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交通大学机械工程教育百年 顶尖专家共话制造业发展

中国工程科技论坛“高端制造装备”在京举行

2013年04月01日09:36    来源:人民网-教育频道    手机看新闻

3月31日,为探索中国制造装备的创新发展之路,更好开展制造技术国内外交流,由中国工程院、中国机械工程学会主办,上海交通大学、西安交通大学承办的中国工程科技论坛——“高端制造装备”在京隆重举行。

两场大会报告分别为:1967届交大校友、国家发改委原副主任、国家能源局原局长张国宝教授所作主题为《我国机械工程学科百年的光辉历程》的报告;1977届交大校友、交大密西根学院院长、美国密西根大学吴贤铭制造研究中心主任倪军教授所作主题为《从美国对制造业认识的变迁看全球化制造未来的发展》的报告。在下午举行的学术论坛上,全球机械制造领域顶尖的专家以全球制造业发展趋势为背景,分析我国高端制造装备所面临的机遇和挑战。中国工程院院士、上海交通大学原校长翁史烈教授介绍了《我国燃气轮机的发展前景》。国际生产工程学会前主席Hans Kurt Toenshoff介绍了《Advanced Manufacturing Technologies and Machine Tools for the Aeroapace Industry》。中国工程院院士、上海交通大学和西安交通大学谢友柏教授分享了《设计科学中的四个基本定理》。中国工程院院士、西安交通大学卢秉恒教授分享了《智能技术促进制造装备走向高端》。

专家把脉全球制造业发展趋势

高速、精密和新材料加工的“高端制造装备”是制造业发展的基础,在国民经济诸多领域发挥关键性作用,是支撑我国成为制造业强国的前提和基础。

专家认为,从国际上看,全球经济危机后,自2010年开始,世纪经济论坛——达沃斯论坛成立了先进制造的全球议程理事会,开始关注制造业。该论坛启动了“制造业的未来”计划及“面向经济增长的制造”计划。

以美国制造业的变迁为例,倪军教授认为,美国经历了六十年代忽视制造研究、七十年代冷战思维、军备需求驱动制造业发展、八十年代日本汽车冲击,几乎冲垮了美国汽车制造业,政府重新认识制造业的重要性、九十年代—WTO初期联邦政府扶持制造业创新,并向全球扩张等几个阶段。倪军教授分析,2008、2009年经济危机后,美国社会和政府又重新认识到基于制造业的实体经济对就业和经济发展的重要性。美国政府将先进制造摆到了第一优先发展战略,积极扶持汽车工业和鼓励制造业回归美国本土,并将在今后几年内投入几十亿美元建立十几个制造创新基地。倪军表示,美国对制造业认识的变迁充分说明,制造业发展是一国经济社会发展的重要支撑,国际上越来越多的国家认识到制造业的重要性,并采取举措来扶持制造业的发展与创新。

谢友柏院士提出,制造业的发展离不开设计科学。“一切有目的活动从设计开始,设计科学研究具有普遍意义。”谢友柏表示,国家经济增长方式的转变离不开创新,创新离不开设计,设计离不开知识。他提出知识资产的概念,认为目前国家缺乏对知识资产如何通过服务直接产生效益的研究。要大力发展知识服务产业,来推动高端制造装备技术的发展。

作为融合多种高科技于一体的集大成者,燃气轮机一直被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”。燃气轮机技术是我国能源结构调整和能源发展过程中急需攻克的核心能源装备的关键和瓶颈技术。中国工程院院士、著名动力机械专家、上海交通大学原校长翁史烈认为,大力发展燃气轮机是实现我国节能减排目标的需要,是国家能源结构调整、可再生能源大规模利用及电力供应安全的必然结果。目前,工业驱动用燃气轮机市场巨大,而且分布式供能技术也需要大力发展燃气轮机。在武器装备方面,动力燃气轮机化是舰船、坦克、战车的主要发展方向之一。“与巨大的需求相比,我国燃气轮机制造却存在很大的瓶颈”,翁史烈院士指出,我国尚未形成完整的燃气轮机设计制造能力,没有完成燃气轮机产品化研制,没有建立可靠的燃气轮机研制体系,也没有建立燃气轮机研发的关键试验设备。另一方面,人才缺乏也成为我国发展燃气轮机的一大制约。

