中國網/中國發展門戶網訊 中國是擁有聯合國所有的工業門類的第一制造業年夜國，是全球公認的產業升級最勝利的國家之一。先進制造業是我國發展的立國之本，隨著現代先進制造業對關鍵零部件精度和經久性的請求日益進步，超緊密裝備的發展程度已經成為推動高端制造業技術進步的關鍵原因。在極高精度和穩定性下進行加工、成型、測量和把持的超緊密裝備其精度已達到納米級甚至原子標準，我國正積極掌握這一歷史機遇，全力推動原子級制造相關科技創新與產業創新的深度融會，加快原子級制造產業化進程。
超緊密裝備融會了現代機械、電子、資料、光學、傳感和計算機等領域尖端科學技術的最新進展，其為半導體器件、光電子器件、新型顯示、航空航天和高端數控機床等戰略性新興產業構建了新型工業化和新質生產力的技術支撐。同時，超緊密裝備也是基礎科學研討不斷深刻和應用技術不斷進步的關鍵，幾乎一切的高緊密科學試驗儀器都離不開超緊密加工裝備的支撐和保證。推動超緊密裝備相關包養技術研發和產業化對保證國家經濟與國防平安具有嚴重戰略意義，已成為各國科技政策的主要組成部門，也在全球范圍內成為主要的競爭和一起配合焦點。
為了滿足對納米級甚至原子標準的精度需求，超緊密裝備高度依賴于高機能資料的制備和加工技術來保證其精度、復合化、穩定性、平安性和耐用性，這就需求各類先進資料與制造技術的深度融會。《面向2035的新資料強國戰略研討》提出，中國將在2035年建成世界領先的新資料強國，緊密裝備所需的高端效能資料如超硬資料、高溫合金、智能資料等被列為發展重點。《前沿資料產業化重點發展指導目錄（第一批）》則進一個步驟明確了在緊密制造、航空航天等領域超緊密裝備新資料的重點產業化標的目的。分歧類型的超緊密裝備，諸如高端數控機床、緊密測量儀器和光學制造設備等，都需求具備獨特徵能的資料以應對分歧的工藝需乞降任務環境。例如，超緊密機床的關鍵部件主軸、導軌及其驅動系統、微進給機構等的精度和穩定性都取決于相應資料的制備和加工技術，而成型概況達到納米級粗拙度的超緊密切削加工技術則非常依賴金剛石等超硬資料刀具技術的發展。在超緊密裝備的制造過程中，關鍵基礎資料的本錢占好比圖1所示。
我國高端裝備所需的特種資料、緊密資料之機能指標及相應的生產工藝與國際先進程度比擬仍然存在明顯差距，嚴重制約了國產超緊密裝備的技術衝破和產業化應用進程。2023年工業和信息化部對全國30多家年夜型企業130多種關鍵基礎資料調研結果顯示，32%的關鍵資料在中國仍為空缺，52%依賴進口。高機能資料的制備與加工短板已成為我國高端裝備制造的一個重要單薄環節。
解決超緊密裝備關鍵基礎資料國產化問題，推動相關科研結果轉化，優化產業鏈協同以晉陞自立創新才能，是我國制造業邁向高質量發展的主要一環，也是在全球技術競爭中獲得優勢位置的關鍵地點。本文旨在深刻探討中國超緊密裝備中的資料科學與技術領域存在的重要問題，剖析其背后的緣由，并提出解決計劃與任務建議。
資料科學技術面臨的挑戰
進進21世紀以后，中國敏捷成長為全球最年夜的資料生產與消費國，在鋼鐵、有色金屬、陶瓷、玻璃、高分子、復合資料等領域，已成為全球領先的生產和銷售年夜國。同時，中國的資料科學研討也已走到了世界的前列。據統計，中國今朝共有150多所高級院校設立了資料相關學科，中國的科研人員每年在國際期刊上發表的資料學領域的學術論文總量位居全球前列，具有較強的科研才能和創新潛力。可是與此相對應的是，中國高端裝備資料領域卻依然存在年夜面積的落后與空缺，并沒有體現出在高端資料相關產業應有的實力與位置。在高端資料的研發與生產各環節，我國仍然面臨極為嚴峻的挑戰。
