu)質(zhì)運(yùn)行意義重大”。

該系統(tǒng)為世界首例。國(guó)際電力調(diào)度自動(dòng)化之父Dv-Liacco評(píng)價(jià)：“新一代EMS無(wú)疑是當(dāng)今最新的技術(shù)進(jìn)展，它在中國(guó)的實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)了國(guó)際潮流?！泵绹?guó)工程院院士Bose評(píng)價(jià)：“新一代EMS確實(shí)使電力控制中心技術(shù)向前邁進(jìn)了一大步。就我所知，在美國(guó)和歐洲，沒(méi)有一個(gè)電力控制中心將所有上述組成要素包含到一個(gè)EMS中?！?/p>

聚焦　二十四面體鉑納米晶體催化劑

主持單位：廈門大學(xué)

所屬領(lǐng)域：化學(xué)化工領(lǐng)域

本項(xiàng)目是集晶體表面結(jié)構(gòu)控制原理創(chuàng)新和高性能金屬納米催化劑制備技術(shù)創(chuàng)新為一體的原創(chuàng)性成果，開(kāi)辟了一條通過(guò)控制納米粒子表面微觀結(jié)構(gòu)提高催化劑性能的嶄新途徑，是納米尺度催化劑合成的重大突破。

廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院孫世剛教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組在國(guó)家“973”計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃等科學(xué)基金的支持下，在長(zhǎng)期研究金屬單晶電催化的基礎(chǔ)上，發(fā)展了金屬納米晶體表面結(jié)構(gòu)控制和生長(zhǎng)的電化學(xué)方法，突破化學(xué)法只能合成低表面能的低指數(shù)晶面結(jié)構(gòu)金屬納米晶體的局限，首次高產(chǎn)率制備出具有高表面能的二十四面體鉑納米晶體催化劑。他們與美國(guó)佐治亞理工學(xué)院王中林教授合作，通過(guò)高分辨電鏡分析證實(shí)所研制的二十四面體鉑納米晶體的表面為{730}、{520}等高指數(shù)晶面結(jié)構(gòu)。二十四面體鉑納米晶體不但具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。而且顯著增強(qiáng)了鉑納米催化劑的活性。這一研究成果開(kāi)辟了一條通過(guò)控制納米粒子表面微觀結(jié)構(gòu)提高催化劑性能的嶄新途徑，是將模型催化劑的基礎(chǔ)研究推向?qū)嶋H催化劑設(shè)計(jì)和研制的一個(gè)重大進(jìn)展。該成果以研究報(bào)告的形式發(fā)表在2007年5月4日出版的美國(guó)《科學(xué)》雜志上。同期的《科學(xué)》雜志還配發(fā)了題為“催化劑新面孔”的評(píng)述文章，指出這是納米尺度催化劑合成的一個(gè)重大突破。

鉑族金屬納米材料是燃料電池、石油化工、汽車尾氣凈化和化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域廣泛使用的催化劑。因世界鉑族金屬儲(chǔ)量稀少，價(jià)格昂貴，如何進(jìn)一步提高鉑族金屬催化劑的性能一直是科學(xué)和技術(shù)的重大關(guān)鍵問(wèn)題。孫世剛教授及其研究組提出并實(shí)現(xiàn)通過(guò)高指數(shù)晶面結(jié)構(gòu)鉑族金屬納米晶體的控制合成來(lái)提高催化劑活性和穩(wěn)定性，具有重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。該項(xiàng)研究成果除在《科學(xué)》上發(fā)表外，有關(guān)技術(shù)還申請(qǐng)了中國(guó)和美國(guó)發(fā)明專利各一項(xiàng)。

該項(xiàng)成果在國(guó)際學(xué)術(shù)界引起了重大反響：美國(guó)《化學(xué)工程新聞》周刊和《每日科學(xué)》，英國(guó)《新科學(xué)家》和英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)的《化學(xué)世界》等國(guó)際主流科技媒體都在第一時(shí)間報(bào)道和正面評(píng)述了這項(xiàng)重大研究進(jìn)展；德國(guó)《應(yīng)用化學(xué)》，英國(guó)

《自然納米技術(shù)》和《自然中國(guó)》，愛(ài)思唯爾《今日材料》等重要學(xué)術(shù)期刊都發(fā)表了評(píng)述文章，高度評(píng)價(jià)這一研究工作。這一成果還引起相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的高度關(guān)注(如國(guó)際著名的韓國(guó)三星公司綜合技術(shù)研究院。加拿大巴拉德燃料電池公司，等等)，并被美國(guó)《化學(xué)工程新聞》周刊評(píng)選為2007年度24項(xiàng)最重要的研究成果之一。

聚焦　中國(guó)南方早寒武世帶附肢的冠群甲殼動(dòng)物

主持單位：云南大學(xué)

所屬領(lǐng)域：生物學(xué)領(lǐng)域

本項(xiàng)目是一項(xiàng)利用特異保存化石，論證先驅(qū)甲殼動(dòng)物的地史分布及其基本特征的原創(chuàng)成果，為探討早期生命起源和演化提供了新信息

一些微小的胚胎和具外皮的后生動(dòng)物(多為節(jié)肢動(dòng)物幼體)，經(jīng)億萬(wàn)年埋藏被磷酸鹽化。其軟軀體部分可顯示體表微米級(jí)的剛毛、腺孔，甚至細(xì)胞構(gòu)造，組成一類珍稀的“特異保存”化石。云南大學(xué)張喜光教授長(zhǎng)期致力于此類化石研究。并于最近在云南省永善縣首次發(fā)現(xiàn)如此保存的先驅(qū)甲殼動(dòng)物化石。

借助這些精美化石所獨(dú)具的形態(tài)學(xué)和發(fā)育生物學(xué)的證據(jù)，張喜光教授及其合作者論證了與現(xiàn)生甲殼動(dòng)物(如蝦、蟹等)有著共同祖先的化石類群存在于5.2億年前的早寒武世，并非此前權(quán)威認(rèn)定的晚寒武世；再次肯定以往認(rèn)為在生物進(jìn)化后期方才出現(xiàn)的一些高等或進(jìn)步的生命形式，在寒武紀(jì)初期已具雛形。昆蟲的翼與水生甲殼動(dòng)物附肢基部著生的上肢可能同出一源，上肢原先僅見(jiàn)于約4億年前泥盆紀(jì)的甲殼動(dòng)物，研究證明上肢為寒武紀(jì)甲殼動(dòng)物的基本特征，為昆蟲由水生到陸生的進(jìn)化拓展了思維的空間。此前，張喜光教授曾率先報(bào)道了中寒武世的胚胎化石，如今我國(guó)南方以多處發(fā)現(xiàn)胚胎化石聞名于世，卻幾乎不見(jiàn)相對(duì)應(yīng)的幼蟲。上述先驅(qū)甲殼類的發(fā)現(xiàn)。表明這里化石的豐富多樣，可望為深入認(rèn)識(shí)原始節(jié)肢動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育和早期演化開(kāi)拓新的研究途徑。

該項(xiàng)目在國(guó)家自然基金委、“973”項(xiàng)目等的支持下得以完成。

聚焦　光量子計(jì)算機(jī)的物理實(shí)現(xiàn)和算法應(yīng)用

主持單位：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)

所屬領(lǐng)域：物理學(xué)領(lǐng)域

該項(xiàng)目在光學(xué)量子計(jì)算機(jī)的研制和算法實(shí)現(xiàn)的核心領(lǐng)域取得一系列獨(dú)創(chuàng)性的成果，獲得了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和認(rèn)可，標(biāo)志著我國(guó)在光學(xué)量子計(jì)算領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平

量子計(jì)算機(jī)利用量子力學(xué)的規(guī)律實(shí)現(xiàn)信息的高效存儲(chǔ)和超快并行計(jì)算，不僅具有重大的理論意義，而且對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和國(guó)家信息安全有著極其重要的影響。2007年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在光學(xué)量子計(jì)算核心領(lǐng)域取得了一系列獨(dú)創(chuàng)性的成果。該小組實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上糾纏光子數(shù)最多的“薛定諤貓”態(tài)和單向量子計(jì)算機(jī)，刷新了光子糾纏和量子計(jì)算領(lǐng)域的兩項(xiàng)世界記錄。該成果被歐洲物理學(xué)會(huì)和《自然》雜志等廣泛報(bào)道，被稱贊為“光學(xué)量子計(jì)算領(lǐng)域至今最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)工作”和“為量子計(jì)算機(jī)的物理實(shí)現(xiàn)邁進(jìn)了重要一步”。該小組還在國(guó)際上首次利用光量子計(jì)算機(jī)演示了關(guān)鍵性的Shor算法，實(shí)現(xiàn)了15=3×5這一質(zhì)因子分解，被美國(guó)物理學(xué)會(huì)譽(yù)為“量子計(jì)算的重大突破”。這個(gè)算法的最終目的是利用量子計(jì)算機(jī)極快地分解出大數(shù)的質(zhì)因子，這將對(duì)目前使用的保密系統(tǒng)(如RSA公開(kāi)碼)造成嚴(yán)重威脅。英國(guó)科技雜志《新科學(xué)家》對(duì)該工作做了長(zhǎng)篇報(bào)道，稱：“出現(xiàn)能運(yùn)行Shor算法的量子計(jì)算機(jī)具有極為深遠(yuǎn)的意義：這意味著由量子計(jì)算將能夠輕松的破解我們銀行帳號(hào)、商業(yè)和電子商務(wù)數(shù)據(jù)使用的密碼?！?/p>

這一系列成果獲得了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和高度認(rèn)可，標(biāo)志著我國(guó)在光學(xué)量子計(jì)算領(lǐng)域取得了國(guó)際領(lǐng)先水平。

聚焦　深層油氣成藏機(jī)理與分布預(yù)測(cè)

主持單位：中國(guó)石油大學(xué)(北京)

所屬領(lǐng)域：資源與環(huán)境領(lǐng)域

本項(xiàng)目是一項(xiàng)石油地質(zhì)理論創(chuàng)新與勘探實(shí)踐緊密結(jié)合的原創(chuàng)性成果

納米材料研究報(bào)告范文第3篇

一、無(wú)機(jī)材料化學(xué)的學(xué)科特色

材料是人類文明的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo),是直接推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力?；诓牧蠈?duì)社會(huì)發(fā)展的作用,人們將信息、能源和材料并列為現(xiàn)代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中,材料又是能源和信息的基礎(chǔ)。新材料既是當(dāng)代高新技術(shù)的重要組成部分,又是發(fā)展高新技術(shù)的重要支柱和突破口。伴隨著信息時(shí)代的來(lái)臨和材料設(shè)計(jì)、制備及加工的信息化處理,世界各國(guó)都將目光轉(zhuǎn)向具有“高、精、細(xì)”特征的新材料萬(wàn)面,我國(guó)也將新材料作為重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)之一。鑒于此,國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展綱要(2006年-2020年)將新材料技術(shù)列為前沿技術(shù),提出新材料技術(shù)將向材料的結(jié)構(gòu)功能復(fù)合化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備和使用過(guò)程綠色化發(fā)展;要突破現(xiàn)代材料設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、表征與先進(jìn)制備加工技術(shù),在納米科學(xué)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展納米材料與器件,開(kāi)發(fā)超導(dǎo)材料、智能材料、能源材料等特種功能材料,開(kāi)發(fā)超級(jí)結(jié)構(gòu)材料、新一代光電信息材料等新材料。這一切都預(yù)示著材料科學(xué)正經(jīng)歷著一次重大的變革。因此,加強(qiáng)材料科學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是時(shí)代的要求。

無(wú)機(jī)材料化學(xué)是材料化學(xué)家從材料科學(xué)、材料工藝和技術(shù)的角度出發(fā),把固體物理、固體化學(xué)相關(guān)理論和工程方面有關(guān)無(wú)機(jī)材料研究的化學(xué)內(nèi)容集中起來(lái),加以分析、綜合和提高而形成的一門獨(dú)立學(xué)科。[2]無(wú)機(jī)材料化學(xué)研究的范圍非常廣泛,包括材料相關(guān)的基本概念和理論、制備原理、結(jié)構(gòu)表征、重要的材料類型及其相關(guān)性能等多方面的內(nèi)容,涉及了固體物理、固體化學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的相關(guān)理論,是一門典型的交叉性學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái),材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展異常迅猛,材料科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等共同構(gòu)成了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的前沿。展望21世紀(jì),材料科學(xué)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的前沿有微電子材料、新型光電子材料、稀土功能材料、先進(jìn)陶瓷材料、高溫超導(dǎo)材料、納米材料等,[3]這些都屬于無(wú)機(jī)材料化學(xué)的研究范疇。因此,無(wú)機(jī)材料化學(xué)又是一門具有前沿性的學(xué)科。基于學(xué)科背景和課程特點(diǎn),我們?cè)诖筮B理工大學(xué)教改項(xiàng)目的支持下,以提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為主線,以建設(shè)精品課程為目標(biāo),進(jìn)行了一系列教學(xué)改革和研究。