未来燃气轮机的发展方向是什么?面向未来,我国燃气轮机发展问题的解是什么?翁史烈院士预测,以“零排放、高效率、燃料多样性、长寿命”为特点的先进整体煤气化循环动力系统,将是未来的主要发展方向。对中国而言,翁史烈院士表示,解决工程问题往往不是唯一解,应站在当今科技水平的前沿,用创新开拓的思路组织研发工作,切莫人云亦云、一哄而起。高等学校的贡献和企业不同,应该更具基础性和前瞻性。特别要强调的是有强烈应用背景和社会需求牵引的基础性和前赡性。

“发展高端制造装备,可以向智能技术借力”,中国工程院院士、西安交大机械工程学院院长卢秉恒提出,智能技术可助力中国装备向高端发展。卢秉恒认为,智能制造装备具有感知、分析、推理、决策、控制等功能,是制造技术、信息技术和智能技术的深度融合。将传感器及智能控制软件集成到装备中,使之适应制造环境和制造过程的变化达到工艺优化。同时,智能技术还能推动装备向高速化和精密化方向发展。卢秉恒表示,“智能化的应用价值主要在于使中国装备高速高效化、精度提升和提升机床技术附加值。”

未来制造业更应考虑后代人的需求和梦想

高峰论坛上,专家分析指出,在全球化背景下,制造业要取得突破性进展,必须破解四大瓶颈:一是全球性的高失业率;二是两级分化的加剧;三是资源的大量消耗;四是自然环境的破坏。

在这种背景下,上海交大密西根学院院长倪军教授提出,面向未来,全球化制造要与经济发展、社会问题和生态环境实现可持续发展,它不仅应满足现代人的需求,更需要考虑后代人的需求和梦想。

与会专家总结出影响未来制造业发展的关键因素,其中包括政府政策、贸易协议的增加、货币兑换率的波动、能源价格的影响、环保的成本、劳动力和人才的短缺、劳动力成本的增长、可靠的原材料供应等。专家指出,理想的未来先进制造,应该把重点放在缩小能力与创新的差距、技能提高和资源的有效利用上。

原国家能源局局长张国宝认为,虽然中国的工业技术水平与国际水平差距在缩小,有些领域还达到了国际先进水平。但我国高端制造业的一些高技术含量产品和关键零部件或者还不能生产,或者质量不敌国外产品,还是要依靠进口,高端装备在整个机械制造产业里的附加值非常高,技术含量非常高,由于我们自己还不会做,所以不得不以高价从外国进口。“国产产品主要分布在中、低端,自主创新能力、原创技术还落后于发达国家。”张国宝说。

那么,未来中国的制造业应该如何布局?专家们提出了一个“三个阶段”的发展路线图,即一是要素驱动阶段,二是效率驱动阶段,三是创新驱动阶段。专家指出,中国目前还处于效率驱动阶段。离创新驱动还有相当大的差距。现阶段中国制造业的发展并不乐观,面临着多方向的挑战。一方面,大量的中小企业面临两面夹击的危机,劳工成本提高和出口订单减少;另一方面,在许多低端产品领域,其它低价生产国正紧逼中国;在中高端产品领域,发达国家也积极加强其竞争力。在劳动成本快速上升后,中国的制造业必须快速从效率型产业转变为创新型产业。环保和能源高效利用的压力也对中国的制造业是一个巨大挑战。

专家分析,全球的经济危机给制造科学的发展带来了新的机遇,全球化制造的竞争将会更加激烈和残酷,中国制造业取得了很大的成就,也有更大的挑战,可谓喜忧参半。中国要变成名符其实的制造强国还是任重道远,不能盲目自大。一方面,要打好工业基础,包括材料制备,基础元器件,精密量测,可靠性等方面。另一方面,还需要国家扶持制造业产业提升的政策出台,增加国家科研投入,改善科研创新的环境。

张国宝认为,当代的装备制造业已经是多学科技术融合集成的创新。“例如我们在考虑研发更高参数的发电设备,把锅炉蒸汽温度进一步提高到700度以降低煤耗,遇到的障碍是耐高温的材料制造不出来。”张国宝说,纳米技术、数字电子技术已经越来越多地应用于机电产品的制造,只知道传统的机械制造知识而没有激光、纳米、数字技术等新学科的知识很难适应日新月异的技术创新。