部門關鍵資料仍依賴進口
多年來我國制造業雖然發展敏捷，但更多的是依附資料的粗加工和對終端產品的組裝，大量焦點關鍵資料依賴進口，尤其是在與超緊密裝備親密相關的高端資料領域。據統計，至2023年我國高端裝備關鍵新資料自給率僅為14%。
以特種陶瓷和玻璃資料為例，國內在激光、光纖、半導體封裝等特種陶瓷的研發與生產方面，與國際先進程度有明顯差距。高機能光學玻璃和效能玻璃領域，關鍵原資料仍需從國外進口；光纖光纜生產所需的四氯化硅等關鍵資料嚴重依賴歐洲和japan(日本)企業。此外，高端電子設備中所需的高機能塑料和樹脂等對進口資料的依賴同樣宏大。我國在這些領域的總體技術研發和生產程度仍滯后，或是高端原資料和產品依賴進口，或是在焦點技術和生產設備上尚需依賴國外企業。
資料生產加工技術與國際高端程度仍有差距
中國在超緊密裝備所需高端資料的生產加工制造技術上，與國際先進程度之間仍存在較年夜差距。例如在光學資料的超緊密加工檢測方面，德國、japan(日本)等國的企業具有較為成熟的生產技術和加工檢測系統，而國內企業在這方面的技術積累相對較少，整體研發和生產才能單薄。超高精度等級的超緊密磨削銑削設備、緊密激光加工設備和離子束加工設備等基礎被進口brand壟斷，國內企業的整體技術程度今朝仍無法與之匹敵。在合金資料、陶瓷資料等領域，雖然中國在中低端產品生產才能上具有必定優勢，但在高端資料的機能優化、質量把持、概況處理等方面，與國際先進程度仍有較年夜差距，特別是高端資料的剖析測試儀器幾乎被國外產品壟斷，也是以導致國產資料純度和組織機能的穩定性方面與國際領先程度比擬仍有較年夜差距，難以滿足超緊密裝備對于資料的高機能需求（表1）。
超緊密裝備應用中關鍵資料極度缺少
在超緊密裝備的制造工藝流程中，對特種資料的選擇和應用也有極為嚴苛的請求。今朝，中國在這類特別資料方面仍存在嚴重缺乏，在半導體和電子元器件生產領域這種問題則更為凸起。例如，高純靶材、電子陶瓷、抗反射涂層資料等受中美貿易戰影響嚴重，半導體用濺射靶材方面日美廠家占據壟斷位置，中國高端靶材重要從american、japan(日本)、韓國進口。電子陶瓷資料制造重要分布在american、japan(日本)、歐洲，中國電子陶瓷企業在國內市場份額僅為23%，並且集中在中低端產品，國際市場份包養行情額更低。中國超緊密光學玻璃、光學涂層資料、高機能通明陶瓷等高端資料的生產和研發也一向對進口原資料嚴重依賴。在航空航天領域，耐高溫合金和高強度包養金屬資料也是當前亟待解決的資料缺口，其關鍵生產工藝技術及設備依然無法達到國際先進程度，高端金屬資料的合金配比和生產工藝的精度仍需大批的技術衝破。
問題緣由剖析
實驗室中的科學研討和實際生產嚴重脫節
眾所周知，實驗室的科研結果要想真正轉化為生產力，還有相當長的路要走。短板的領域往往不是實驗室的研發程度沒有達到，而是實驗室結果向最終產品轉化這一個步驟沒有走好或許力度不夠。這種現象在高端裝備資料領域更為明顯，相關的所謂衝破性進展往往逗留在實驗室階段，未能有用轉化為工業應用。這種實驗室科研與實際生產之間的脫節成為制約技術發展的焦點問題之一。例如，高熵合金在理論上展現了超強的低溫超塑性及優異的抗氧化機能。但是在實際鑄造過程中，由于元素密度差異導致易發生分層現象，製品率極低，難以實現年夜規模工業化。類似的問題也出現在納米金屬資料的研發中。納米晶銅在實驗室中顯示出2 GPa強度的驚人道能，但這一機能很難在年夜規模生產中實現。又如某些納米鋁合金導線聲稱其導電率進步了20%，但由于概況氧化層問題，電路板的毛病率卻暴增15倍。這些現象提醒了微觀機能與宏觀靠得住性之間的牴觸，實驗室中的優異表現與實際應用中的掉效構成鮮明對比。
