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2002 1

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关键词

“全球十大突破性技术” 1

下地幔 1

举国体制模式 1

产业 1

供应链 1

关键核心技术 1

列车脱轨 1

创新联合体 1

协同创新 1

厌氧消化 1

商业 1

地质认识 1

城市固体废物 1

城市废水 1

多面砧压机 1

大型邮轮 1

大油田 1

工业软件;数字化设计;智能制造;产业瓶颈;突破方向 1

微藻 1

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我国智能制造发展实践及突破路径研究

周勇,赵聃,刘志迎

《中国工程科学》 2022年 第24卷 第2期   页码 48-55 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.02.025

摘要:

智能制造成为现代制造发展的必然趋势,既是“中国制造 2025”的主攻方向,也是我国制造业由大到强的必由之路。开展关于智能制造突破瓶颈的研究,对于推动制造业高质量发展、加快工业转型升级具有积极意义,也是践行“四个面向”的重要举措。本文系统梳理了我国智能制造发展实践,从智能制造战略布局、项目试点示范、产业集聚区分布、发展阶段研判等维度对其基本特征进行总结,深入剖析了发展过程中存在的问题。研究发现,现行的支持智能制造发展的部分标准、政策、技术、人才、财税等已不能适应新时期发展要求,在“十四五”时期,有必要从政策标准、核心技术、支撑要素等方面精准施策,以推动智能制造高质量发展。具体而言,应加强顶层设计,完善政策标准体系;强化战略布局,突破关键核心技术;健全制度保障,强化关键要素支撑。

关键词: 智能制造     政策标准     核心技术     支撑要素     突破路径     高质量发展    

SARS-CoV-2 variants, immune escape, and countermeasures

《医学前沿(英文)》 2022年 第16卷 第2期   页码 196-207 doi: 10.1007/s11684-021-0906-x

摘要: Coronavirus disease 2019 (COVID-19) has become a global pandemic disease. SARS-CoV-2 variants have aroused great concern and are expected to continue spreading. Although many countries have promoted roll-out vaccination, the immune barrier has not yet been fully established, indicating that populations remain susceptible to infection. In this review, we summarize the literature on variants of concern and focus on the changes in their transmissibility, pathogenicity, and resistance to the immunity constructed by current vaccines. Furthermore, we analyzed relationships between variants and breakthrough infections, as well as the paradigm of new variants in countries with high vaccination rates. Terminating transmission, continuing to strengthen variant surveillance, and combining nonpharmaceutical intervention measures and vaccines are necessary to control these variants.

关键词: SARS-CoV-2     COVID-19     vaccine     immune escape     breakthrough     prevention    

近六年《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”解析与启示

屠海令,孙棕檀,姚源,徐源

《中国工程科学》 2017年 第19卷 第5期   页码 85-91 doi: 10.15302/J-SSCAE-2017.05.015

摘要:

《麻省理工科技评论》自2001年起每年发布“全球十大突破性技术”,关注技术的商业应用潜力及其对人类生活和社会的重大影响。本文从技术影响类型、技术领域等角度入手,对《麻省理工科技评论》近六年发布的60项突破性技术进行深入理解和分析,为准确把握未来产业动态和科技趋势提供借鉴。

关键词: 科技评论     “全球十大突破性技术”     商业     产业     社会    

The main achievements in the past 24 years and the prospects of mechanism research in China

ZOU Hui-jun, ZHANG Long, ZHANG Qing

《机械工程前沿(英文)》 2006年 第1卷 第3期   页码 249-259 doi: 10.1007/s11465-006-0038-7

摘要: Since 1982, the symposiums on mechanism in China has been held fifteen times. In the past 24 years, Chinese mechanism has experienced a phenomenal development. Generally, fundamental research on traditional mechanisms is enhanced; mechanism and creative design of products are closely combined; modern mechanism with advanced and new technology is opened up; and mechanism is promoted to modernization. These are manifested in the following aspects: theory research on analysis and synthesis of traditional mechanism is deeply developed; computer-aided design on mechanisms is realized vigorously; conceptual design of mechanism system and mechanical products is energetically pushed; research on robot mechanisms and its industrial application is deeply developed; research on analysis and synthesis of controllable mechanisms and compliant mechanisms are energetically carried out; research on the dynamics of mechanisms and machines is vigorously developed; and reformation of teaching contents and system of mechanism is energetically carried out. Through the above-mentioned aspects of theory research and practical application, the theoretical and academic levels of Chinese mechanism can be considered at the advanced international level. However, there are not many original and breakthrough research achievements of fundamental research in China. In the meantime, there is a larger gap in the aspect of practical application of mechanism in the country compared with advanced countries in the world.