二、教學(xué)內(nèi)容的選取

高等學(xué)校教學(xué)中教材內(nèi)容的陳舊是影響創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的突出問(wèn)題,也是高校課程改革的重點(diǎn)。目前,高校教材內(nèi)容不能適應(yīng)現(xiàn)代化人才培養(yǎng)的需要,內(nèi)容的先進(jìn)性方面不能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的要求,不能適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代創(chuàng)造型人才培養(yǎng)的要求。[4]特別是面對(duì)具有前沿性特點(diǎn)的材料化學(xué),教材的內(nèi)容相比速增長(zhǎng)和更新的新材料來(lái)說(shuō),嚴(yán)重滯后。而要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,掌握最新的科研成果對(duì)于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維非常重要。[5]向?qū)W生講授科學(xué)前沿知識(shí)可以激發(fā)學(xué)生們的求知欲,為他們提供一個(gè)創(chuàng)新的空間,使學(xué)生能夠近距離地感受創(chuàng)新的價(jià)值和創(chuàng)新帶來(lái)的激情。因此,挑選合適的教材是非常重要的。我們挑選了北京大學(xué)林建華、荊西平編寫的《無(wú)機(jī)材料化學(xué)》。該書將無(wú)機(jī)材料化學(xué)中重要的基礎(chǔ)問(wèn)題做了全面的討論,這本教材最大的特點(diǎn)在于它介紹了無(wú)機(jī)材料化學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展,并附有近期發(fā)表在國(guó)際主流期刊上的相關(guān)文獻(xiàn),整本教材體現(xiàn)著材料科學(xué)、化學(xué)和物理等學(xué)科交叉與滲透的特點(diǎn)。如果學(xué)生對(duì)教材中的某些前沿內(nèi)容感興趣,可以在教材中找到相應(yīng)的參考文獻(xiàn),在圖書館下載后仔細(xì)閱讀。

課堂上僅傳授知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,教學(xué)內(nèi)容還要有一定的探索性,能讓學(xué)生有一定的思考空間。教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)來(lái)自科研一線的事例非常感興趣。因此在課堂上,我們以自身科研成果豐富教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合自身科研經(jīng)歷令課堂生動(dòng)有趣,深化了教學(xué)效果。我們經(jīng)常把自己在科研工作中的體會(huì)、最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)一些開(kāi)放式的問(wèn)題與學(xué)生探討,自覺(jué)地把創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入課堂教學(xué)之中。我們還結(jié)合相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,穿插講解一些科學(xué)方法論的知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。例如,在講到固溶體合金的形成規(guī)律時(shí),我們向?qū)W生講述了現(xiàn)代物理冶金學(xué)重要?jiǎng)?chuàng)始人William Hume Rothery在聽(tīng)力完全喪失、健康狀況非常不佳的情況下,憑借堅(jiān)強(qiáng)的毅力和非凡的生活熱情,在異常簡(jiǎn)陋的工作條件下,開(kāi)創(chuàng)性地提出了著名的Hume Rothery準(zhǔn)則。這位杰出的科學(xué)家一生始終以樂(lè)觀向上的生活態(tài)度,堅(jiān)持不懈地勤奮工作著。學(xué)生們紛紛為Hume Rothery的人格魅力而傾倒,希望自己也能投身科學(xué),在某一領(lǐng)域取得杰出成就。我們經(jīng)常把本學(xué)科碰到的難題以及學(xué)科前沿的問(wèn)題向?qū)W生進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕榻B,激發(fā)學(xué)生的民族自豪感,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探究精神。例如,在講到第八章電介質(zhì)材料時(shí),我們將著名納米科學(xué)家王中林發(fā)表在《科學(xué)》上的氧化鋅“納米發(fā)電機(jī)”一文介紹給學(xué)生。在講到第九章超導(dǎo)材料時(shí),我們向?qū)W生們介紹了我國(guó)在超導(dǎo)材料的研制上一直處于國(guó)際領(lǐng)先水平,特別是2008年我國(guó)在高溫超導(dǎo)研究上取得重大突破,發(fā)現(xiàn)了一類新的高溫超導(dǎo)材料———鐵基超導(dǎo)材料,在全球范圍內(nèi)掀起了超導(dǎo)材料研究的新熱潮,并介紹了鐵基超導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)和性能。在講到第十二章發(fā)光材料時(shí),我們向?qū)W生介紹了大連路明集團(tuán)開(kāi)發(fā)的“水立方幔態(tài)LED”在研發(fā)、制造、安裝中創(chuàng)造的7項(xiàng)“世界第一”。這些事例大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)章節(jié)內(nèi)容的興趣,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的民族自豪感和投身科學(xué)的信心與決心。實(shí)踐表明,將科研引入教學(xué)過(guò)程,有力地促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和能力的提高,促使學(xué)生形成了正確的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,大大提高了教學(xué)的實(shí)際效果。

三、教學(xué)方法的改革

教學(xué)手段和方法是提高教育質(zhì)量非常重要的一個(gè)方面。傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師為主導(dǎo),以傳授知識(shí)為目的,往往采取灌輸式教學(xué)方法,在很大程度上忽略了學(xué)生的主體地位和創(chuàng)造性,學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí),學(xué)習(xí)積極性不高,教學(xué)效果不理想。要改變過(guò)去那種單純傳授專業(yè)知識(shí)的教學(xué)方法,把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)作為教學(xué)工作的重點(diǎn),我們必須對(duì)原有教學(xué)方法進(jìn)行改革,采取多樣化的教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

本課程的特點(diǎn)是知識(shí)點(diǎn)多而且分散,學(xué)生容易只見(jiàn)樹(shù)木、不見(jiàn)森林。為此,我們理出了一條課程主線,向?qū)W生清晰地展示各章節(jié)的作用以及章節(jié)之間的聯(lián)系(如圖1)。我們力爭(zhēng)做到講課內(nèi)容少而精,重點(diǎn)突出,主次分明,出現(xiàn)在不同章節(jié)但內(nèi)容相關(guān)的部分放在一起講解。例如,與Fermi面附近的能態(tài)密度相關(guān)的性質(zhì)有金屬材料的電子熱容和Pauli順磁性(第四章)、金屬材料的電導(dǎo)率(第九章)、超導(dǎo)材料的臨界溫度(第九章)等,將這些知識(shí)點(diǎn)放在一起進(jìn)行對(duì)比和總結(jié),學(xué)生對(duì)Fermi能級(jí)的概念就會(huì)有非常清晰和深刻的認(rèn)識(shí)。課程教學(xué)的重點(diǎn)在于使學(xué)生掌握該學(xué)科的思維方式和研究方法,給學(xué)生留有思考的足夠空間,能從多角度理解基本原理。古人云“授人以魚不如授人以漁”,這里強(qiáng)調(diào)的就是教授學(xué)生學(xué)習(xí)方法的重要性。[6]材料的組成和結(jié)構(gòu)決定了其物理性質(zhì),這是材料化學(xué)的核心和基礎(chǔ)。將鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)(第三章)和其鐵電性質(zhì)(第八章)結(jié)合起來(lái)講解,學(xué)生不僅對(duì)該類材料的結(jié)構(gòu)和特殊的物理性質(zhì)有了深刻的認(rèn)識(shí),更深化了對(duì)結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的理解,掌握了該課程的學(xué)習(xí)方法。

在實(shí)踐中,我們采取了傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)結(jié)合、自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)結(jié)合,基于問(wèn)題學(xué)習(xí)、基于案例學(xué)習(xí)、研究型學(xué)習(xí)等多種形式的教學(xué)策略,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)和思考問(wèn)題的效率。實(shí)踐表明,適度使用多媒體教學(xué),將材料實(shí)際應(yīng)用的照片、材料加工制作過(guò)程的視頻等圖片影視資料生動(dòng)地展示給學(xué)生,能為教學(xué)過(guò)程提供豐富的感性材料,豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。鑒于新材料的發(fā)展日新月異,每天新概念、新構(gòu)想、新方法都在不斷涌現(xiàn),我們?cè)谡n堂上及時(shí)地將與課程內(nèi)容相關(guān)的最新文獻(xiàn)介紹給學(xué)生,課堂教學(xué)結(jié)束前提出下次課程內(nèi)容的前沿課題,讓學(xué)生在課前完成對(duì)這一前沿課題的研究報(bào)告。這樣一方面可以使這些學(xué)有余力的學(xué)生接觸到材料化學(xué)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展,培養(yǎng)他們對(duì)教材內(nèi)容的興趣并找到自己的科研興趣,另一方面可以讓學(xué)生看到自己知識(shí)結(jié)構(gòu)的不足,在學(xué)習(xí)中自覺(jué)地去完善自己。與此同時(shí),這也鍛煉了他們查閱文獻(xiàn)和英文閱讀的能力,為將來(lái)進(jìn)行專業(yè)科學(xué)研究奠定了一定的基礎(chǔ)。通過(guò)一個(gè)學(xué)期的嘗試,我們感到教學(xué)效果非常好,學(xué)生經(jīng)常在下課后圍著教師交流,提出各種材料學(xué)領(lǐng)域的前沿問(wèn)題與教師探討。有幾個(gè)表現(xiàn)突出的學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入到某些課題組,開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)了。另外,在課堂上,我們結(jié)合自己的科研實(shí)踐,提出開(kāi)放式的與課程內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題,讓學(xué)生思考和回答。我們鼓勵(lì)學(xué)生提出不同的見(jiàn)解,這樣就增加了師生互動(dòng),活躍了課堂氣氛,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我們將本課程教學(xué)方法作一總結(jié)列于表1中。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)

納米材料研究報(bào)告范文第4篇

1、風(fēng)影——去屑不傷發(fā)

應(yīng)該說(shuō)，一直以來(lái)，洗發(fā)水市場(chǎng)是一個(gè)高強(qiáng)度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)，在營(yíng)銷傳播概念方面也是，充斥著各個(gè)各樣的賣點(diǎn)，尤其是去屑市場(chǎng)最為激烈。經(jīng)歷10多年的市場(chǎng)培育，海飛絲的“頭屑去無(wú)蹤，秀發(fā)更出眾”早已深入人心，雖然幾乎所有的洗發(fā)護(hù)發(fā)品牌都包含了去屑的品種，但似乎沒(méi)任何一個(gè)品牌能與其抗衡。然而，“風(fēng)影”卻成了去屑市場(chǎng)的一匹黑馬，而其成功的前提是攜“去屑不傷發(fā)”之利器。

大家都在喊去屑，如果一味地喊有效嗎？難也，很難撼動(dòng)“海飛絲”的老大地位，只能尋求差異化。市場(chǎng)不缺，缺少的是發(fā)現(xiàn)。天才的策劃者們創(chuàng)造了“去屑不傷發(fā)”的概念一箭雙雕——一方面體現(xiàn)出了更專業(yè)的去屑形象，另一方面也暗示了競(jìng)品的“傷發(fā)”，而且不偏不倚，正中要害。

同時(shí)，對(duì)于消費(fèi)者，也似乎有一點(diǎn)點(diǎn)“恐嚇”的味道：為什么能去屑？因?yàn)椤皻⒘Α贝蟀?，光“殺”頭屑就不“殺”頭發(fā)了嗎？這種暗示讓那些既有頭屑發(fā)質(zhì)又不好的消費(fèi)者擔(dān)心不已——每天用其他品牌去屑洗發(fā)水時(shí)總是為自己的頭發(fā)遭受“侵蝕”而擔(dān)心。沒(méi)辦法，用“風(fēng)影”吧，這下放心了。

真的那么神奇那么準(zhǔn)確嗎？消費(fèi)者真的能感覺(jué)到不同嗎？否也，概念而已，心理作用而已。

后來(lái)，品牌管理者們有演繹出了“精確去屑”的概念并提出了“5 種配方針對(duì)5種不同成因”的延伸概念，深化了品牌的專業(yè)形象，

2、九鑫——缽“螨”盆“螨”

1996年以前，九鑫集團(tuán)只是吉林省的一個(gè)小公司，年銷售收入只有幾十萬(wàn)元，而自從銷售濟(jì)南東風(fēng)制藥廠的新膚螨靈霜后，企業(yè)飛速發(fā)展，到2000年，新膚螨靈霜單品銷售即達(dá)到了3億元。

新膚螨靈霜成功銷售的同時(shí)，九鑫迅速壯大，開(kāi)始進(jìn)入日化、制藥、五金等多個(gè)行業(yè)，2002年的銷售達(dá)到5億元。

2002年下半年九鑫自主開(kāi)發(fā)的日化除螨產(chǎn)品———滿婷系列上市。

化妝品是競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的行業(yè)之一，然而，九鑫能夠在如此激烈的競(jìng)爭(zhēng)中迅速發(fā)展壯大，最主要的在于其“娶對(duì)了女”——新膚螨靈霜。而新膚螨靈霜的成功在于“入對(duì)了行”——除螨市場(chǎng)。

“螨”系列的成功類似于舒膚佳。在絕大多數(shù)中國(guó)人還不知道“螨”為何物的時(shí)候，新膚螨靈霜開(kāi)始了它的教育工作——先是讓人們認(rèn)識(shí)螨蟲的可怕——“螨蟲寄生在人體的毛囊深處，它吸取人體皮膚的營(yíng)養(yǎng)，從而破壞毛囊皮脂腺，使毛囊內(nèi)出現(xiàn)創(chuàng)面，造成皮膚毛孔擴(kuò)大、出現(xiàn)黑頭，被螨蟲侵害皮膚會(huì)變得粗黑甚至出現(xiàn)痛癢等現(xiàn)象”，然后通過(guò)理性訴求告訴大家新膚螨靈霜能夠有效除螨。

3、南孚——自定好電池標(biāo)準(zhǔn)

電池的好與壞只有用過(guò)才知道，購(gòu)買之前誰(shuí)都無(wú)法辨別好與不好，一來(lái)電池屬快速消費(fèi)品，消費(fèi)者不會(huì)在這種價(jià)值低的產(chǎn)品上花費(fèi)太多心思，二來(lái)消費(fèi)者不具備電池方面的專業(yè)知識(shí)，即使具備也不可能把電池拆開(kāi)來(lái)檢測(cè)。

對(duì)于這種外觀無(wú)法做出多大差異的產(chǎn)品來(lái)講，消費(fèi)者很難從產(chǎn)品本身去辨別好壞，只能通過(guò)品牌、包裝等來(lái)辨別。

