绿色、智能制造与新兴产业(修订稿)

1Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21绿色、智能制造与战略新兴产业路甬祥2010/08/06全球金融危机后的世界将更加致力于科技创新，致力于走绿色、智能、可持续发展的道路。绿色、智能制造是制造业发展的方向，绿色、智能制造是战略性新兴产业的重要支柱。战略性新兴产业的发展需求对于我国制造业的发展既是新的挑战又是新的机会，将对我国制造业的发展提出新的要求，树立新的目标，注入新的创新动力，将促进我国制造业的技术创新，结构升级，向着绿色、智能方向实现跨越发展。绿色、智能制造也将为我国产业结构调整升级，战略性新兴产业的发展提供新的产业技术和装备，并将为促进我国经济发展方式的转变，实现我国经济依靠改革开放、科技创新驱动，走资源节约、环境友好的绿色、智能、可持续发展之路，实现由大到强的新跨越。中国机械工程学会亦应以科学发展观为指导，按照国家发展战略需求，制造技术与产业发展的大趋势，调整我会新时期的工作重点，积极推进适应绿色、智能制造技术进步和创新突破的学科交叉与融合，着力推进2Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21以企业为主体，以市场为导向，产学研相结合的技术创新体系建设，提升我国制造产业的自主创新能力，培育适应绿色、智能制造的创新创业人才，为服务国家创新发展、绿色发展、智能发展、科学发展、和谐发展、持续发展做出新的贡献。一)绿色、智能制造是制造业发展的方向二十世纪九十年代以来由于全球经济发展需求的快速发展，资源能源价格不断攀升，在高位波动，生态环境压力不断加大，全球气候变化倍受关注，ICT技术突飞猛进，信息化、网络化、知识化快速发展，经济全球化和全球绿色、智能制造的趋势不可逆转。经过三十余年的改革开放发展，我国经济发展取得举世瞩目的成就，我国经济总量已跃居全球第二位，已经成为全球制造大国。但经济的发展也付出了巨大的资源和环境代价。进入新世纪后，我国经济发展的资源环境瓶颈约束明显加大，关键核心技术的自主创新能力较弱，电子、信息技术的关键材料和核心器件、部件受制于人。我国的制造业和制造产品的物耗、能耗、排放较高，信息化、智能化水平较低，仍然处于全球制造产业链的中低端。中国制造业亟需实现由大转强的跨越，绿色、智能制造也是中国制造业发展的方向。3Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21地球上有限的不可再生资源能源决定了人类必须走一条资源能源节约的制造发展之路。工业革命以来250多年人类社会工业化的历史进程，仅使得不到10亿人口的发达国家实现了现代化，但付出了巨大的资源与生态代价。自上世纪80年代以来，包括中国、印度等在内的新兴发展中国家快速发展，全球能源资源需求量快速增长，市场价格快速攀升，（图1为世界能源消费和价格增长。）可以预计未来二三十年，全球将有二三十亿人口进入现代化进程，这将为全球经济发展注入前所未有的动力和活力，但也必将对地球的资源与生态环境带来巨大的压力。近三十年来，中国资源能源需求也快速增长，总量巨大，对外依存度上升，结构不合理，能源利用效率较低，单位GDP能耗强度高，其中制造业耗能占较大比重。（图2为我国能源消耗总量增长。）至2009年我国一次能源消耗总量已达22.52当量吨油，2010年一季度，当前我国的总体能源利用效率为33%，比发达国家低10%左右，电力、钢铁、有色、石化、建材、化工、轻纺等八大行业主要产品单位能耗平均水平比国际先进水平高40%，我国石油对外依存度已达54.42%，我国一次能源结构仍以煤炭为主约占2/3以上，已是全球最大的煤炭消费国。中国强劲的需求拉动了全球铁矿石、铝土矿的价格上涨，（图3为我国铁矿石进口和价格增长，）资源能源对我国发展的制约不4Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21断增强。展望未来，全球更多人口实现现代化的进程要求地球上的有限资源应为更多的人世代可持续公平分享，要求我们必须走一条资源能源节约型的可持续发展之路，发展资源能源节约、循环利用、循环制造的绿色之路。