关键词: above-mentioned     developed     Generally     reformation     breakthrough research    

Enrichment of CO from syngas with Cu(I)Y adsorbent by five-bed VPSA

Shuna LI, Huawei YANG, Donghui ZHANG

《化学科学与工程前沿(英文)》 2013年 第7卷 第4期   页码 472-481 doi: 10.1007/s11705-013-1351-4

摘要: Cu(I)Y adsorbent was prepared by reduction of Cu(II)Y which was prepared by ion exchange between the NaY zeolite and a solution of Cu(II) chloride. The dynamic adsorption capacity of Cu(I)Y for CO was calculated by adsorption breakthrough curve measured on a fixed bed at 30°C and 0.006 MPa (g) of CO partial pressure. The calculated CO adsorption capacity was 2.14 mmol/g, 37.5 times as much as that of NaY zeolite. The adsorption breakthrough curve experiment was also simulated with Aspen Adsorption software and the results were approximately consistent with experimental results. Then a five-bed VPSA process for separating CO from syngas on this adsorbent was dynamically simulated with Aspen Adsorption software with the adsorption pressure of 0.68 MPa (g) and the desorption pressure of -0.075 MPa (g). The results showed that CO was enriched from 32.3% to 95.16%–98.12%, and its recovery was 88.47%–99.44%.

关键词: Cu(I)Y adsorbent     breakthrough curve     desorption     VPSA     simulation    

新型低碳制冷剂的制造技术在中国实现新突破和产业化

王树华, 朱伟东, 张彦, 苏丽红, 杨波

《工程(英文)》 2017年 第3卷 第3期   页码 280-280 doi: 10.1016/J.ENG.2017.03.001

数字化设计类工业软件发展策略研究

高亮 ,李培根 ,黄培 ,杨震 ,高杰

《中国工程科学》 2023年 第25卷 第2期   页码 254-262 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.07.017

摘要:

数字化设计类工业软件是智能制造的“第一步”、工业软件的“中流砥柱”,但国内相关产业的发展水平与国际前沿差 距较大,亟需着力提升以支撑中国制造迈入国际先进行列。本文论述了数字化设计类工业软件的重要价值,整理了国内外工 业软件的发展现状,剖析了我国相关产业发展面临的挑战;提炼了数字化设计类工业软件领域的重点突破方向,涵盖结构计 算机辅助设计 / 计算机辅助工程软件与优化软件无缝集成、几何特征驱动设计 / 分析 / 优化的一体化软件、多体 / 多态 / 多物 理场耦合的仿真计算与分析、工业软件的云端化和用户可定制化、算法策略支撑的计算机异构并行。研究建议,梳理细分领 域、精准制定行业扶持政策,促进软件企业优势互补、制定国内统一标准,给予定向扶持、拓展中小型企业客户市场,完善 人才培育机制、聚集高端研发人才,深化基础研究、发挥国内创新市场优势,以此促进我国数字化设计类工业软件产业的稳 健发展。

关键词: 工业软件;数字化设计;智能制造;产业瓶颈;突破方向    

Kawai型碳化钨多面砧压机的压力突破 Review

Takayuki Ishii, 刘兆东, Tomoo Katsura

《工程(英文)》 2019年 第5卷 第3期   页码 434-440 doi: 10.1016/j.eng.2019.01.013

摘要:

在众多领域中都需要扩大Kawai型碳化钨(tungsten carbide, WC)多面砧压机的压力范围,尤其是在地球科学领域。然而,40年来,在压力产生方面没有取得重大进展。我们最近的研究已经将采用碳化钨压砧的Kawai型多面砧压机的压力产生范围扩大到65 GPa,这是该装置高压产生范围的世界纪录,比传统压力产生范围增大了2.5倍以上。我们还成功地在高温下产生了约50 GPa的压力。本文回顾了我们最近发展的高压技术。室温和高温下高压的产生是通过以下技术的结合来实现的:①精确对准的滑块系统;②高硬度的二级压砧;③二级砧面锥形化;④由高体积模量材料组成的高压腔体;⑤炉体隔热性高。我们的高压技术将有助于研究在下地幔上部条件下材料的相稳定性和物理性质,并且能够合成和表征新材料。