2003年，人們沒(méi)有有效方法去辨別什么是好電池。2003年，南孚電池給了大家一個(gè)簡(jiǎn)單的方法——“好電池底部有個(gè)環(huán)”。同時(shí)為這個(gè)“環(huán)”取了個(gè)好名字——“聚能環(huán)”。同時(shí)詮釋該“環(huán)”的作用——“聚能環(huán)”徹底鎖住能量，避免因電池漏放電導(dǎo)致的電量流失，令電器發(fā)揮更出色。筆者不是電池行業(yè)的專家，到現(xiàn)在也不知道“聚能環(huán)”為何物，然而，就“環(huán)”、“聚能環(huán)”、“鎖住”等幾個(gè)字詞來(lái)看，南孚在營(yíng)銷傳播概念上是成功的。仔細(xì)想想，用底部的“環(huán)”來(lái)“鎖住”能量是很“幼稚”的說(shuō)法，然而，消費(fèi)者就是這么傻得可愛(ài)，看到那個(gè)“環(huán)”就會(huì)想“電被鎖住了，一點(diǎn)跑不掉到”。

消費(fèi)者不是我們行業(yè)的專家，只會(huì)用一些簡(jiǎn)單的方法來(lái)判斷產(chǎn)品的好壞。讓科技看得見(jiàn)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要原則之一，賦予“看得見(jiàn)的科技”以通俗易懂之傳播概念也是營(yíng)銷原則。

4、海爾防電墻——“私定行規(guī)”

2002年，海爾“防電墻”熱水器上市，從而拉開(kāi)了熱水器市場(chǎng)新一輪“熱戰(zhàn)”。

“防電墻”到底有什么過(guò)人之處？根據(jù)海爾的介紹：在中國(guó)，地面低壓電器的使用環(huán)境千差萬(wàn)別，有的地方根本就沒(méi)有地線，因此使用電熱水器出現(xiàn)意外的情況屢有發(fā)生，采用了海爾“防電墻”技術(shù)，即使在熱水器內(nèi)部通入220V電壓，也能使出水管處的電壓處于安全電壓(12V)的范圍內(nèi)，保證出水不帶電。

而事實(shí)上，深入地想一下，“防電墻”無(wú)非就是解決了一個(gè)安全問(wèn)題而已。而這又是電熱水器產(chǎn)品的最基本底限，如果連防電都做不到還能用嗎。

其他一些熱水起企業(yè)也指出，安全只是熱水器企業(yè)的底限，它不是熱水器的全部，也不是熱水器的最高境界，大批國(guó)內(nèi)外知名品牌在安全性能上早已達(dá)……。

然而，為什么海爾訴求“防電”這么一個(gè)“低級(jí)”概念卻成功了呢？

因?yàn)楹栒嬲驹谙M(fèi)者角度來(lái)考慮問(wèn)題了。消費(fèi)者不是專家，他們不知道熱水器的標(biāo)準(zhǔn)是什么，但他們知道自己生命安全最重要。海爾了解普通消費(fèi)者的心理，然后充分利用這一心理——適當(dāng)?shù)乜鋸堃幌?，采取“恐嚇?shù)N售法”。而且該法可謂一石雙鳥：說(shuō)自己安全的同時(shí)也是在暗示別人不安全。從海爾的一紙廣告邊可以看得出來(lái)，雖然有點(diǎn)“損”，但對(duì)銷售絕對(duì)有效。(該部分也可以刪掉)

5、小鴨洗衣機(jī)——沾光“納米”

隨著1999年、2000年的“納米”熱，一時(shí)之間，“納米”在人們心中成了“世界先進(jìn)科研水平”的代表。而且，經(jīng)過(guò)社會(huì)科普教育，在人們心目中，納米技術(shù)也只是材料、光學(xué)、醫(yī)藥、微電子等產(chǎn)業(yè)中才能用的超高技術(shù)。在這種情況下，小鴨宣布：“應(yīng)用納米技術(shù)，成功地研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)納米材料滾筒洗衣機(jī)”。并宣稱“無(wú)機(jī)銀復(fù)合材料外桶，使之具有耐摩擦、耐沖擊的特點(diǎn)，而且有著光潔度高和防垢能力強(qiáng)的特性，確保了洗衣機(jī)的即時(shí)清潔，滿足了現(xiàn)代消費(fèi)者健康洗滌的需求”。

從營(yíng)銷傳播概念上來(lái)講，小鴨納米洗衣機(jī)是成功的，而且恰如其分地趕上了社會(huì)上的“納米”熱，在普通消費(fèi)者心目中，納米究竟是個(gè)什么東西估計(jì)很少有人明白，但大家都知道是一種“世界先進(jìn)水平的高技術(shù)”，因此，當(dāng)一臺(tái)含有“世界先進(jìn)水平的高技術(shù)”的洗衣機(jī)擺在面前時(shí)，都會(huì)覺(jué)得產(chǎn)品一定好，花的錢很值。而到這里，營(yíng)銷傳播概念的任務(wù)已經(jīng)完成了。所以說(shuō)，小鴨納米洗衣機(jī)在營(yíng)銷概念上是成功的，而且是很優(yōu)秀的。

6、夏新手機(jī)，——“精致”贏天下

夏新電子是手機(jī)業(yè)最大的黑馬，在手機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境下，不但獲得了高速增長(zhǎng)，而且持續(xù)保持穩(wěn)定的經(jīng)營(yíng)狀態(tài)和盈利水平，上半年實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入364873萬(wàn)元，主營(yíng)業(yè)務(wù)利潤(rùn)12.60億元，分別較去年同期增長(zhǎng)180.50%、215.65%；凈利潤(rùn)36835萬(wàn)元，同期比增長(zhǎng)331.27%。

夏新手機(jī)的成功，相當(dāng)程度上取決于其“精致”的品牌定位。2002年的手機(jī)市場(chǎng)，手機(jī)市場(chǎng)除了幾款超高檔手機(jī)外，幾乎沒(méi)有什么“好”手機(jī)，而且，喜新厭舊的消費(fèi)者也似乎對(duì)沒(méi)有什么新意的手機(jī)“老三樣”產(chǎn)生了厭倦。同時(shí)，由于國(guó)產(chǎn)手機(jī)“技術(shù)含量低、做工粗糙”等不良品牌印象的影響，國(guó)產(chǎn)手機(jī)更無(wú)“好機(jī)”可選，在這種情況下，一款精致的“A8”手機(jī)讓人眼前一亮，成為人們的新寵。

夏新手機(jī)，怎一個(gè)“精致”了得！

7、“四千八百八，奔四扛回家”——神舟電腦便宜兩成收獲十成

在CCWRESEARCH公布的《2002年上半年中國(guó)家用臺(tái)式電腦用戶研究報(bào)告》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，一個(gè)名不見(jiàn)經(jīng)傳的電腦新軍———神舟電腦竟然在一年的時(shí)間內(nèi)“連升三級(jí)”，躍升至中國(guó)家用電腦的前五強(qiáng)，在不景氣的行業(yè)中成為市場(chǎng)上璀璨的明珠，令業(yè)界矚目。應(yīng)該說(shuō)，神舟電腦的成功來(lái)自于其平民化營(yíng)銷戰(zhàn)略，而在這其中，“四千八百八，奔四扛回家”的傳播主題功不可漠。

與同樣配置的其他品牌機(jī)相比，神舟電腦要比競(jìng)爭(zhēng)者價(jià)格低上兩成，毫無(wú)置疑，神舟電腦與競(jìng)品相比，主要優(yōu)勢(shì)在于價(jià)格，然而，價(jià)格優(yōu)勢(shì)如何體現(xiàn)或者如何深入人心？示愛(ài)的最快方法是直接說(shuō)我愛(ài)你，因此，直接的價(jià)格訴求最快速地將價(jià)格優(yōu)勢(shì)鋪進(jìn)消費(fèi)者心中。當(dāng)我們打開(kāi)電視，看見(jiàn)“4888元，奔4扛回家”的廣告時(shí)，我們不難感到神舟電腦的低價(jià)和物超所值。

“4888元，液晶電腦扛回家”，2002年11月，神舟電腦又開(kāi)始了其新的價(jià)格概念查，繼續(xù)強(qiáng)化平面價(jià)格和物超所值的品牌形象。

8、雕牌洗潔精——讓盤子唱歌

作為能與洋品牌洗衣粉抗衡的為數(shù)不多的民族品牌之一，雕牌正在崛起。但其在短時(shí)間內(nèi)漂移不定的品牌形象，欠缺原創(chuàng)力的廣告作品，讓人為其品牌的未來(lái)隱隱擔(dān)心。

“會(huì)唱歌的盤子才是干凈的盤子”，2003年，一支洗潔精的廣告片讓人看到了雕牌品牌運(yùn)作水平的進(jìn)步。廣告創(chuàng)作的一層境界是尋找微妙，我們需要找到一個(gè)微妙的東西來(lái)表現(xiàn)產(chǎn)品特點(diǎn)，這種微妙能夠直達(dá)消費(fèi)者內(nèi)心深處，生動(dòng)而形象，這個(gè)微妙的生動(dòng)會(huì)給大家潛意識(shí)里的暗示，而恰當(dāng)暗示的力量是大于直白的表述的。用手摩擦干凈的盤子會(huì)發(fā)出聲響，在這支“唱歌的盤子”的廣告中，巧妙地用“唱歌的盤子”來(lái)表現(xiàn)這一生活細(xì)節(jié)，給人以直達(dá)心底的干凈感受。

其實(shí)，我們仔細(xì)考慮一下，只要盤子沒(méi)有油膩，即使沾有其它非油膩的灰塵，也會(huì)“唱歌”，因此，“會(huì)唱歌的盤子”不一定是最干凈的盤子，然后，消費(fèi)者看到廣告后是不會(huì)去想那么多的，廣告在消費(fèi)者心中只能形成一種感覺(jué)而已，廣告讓消費(fèi)者“覺(jué)得干凈”就已經(jīng)足夠。

9、胡姬花——鉆石般的純度

“胡姬花”和“魯花”花生油在多年的營(yíng)銷傳播中，都形成了比較高的知名度和美譽(yù)度，應(yīng)該說(shuō)在品牌的較量上旗鼓相當(dāng)——因?yàn)榇蠹页私⒘酥群洼^強(qiáng)的屬性定位外都沒(méi)有形成什么核心（價(jià)值）概念，沒(méi)能給消費(fèi)者帶來(lái)更多感受。而在2003年，“胡姬花”與“魯花”在品牌的較量上明顯占了上風(fēng)，因?yàn)樗诖_定了“純”的傳播主旨以后，在營(yíng)銷傳播中緊緊圍繞“純”做文章，成功地通過(guò)隱喻物概念——“鉆石般的純度”——加強(qiáng)了“純”的概念。

營(yíng)銷傳播要傳達(dá)產(chǎn)品特點(diǎn)或帶來(lái)的利益，胡姬花選擇了“純”的賣點(diǎn)后，以鉆石為隱喻物，暗示產(chǎn)品的純。我們談到，暗示的力量大于直白的表述。因此我們可以說(shuō)，“鉆石般的純度”是個(gè)不錯(cuò)的創(chuàng)意表現(xiàn)。

10、海爾拉幕彩電

中國(guó)人看電視20年了，但還沒(méi)有人覺(jué)得電視開(kāi)機(jī)時(shí)會(huì)刺激眼睛傷害視力。然而，在2000年的時(shí)候，人們感覺(jué)到了，因?yàn)橛腥烁嬖V大家，電視開(kāi)機(jī)時(shí)的“強(qiáng)烈亮點(diǎn)”會(huì)刺激眼睛，并用“電視轟擊癥”來(lái)讓人們感覺(jué)明顯。這就是海爾拉幕式彩電。

據(jù)介紹，這種彩電采用的拉幕式開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，是一種智能數(shù)字化控制電路，通過(guò)電路控制緩解高壓沖擊顯像管，徹底根除了“電視轟擊癥”：普通彩電開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)往往發(fā)出“砰”的聲響，采電屏幕上出現(xiàn)大的亮斑，不僅對(duì)顯像管造成損害，對(duì)眼睛的健康也不利。拉幕式彩電在開(kāi)機(jī)時(shí)，清晰畫面從屏幕中間像舞臺(tái)拉幕一樣徐徐拉開(kāi)；關(guān)機(jī)時(shí)，如戲臺(tái)落幕，從兩側(cè)向中間合攏關(guān)閉，讓電視開(kāi)關(guān)機(jī)具有舞臺(tái)的藝術(shù)性。開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)、關(guān)機(jī)零閃爍，是專門開(kāi)發(fā)的智能調(diào)節(jié)內(nèi)部發(fā)射系統(tǒng)，避免了一般電視開(kāi)關(guān)機(jī)強(qiáng)烈亮點(diǎn)對(duì)屏幕熒光層的刺激，可延長(zhǎng)顯像管的使用壽命近一倍，同時(shí)又避免了強(qiáng)光地眼睛的刺激，保護(hù)視力。并且，通過(guò)新技術(shù)處理后的彩電可獲得流暢而無(wú)交爍的畫面效果，使收視感覺(jué)更為舒適。達(dá)到了保護(hù)視力、保護(hù)顯像管的目的。

好嘛，聽(tīng)這么一講，拉幕式彩電還真是個(gè)好東西。而且似乎還有很高的技術(shù)含量。當(dāng)然，這只是普通消費(fèi)者的認(rèn)識(shí)，據(jù)家電行業(yè)人士說(shuō)，該彩電不過(guò)在普通彩電的基礎(chǔ)上對(duì)電路板的某一小元件做了調(diào)整而已，成本的增加幾乎談不上。然而，消費(fèi)者不知道，只知道這種彩電好，技術(shù)高，然后，寧愿多掏300塊來(lái)買。這就足夠，好要什么！