科研與生產脫節的緣由起首是科研結果評價體系的問題。今朝，我國科研界基礎上依然是以論文和科研項目等作為重要的評價指標，尤其高校和科研院所人才引進和培養階段論文側重水平很是高，導致其關注的焦點和企業的實際需求存在顯著差異。以年夜學和專業研討院所為主的實驗室科研界往往將攻關焦點和尋求放在資料的極限機能上，尋求衝破性創新。而工業生產則更關心資料的穩定性/分歧性、加工工藝的可行性、本錢的可控性，以及現有生產設備的兼容性等實際問題。這些實際問題在實驗室科研界的任務中往往得不到充足的關注，導致了科研結果難以有用地進進產業化應用。此外還有實驗室技術的成熟度問題，生產企業對科研結果的轉化才能和蒙受風險的才能問題，以及市場機制不健全、激勵機制不明確和知識產權不了了等問題，都極年夜下降企業對實驗室技術轉化意愿。
資料生產與市場需求存在脫節
資料生產和市場需求的脫節，往往表現為生產側過度集中于某些常規產品，而對高端、定制化、特種資料的供給嚴重缺乏，導致市場上的技術缺乏與過剩并存，進而影響了行業的整體發展。總體上，國內企業仍以仿制國外產品為主且質量不穩定，自立創新產品規模缺乏，資料生產往往無法及時跟進超緊密裝備的高端、定制化需求，關鍵零部件、焦點工藝和基礎資料等相當年夜的比例依然依賴國外產品，同時國產新資料也難以融進全球新資料供應體系。例如，國內碳化硅、氮化鎵等新型半導體資料的研發程度并不落后，可是生產卻遠遠滯后，導致這些領域的市場需求無法獲得及時滿足，迫使企業不得不依附進口。
這一現象的本源在于資料生產和市場需求之間缺少有用的對接和組織機制。產業供給存在結構性牴觸，導致中低端產能過剩而高端產品及關鍵資料保證缺乏。但在面對疾速發展的高端裝備需求時，生產側的反應速率和靈活性顯得相當滯后。與此同時，市場對定制化、高機能資料的需求未能充足激發生產企業的研發動力，導致供需雙方不克不及構成良性互動。別的，資料生產企業焦點技術與專用裝備相對落后，技術與市場婚配度不高，在新資料的研發過程中往往缺少與下流應用企業的緊密一起配合和協同創新，無法構成從研發到產業化的通暢鏈條，這也是導致資料生產和市場需求脫節主要緣由。
缺少系統機制和研發創新推動力
資料行業的產業鏈體系尚不健全，重要反應在相關資料標準體系和市場機制不完備，資料檢驗檢測的基礎才能單薄，無法滿足高端裝備所需資料生產的產業需求。同時，遭到全球化的影響，一些高端資料可以在全球范圍內采購，國內企業缺乏研發動力。由于高端資料不克不及生產，中低端資料又產能過剩，同業之間往往墮入極限壓縮本錢的惡性競爭（“內卷”）。
前述問題的構成有必定的客觀和歷史緣由。高端裝備資料和特別資料的產業化難度年夜，需求宏大的人力、物力和資金投進，而這類資料的市場總量并不年夜，屬于典範的高投進、高風險領域。在整個制造業產業鏈中，資料企業離終端用戶遠（處于產業鏈下游），對于高端裝備所需特別資料的需求難以掌握，也難于獲得資源支撐。缺少能夠公道下降研發本錢（如對資料進行不斷剖析檢測的檢測中間）和供給反復迭代試驗的“公共平臺”（如試驗線、驗證線），這些問題是任何資料企業（包含年夜企業集團）都無法獨自解決的。也恰是這些問題形成了資料領域科研端和生產端之間長期缺少有用的聯動與協調，科研人員過于關注發表論文和獲取實驗室項目經費。此外，當局層面也缺少有用的協調機制，使得整個行業在面對資料技術難題時，缺乏足夠的協力與長期推動的動力。