关键词: 高压     多面砧压机     碳化钨压砧     烧结的金刚石压砧     下地幔    

国产首制大型邮轮总装能力建设与产业发展研究

易国伟,陈刚,刘佩,冯妮,李华军

《中国工程科学》 2022年 第24卷 第2期   页码 113-122 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.02.005

摘要:

邮轮产业是我国“十四五”时期经济供给侧结构性改革的重要支点和推动力,而大型邮轮建造是典型的复合型、定制型、巨系统工程,也是我国迄今唯一有待攻克的高技术船舶产品。本文着眼国产邮轮总装建造与产业发展问题,在研判欧洲大型邮轮建造模式、注重结合我国船舶建造特点的基础上,系统总结了国产首制大型邮轮总装实践;论述了邮轮整体布局、技术能力、供应链能力、关键建造技术方面的前沿进展与工程经验,梳理了邮轮项目组织及流程、工程指挥、技术及建造方面的管理能力建设成效,从营运能力、制造能力、服务能力、“产学研”结合等要素构成的角度展望我国邮轮建造产业发展方向。构建中国特色邮轮总装建造体系,确保国产首制邮轮的优质建造与成功交付。

关键词: 大型邮轮     总装建造     技术能力     供应链     系统工程    

渤海辽东带地质认识的突破与金县1-1大油田的发现

邓运华

《中国工程科学》 2011年 第13卷 第10期   页码 13-18

摘要:

辽东带系指渤海辽中凹陷的东部陡坡带及辽东凸起,被辽中及辽东凹陷所夹持。辽东带油源条件好,东营组储—盖条件优越,断鼻、断块圈闭发育。但在2002年之前的15年内,国内外公司在辽东带进行了长期研究和勘探,钻了12口探井,没有发现商业油气田。经过对辽东带油气地质条件3年的深入研究,对每口失利井原因进行了再次分析,认识到该带发育东营组及沙河街组两套主力成藏组合,控制东营组成藏的主要因素是油气运移,而沙河街组能否成藏关键是储层。在此认识指导下选择研究方向,评价有利目标,经钻探发现了金县1-1大油田,储量达1.5×108 m3,充分显示了科研在油气勘探中的作用。

关键词: 渤海辽东带     金县1-1     地质认识     大油田    

突破列车脱轨难题的能量随机分析道路

曾庆元,向俊,娄平

《中国工程科学》 2002年 第4卷 第12期   页码 9-20

摘要:

综述了列车脱轨的国内外研究现状;分析了脱轨研究中的主要问题为:各国制订的规范标准不能预防列车脱轨,未抓住主要矛盾,脱轨计算理论存在三个根本问题——列车轨道(或桥梁)时变系统振动方程组解的唯一性无保证,横向振动的激振源不清楚,该时变系统振动的随机分析问题未解决;提出了一条突破列车脱轨难题的能量随机分析道路、预防脱轨措施及抗脱轨安全系数的计算方法;计算了四个列车脱轨实例,计算结果均与实际发生的脱轨事故和脱轨试验测出的车辆振动响应符合。

关键词: 列车脱轨     能量随机分析     能量增量准则     预防脱轨措施     抗脱轨安全系数    

航空发动机关键核心技术攻关的组织策略研究

冯南平,向巧,沈荣骏,杨善林,常文庆,阮芙蓉

《中国工程科学》 2022年 第24卷 第4期   页码 222-229 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.04.019

摘要:

尽快突破航空发动机产业的关键核心技术是保障国家战略安全的迫切需求,创新力量的有效组织成为关键核心技术攻关实践中亟待解决的瓶颈问题。本文梳理了我国航空发动机科研生产体系中的创新主体构成现状,剖析了实施协同创新面临的迫切问题;进一步阐明了航空发动机关键核心技术攻关过程中各主体的角色定位,涵盖政府、军队、中国航发、专业化维修企业、上 / 下游企业、高校和科研院所等。研究认为,统筹安排并科学布局关键核心技术攻关工作、设计相应制度与机制以引导激励各类主体主动对接国家战略、重视需求侧对技术发展的牵引作用、由领军企业主导构建一批面向用户需求与产品问题的创新联合体、以重大项目为载体构建创新生态系统,由此高效组织各类主体协同攻关航空发动机关键核心技术。