思考一：有多少的營(yíng)銷傳播在浪費(fèi)錢？

這是個(gè)沉重的話題。中央電視臺(tái)投放的廣告中多少有準(zhǔn)確的營(yíng)銷傳播概念和優(yōu)秀的創(chuàng)意表現(xiàn)？很少。而在眾多的省級(jí)臺(tái)及各城市電視臺(tái)投放的廣告中，廣告更是沒(méi)法看——并不單指俗，俗廣告也有有效的，是指對(duì)市場(chǎng)的效果——不好。我們每天在各個(gè)頻道看到不計(jì)其數(shù)的品牌在“撒錢”，這其中，廣告真正實(shí)現(xiàn)其價(jià)值的太少。我想主要原因有二，一是企業(yè)沒(méi)有做出“好的營(yíng)銷傳播概念和優(yōu)秀廣告創(chuàng)意表現(xiàn)”的意識(shí)或眼界；更重要的是廣告/策劃公司沒(méi)有提供優(yōu)秀的服務(wù)能力，畢竟，這方面工作應(yīng)該是公司的專業(yè)。這值得每一個(gè)營(yíng)銷人、廣告人思考。廣告反映了一個(gè)企業(yè)品牌運(yùn)作的水平或者營(yíng)銷水平，低層次的廣告運(yùn)作就是低層次的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，因此而這又能折射出我們的整體市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平。我們的市場(chǎng)到底發(fā)展到什么層次？果真是大家都在抱怨的“競(jìng)爭(zhēng)太激烈，市場(chǎng)沒(méi)法做”嗎？從上面分析看來(lái)不盡然。

我們的企業(yè)有多少在營(yíng)銷傳播中浪費(fèi)錢？很多。

思考二：差異化營(yíng)銷，向誰(shuí)學(xué)習(xí)？

差異化是永恒的營(yíng)銷法寶。做營(yíng)銷，就要不斷地追求差異化。在我們身邊，不乏優(yōu)秀的企業(yè)和產(chǎn)品值得學(xué)習(xí)。

海爾的氧吧空調(diào)、防電墻熱水器、拉幕式彩電、轉(zhuǎn)波微波爐、MP3手機(jī)；養(yǎng)生堂的農(nóng)夫山泉、農(nóng)夫果園；寶潔的飄柔、潘婷、海飛絲、沙宣、舒膚佳等等。

納米材料研究報(bào)告范文第5篇

關(guān)鍵詞：先進(jìn)制造技術(shù)；新工業(yè)革命；制造模式；新一代信息技術(shù)；

作者簡(jiǎn)介：周佳軍(1989-)，男，湖北黃岡人，博士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等

0引言

制造業(yè)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主體和支柱，是綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。當(dāng)前我國(guó)制造業(yè)的總體情況依然落后，從資源與環(huán)境的角度看，我國(guó)制造業(yè)對(duì)能源和資源消耗巨大，環(huán)境污染嚴(yán)重；從技術(shù)與創(chuàng)新水平的角度看，我國(guó)制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，科技含量低，技術(shù)水平落后，有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少，產(chǎn)品的附加值較低[1]；從產(chǎn)業(yè)內(nèi)部?jī)r(jià)值鏈的角度看，我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)處在價(jià)值鏈上(研發(fā)、制造、營(yíng)銷)價(jià)值創(chuàng)造能力最低的環(huán)節(jié)，在研發(fā)和營(yíng)銷領(lǐng)域，科技創(chuàng)新能力弱、品牌建設(shè)不足；從市場(chǎng)環(huán)境的角度看，知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，消費(fèi)更加個(gè)性化，傳統(tǒng)的以追求生產(chǎn)效率為目的而進(jìn)行的品種單一、大批量以及標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品制造模式，很難適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)中客戶的個(gè)性化和多樣化需求。

先進(jìn)制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology，AMT)注重經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)的融合性，通過(guò)柔性生產(chǎn)、靈活生產(chǎn)、產(chǎn)品差異化、注重效率和質(zhì)量等方式增強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)能力、提高自主創(chuàng)新能力，為客戶提供更加人性化的服務(wù)，具有產(chǎn)品質(zhì)量精良、技術(shù)含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少、經(jīng)濟(jì)效益好等特性，通過(guò)發(fā)展AMT和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)改造提升傳統(tǒng)的資源密集型和勞動(dòng)密集型工業(yè)，以開(kāi)辟一條科技含量高、資源消耗低和環(huán)境污染少的新型工業(yè)化道路，已成為提高我國(guó)高新技術(shù)發(fā)展、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和滿足人民日益增長(zhǎng)需求的主要技術(shù)支撐。

2012年以來(lái)，新工業(yè)革命成為各國(guó)討論的熱點(diǎn)，以物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings)和大數(shù)據(jù)(bigdata)為代表的信息技術(shù)、以綠色能源為代表的新能源技術(shù)、以3D打印技術(shù)為代表的數(shù)字化智能制造等技術(shù)系統(tǒng)協(xié)同創(chuàng)新，將柔性化、智能化、敏捷化、精益化、全球化和人性化融為一體，將改變制造業(yè)的生產(chǎn)模式和全球經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，引領(lǐng)人們的生活走向智能化時(shí)代。工業(yè)西方發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛提出“再工業(yè)化戰(zhàn)略”，試圖實(shí)現(xiàn)從“產(chǎn)業(yè)空心化”到“再工業(yè)化”的回歸，提出的再工業(yè)化戰(zhàn)略并不是恢復(fù)傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)能力，而是通過(guò)加快突破和應(yīng)用AMT搶占新一輪科技和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)鏈的高端。為了保證我國(guó)制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展，必須盡快完成制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。

1先進(jìn)制造技術(shù)

AMT自20世紀(jì)80年代提出以來(lái)，世界各國(guó)都十分重視其理論和應(yīng)用實(shí)踐研究。AMT既包括先進(jìn)加工技術(shù)(AdvancedProcessingTechnology，APT)(主要指材料加工工藝及方法)，又包括對(duì)先進(jìn)裝備、人的智慧等有機(jī)構(gòu)成的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的智能控制和組織管理的先進(jìn)制造模式(AdvancedManufacturingMode，AMM)，主要指制造模式及系統(tǒng)。美國(guó)聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)(FederalCoordinatingCouncilorScienceEngineeringandTechnology，F(xiàn)CCSET)下屬的工業(yè)和技術(shù)委員會(huì)AMT工作組提出其主要包括三個(gè)技術(shù)群[2]：主體技術(shù)群(AMT的關(guān)鍵支撐，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、加工工藝規(guī)劃、增材制造技術(shù)、并行工程，以及材料生產(chǎn)工藝、加工工藝、加工和測(cè)試技術(shù)等)、支撐技術(shù)群(如計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和框架等)和管理技術(shù)群(如質(zhì)量管理、基礎(chǔ)設(shè)施、人員培訓(xùn)、全局監(jiān)督等)。雖然先進(jìn)制造模式和AMT密不可分，實(shí)踐中也常將二者混為一談，但是它們是兩個(gè)不同的概念。AMT注重制造單元功能效用的發(fā)揮(偏重技術(shù))，AMM注重組織方式，強(qiáng)調(diào)的是人、組織結(jié)構(gòu)和技術(shù)三者的協(xié)同。兩者的關(guān)系如圖1所示。

從社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的觀點(diǎn)看，任何制造系統(tǒng)都有兩個(gè)尺度，即技術(shù)系統(tǒng)和伴隨技術(shù)系統(tǒng)的社會(huì)系統(tǒng)，社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中技術(shù)系統(tǒng)與社會(huì)系統(tǒng)兩類因素的相互作用，技術(shù)影響社會(huì)系統(tǒng)投入的種類、轉(zhuǎn)換過(guò)程的性質(zhì)和系統(tǒng)的產(chǎn)出。然而，社會(huì)系統(tǒng)決定著技術(shù)利用的有效性和效率，如果孤立地試圖使其中一個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化，則可能使系統(tǒng)的總效能降低。AMT是各個(gè)單項(xiàng)技術(shù)在先進(jìn)制造哲理下的有機(jī)集成，從最初關(guān)注技術(shù)和工程科學(xué)等自然科學(xué)的集成，慢慢過(guò)渡為重視在AMT應(yīng)用過(guò)程中科學(xué)技術(shù)、組織結(jié)構(gòu)以及人的智慧等的深度融合，尤其注重自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的集成、系統(tǒng)體系觀念和整體全局優(yōu)化，最終目的是使整個(gè)制造系統(tǒng)能對(duì)外部市場(chǎng)環(huán)境的變化產(chǎn)生及時(shí)、高效、敏捷的反應(yīng)。

1.1先進(jìn)制造技術(shù)的概念、內(nèi)涵及主要內(nèi)容

制造指對(duì)原材料進(jìn)行加工或再加工，以及對(duì)零部件裝配過(guò)程的總稱。AMT的概念起源于美國(guó)[3]，早期其定義是以計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)的制造技術(shù)群，主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助工程、機(jī)器人及柔性制造技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)控技術(shù)及裝備等[4-5]，從研究的角度看，先進(jìn)制造技術(shù)在不同時(shí)代具有不同的含義，當(dāng)前各種新出現(xiàn)的、先進(jìn)的機(jī)械加工技術(shù)(納米加工、激光切割、增材制造等)、精益生產(chǎn)、并行工程、柔性制造、虛擬制造、敏捷制造和現(xiàn)代集成制造模式等，都屬于AMT的研究之列。

我國(guó)學(xué)者在對(duì)國(guó)外學(xué)者有關(guān)AMT定義的歸納和研究中，更為系統(tǒng)地對(duì)AMT進(jìn)行了定義，認(rèn)為AMT是一個(gè)多學(xué)科體系，包括從市場(chǎng)需求、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃到制造過(guò)程與市場(chǎng)反饋的人—機(jī)—物系統(tǒng)工程[6-7]。AMT本質(zhì)上是自然科學(xué)(自動(dòng)控制技術(shù)、工藝規(guī)劃技術(shù)等)和社會(huì)科學(xué)(組織管理和經(jīng)濟(jì)學(xué)等)的有機(jī)融合體，是通過(guò)生產(chǎn)方式的智能化和柔性化來(lái)提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和對(duì)市場(chǎng)環(huán)境的反應(yīng)能力。

從制造系統(tǒng)的觀點(diǎn)看，AMT是一個(gè)三層次的技術(shù)群，如圖2所示：第一個(gè)層次(內(nèi)層)為基礎(chǔ)制造技術(shù)，主要指優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的通用共性技術(shù)，對(duì)應(yīng)AMT中的支撐技術(shù)(如圖1)；第二層(中層)是新型制造單元技術(shù)，由制造技術(shù)與信息技術(shù)、新型材料加工技術(shù)、清潔能源、環(huán)境科學(xué)等結(jié)合而成，涉及多學(xué)科交叉、集成與融合，對(duì)應(yīng)于先進(jìn)制造技術(shù)中的主體技術(shù)和管理技術(shù)；第三層(外層)為先進(jìn)制造模式/系統(tǒng)(集成技術(shù))，是由先進(jìn)制造單元技術(shù)和組織管理等融合而成的現(xiàn)代集成制造模式，強(qiáng)調(diào)技術(shù)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)的協(xié)同與融合，對(duì)應(yīng)于圖1的先進(jìn)制造模式，是人、技術(shù)、組織和管理等要素的集成，也是人機(jī)物協(xié)同制造系統(tǒng)。

1.1.1基礎(chǔ)制造技術(shù)

優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的基礎(chǔ)制造技術(shù)，主要指?jìng)鹘y(tǒng)的制造工藝技術(shù)(如毛坯測(cè)量下料、鑄造/塑性成形、鍛壓、焊接、熱處理、材料強(qiáng)韌化、表面保護(hù)、機(jī)械加工、優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)、功能性防護(hù)涂層及各種與設(shè)計(jì)制造等)經(jīng)過(guò)優(yōu)化和改進(jìn)后形成的基礎(chǔ)制造工藝，是先進(jìn)制造技術(shù)的核心組成部分。

1.1.2新型制造單元技術(shù)

新型制造單元技術(shù)由制造技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、人工智能、新型材料加工技術(shù)、清潔能源、環(huán)境科學(xué)等結(jié)合而成，涉及多學(xué)科交叉、集成與融合，主要包括以下內(nèi)容：

(1)新型材料、納米技術(shù)和激光加工傳統(tǒng)材料的研制過(guò)程通過(guò)基本材料的組合反復(fù)試驗(yàn)配制獲得，整個(gè)過(guò)程非常緩慢。2011年6月，美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)伙伴關(guān)系(AdvancedManufacturingPartnership，AMP)計(jì)劃之一的“材料基因組計(jì)劃”[8]，從分子結(jié)構(gòu)的角度分析材料，通過(guò)原子排列找出相—顯微組織—性能—環(huán)境參數(shù)—使用壽命的關(guān)系，建立了原子、分子的結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系，極大地提高了研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用先進(jìn)材料的速度。納米技術(shù)和激光加工引發(fā)了機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在毫微米水平上的融合。

(2)增材制造與精密成型技術(shù)增材制造(如3D打印[9])是材料技術(shù)、粘結(jié)技術(shù)和打印技術(shù)的融合創(chuàng)新，由原材料直接制造成精密工件的材料近凈成型技術(shù)(Near-netShapeForming，NSF)制作的零件不需要加工或少量加工即可投入使用，極大地改造了傳統(tǒng)的毛坯成型技術(shù)[10]。

(3)機(jī)器人、自動(dòng)化及智能化技術(shù)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)加工中可以完成某些過(guò)程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)耗力的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程[11]；自動(dòng)化促使機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程從自動(dòng)控制發(fā)展到自學(xué)習(xí)、自組織、自維護(hù)和自修復(fù)等；智能化技術(shù)綜合了信息技術(shù)、模糊算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能優(yōu)化算法，使機(jī)器在沒(méi)有人工干預(yù)的情況下進(jìn)行生產(chǎn)，具有人機(jī)一體化、自律能力強(qiáng)、自組織與超柔性、自學(xué)習(xí)與自我維護(hù)等特點(diǎn)。