相關建議
要深入認識到，科技結果只要同國家需求、市場需求相結合，完成從科學研討、實驗開發、到推廣應用的“三級跳”，才幹真正實現創新價值、實現創新驅動發展。以下從3個方面提出具體的推進建議。
改造評價體系，強化技術結果轉化
為了實現科研結果的轉化，必須增強科研與工業應用之間的溝通與協作，確保科研結果在滿足機能請求的同時，能夠兼顧實際應用的可行性。要解決這一問題，不僅需求在科研階段重視資料的加工工藝和應用條件，更需求生產環節的參與，通過產學研一起配合，構成科研與生產的良性互動，切實推動高端資料的自立研發和產業化應用。
改造科研評價體系，培養跨學科復合型人才。樹立以需求為導向的科研評價機制和以“洽商”技術難題攻關為導向的人才培養形式，轉變今朝科研評價體系過度關注論文數量和經費規模的傾向，重點考量科研結果的實際應用價值和產業貢獻。當局、科研機構、企業配合推動科研界與工程界的深度融會，鼓勵科研人員與生產真個緊密一起配合，培養既懂科研又懂生產的跨學科復合型人才，推動技術結果的產業化。企業應加年夜對高端設備和生產工藝的投資，晉陞其自立創新才能與生產程度。當局則應通過完美跨部門、跨領域的協同機制，推動政策、科研和生產的有機結合，構成長效機制，從而為資料科技的創新供給源源不斷的動力，推動超緊密裝備資料的技術衝破與產業化發展。
創新產學研用一起配合形式，完美好處分派方法。為了衝破產學研脫節的瓶頸，應當推動關鍵基礎研討、裝備開發和裝備應用包養這3支隊伍的深度一起配合，樹立科研人員派駐企業軌制，讓科學家和工程師在充足溝通的基礎上分工一起配合，做各自擅長的事。創建高校科研機構、研發型企業、應用型企業三者的一起配合新形式，同時樹立完美的好處分派方法與體系，切實體現科技創新的價值，并加強知識產權保護。通過政策引導，推動科研機構、高校和企業之間采用樹立實體性聯合研發團隊等方法，配合攻關高端裝備所需的關鍵資料技術，構成從基礎研討到技術轉化的閉環。
樹立新型科技結果轉化服務平臺。通過組建創新聯合體、樹立實體性聯合研發團隊等方法，面向產業需求配合凝練科技問題、聯合開展科研攻關、協同培養科技人才，推動企業主導的產學研融通創新。建設全國性的科技結果轉化服務平臺，構成技術孵化、產業化和市場化的全鏈條支撐體系。通過設立產學研協同創新基金和企業資助平臺，促進技術研發的資金流動和資源共享，推動科研結果敏捷投進到實際生產中。樹立技術轉化的標準化流程，減少中間環節，進步結果轉化效力，解決高端資料科技結果轉化的“最后一公里”問題。
樹立完美的產業鏈與市場對接機制
加強當局主導的產業鏈協同。當局應發揮在產業鏈整合中的主導感化，推動全產業鏈高低游和分歧技術領域的企業、科研機構、高校之間的協同一起配合。具體來說，可以通過政策引導、項目支撐和資金攙扶等手腕，樹立跨部門、跨領域的協作機制，打破行業壁壘，促進資料科研、裝備制造企業和下流應用單位之間的有用對接。通過制訂長遠的科技發展規劃，識別未來資料產業發展的關鍵標的目的，公道調配資源，推動技術發展。
精準識別市場需求，優化生產布局。面對市場對高端裝備資料的不斷升級需求，生產端應具備靈活的調整機制。加強對各行業需求的精準預測和實時監測，及時調整生產側的布局，防止低端資料的過度生產，晉陞高端、定制化資料的生產才能。同時，在政策層面應當重視培養資料領域的研發型企業，適當攙扶生產高端資料和關鍵基礎資料的企業。