《一、 前言》

一、 前言

航空发动机是极为复杂、涉及多学科、集成诸多尖端技术的工程机械系统,其研制水平是国家科技实力、工业基础、综合国力的集中体现。在中国航空发动机集团有限公司(简称中国航发)成立、“航空发动机与燃气轮机”国家科技重大专项实施之后,我国航空发动机自主研制能力取得显著进展,但因绝对难度大、启动时间晚而与世界顶尖水平存在较大差距。

根据World Air Forces 2021相关数据,在数量上,我国军用飞机不到航空强国的1/4;在构成上,我国战斗机中的二代机占比超过45%,而发达国家基本淘汰了二代机。随着我国经济实力的增强与国际地位的提升,一些国家将中国视为竞争对手,相应的国际形势发生明显变化。国防实力是大国博弈的基础和支撑。我国应尽快突破国产航空发动机关键核心技术,促进航空发动机产业链、供应链的自主可控和科技自立自强,以此增强空域控制权并保障国家安全。

关键核心技术指控制同行业技术制高点的技术体系,具有不可替代、不易掌握、难以超越的突出特征 [1]。因基础知识和跨学科知识交叉的极高要求,突破航空发动机关键核心技术需要采取多类创新力量深度合作的形式。例如,涡轮盘技术曾是我国航空发动机发展的难点,中国航发北京航空材料研究院与主机厂所、专业工厂、高校等组成联合攻关团队,以深度合作形式攻克了粉末涡轮盘研制技术难题。然而,创新力量的有效组织是我国关键核心技术攻关实践中亟待解决的瓶颈问题 [2],相关研究整体上处于起步阶段,如关键核心技术攻关的新型举国体制模式 [2,3]、“产学研”深度融合模式 [4]、创新生态系统模式 [5]、多主体均衡 [6]等。这些研究成果可为航空发动机关键核心技术突破提供一般性的思路借鉴,也因未能与航空发动机产业紧密结合而欠针对性。

从国内外实践来看,在事关国家发展与安全的重大科学和工程创新领域,较多采取由政府主导并统筹调配各种力量的关键核心技术联合攻关组织模式,以专业化分工、行业内大协作来取得成功。本文围绕我国航空发动机科研生产体系创新主体及协同问题,梳理航空发动机关键核心技术攻关主体的角色定位并提出有关主体的组织策略,以期为相关行业技术管理与研发布局提供基础参考。

《二、 航空发动机科研生产体系创新主体构成及协同创新问题分析》

二、 航空发动机科研生产体系创新主体构成及协同创新问题分析

《(一) 创新主体构成现状》

(一) 创新主体构成现状

经过数十年的发展,我国航空发动机产业已经形成涵盖研发设计、加工制造、运营维修三大环节的科研生产体系。① 研发设计环节分为基础预研、子系统设计、整机集成设计等子环节,参与主体为中国航发系统内单位、航空类高校及相关科研院所。② 加工制造环节涉及原材料、零部件、整机集成等子环节,参与主体除了中国航发系统内单位,还包括系统外企业、科研院所。③ 运营主体主要是军队,维修主体包括中国航发下属维修企业和专业化维修企业。值得指出的是,在推进军民功能结合的背景下,“小核心、大协作,专业化、开放型”思路的科研体系建设逐步深入,吸引了众多民营企业参与航空发动机产业链。民营企业在细分领域精耕细作,实现了产品专精化与差异化,为航空发动机产业发展注入了活力。我国航空发动机科研生产体系的创新主体构成如图1所示。

《图1》

图1 我国航空发动机科研生产体系创新主体构成

《(二) 协同创新存在的问题》

(二) 协同创新存在的问题

航空发动机产品是一类特殊的工业产品,其研制关键不在于掌握某种单项技术,而是综合集成各种技术的能力;关键核心技术攻关不是单一领域的突破,而是各环节领域技术的集体突破,需要各环节主体之间联通顺畅、紧密协同。然而,在我国现行体制机制下,航空发动机科研生产体系中的“管理孤岛”“数据孤岛”“技术孤岛”等现象多见,导致各环节联通不够、整体效能难以实现。

一是科研计划的“管理孤岛”。我国没有成立统筹管理航空发动机产业创新发展的主管部门,相应监管职责分散在中央政府和军队有关部委。这种“管理割裂”状况容易导致管理部门仅从各自局部出发,而且各部门之间可能存在竞争与博弈,不利于站位全局、统筹全链条来开展科学规划并进行资源供给与协调管理,难以最大程度形成创新合力。