卢秉恒建议,依靠智能技术助力中国装备向高端发展,我们需要制定发展路线图,大力发展传感器,深入工艺优化研究。卢秉恒还建议,要瞄准航空航天,优先发展所需的高端机床,例如在高速加工中心、超精密机床、高刚度机床、智能锻压机等方面取得突破。卢秉恒表示,云制造时代释放了全民智慧,中国应该发挥这一后发优势,发挥企业、高校、政府等各创新要素的作用,实现高端制造装备的协同创新。

百年树人:支撑国家制造业发展

此次高峰论适逢交通大学机械科百年华诞,交通大学机械工程教育百年纪念活动同时举行。

交通大学机械学科上溯于1913年交通部上海工业专门学校设立的电气机械科。在高峰论坛上,专家们普遍认为,交通大学机械科的发展史,就是中国制造业发展的一个缩影,也是推动中国经济社会发展的源动力和巨大引擎。从某种意义上说,它支撑着中国制造业的过去、现在,以及未来。

回眸百年办学历程,秉承交通大学“起点高、基础厚、要求严、重实践、求创新”的办学传统,机械学科重视机电一体化的教育,逐渐从当初三年制的电气机械科、机械科发展成为机械工程系、动力机械系,直至形成完整的机械工程学科体系。

专家指出,这一发展轨迹,几乎与中国近现代高等教育的发展轨迹相契合。交通大学机械学科起步于中国高等教育的萌芽期,走过了抗战的艰苦岁月,得益于建国初期的巩固提高,经受了文革的严重冲击,完成了改革开放后的重建辉煌。此后,经过不懈努力,在国内外产生了重要影响,特别是在上世纪五十年代院系大调整后,交通大学机械学科伴随着上海交通大学与西安交通大学的发展而朝气蓬勃,形成了独具特色的办学理念,为国家建设培养了大批优秀人才。目前已培养本科生近6万名,研究生近3万名。

百年办学历程中,不仅培养了以钱学森为代表的杰出科学家、院士和高层专家,也培养了很多国家及省部级领导、将军、大学校长、企业家等杰出校友,更培养了一大批德才兼备、在国内外各领域为国际社会和国家发展做出重要贡献的英才。

改革开放以来,交通大学机械学科立足于世界科技发展前沿和我国产业发展的关键核心技术,承担并完成多项国家及企业的重大科研任务,在重大技术创新和重要基础研究领域等方面取得了丰硕成果,为国家重大工程建设做出了历史性的贡献,有力推动了我国机械学科整体水平的提高及相关产业的发展。交通大学机械学科已成为基础扎实、专业面宽、适应性强、人文底蕴浓厚的高素质创新人才培养基地,成为优势突出的高水平科学研究基地。

一百年来,交通大学机械学科伴随着中国近代民族工业的发展而砥砺前行,伴随着中国高等教育的初生而只争朝夕,伴随着祖国改革开放的大潮而发奋图强,如今又伴随着民族振兴的步伐而追求卓越。展望新百年,交通大学机械学科将秉承百年交大的优良办学传统,凝心聚力,开拓创新,以更加坚定的信念、更加坚实的步伐,加快创建国际一流学科的进程,为实施科教兴国战略和人才强国战略、推动创新型国家建设做出新的更大贡献。

据了解,高速、精密和面向新材料加工的“高端制造装备”是制造业发展的基础,在国民经济诸多领域发挥关键作用,是支撑我国成为制造业强国的前提和基础。近年来,我国科研人员围绕国家重大需求,积极探索装备制造核心技术,并取得了一系列的创新成果。本次论坛恰逢交通大学机械工程教育百年华诞,全国人大副委员长、上海交通大学机械与动力工程学院前院长、1967届校友严隽琪,中国工程院院长、中国机械工程学会理事长周济,两弹一星元勋、中国工程院院士王希季和来自机械工程领域的700多位院士、专家、学者、在京校友一起探讨未来我国高端制造装备的发展,共同回顾交通大学机械工程教育的百年办学历程,开启交通大学机械工程教育新的百年征程。

(责编:熊旭、林露)


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