晉陞生產柔性與響應速率。在超緊密裝備資料的生產中，柔性生產尤為主要。尤其是在高端資料的定制化需求日益增長的佈景下，生產線需求具有更強的靈活性。企業應加年夜對智能化生產設備的投進，充足應用人工智能新結果，優化生產工藝，進步生產效力和產品質量。同時，當局應從政策上支撐生產企業對新型生產技術和設備的研發投進，推動生產端實現從緊密到超緊密、從標準化到個性化的轉型。
試點總體部制新形式，實現資源有機整合
“總體部”軌制來源于航天工程的治理實踐，尤其是載人航天工程中的勝利應用，在解決超緊密裝備資料領域中的復雜技術問題方面具有極年夜的潛力。總體部制是科技研發體制機制的創新，是整合分歧學科和技術領域資源，集中氣力辦年夜事的一種嘗試，無望為資料領域的技術攻關供給系統性解決計劃。
推動“總體部”軌制試點應用。“總體部”制能夠通過統一的系統性設計和組織協調，匯集科研、工程、治理人才，打破科研、生產和市場需求之間的壁壘，實現資源的公道設置裝備擺設與優化調度。針對資料科學與技術領域技術壁壘高、離終端用戶遠、高投進、高風險等特點，通過“總體部”制公道精準調配資源，可以推動超緊密裝備資料產業鏈、技術鏈和創新鏈的深度融會，集中解決行業內的焦點技術瓶頸。
創新跨學科協同攻關平臺新形式。“總體部”通過協調分歧學科領域的氣力，能夠在技術研發、生產應用和市場需求之間構成良性循環。為了有用推動高端資料的產業化，可以在“總體部”內設立專門的跨學科協同攻關平臺，摸索網絡化和一體化相結合的新型組織情勢，匯集全國頂尖科研機構和高校的氣力，聯合企業解決關鍵技術難題。例如，可以針對超緊密裝備領域的高端光學資料、高機能金屬資料等問題，組建專項攻關聯合體，集中氣力進行深度研討與技術衝破。
摸索技術密集型高科技企業孵化新途徑。采用“總體部”制可以有用整合科研、工程應用和市場化各方面人才，通過跨學科跨領域長期穩定的一起配合，加強分歧學科和技術領域團隊間的技術共享、信息共享和資源互補。不僅可以凝集各方氣力，構成霸佔技術難題的協力，並且有利于實現創新技術的落地應用。同時，以此為基礎開展科技創新型企業的高效孵化，使科研結果切實轉化為經濟效益和產業升級的推動力，加倍充足的實現其綜合價值。
結語
作為技術創新的主要載體，超緊密裝備代表了現代制造科學的前沿發展趨勢，并將在推動國平易近經濟疾速增長與國防建設中發揮主要感化。今朝，中國在超緊密裝備資料科學與技術相關領域，仍面臨科研與生產脫節、生產才能與市場需求脫節及技術創新瓶頸等諸多挑戰。這些問題深入制約了我國高端裝備制造業的發展。
為解決上述問題，本文提出了3個方面的解決計劃。強化產學研協同與科技結果轉化，通過促進科研機構、高校和企業之間的深度一起配合，推動科研結果的轉化與應用，解包養決科研與生產脫節的問題。樹立完美的產業鏈協同與市場需求對接機制，優化產業結構，確保高端資料生產與市場需求的精準對接，解決生產與市場脫節的問題。試點“總體部”軌制整合資源，通過跨學科、跨領域的協作，集中霸佔關鍵技術難題，推動技術衝破與產業化應用。總之，只要通過協同創新、資源整合、跨學科和總體部方法一起配合與發展，才幹解決當後面臨的技術難題，實現我國超緊密裝備領域的自立創新與持續發展，為高端裝備制造業注進強年夜的動力。
（作者：譚軍、劉峰、羅明生，季華實驗室（先進制造科學與技術廣東省實驗室）。《中國科學院院刊》供稿）