二是主要环节的“数据孤岛”。研发设计、加工制造、运营维修环节的信息共享是各类创新主体高效协同的基础。由于管理体制的原因,目前各环节间的“数据孤岛”现象较为突出。① 研发设计与加工制造环节的“数据孤岛”。我国航空发动机设计所与承制厂是分离的,导致设计环节信息与制造环节信息不易及时共享,“设计不了解工艺能力、不掌握工艺过程实现,工艺不了解设计准则、不理解设计意图”等现象时有发生。② 设计制造和维修环节的“数据孤岛”。我国航空发动机研发设计、加工制造环节主要由工业部门(中国航发)承担,而维修保障工作绝大部分则由军队管理的专业化维修企业承担;这就导致维修保障环节长期积累的大量维修数据和专业知识,无法有效反哺型号的改进升级及新研,从而制约了自主研制水平、服务保障能力的提升。

三是科研成果的“技术孤岛”。① 中国航发系统内部的“技术孤岛”。中国航发高度重视科技信息共享与成果转化工作,采取了系列相关措施(如搭建科技成果信息共享平台,实现科技成果与相关知识产权的信息共享,提供科技成果信息查询、筛选等服务)来推动直属单位成果的自我实施与转化工作;但由于各单位之间业务竞争关系造成壁垒,叠加军工企业严格的保密要求,导致各项研究成果向其他企业和全行业的推广转化率偏低 [7]。② “产学研”之间的“技术孤岛”。尽管中国航发积极推动“产学研”合作并取得进展,但受高校和科研院所科技成果转化激励机制等因素的影响,目前支持“成果对接产业”的体制机制仍不够通畅;高校和科研院所主导的发明、专利、论文等基础研究科技成果,大部分无法与产业需求适配。

《三、 航空发动机关键核心技术攻关的相关主体分析》

三、 航空发动机关键核心技术攻关的相关主体分析

航空发动机事关国家发展与国防安全,关键核心技术攻关是典型的使命型任务,需要基于举国体制模式统筹并组织产业精锐力量开展协同攻关。航空发动机关键核心技术攻关涉及的主体有政府、军队、中国航发系统内的研发机构和企业、中国航发系统以外的上 / 下游企业、专业化维修企业、高校和科研院所等。各类主体的主要利益诉求以及在关键核心技术攻关中的角色定位均存在差异性(见图2)。

《图2》

图2 我国航空发动机关键核心技术攻关主体利益诉求与角色定位

《(一) 政府》

(一) 政府

政府的利益诉求是保障国家战略安全、增强空域控制权。政府具有很强的统筹协调能力,可供支配的资源广泛,应是航空发动机关键核心技术攻关的组织者和资助者。然而,航空发动机关键核心技术具有高度复杂性,只有在产业实践中不断试错和测试,通过大量经验数据的积累、分析并反馈应用,才能提高性能和可靠性;因此政府还要在应用市场建设方面发挥积极作用,鼓励相关用户使用国产航空发动机,在使用过程中不断驱动关键核心技术的突破提升。

《(二) 军队》

(二) 军队

军队是国产航空发动机的主要用户,相关需求是航空发动机产业发展的重要依据。军队在航空发动机自主创新发展过程中的关键职责之一就是科学提出军事需求、精准牵引产业发展。通常,军队用户要求制造商提供技术先进的航空发动机,追求高的作战性能和高可靠性;应及时采集、科学分析在部队战备训练或者作战使用过程中暴露出的航空发动机问题,及时准确反馈至工业部门,联合研究并提出改进建议,稳妥推动航空发动机的改进 / 改型及新研。

《(三) 中国航发》

(三) 中国航发

中国航发是我国航空发动机研制的龙头企业、航空发动机产业链的主导者,肩负着产业自主创新发展的历史使命,同时关注产品商业价值实现。中国航发在研发设计、加工制造、维修保障等环节都承担着重要的主体功能,在整机集成环节更是处于事实上的垄断地位;作为产业领军企业、产业链“链主”,理应较其他主体更清楚产业发展的瓶颈所在。因此,中国航发在产业自主创新发展过程中应积极发挥牵头抓总作用,打造国家航空发动机战略科技力量,引导其他主体围绕关键核心技术创新任务与目标开展协同攻关,发挥产业链融通创新的引领作用。