(4)先進(jìn)電子技術(shù)裝備先進(jìn)電子裝備，如平板電腦、智能手機(jī)、穿戴設(shè)備等普適人機(jī)交互設(shè)備和移動(dòng)終端會(huì)越來(lái)越普及，使人與物理世界的交互方式更加普適化、虛擬化、智能化和個(gè)性化，實(shí)現(xiàn)任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、任何人都能訪問(wèn)任何信息的交互，傳感器和嵌入式設(shè)備將會(huì)感知和采集各種環(huán)境和監(jiān)測(cè)對(duì)象信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行處理，用戶能夠利用自然普適智能的方式無(wú)縫地實(shí)現(xiàn)資源共享和服務(wù)的獲取。

(5)分子生物學(xué)和生物制造通過(guò)學(xué)習(xí)生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及其控制機(jī)制，解決制造過(guò)程中的一系列難題。強(qiáng)調(diào)生命科學(xué)的應(yīng)用，方法包括基因算法、進(jìn)化算法、強(qiáng)化學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

(6)供應(yīng)鏈管理制造過(guò)程是物質(zhì)流、信息流在控制流的協(xié)調(diào)下實(shí)現(xiàn)從原料到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換，供應(yīng)鏈管理以整體效益最優(yōu)化為目標(biāo)，以系統(tǒng)化的觀點(diǎn)綜合考慮對(duì)人、技術(shù)、管理、設(shè)備、物料、信息等系統(tǒng)構(gòu)成要素的優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命全周期經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

(7)清潔生產(chǎn)技術(shù)、綠色可持續(xù)制造清潔生產(chǎn)和綠色制造主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1綠色設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)階段就充分考慮對(duì)資源和環(huán)境的影響；2綠色選材，將環(huán)境因素融入材料的選擇過(guò)程中；3綠色制造，采用物料和能源消耗少、廢棄物少、對(duì)環(huán)境污染小的制造方法；4回收和循環(huán)再制造，實(shí)現(xiàn)資源―產(chǎn)品―廢棄物―再生資源或再生產(chǎn)品的反饋式循環(huán)模式[12]。

(8)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算(cloudcomputing)等新一代信息技術(shù)IBM公司基于新一代信息技術(shù)提出的智慧地球(smartplanet)掀起了物聯(lián)網(wǎng)研究的，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者和政府的廣泛關(guān)注[13]。物聯(lián)網(wǎng)是利用無(wú)線射頻識(shí)別(RadioFrequencyIDentification，RFID)、嵌入式系統(tǒng)、傳感器等技術(shù)獲取現(xiàn)實(shí)世界信息，使物體與物體之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相互連接并進(jìn)行信息交互，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[14]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入產(chǎn)品的全生命周期及制造過(guò)程的各個(gè)階段，將形成新的制造模式———制造物聯(lián)。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，社交網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)、信息物理系統(tǒng)、移動(dòng)終端等迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)量尤其是半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，據(jù)著名咨詢公司IDC的研究報(bào)告，2011年網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)總量為1.8ZB，預(yù)計(jì)到2020年，總量將達(dá)到35ZB，大數(shù)據(jù)時(shí)代正在來(lái)臨[15]。一般意義上，大數(shù)據(jù)指無(wú)法在一定時(shí)間內(nèi)用常規(guī)機(jī)器和軟硬件工具對(duì)其進(jìn)行感知、獲取、管理、處理和服務(wù)的數(shù)據(jù)集合[16]，具有大量、高速、多樣、價(jià)值密度低的特點(diǎn)。對(duì)于制造業(yè)而言，數(shù)據(jù)積累和數(shù)據(jù)的廣度還不夠，數(shù)據(jù)應(yīng)用大多針對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)內(nèi)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，有效整合大數(shù)據(jù)，包括微博、論壇、網(wǎng)站等數(shù)據(jù)源，分析發(fā)掘這些數(shù)據(jù)蘊(yùn)藏的潛在價(jià)值，有助于快速預(yù)測(cè)市場(chǎng)趨勢(shì)和客戶的個(gè)性化需求，細(xì)分客戶并提供量身定制的合適服務(wù)，及時(shí)了解整個(gè)供應(yīng)鏈的供需變化等。此外，制造系統(tǒng)中包括大量的物料、人員、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)及加工過(guò)程等數(shù)據(jù)，研究制造系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量不同來(lái)源的數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程，搜索、比較、聚類、分析、處理與融合制造過(guò)程的數(shù)據(jù)，可以支持制造過(guò)程的優(yōu)化決策，優(yōu)化生產(chǎn)流程和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，有效提升制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。大數(shù)據(jù)分析需要高效的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，目前制造業(yè)已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，而大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)體量巨大、數(shù)據(jù)類型繁多、查詢分析復(fù)雜等特點(diǎn)，超越了現(xiàn)有企業(yè)的IT架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的承載能力，因此需要高性能的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，必須依托云計(jì)算的分布式架構(gòu)、分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)等。云計(jì)算[17]是能夠提供動(dòng)態(tài)資源池、虛擬化和高可用性的下一代計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)按需使用的方式為用戶提供可配置的資源(包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、IT基礎(chǔ)設(shè)施、軟件、服務(wù)等)。云計(jì)算融合物聯(lián)網(wǎng)、面向服務(wù)、高性能計(jì)算和智能科學(xué)等技術(shù)形成云制造[18]，將各類制造資源或能力虛擬化、服務(wù)化，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和云平臺(tái)為用戶提供可高效便捷、按需使用、優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的制造全生命周期服務(wù)。

1.1.3先進(jìn)制造模式/系統(tǒng)

制造模式是制造業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)速度，以完成特定的生產(chǎn)任務(wù)而采取的一種有效的生產(chǎn)方式和一定的生產(chǎn)組織形式。先進(jìn)制造模式是以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和智能技術(shù)為代表的高新技術(shù)為支撐技術(shù)，在先進(jìn)制造思想的指導(dǎo)下，用扁平化、網(wǎng)絡(luò)化組織結(jié)構(gòu)方式組織制造活動(dòng)，追求社會(huì)整體效益、顧客體驗(yàn)和企業(yè)盈利，是最優(yōu)化的柔性、智能化生產(chǎn)系統(tǒng)。按照歷史唯物主義的觀點(diǎn)，社會(huì)存在決定社會(huì)意識(shí)，從制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，不同社會(huì)發(fā)展時(shí)期決定了不同的制造思想、生產(chǎn)組織方式和管理理念，它們相互作用、共同決定了特定時(shí)期的制造模式。如圖3所示，按照制造技術(shù)的發(fā)展水平、生產(chǎn)組織方式和管理理念，將制造模式的發(fā)展歷程歸納為手工作坊式生產(chǎn)、機(jī)器生產(chǎn)、批量生產(chǎn)、低成本大批量生產(chǎn)、高質(zhì)量生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化制造、面向服務(wù)的制造、智能制造8個(gè)階段。

工業(yè)革命以前，產(chǎn)品主要以手工作坊式和單件小批量模式生產(chǎn)為主，產(chǎn)品質(zhì)量主要依賴手工匠的技藝，其成本較高、生產(chǎn)批量小，零部件的質(zhì)量可控性和兼容性比較差，供不應(yīng)求成為制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展必須解決的問(wèn)題。產(chǎn)業(yè)革命后，新的生產(chǎn)技術(shù)和管理思想大量涌現(xiàn)，這一階段的早期，制造技術(shù)的改進(jìn)重點(diǎn)是規(guī)?；笈可a(chǎn)和提高生產(chǎn)效率，流水線式生產(chǎn)方式使得專業(yè)分工和標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模生產(chǎn)從技術(shù)方法上成為可能，科學(xué)組織管理理念等又從組織、結(jié)構(gòu)和方式上保障了流水線式生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，使得大規(guī)模制造成為可能。然而，大規(guī)模、批量化生產(chǎn)方式的精細(xì)化分工和高度標(biāo)準(zhǔn)化形成了一種剛性的資源配置系統(tǒng)，在買方市場(chǎng)下，市場(chǎng)環(huán)境瞬息萬(wàn)變，這種生產(chǎn)模式會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨大損失，20世紀(jì)90年代，隨著先進(jìn)制造理念、先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)以及先進(jìn)管理方式的不斷成熟與發(fā)展，各種新的制造理念、先進(jìn)制造新模式得到了迅猛發(fā)展，理論界相繼出現(xiàn)了高質(zhì)量生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化制造、面向服務(wù)的制造、智能制造等一系列新概念，各種先進(jìn)制造模式之間的關(guān)系如圖4所示。

(1)高質(zhì)量生產(chǎn)

并行工程、柔性制造、精益生產(chǎn)[19-20]這三類制造模式是基礎(chǔ)的生產(chǎn)管理方法，是虛擬制造、敏捷制造、現(xiàn)代集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)；虛擬制造[21]是實(shí)現(xiàn)敏捷制造[22-23]的重要手段；生物制造[24]和綠色制造[25-26]是考慮環(huán)境影響和資源利用率的制造模式，相關(guān)文獻(xiàn)已有介紹，不再贅述。

(2)網(wǎng)絡(luò)化制造

網(wǎng)絡(luò)化制造是指在產(chǎn)品全生命周期制造活動(dòng)中，以信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求和提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的制造技術(shù)/系統(tǒng)的總稱。比較典型的應(yīng)用模式有制造網(wǎng)格(MGrid)[27]、應(yīng)用服務(wù)提供商(ApplicationServiceProvider，ASP)[28]。制造網(wǎng)格是運(yùn)用網(wǎng)格技術(shù)對(duì)制造資源進(jìn)行服務(wù)化封裝和集成，屏蔽資源的異構(gòu)性和地理上的分布性，以透明的方式為用戶提供服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)面向產(chǎn)品全生命周期的資源共享、集成和協(xié)同工作；ASP是企業(yè)將其部分或全部流程業(yè)務(wù)委托給服務(wù)提供商進(jìn)行管理的一種外包式服務(wù)，以優(yōu)化資源配置、提高生產(chǎn)和管理效率。企業(yè)用戶可以直接租用ASP平臺(tái)提供的各類軟件進(jìn)行自己的業(yè)務(wù)管理，如產(chǎn)品生命周期管理(ProductLifecycleManagement，PLM)、企業(yè)資源規(guī)劃(EnterpriseResourcePlanning，ERP)等，不必購(gòu)買整個(gè)軟件和在本地機(jī)器上安裝該軟件，從而節(jié)省了IT產(chǎn)品技術(shù)的購(gòu)買和運(yùn)行費(fèi)用，降低了客戶企業(yè)的應(yīng)用成本，特別適用于中小型企業(yè)。

(3)面向服務(wù)的制造

制造的價(jià)值鏈正不斷延伸和拓展，制造和服務(wù)逐漸融合，制造企業(yè)更加傾向于為顧客提品服務(wù)及其應(yīng)用解決方案。面向服務(wù)的制造是為實(shí)現(xiàn)制造價(jià)值鏈的增值，通過(guò)產(chǎn)品和服務(wù)融合、客戶全程參與、提供生產(chǎn)型服務(wù)或服務(wù)型生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)分散的制造資源整合和各自核心競(jìng)爭(zhēng)力的高效協(xié)同，達(dá)到高效創(chuàng)新的一種制造模式[29]。面向服務(wù)的制造的典型應(yīng)用有眾包生產(chǎn)(CrowdSourcing，C-Sourcing)、工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)(IndustrialProductServiceSystem，IPSS)等。眾包生產(chǎn)源于眾包，眾包一詞最早出現(xiàn)在2006年，由美國(guó)《連線》雜志一位名叫杰夫·豪的記者首次提出[30]。眾包是一種分布式的問(wèn)題解決和生產(chǎn)模式，它將工作任務(wù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以公開(kāi)、自由自愿的方式分發(fā)給非特定的大眾。眾包生產(chǎn)就是網(wǎng)絡(luò)化社會(huì)生產(chǎn)，讓更多產(chǎn)品和服務(wù)用戶參與到產(chǎn)品的創(chuàng)新活動(dòng)中來(lái)，打破企業(yè)創(chuàng)新來(lái)源的界限，聚集大眾智慧，增加公眾的參與度，并通過(guò)“用戶創(chuàng)造內(nèi)容”的形式生產(chǎn)出符合消費(fèi)者需求的個(gè)性化產(chǎn)品[31]。眾包生產(chǎn)對(duì)構(gòu)建創(chuàng)新型制造企業(yè)非常重要，它具有開(kāi)放式生產(chǎn)、組織構(gòu)成的動(dòng)態(tài)性、物理范圍的分布性、參與者的主動(dòng)性等特點(diǎn)，能夠突破傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，通過(guò)外部資源的整合實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)任務(wù)；另外，它還可以通過(guò)激勵(lì)機(jī)制代替合約機(jī)制，以極低的成本聚集外部的零散個(gè)體用戶和群體資源，為客戶提品及其應(yīng)用解決方案。面對(duì)多樣化的個(gè)性需求和不斷變化的市場(chǎng)環(huán)境，眾包生產(chǎn)能夠靈活、高效、低成本地進(jìn)行資源的重新分配和整合，有效降低產(chǎn)品制造成本，減少企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高適應(yīng)個(gè)性化需求的靈活性，它的出現(xiàn)給企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、管理和售后服務(wù)帶來(lái)了巨大影響。產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)(ProductServiceSystem，PSS)通過(guò)系統(tǒng)地集成產(chǎn)品和服務(wù)，為用戶提品功能而不是產(chǎn)品本身來(lái)滿足用戶需求，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的價(jià)值增值和生產(chǎn)與消費(fèi)的可持續(xù)性[32]。IPSS[33]是在PSS的基礎(chǔ)上提出的。IPSS是工業(yè)產(chǎn)品及其相關(guān)服務(wù)的集成，它將產(chǎn)品與服務(wù)作為一個(gè)集成化的整體提供給用戶，這里的產(chǎn)品既可以是用戶所有，也可以是IPSS的提供者所有，不但關(guān)注產(chǎn)品本身質(zhì)量而且考慮顧客體驗(yàn)，通過(guò)用戶的參與來(lái)提高產(chǎn)品服務(wù)創(chuàng)新能力；服務(wù)則是覆蓋整個(gè)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的所有活動(dòng)(設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、銷售、使用、維護(hù)、售后服務(wù)等)，通過(guò)專業(yè)的服務(wù)共享降低用戶的成本投入，從而集中更多的精力關(guān)注其核心競(jìng)爭(zhēng)力。IPSS的核心是提供工業(yè)產(chǎn)品的工作能力，這依賴于提供者的知識(shí)水平和經(jīng)驗(yàn)豐富程度，因此它具有知識(shí)服務(wù)和生產(chǎn)型服務(wù)的特點(diǎn)。