《(四) 专业化维修企业》

(四) 专业化维修企业

专业化维修企业是我国航空发动机产业体系中的重要力量,在维修过程中积累了大量的状态数据与故障数据。这些维修数据和知识若能有效反哺到型号的改进 / 改型及新研,将实质性促进航空发动机研制水平的提升。当前处于“全面聚焦备战打仗”时期,实战化训练强度的增加产生了大量的航空发动机装备损耗数据,应及时将这些数据反馈到研发设计和加工制造环节。可以参照的是,世界航空发动机强国的产业体系均具有设计制造与维修保障一体化的特征,为主要环节数据的及时共享与融通使用提供了基本保障。

《(五) 上 / 下游企业》

(五) 上 / 下游企业

按照价值链分工理论,在全球化分工的时代背景下,任何产业的创新发展除了需要大型企业的“牵引”,也离不开上 / 下游企业的“支撑”[8]。航空发动机产业也是如此,关键核心技术攻关需要中国航发以及航发系统外的、在产业链相关细分领域具有技术优势的“专精特新”企业的高度协同,尽快建立“大型企业引领、专精特新企业推动”的协同技术创新体系。近年来,随着军用航空发动机需求的加速释放以及军民功能结合战略的持续深化,不少优秀民营企业进入了航空发动机领域。鉴于航空发动机整机研制难度极大、风险极高,民营企业多从材料、零部件环节切入航空发动机领域,致力于在航空发动机某些专业方向“精耕细作”;积极承担型号科研生产任务,成为航空动力领域的重要供应商 [9]。

《(六) 高校和科研院所》

(六) 高校和科研院所

高校和科研院所是科学研究的基础力量、人才培养的重要基地,担负着国家公共科技供给的重任,为企业提供创新技术支持。航空发动机的基础研究和关键核心技术攻关主要由相关高校(如西北工业大学、北京航天航空大学、南京航天航空大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、清华大学等)、中国科学院下属研究所(如中国科学院工程热物理研究所等)承担;以发展新一代或新概念发动机为主要研究目标,探索发动机新的工作原理、设计思想、设计概念,新材料、新工艺、新技术,通过试验原理验证、数字仿真等方式验证工程应用前景。高校和科研院所的利益诉求包括社会利益和经济利益两方面,后者指因技术创新产出而产生的直接或间接经济收益。

《四、 航空发动机关键核心技术攻关主体的组织策略》

四、 航空发动机关键核心技术攻关主体的组织策略

军品供应商的认证流程严格且复杂,从预研到最终批产评审往往需要多年时间;一旦通过批产评审,双方会形成长期稳定的合作关系。因此,航空发动机产业的资质、技术、客户转换成本等壁垒较高,直接导致产业体系的供应商竞争格局相对稳定、市场参与主体相对较少。我国航空发动机产业目前仍处于“跟跑”阶段,市场需求较为确定、技术路线较为明确。基于航空发动机产业的属性与特征,政府采取集中力量并进行战略性统筹模式开展关键核心技术攻关,预期成效显著。在现阶段我国航空发动机产业技术范式下,这种组织模式出现信号失真、资源错配的可能性较小,兼具制度合理性和经济合理性 [10]。

为了建立高效的协同攻关机制,政府需要打通现有科研生产体系中的“管理孤岛”“数据孤岛”“技术孤岛”;基于各类主体的角色定位,激励其充分发挥应有作用,围绕攻关目标构建利益共同体(见图3)。具体而言,政府需要从顶层进行技术攻关的全面统筹与整体布局,通过制度安排与机制设计来引导并激励相关主体的合意行动;通过需求侧市场释放来提供牵引动力,以创新联合体为主要组织形式、重大项目为载体开展协同攻关工作。

《图3》

图3 我国航空发动机关键核心技术攻关主体的组织策略

《(一) 基于全局观和协同观,统筹安排并科学布局关键核心技术攻关》

(一) 基于全局观和协同观,统筹安排并科学布局关键核心技术攻关

树立航空发动机产业自主创新发展的全局观和协同观,着眼产业链的融通创新,形成有重点、有梯度、有层次的关键核心技术攻关体系化布局。建议成立全面统筹和管理航空发动机发展的主管部门,系统规划并着力引导关键核心技术攻关工作;站位于全国一盘棋的高度,实现负有监管职责的管理部门联动,与国家各类科技计划进行有效衔接以体现产业链的协同投资。避免重复低效的布局,消除多个渠道对同一技术领域进行重复资助的情况;避免重要技术领域方向出现“断层”“空白”,如航空发动机材料领域在完成基础研究后,若缺乏衔接型号应用的过程技术研究,新材料技术往往会搁置甚至中断;保持关键资源投入的聚焦度,消除平均投入、无目的投入的情况。