(4)智能制造

基于新一代信息技術(shù)和IBM智慧地球的研究框架，制造系統(tǒng)的集成協(xié)同越來(lái)越關(guān)注人的發(fā)展和周圍環(huán)境的融合，研究的關(guān)注點(diǎn)從之前側(cè)重信息技術(shù)和工程科學(xué)的集成，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)體系、組織結(jié)構(gòu)、人及環(huán)境的深度融合與無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與可持續(xù)制造。此類制造包括云制造、制造物聯(lián)、基于信息物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem，CPS)的智能制造乃至智慧制造。德國(guó)政府于2013年4月舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出了工業(yè)4.0戰(zhàn)略，在該戰(zhàn)略下提出的智能制造是面向產(chǎn)品全生命周期，實(shí)現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術(shù)是在新一代信息技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、納米技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能等基礎(chǔ)上，通過(guò)感知、人機(jī)交互、決策、執(zhí)行和反饋，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、物流、管理、維護(hù)和服務(wù)的智能化，是信息技術(shù)與制造技術(shù)的集成協(xié)同與深度融合。在產(chǎn)品加工過(guò)程中，智能制造將傳感器及智能診斷和決策軟件集成到裝備，由程序控制的裝備上升到智能控制，能自適應(yīng)反饋被加工工件在過(guò)程中的狀況[34]。例如，基于CPS的智能制造生產(chǎn)過(guò)程與傳統(tǒng)的數(shù)控加工技術(shù)相比，能感知溫度、環(huán)境、加工材料的屬性變化，并作出相應(yīng)調(diào)整，不會(huì)死板地執(zhí)行預(yù)定程序，能夠保證加工出的產(chǎn)品精度?；谠朴?jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、面向服務(wù)和智能科學(xué)等技術(shù)的云制造也是一種智能化的制造模式[35]，它利用網(wǎng)絡(luò)和云制造服務(wù)平臺(tái)，按需組織網(wǎng)上制造資源(制造云)，為用戶提供可隨時(shí)獲取的、動(dòng)態(tài)的、敏捷的制造全生命周期服務(wù)[36-38]。云制造能促進(jìn)制造資源/能力的物聯(lián)化、虛擬化、服務(wù)化、協(xié)同化和智能化。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化制造相比，云制造具有更好的資源動(dòng)態(tài)性、敏捷性以及產(chǎn)品和服務(wù)解決方案的靈活性，同時(shí)能更好地解決ASP模式的客戶端智能性和數(shù)據(jù)安全性的不足問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)更大范圍的推廣和應(yīng)用；與制造網(wǎng)格相比，云制造在“分散資源集中使用”思想的基礎(chǔ)上，還體現(xiàn)了“集中資源分散服務(wù)”的思想。制造物聯(lián)[39]是基于互聯(lián)網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)、RFID、傳感網(wǎng)、智能技術(shù)等構(gòu)建的現(xiàn)代制造物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，是以中間件、海量信息融合和系統(tǒng)集成技術(shù)為基礎(chǔ)，基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)服務(wù)平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)，解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)、管理、服務(wù)等過(guò)程中的信息感知、可靠傳輸與智能處理，增加制造的服務(wù)化與智能化水平的制造新模式。制造物聯(lián)在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠有效地管理制造資源、監(jiān)控制造過(guò)程、匹配制造需求等，將傳統(tǒng)的產(chǎn)品制造從市場(chǎng)調(diào)研、研發(fā)設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)過(guò)程、銷售、物流運(yùn)輸與售后服務(wù)融為一體，協(xié)同制造過(guò)程中物料流、能量流、信息流、價(jià)值流的優(yōu)化運(yùn)行，以支持產(chǎn)品智能化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、供應(yīng)鏈與物流的準(zhǔn)時(shí)化和精益化、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理輔助決策等應(yīng)用，極大地提高了制造企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

基于語(yǔ)義Web、務(wù)聯(lián)網(wǎng)(InternetofService，IoS)、社會(huì)性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(SocialNetworkService，SNS)等，智能制造/云制造的進(jìn)一步發(fā)展將會(huì)誕生智慧制造(WisdomManufacturing，WM)[40-41]。WM將機(jī)器智能、普適智能和人的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)與智慧結(jié)合在一起，形成以客戶需求為中心、以人為本、面向服務(wù)、基于知識(shí)運(yùn)用、人機(jī)物協(xié)同的制造模式。

綜上所述，先進(jìn)制造模式是以所追求的目標(biāo)和生產(chǎn)開(kāi)展方式的轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)而產(chǎn)生及發(fā)展的，體現(xiàn)的是消費(fèi)者的個(gè)性化需求、科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，是由先進(jìn)制造哲理、先進(jìn)組織管理方式、先進(jìn)制造技術(shù)及人的相互融合發(fā)展、相互協(xié)同作用的產(chǎn)物。這是一個(gè)系統(tǒng)靈活性不斷增大、組織結(jié)構(gòu)和過(guò)程不斷優(yōu)化的進(jìn)程，將形成人機(jī)物協(xié)同制造系統(tǒng)，使制造資源得到最佳利用、生產(chǎn)效率得到極大提高，能夠?qū)κ袌?chǎng)變化和內(nèi)部變化作出迅速響應(yīng)。

1.2先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)活動(dòng)的影響

從生產(chǎn)流程來(lái)看，AMT與傳統(tǒng)制造技術(shù)對(duì)制造過(guò)程的影響如圖5所示。傳統(tǒng)制造是利用制造資源將原材料轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的過(guò)程，僅為生產(chǎn)過(guò)程的一部分，一般包括產(chǎn)品的加工和裝配兩大內(nèi)容，制造商自行生產(chǎn)或者從供應(yīng)商購(gòu)買零件，將其組裝成產(chǎn)品并檢驗(yàn)以符合要求。制造過(guò)程中輸入的是原材料、能量、信息、人力資源等，輸出的是符合要求的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造與銷售各部分之間信息的傳遞與反饋不暢，各部門按功能分解任務(wù)，容易只考慮本部門的利益，對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化考慮較少，造成設(shè)計(jì)與制造部門間難以協(xié)調(diào)、矛盾突出。

AMT主要從材料設(shè)計(jì)、制造流程改造、產(chǎn)品服務(wù)融合的集成解決方案和循環(huán)利用四個(gè)方面拓展傳統(tǒng)制造技術(shù)的內(nèi)容：

(1)材料設(shè)計(jì)新型材料的成型和加工技術(shù)愈發(fā)重要，對(duì)材料分子層或原子層的定向改造極大地提高了產(chǎn)品性能，超硬材料、功能梯度復(fù)合材料的某些新的成形、加工技術(shù)將不斷涌現(xiàn)，如超導(dǎo)材料成形加工等。

(2)制造流程改造傳統(tǒng)制造是面向批處理、時(shí)間上和空間上分離的分布式加工，先進(jìn)制造超效能加工和自動(dòng)化技術(shù)能夠促使連續(xù)流制造，減少零件庫(kù)存。

(3)產(chǎn)品服務(wù)融合先進(jìn)制造強(qiáng)調(diào)涵蓋從產(chǎn)品研發(fā)直至客戶應(yīng)用的全過(guò)程，提品、軟件和服務(wù)于一體的產(chǎn)品解決方案和端對(duì)端的服務(wù)。知識(shí)資本、人力資本和技術(shù)資本的高度聚合，使制造活動(dòng)擺脫了傳統(tǒng)制造低技術(shù)含量、低附加值的模式，通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、管理咨詢等活動(dòng)，技術(shù)和知識(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中被實(shí)際運(yùn)用，將技術(shù)進(jìn)步轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)能力和競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)產(chǎn)生更高的附加價(jià)值。

(4)循環(huán)利用[42]先進(jìn)制造注重材料的回收利用，不但對(duì)環(huán)境友好而且節(jié)約原材料成本。傳統(tǒng)的產(chǎn)品制造模式是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，即原料工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品使用報(bào)廢棄入環(huán)境，是以大量消耗資源和破壞環(huán)境為代價(jià)的制造方式；而循環(huán)生產(chǎn)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，整個(gè)生命周期考慮生態(tài)環(huán)境和資源效率，從單純的產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)擴(kuò)展到生命周期設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)所有資源應(yīng)該實(shí)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)體系內(nèi)的循環(huán)利用。

基礎(chǔ)制造技術(shù)、新型制造單元技術(shù)和現(xiàn)代先進(jìn)集成制造技術(shù)對(duì)制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。基礎(chǔ)制造技術(shù)通過(guò)改進(jìn)、整合形成新型制造單元技術(shù)，進(jìn)而影響整個(gè)制造過(guò)程。諸如網(wǎng)絡(luò)化制造、面向服務(wù)制造和智能制造等先進(jìn)集成制造技術(shù)已在前文說(shuō)明，這里著重探討新型制造單元技術(shù)對(duì)制造過(guò)程的影響。具體來(lái)講，新型制造單元技術(shù)(圖2中第二層)對(duì)傳統(tǒng)制造流程的改造如圖6所示，增材/精準(zhǔn)制造用于對(duì)加工階段的改造；機(jī)器人/自動(dòng)化技術(shù)用于組裝和生產(chǎn)流程的自動(dòng)化；先進(jìn)電子技術(shù)用于產(chǎn)品和服務(wù)的融合以及加工過(guò)程的控制；供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)以整體效益最優(yōu)化為目標(biāo)，以系統(tǒng)化的觀點(diǎn)綜合考慮人、技術(shù)、管理、設(shè)備、物料、信息等系統(tǒng)構(gòu)成要素的優(yōu)化組合，在滿足產(chǎn)品或服務(wù)供給要求的同時(shí)，達(dá)到成本最低；清潔生產(chǎn)技術(shù)主要用于材料的循環(huán)利用、回收等環(huán)節(jié)；分子生物學(xué)和生物制造用于材料設(shè)計(jì)及制造流程的改進(jìn)；納米材料技術(shù)用于合成與加工功能梯度材料、復(fù)合材料等；物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)用于對(duì)產(chǎn)品全生命周期制造過(guò)程進(jìn)行全方位跟蹤、分析、優(yōu)化和控制，實(shí)現(xiàn)多維度、透明化的泛在感知，確保制造過(guò)程的高效、敏捷、可持續(xù)和智能化。

需要指出的是，AMT對(duì)傳統(tǒng)制造流程的改造，不但使原有制造和裝配工藝等制造中期階段產(chǎn)生了質(zhì)的變化，而且涵蓋了市場(chǎng)信息分析、產(chǎn)品決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備等生產(chǎn)前階段，以及質(zhì)量監(jiān)測(cè)、銷售使用、售前售后服務(wù)、產(chǎn)品報(bào)廢的處理和回收再生產(chǎn)等后階段，覆蓋了產(chǎn)品生命周期的制造全過(guò)程，可提供集產(chǎn)品、軟件和服務(wù)于一體的整體解決方案，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)。

1.3各國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展情況和研究進(jìn)展

近年來(lái)，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家先后針對(duì)AMT的研發(fā)提出了國(guó)家層面的發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃。美國(guó)在2009年12月頒布了《AFrameworkforRevitalizingAmericanManufacturing》(重振美國(guó)制造業(yè)框架)[43]；2011年6月宣布了《TheAdvancedManufacturingPartnership》(先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃)[44]；2012年2月了《ANationalStrategicPlanForAdvancedManufacturing》(先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略)[45]，提出通過(guò)加強(qiáng)研究和試驗(yàn)稅收減免、擴(kuò)大和優(yōu)化政府投資、建設(shè)智能制造技術(shù)平臺(tái)，以加快智能制造的技術(shù)創(chuàng)新。

日本在1989年就發(fā)起“智能制造系統(tǒng)”計(jì)劃，推動(dòng)本國(guó)AMT的研究和發(fā)展；2010年5月公布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)藍(lán)圖》，同年6月通過(guò)《新增長(zhǎng)戰(zhàn)略》法案，規(guī)劃了日本經(jīng)濟(jì)2011年~2020年的十年發(fā)展戰(zhàn)略，其中包括對(duì)先進(jìn)制造業(yè)的支持策略，通過(guò)大力調(diào)整制造業(yè)結(jié)構(gòu)，加快發(fā)展機(jī)器人、無(wú)人化工廠、3D打印技術(shù)等尖端領(lǐng)域，提升制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力[46]。

德國(guó)作為工業(yè)強(qiáng)國(guó)，為保持其制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，采取積極有效的行動(dòng)，將大量人力和物力投入到AMT中，推動(dòng)AMT的發(fā)展，并制訂了相關(guān)的計(jì)劃[47]，特別是2010年7月制訂了《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》，以支持制造領(lǐng)域新型革命性技術(shù)的研究與創(chuàng)新。其中“工業(yè)4.0”項(xiàng)目[48]是《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來(lái)技術(shù)項(xiàng)目之一，用以支持工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域新一代關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，該項(xiàng)目成為2013年漢諾威自動(dòng)化展最熱門的話題。工業(yè)4.0旨在通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、CPS、IoS等技術(shù)提升制造系統(tǒng)的智能化水平，它包括兩大主題：1智能工廠，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)和過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；2智能生產(chǎn)，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等。歐盟于1998年~2007年相繼公布了第五框架計(jì)劃(1998~2002)、第六框架計(jì)劃(2002~2006)和第七框架計(jì)劃(2007~2013)，于2009年頒布了《歐盟共同關(guān)鍵使能技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略》，次年3月頒布了《歐洲2020戰(zhàn)略》[49]。發(fā)達(dá)國(guó)家希望以高新技術(shù)為依托大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品、清潔能源、新材料等新興產(chǎn)業(yè)，構(gòu)筑新的優(yōu)勢(shì)，消除不利因素，創(chuàng)造有利環(huán)境及符合自身優(yōu)勢(shì)的新興市場(chǎng)，規(guī)避在傳統(tǒng)制造領(lǐng)域與中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家相比的競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)，以樹(shù)立其AMT的持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，提高其先進(jìn)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

我國(guó)也十分重視AMT的發(fā)展，國(guó)家863計(jì)劃在清華大學(xué)建立了CIMS工程研究中心。先進(jìn)制造技術(shù)作為一個(gè)主題在國(guó)家科技部領(lǐng)導(dǎo)下取得重大進(jìn)展，如數(shù)字化制造與工業(yè)工程[50]、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)[51]、網(wǎng)絡(luò)制造、仿生制造[52]、綠色制造與區(qū)域網(wǎng)絡(luò)制造[53]、供應(yīng)鏈、網(wǎng)絡(luò)化制造、大批量定制和仿生制造[54-55]等。特別是國(guó)家“十二五”制造業(yè)信息化科技工程規(guī)劃中，明確提出了大力發(fā)展新一代集成協(xié)同技術(shù)、制造服務(wù)技術(shù)和制造物聯(lián)技術(shù)，該規(guī)劃的實(shí)施將促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)相融合，為加速制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)、發(fā)展高端制造業(yè)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)揮極其重要的作用。制造業(yè)信息化工程的實(shí)施使我國(guó)在AMT領(lǐng)域取得了大批具有先進(jìn)水平的研究成果，促進(jìn)了制造業(yè)向精益化、全球化、協(xié)同化、服務(wù)化、綠色化、智能化的方向發(fā)展，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

2新工業(yè)革命

工業(yè)革命是生產(chǎn)技術(shù)的變革，同時(shí)也是一場(chǎng)深刻的社會(huì)關(guān)系變革。新科技群的協(xié)同效應(yīng)和深度融合將導(dǎo)致生產(chǎn)組織方式和制造模式發(fā)生重大變化，從而引發(fā)新的工業(yè)革命。目前正在出現(xiàn)一種新工業(yè)革命，但仍是一個(gè)十分模糊的概念，不同研究者對(duì)新工業(yè)革命的概念有各自的理解，主要有5種不同的觀點(diǎn)：

(1)杰里米·里夫金[56]認(rèn)為，歷史上重要的工業(yè)革命都是在新通訊方式和新能源結(jié)合之際產(chǎn)生的，當(dāng)前正由互聯(lián)網(wǎng)和新能源結(jié)合引發(fā)新的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)變革，即包括五大支柱的新工業(yè)革命，如圖7所示，其中：1能源轉(zhuǎn)型，向可再生能源轉(zhuǎn)型，利用風(fēng)和陽(yáng)光等，不再消耗石化產(chǎn)品；2分散式生產(chǎn)，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)大大減小了時(shí)間、空間對(duì)人們的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)交流的制約，基于知識(shí)的共享、創(chuàng)新和發(fā)展的扁平式、分散化、合作性的生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)更加符合現(xiàn)代商業(yè)的需求；3存儲(chǔ)，充分利用社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施存儲(chǔ)間歇式可再生能源；4構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉垂蚕砭W(wǎng)，通過(guò)一種網(wǎng)格式的智能分布式電力系統(tǒng)和他人共享；5交通工具轉(zhuǎn)變，將汽車、卡車、火車等運(yùn)輸工具轉(zhuǎn)向插電式或者燃料電池等以可再生能源為動(dòng)力的交通工具，電動(dòng)車需要的電可在充電站購(gòu)買。這五大支柱協(xié)同發(fā)展實(shí)現(xiàn)了1+1+1+1+1>5的整合效應(yīng)，樹(shù)立起一個(gè)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展范例，帶領(lǐng)世界進(jìn)入新紀(jì)元。

(2)克里斯·安德森[57]認(rèn)為，新型材料的應(yīng)用和增材制造技術(shù)等數(shù)字化制造方式將引發(fā)新工業(yè)革命，采用新型材料、3D打印技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同制造服務(wù)等智能化與數(shù)字化制造方法，能夠迅速和精準(zhǔn)地將計(jì)算機(jī)中的虛擬設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化為真實(shí)物體，甚至直接打印出零件或模具，基于網(wǎng)絡(luò)的新型數(shù)字化設(shè)計(jì)及制造的創(chuàng)新提供給網(wǎng)絡(luò)用戶以創(chuàng)造真實(shí)物體的能力，將制造延伸至范圍更廣的生產(chǎn)人群中，這些制造過(guò)程蘊(yùn)藏著由普通人完成的無(wú)限可能，眾多個(gè)人制造聯(lián)合推動(dòng)全面創(chuàng)造，將直接加快向新型工業(yè)化趨勢(shì)發(fā)展的步伐，從而引領(lǐng)新工業(yè)革命。

(3)英國(guó)彼得·馬什[58]在《新工業(yè)革命：消費(fèi)者、全球化以及大規(guī)模生產(chǎn)的終結(jié)》一書中，將工業(yè)革命劃分為五次，如表1所示，而將始于2005年的第五次工業(yè)革命稱為新工業(yè)革命。

(4)保羅·麥基利的三次革命說(shuō)[49，59]認(rèn)為，以制造業(yè)數(shù)字化為核心的第三次工業(yè)革命(新工業(yè)革命)即將到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)、智能軟件、新能源、新材料、機(jī)器人、新的制造方法和以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的商業(yè)服務(wù)模式將使技術(shù)要素和市場(chǎng)配置要素發(fā)生革命性變革，產(chǎn)生改變社會(huì)發(fā)展歷程的巨大能量。而制造業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程正從智能計(jì)算機(jī)軟件、新材料、更靈巧的機(jī)器人、基于網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)服務(wù)化、新的制造方法5個(gè)方面向前推進(jìn)。

(5)德國(guó)政府于2013年4月舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，正式推出了工業(yè)4.0第四次工業(yè)革命[48]項(xiàng)目，目的是支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，以信息物理融合系統(tǒng)為核心，將眾多智能體聚集在信息平臺(tái)上，形成一種高度協(xié)同的互聯(lián)互通關(guān)系，從而構(gòu)建智能化的新型生產(chǎn)模式與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。工業(yè)4.0正引領(lǐng)新一輪的工業(yè)革命，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會(huì)產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域、商業(yè)模式和合作形式，將導(dǎo)致工業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會(huì)結(jié)構(gòu)從垂直向扁平轉(zhuǎn)變，從集中向分散轉(zhuǎn)變。

這些研究預(yù)言了新的工業(yè)革命即將來(lái)臨，勾勒出了先進(jìn)制造業(yè)的影響，描繪了未來(lái)制造業(yè)的走向。從上述觀點(diǎn)可以看出，工業(yè)革命的實(shí)質(zhì)是制造方式與模式的革命：保羅·麥基利認(rèn)為生產(chǎn)工具發(fā)生很大變化將導(dǎo)致新工業(yè)革命；杰里米·里夫金認(rèn)為生產(chǎn)動(dòng)力的變革將引發(fā)新工業(yè)革命；彼得·馬什認(rèn)為新工業(yè)革命主要集中在材料、動(dòng)力、加工工藝、制造模式等方面的變革；克里斯·安德森的新工業(yè)革命觀點(diǎn)主要體現(xiàn)在生產(chǎn)方式的革新；德國(guó)工業(yè)4.0體現(xiàn)在在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，基于CPS建立了一種高度協(xié)同的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。其實(shí)，任何一項(xiàng)單一的技術(shù)都不足以引發(fā)新一輪工業(yè)革命，判斷工業(yè)革命的依據(jù)關(guān)鍵為是否有新科技群協(xié)同效應(yīng)以及是否帶來(lái)人類生產(chǎn)、生活方式的重大變革。因此，新工業(yè)革命是基于新能源、智能制造、數(shù)字化制造、機(jī)器人技術(shù)、新一代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)綜合系統(tǒng)協(xié)同創(chuàng)新及突破性的發(fā)展，融合信息、計(jì)算機(jī)、數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新變革，使工業(yè)生產(chǎn)方式與制造模式發(fā)生巨大變化，從而使交易方式與人們的生活方式發(fā)生重大變化。傳統(tǒng)的自上而下、集中規(guī)模化的生產(chǎn)模式將逐步被新工業(yè)革命的分散、扁平和協(xié)作的模式取代，定制化、個(gè)性化、智能化、分散化和合作化是新工業(yè)革命的主要特征。

3先進(jìn)制造技術(shù)與新工業(yè)革命之間關(guān)系

從主導(dǎo)技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的角度來(lái)看，以生產(chǎn)方式變革為主線的AMT的群體涌現(xiàn)、協(xié)同融合將導(dǎo)致新的工業(yè)革命，各種技術(shù)之間產(chǎn)生的耦合效應(yīng)推動(dòng)了工業(yè)革命的進(jìn)程。新工業(yè)革命不是依賴單一學(xué)科或某幾類技術(shù)，而應(yīng)該是全方位的多學(xué)科、多技術(shù)層次、寬領(lǐng)域的協(xié)同效應(yīng)和深度融合。人類制造模式的演變從原始手工生產(chǎn)模式到現(xiàn)代先進(jìn)制造模式的演變過(guò)程中，經(jīng)歷了3次大的革命性變革。圖8所示為由市場(chǎng)變化與技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的先進(jìn)制造模式的變革。

圖中：第一次工業(yè)革命中，由于蒸汽機(jī)、電氣技術(shù)、內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明與改進(jìn)，機(jī)器取代手工成為主導(dǎo)生產(chǎn)方式，制造業(yè)進(jìn)入機(jī)械化制造時(shí)代，成為近代工業(yè)化大生產(chǎn)時(shí)代的開(kāi)端。第二次工業(yè)革命中，大規(guī)模制造成為主導(dǎo)生產(chǎn)方式，20世紀(jì)20年代，隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，以流水線為典型代表的大規(guī)模制造模式在組織結(jié)構(gòu)上追求縱向一體化與大規(guī)模，內(nèi)部分工仔細(xì)，專業(yè)化程度高，簡(jiǎn)單熟練的操作提高了生產(chǎn)效率，使制造成本隨規(guī)模遞減，同時(shí)質(zhì)量的穩(wěn)定性也得到提高，制造模式進(jìn)入批量大規(guī)模制造階段。新工業(yè)革命是現(xiàn)代先進(jìn)制造模式集成協(xié)同創(chuàng)新的結(jié)果，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后期，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、智能控制技術(shù)研究的深入和以知識(shí)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，制造業(yè)的市場(chǎng)環(huán)境與技術(shù)變革發(fā)生了根本性的改變。大規(guī)模制造系統(tǒng)的剛性與市場(chǎng)的個(gè)性化需求以及環(huán)境快速變化所要求的響應(yīng)速度之間的矛盾日益尖銳，正是在此背景下，各種新制造模式研究探索與試驗(yàn)如雨后春筍般迅速興起，現(xiàn)代AMT融合自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的最新進(jìn)展，以綠色、低碳、可持續(xù)為發(fā)展理念，帶來(lái)了產(chǎn)業(yè)組織模式的轉(zhuǎn)變，對(duì)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、政府管理模式和社會(huì)組織形態(tài)都有巨大的推動(dòng)作用，使全球技術(shù)要素和市場(chǎng)要素配置方式發(fā)生了革命性變化。

AMT的發(fā)展將在新工業(yè)革命中發(fā)揮重要作用。如前所述，工業(yè)革命的實(shí)質(zhì)是制造業(yè)生產(chǎn)方式與制造模式發(fā)生重大變化，它必然也是始于制造技術(shù)突破性的發(fā)展。AMT是制造業(yè)產(chǎn)生變革的根本力量，新一代信息技術(shù)(云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)等)、新能源(再生能源、清潔能源等)、新材料(復(fù)合材料、納米材料等)技術(shù)等將為新工業(yè)革命創(chuàng)造強(qiáng)大的新基礎(chǔ)設(shè)施；分散式制造(網(wǎng)絡(luò)化制造、制造物聯(lián)、云制造、智能制造)、眾包生產(chǎn)、集群效應(yīng)、利基思維等使生產(chǎn)方式產(chǎn)生變革，將整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)體系提升到一個(gè)新的水平，工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)體系和社會(huì)結(jié)構(gòu)將從垂直轉(zhuǎn)向扁平、從集中轉(zhuǎn)向分散；以智能制造為代表的新一代先進(jìn)制造模式，必將使商業(yè)模式、管理模式、服務(wù)模式、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和人才資源需求發(fā)生巨大變化，給工業(yè)領(lǐng)域、生產(chǎn)價(jià)值鏈、業(yè)務(wù)模式乃至生活方式帶來(lái)根本性變革，進(jìn)而推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)新的工業(yè)革命。