《(二) 考虑各类创新主体的差异性利益诉求,设计有效引导和激励各类主体主动与国家战略紧密对接的制度与机制》

(二) 考虑各类创新主体的差异性利益诉求,设计有效引导和激励各类主体主动与国家战略紧密对接的制度与机制

突破现有政策体系的竞争性思维,转向采用整合性思维,引导各类主体形成对航空发动机关键核心技术协同攻关的科学认知与共识;激发使命感并形成公共利益至上导向,从而为了联合攻关可放弃一定的局部利益,最大程度形成创新合力。建议设置航空动力科学与技术一级学科,设立航空动力国家实验室,全面建设学科人才培养体系,提升优质、高端人才培养的速度与数量;对于航空发动机研制涉及的空气动力学、工程热物理、机械、电子、自动控制等学科,探索实现从基础研究到应用研究再到产业化的贯通,支持和促进跨学科研究;鼓励航空基础科研工作面向国家重大需求,加强论文、专利等研究成果的工程化导向。构建高校、科研院所与企业之间的人才流动机制,支持科研人员到企业兼职。将国家意志有效施加至企业经营层面,完善企业管理层的考核机制,驱动重视关键核心技术攻关;对于跨任期的项目,注重考核项目支持的连续性;落实尽职免责的宽容失败机制,培育具有企业家精神的战略型管理者 [11]。

《(三) 重视需求侧对关键核心技术发展的牵引作用,鼓励用户使用国产发动机》

(三) 重视需求侧对关键核心技术发展的牵引作用,鼓励用户使用国产发动机

用户出于发动机性能要求、对国产发动机替代进口发动机可靠性的担忧以及受相关领域发展政策及管理办法的限制,致使我国航空发动机的内需潜力尚未有效转化为国产航空发动机关键核心技术的研发动力 [2]。一般认为,需求侧的牵引作用对于产业关键核心技术研发至关重要,着重体现在两方面:为关键核心技术提供测试、应用场景,在飞行实践中不断试错和测试,积累经验数据以助力性能持续提升;通过产品转化、大规模应用,实现关键核心技术的产业价值。政府应重视需求侧的牵引作用,鼓励用户敢用、多用国产发动机;可参考“航空动力强国”,以立法形式促进国产发动机及其配套产品的扩大使用与迭代更新 [12]。将关键技术突破、样品规模应用、产业生态培育紧密结合起来,通过需求端的市场释放不断提高核心产品与技术的稳定性及可靠性,根本性保障航空发动机关键核心技术突破。

《(四) 突出领军企业的牵头抓总作用,构建一批面向用户需求与产品问题的创新联合体》

(四) 突出领军企业的牵头抓总作用,构建一批面向用户需求与产品问题的创新联合体

行业领军企业是举国体制落地模式中的技术创新主导者 [13]。中国航发作为我国航空发动机科研生产的龙头企业,肩负国家重大使命,拥有丰富创新资源。在关键核心技术协同攻关过程中,应强化中国航发在目标任务确定、攻关组织、成果转化应用等方面的牵头抓总作用;协同高校、科研院所、上 / 下游企业等,面向用户具体需求与产品具体问题,按照“小核心、大协作,专业化、开放型”架构,建立一批融通互动、紧密协同、合作共赢的“政产学研用”创新联合体;实施以产业化为导向、基础研究与应用研究相融合的协同创新 [14],构建航空发动机跨生命周期的集成产品研制模式。鼓励中国航发探索构建面向上 / 下游企业尤其是民营企业的协同机制,实现资源开放、能力共享;支持链上企业在细分技术方向的能力提升,引导其融入由领军企业引领的创新联合攻关体系。借鉴国内外重大项目的系统工程实施经验,支持重点企业、科研院所联合开展航空发动机关键核心技术攻关;支持中国航发打造原创技术策源地、组建产业创新实验室,促进基础预研到应用研究、应用研究到产业技术的高效转化。

《(五) 以重大项目为载体构建创新生态系统,探索项目管理新机制》

(五) 以重大项目为载体构建创新生态系统,探索项目管理新机制

面向航空发动机关键核心技术攻关的重大项目,是整合全行业资源、构建“政产学研用”高效协作生态、实现产业链融通创新的重要载体 [15]。在重大项目参与主体的遴选方面,注重纳入产业链上 / 下游具有较强实力的“专精特新”民营科技企业,从而构建“大型领先企业引领、专精特新企业推动”,关键核心技术攻关使命导向型的创新生态系统。积极探索与之适应的项目管理新机制,为重大项目的高质量实施、技术攻关的可靠推进提供保障。为了避免责任的碎片化、提升相关主体的能动性,应采用专家评估、基础数据监测相结合的方式,建立科学、合理、全面、分级、量化的评估指标体系,据此进行重大项目绩效评价,增强项目成员信任度并确保评价科学及客观性。及时总结重大项目运行过程中的经验教训,完善相应的体制机制,为国家重大项目体系的运行提升提供关键借鉴。

《五、 结语》

五、 结语

我国航空发动机关键核心技术的突破需要集中行业优势力量打好攻坚战,实施“政产学研用”各类主体之间的协同,构建分工明确、各有侧重、互补有效的联合攻关组织模式。政府站位于全局层面开展系统规划与科学布局,加强相关制度安排与机制设计,积极采用各种技术创新政策工具来引导攻关体系中各类主体的合意行为。

在航空发动机关键核心技术攻关实践中,如何落地实施提出的组织策略要点,政府又如何通过政策工具组合进行引导,是未来研究的重点内容、产业实践的探索方向。

利益冲突声明

本文作者在此声明彼此之间不存在任何利益冲突或财务冲突。

Received date:April 8, 2022; Revised date:July 12, 2022

Corresponding author:Xiang Qiao is a research fellow from China Aero Engine Group Co., Ltd., and a member of the Chinese Academy of Engineering. Her major research fields include aero-engine technology and engineering management. E-mail: xiang_qiao@vip.126.com

Funding project:Chinese Academy of Engineering project “Research on the Independent Innovation and Development of the Aero-Engine Industry” (2020-XY-33)

关键词: 航空发动机     关键核心技术     协同创新     创新联合体     举国体制模式    

有机固液废弃物生物炼制的突破性技术 Feature Article

Paul Chen,Erik Anderson,Min Addy,Renchuan Zhang,Yanling Cheng,Peng Peng,Yiwei Ma,Liangliang Fan,Yaning Zhang,Qian Lu,Shiyu Liu,Nan Zhou,Xiangyuan Deng,Wenguang Zhou,Muhammad Omar,Richard Griffith,Faryal Kabir,Hanwu Lei,Yunpu Wang,Yuhuan Liu,Roger Ruan

《工程(英文)》 2018年 第4卷 第4期   页码 574-580 doi: 10.1016/j.eng.2018.07.004

摘要:

有机固液废弃物包含大量能量、养分和水分,不应仅视其为废物。数十年来,人们一直对城市固体废物进行回收、堆制和燃烧,并从中提取能量和有价值的物质。污水的首要管理策略是治理和排放。随着技术的进步,通过新方法使利用固体废物和废水成为可能。考虑到废物特殊的化学、物理和生物性质,需要整合多种技术以使废物的能量和价值回收最大化。为此,生物炼制是完全利用废物中的能量和价值的一个合适的方法。研究证明,不可回收废弃物和生物固体可通过不同方法转化为可利用的热能、电能、燃料和化学品,并且液体废物或能帮助农作物和藻类的成长,为能量回收和食物生产提供不同的选择。本文针对有机固液废物提出新型生物炼制方案,这些废物来源于城市废料、食品和生物加工厂以及动物生产设施。四大新型突破性科技——真空辅助高温厌氧消化、扩展鱼菜共生系统、含油废物经甘油裂解制取生物柴油和微波辅助热化学转化,均可运用于生物炼制方案中,从而成功将废物转化,用以生产化学品、化肥、能量(沼气、合成气、生物柴油和生物油)、食物、饲料,得到干净的水并显著减少污染物的排放。

关键词: 城市固体废物     城市废水     热解     气化     厌氧消化     微藻     生物柴油     生物炼制    

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