制造模式的演進(jìn)與新工業(yè)革命的出現(xiàn)由市場(chǎng)發(fā)展、社會(huì)變革、技術(shù)突破、管理創(chuàng)新多種動(dòng)因的綜合作用決定。對(duì)新工業(yè)革命的內(nèi)涵的理解必須通過(guò)與社會(huì)科學(xué)(如經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理學(xué))等跨學(xué)科的對(duì)話和交流，適當(dāng)突破自然科學(xué)和工程技術(shù)學(xué)科的理論范疇。工業(yè)發(fā)展歷程表明，新的生產(chǎn)模式的出現(xiàn)均為與特定的社會(huì)制度、組織結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)因素等相互作用的產(chǎn)物，而新的制造模式又會(huì)對(duì)既有社會(huì)制度和管理方式提出新的要求，從而推進(jìn)企業(yè)管理模式、社會(huì)制度環(huán)境的變革[60]。綜上所述，在市場(chǎng)、技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境變化與全球一體化趨勢(shì)的推動(dòng)下，制造業(yè)正在經(jīng)歷著一場(chǎng)革命，一場(chǎng)以實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)和經(jīng)營(yíng)方式徹底變革為主要內(nèi)容的先進(jìn)制造模式的革命，涉及制造理念、制造戰(zhàn)略、制造技術(shù)、制造組織與管理各個(gè)領(lǐng)域的全面變革。

4新一代先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用案例

產(chǎn)品制造的智能化變革絕不僅是優(yōu)化現(xiàn)有的制造業(yè)，而是將制造延伸至范圍更廣的生產(chǎn)人群中———既有現(xiàn)存的制造商又有正成為創(chuàng)業(yè)者的普通民眾。隨著社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，通過(guò)充分開(kāi)發(fā)大眾的智慧、力量和資源，以用戶創(chuàng)造內(nèi)容(Usergeneratedcontent)為代表的社會(huì)化生產(chǎn)模式更能形成突破性創(chuàng)新，彰顯出巨大的能量和商業(yè)價(jià)值。以思科(Cisco)為例[31]，2007年秋，思科借助Brightidea公司的創(chuàng)意網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為其一個(gè)十億美元的新業(yè)務(wù)尋找創(chuàng)意，通過(guò)征集創(chuàng)意—進(jìn)行篩選—提煉創(chuàng)意三個(gè)階段，最后從104個(gè)國(guó)家的2500多名參與者提交的約1200個(gè)創(chuàng)意中，成功篩選出最佳創(chuàng)意；再如美國(guó)越野賽車LocalMotors公司通過(guò)社會(huì)化生產(chǎn)方式，將越野賽車的個(gè)性化設(shè)計(jì)與制造分包給不同的社區(qū)，在社區(qū)內(nèi)的微型工廠實(shí)現(xiàn)了快速小批量設(shè)計(jì)與生產(chǎn)；波音公司聯(lián)合全球40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)企業(yè)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同和制造服務(wù)外包的形式協(xié)同研發(fā)制造了波音787，將研發(fā)周期縮短至原來(lái)的30%，成本也減少了50%[18]。如此一來(lái)，創(chuàng)意新階層得以進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域，將自己的設(shè)計(jì)產(chǎn)品模型轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品，卻無(wú)需自行建立工廠或公司，制造變成了另外一種可由網(wǎng)絡(luò)瀏覽器獲取的云服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了低成本的高技術(shù)，保持了小型化與全球化并存的能力。借助物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，用戶參與不再局限于創(chuàng)意征集階段，而向設(shè)計(jì)研發(fā)、制造、實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)、營(yíng)銷等縱深發(fā)展，向產(chǎn)品全生命周期拓展，這些生產(chǎn)方式將為開(kāi)發(fā)出成功的產(chǎn)品、降低生產(chǎn)成本、提高效率作出巨大貢獻(xiàn)。

以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)/CPS、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的先進(jìn)制造技術(shù)將促進(jìn)制造系統(tǒng)向服務(wù)化、智慧化、個(gè)性化、社會(huì)化的方向發(fā)展，智慧制造應(yīng)運(yùn)而生[40-41]。智慧制造將制造系統(tǒng)分為社會(huì)系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)，其中社會(huì)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)群體智慧和人的主觀能動(dòng)性，尤其是人及其隱性知識(shí)的集成，是基于人際網(wǎng)(Internetofpeople)所形成的社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)，注重客戶參與的互動(dòng)性、個(gè)性化和創(chuàng)新性；物理系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體的互聯(lián)互通，利用RFID、嵌入在資源或產(chǎn)品內(nèi)的感知器等獲得資源狀態(tài)和環(huán)境的數(shù)據(jù)信息；信息系統(tǒng)通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)對(duì)象的屬性、位置和狀態(tài)等信息進(jìn)行整合，從海量數(shù)據(jù)中抽取出所需的信息、知識(shí)和智慧，為需求分析、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、營(yíng)銷和回收等制造全生命周期過(guò)程提供知識(shí)支持。物聯(lián)網(wǎng)獲取的數(shù)據(jù)與知識(shí)的價(jià)值是通過(guò)服務(wù)的形式來(lái)體現(xiàn)的，通過(guò)云計(jì)算和“一切皆為服務(wù)”的理念，為用戶提供按需即取的服務(wù)方式，將服務(wù)資源延伸到物理世界，最終得以在物理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)。

新工業(yè)革命將促進(jìn)社會(huì)制造/智慧制造理念的實(shí)現(xiàn)。社會(huì)制造將使傳統(tǒng)的企業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛑鲃?dòng)感知并響應(yīng)客戶大規(guī)模個(gè)性化定制需求的智慧型企業(yè)，其核心就是主動(dòng)、實(shí)時(shí)地將社會(huì)需求與社會(huì)制造能力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而高效、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地滿足客戶需求。Shapeways公司就是一個(gè)典型的例子[61]，該公司于2007年創(chuàng)立于荷蘭，后將總部移至美國(guó)曼哈頓，是一家利用3D打印技術(shù)為客戶定制各種產(chǎn)品和服務(wù)的公司，至今已獲數(shù)千萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資支持，截止2012年6月20日，其生產(chǎn)產(chǎn)品已經(jīng)超過(guò)100萬(wàn)款，產(chǎn)量超過(guò)60億件。2012年10月19日，該公司位于紐約皇后區(qū)的“未來(lái)工廠”正式投入運(yùn)營(yíng)。該工廠占地2.5×104m2，可以容納50臺(tái)工業(yè)打印機(jī)，每年可按照消費(fèi)者的需求生產(chǎn)上千萬(wàn)件產(chǎn)品。Shapeways的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式如下：通過(guò)Facebook和Twitter等社會(huì)媒體接受客戶關(guān)于各種產(chǎn)品的3D設(shè)計(jì)方案，將顧客的需求發(fā)送給Shapeways工廠，由工作人員確定是否可行，評(píng)估并制定方案，并在數(shù)天內(nèi)完成產(chǎn)品的打印生產(chǎn)，然后寄送給客戶。同時(shí)，該公司還為商家和設(shè)計(jì)者設(shè)立平臺(tái)，使他們可以利用公司的3D打印機(jī)生產(chǎn)并銷售自己設(shè)計(jì)或收集的產(chǎn)品，用戶提交他們的產(chǎn)品創(chuàng)意，如果有足夠多的人喜歡(如通過(guò)Twitter，F(xiàn)acebook等獨(dú)特社區(qū))，則產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)將制作產(chǎn)品原型，用戶可在線對(duì)其進(jìn)行投票、評(píng)分、提意見(jiàn)或建議，參與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、改進(jìn)、預(yù)售和營(yíng)銷等，即通過(guò)聚集大眾智慧的方式，讓社區(qū)參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程。如果產(chǎn)品獲得預(yù)期成功，則發(fā)明者和其他協(xié)作者可分享一定的產(chǎn)品銷售收入。在過(guò)去的2014年，其月均訂單已超過(guò)18.1萬(wàn)件，成為目前全球第一的在線3D打印社區(qū)。該案例成功地利用社會(huì)性網(wǎng)絡(luò)、群體智慧和3D打印等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化產(chǎn)品的生產(chǎn)，涉及社會(huì)系統(tǒng)、信息系統(tǒng)及物理系統(tǒng)的各個(gè)層次，大批3D打印機(jī)形成制造網(wǎng)絡(luò)，并與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)和人際網(wǎng)(社會(huì)性網(wǎng)絡(luò))無(wú)縫連接，形成復(fù)雜的社會(huì)制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而將社會(huì)需求、虛擬設(shè)計(jì)與實(shí)物制造有機(jī)地銜接起來(lái)，在一定程度上為智慧制造/社會(huì)制造提供了例證。

5我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的思考

新工業(yè)革命將對(duì)全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)資料、勞動(dòng)者素質(zhì)等生產(chǎn)力要素和人類生產(chǎn)生活方式、思想觀念產(chǎn)生巨大影響，企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、管理方式、社會(huì)制度政策環(huán)境等因素決定了先進(jìn)制造技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的廣度和深度。我國(guó)應(yīng)基于國(guó)情把握好新工業(yè)革命的發(fā)展機(jī)遇，高度重視AMT的發(fā)展動(dòng)態(tài)，大力發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，為新工業(yè)革命創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展[62]。自2009年以來(lái)，我國(guó)密集部署未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向和主要任務(wù)，提出積極發(fā)展新能源、新一代信息技術(shù)、新材料等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，努力抓住“新工業(yè)革命”這一難得的發(fā)展機(jī)遇，發(fā)展知識(shí)技術(shù)密集、資源消耗小、成長(zhǎng)潛力巨大、綜合效益好的產(chǎn)業(yè)，增強(qiáng)自主發(fā)展能力。我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)目前主要由兩大部分構(gòu)成(如圖9)：1由融合先進(jìn)制造技術(shù)的傳統(tǒng)制造業(yè)改造而成的先進(jìn)制造業(yè)，如數(shù)控機(jī)床、海洋工程設(shè)備、航空航天裝備等；2科技重大突破創(chuàng)新的成果落地應(yīng)用后形成的新產(chǎn)業(yè)，如增量制造(3D打印)、生物制造、微納制造等。

(1)信息化和工業(yè)化深度融合

新工業(yè)革命的興起為我國(guó)探索資源消耗低、環(huán)境污染少的工業(yè)新類型和生產(chǎn)新方法帶來(lái)了契機(jī)，新一代智能化技術(shù)、新能源、新材料等新科技正快速形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模市場(chǎng)，該市場(chǎng)有利于發(fā)展循環(huán)生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益、社會(huì)效益的均衡發(fā)展。新工業(yè)革命以智能化微制造科技為關(guān)鍵科技支撐體系、以深層次循環(huán)式生產(chǎn)為主導(dǎo)，促使生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式向更深層次和更廣范圍拓展。我國(guó)未來(lái)的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系應(yīng)該更多地建立在新的工業(yè)生產(chǎn)方式、新的生產(chǎn)組織方式和新的生產(chǎn)制造模式基礎(chǔ)上。

(2)發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)

戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[63]以重大科學(xué)技術(shù)突破性發(fā)展為基礎(chǔ)，對(duì)社會(huì)發(fā)展具有重大引導(dǎo)帶動(dòng)作用，而且知識(shí)密集、資源消耗小、發(fā)展?jié)摿薮蟛⑶揖C合效益好，能增強(qiáng)我國(guó)的自主創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展能力，更深入地參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)目前面臨知識(shí)科技創(chuàng)新、組織管理創(chuàng)新、體制政策創(chuàng)新三大重要?jiǎng)?chuàng)新任務(wù)。我國(guó)十分重視戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2010年10月18日頒布了《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，準(zhǔn)備用20年左右時(shí)間，使節(jié)能環(huán)保能源產(chǎn)業(yè)、新一代電子信息技術(shù)、高端裝備制造業(yè)等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力和發(fā)展水平達(dá)到世界領(lǐng)先；在《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出了七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和任務(wù)，以重大技術(shù)突破和重大發(fā)展需求為基礎(chǔ)，將知識(shí)技術(shù)密集型、引領(lǐng)作用強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿煤途C合效益大的新興產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展重點(diǎn)，建立戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，大力發(fā)展可再生新能源、生物技術(shù)、智慧物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、普適人機(jī)交互等新技術(shù)，并且注重智力資源的開(kāi)發(fā)、新能源和互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，將創(chuàng)新放在關(guān)鍵的位置。

(3)為新工業(yè)革命創(chuàng)造環(huán)境條件

新工業(yè)革命創(chuàng)造環(huán)境條件包括至關(guān)重要的制度改革、政策環(huán)境和商業(yè)模式等，新工業(yè)革命帶來(lái)的不是個(gè)別政策的微量調(diào)整，而是系統(tǒng)化大規(guī)模變革問(wèn)題。首先建立創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，集聚大量的高端創(chuàng)新人才，將技術(shù)和管理、軟科學(xué)和硬科學(xué)結(jié)合在一起協(xié)同創(chuàng)新，增強(qiáng)市場(chǎng)化導(dǎo)向和創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制；其次加強(qiáng)政策引導(dǎo)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新及技術(shù)改造，鼓勵(lì)企業(yè)和科研院所建立各種模式的創(chuàng)新聯(lián)盟，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚和資源整合；最后通過(guò)法律強(qiáng)制、財(cái)政資金支持、稅收優(yōu)惠等措施引導(dǎo)和支持企業(yè)突破核心關(guān)鍵技術(shù)，支持新技術(shù)新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。與新的制造技術(shù)相適應(yīng)的企業(yè)管理方式和社會(huì)制度基礎(chǔ)決定了其在制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的廣度和深度，同時(shí)也在一定程度上決定了AMT能在多大程度上轉(zhuǎn)化為制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

(4)培育知識(shí)創(chuàng)新能力與人力資本