地球有限的生态环境承载能力决定了人类必须走一条生态环境友好、绿色低排、无公害、可再生循环的制造发展之路。工业化以来，由于能源、资源、化工、制造业的规模发展，人类生活消费水平的持续上升、工业与生活废弃物排放超过了地球自然生态系统的承载和消化能力，致使地球生态系统退化，生物多样性锐减，大气、饮用水、土壤污染，危及食品安全和生命健康。甲烷、CO2等温室气体的过多排放，加剧了全球气候变化。三十年的改革开放，使我国经济总量已经超越日本居美国之后列全球第二位，但由于我国尚处于工业化的中期，部分产能技术相对落后，致使单位GDP能耗和排放水平远高于日本、欧美等工业化先进国家，工业、农业和城乡生活污染交织，全国2/3大江、大湖被严重污染，酸雨频发，工业废弃物造成的重金属污染危害严重。2008我国CO2排放已超越美国成为世界最大的排放国。（图4为世界各国CO2排放变化。）改善生态环境必须实施源头治理，依靠科技创新，发展绿色、低碳制造技术，调整产业结构，转变生产和发展方式，发展绿色制造产业。5Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21ICT技术的发展为智能制造提供了技术基础。传感技术、计算机技术、IC、现场总线、因特网、软件技术等，成为机械电子产品、数控技术、CAD/CAM/CIMS的技术基础，也为基于计算机和网络的ERP提供了基础，使得全球市场信息，客户的需求和对产品的信息反馈得以及时、准确、高效地智能处理，不仅提高了产品的设计研发水平和效率，提高了产品和制造过程的自动化、智能化水平，还可以提高产品和制造过程的资源能源利用效率，减低排放，提升环境友好的绿色制造水平，而且使得按小批量定单要求、乃至个性化制造与服务成为可能，满足全球市场多样化需求。全球信息化、网络化为全球网络、智能制造和营销服务提供了空前的知识、信息和市场空间。基于无线传感网、internet、物联网、云计算、全球知识与技术创新的全球制造、营销和服务，创造了一种全新的全球网络智能制造和服务模式，使得制造业的市场信息、知识技术、材料装备、资金人才、管理服务等要素得以在全球范围内更自由、更便捷地流动和更有效地优化配置；金融危机后时代全球科技创新加速发展，重大技术进步和技术革命将推进制造产业技术的变革，战略性新兴产业快速崛起，将加速产业结构调整和经济社会发展方式的转变；中国印度等E7国家经济的快速发展，6Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21全球经济信息化、网络化、市场化、贸易自由化和全球制造势不可挡，将为全球网络智能制造和营销服务提供空前的知识、信息和市场空间，使得更多的人可以共同参与全球网络智能制造和创造。全球智能制造和营销服务也将使得更多的人可以公平受惠，也将可以更好地满足全球多样性、个性化和具有不同文化背景和品味的人群对于产品和服务的多样需求。是进一步提高中国制造的全球竞争力，实现由“制造大国”向“制造强国”跨越的必由之路。经过三十余年的改革开放高速发展，2010年5月我国已超越德国，成为第一制造出口大国。但我国制造业总体上仍处于全球制造产业链的中低端，我国对能源、炼油、核电等大型成套设备的制造集成能力已经有了很大提升，但关键核心技术和部件仍依赖国外。2009年我国已经超越美国成为汽车制造第一大国，但自主汽车品牌占居的销售份额仍不到1/3。我国已是世界机床生产第一大国，但先进数控技术单元和高档数控机床仍依靠进口。（图5为我国机床进出口对比。）我国制造业与国际先进水平的主要差距是关键核心技术的创新能力、产品的能耗物耗与排放水平、精度和效率、产品与制造产业的信息化、智能化水平、自主核心知识产权与全球著名品牌。可以预计，全球金融危机后时期，全球制造业的竞争会更趋剧烈，竞争7Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21的关键将在于产品的性能和效率、智能化程度、环保与低碳性能等。绿色标准、环境友好、低碳等技术壁垒会进一步提高……。进一步提高中国制造的全球竞争力，提升我国制造业在全球制造价值链中的地位，实现我国制造业由大变强的历史跨越，也必须走绿色、智能制造之路。二)绿色、智能制造是战略性新兴产业的重要支柱绿色、智能制造产业将为传统产业提供资源节约、节能减排、环境友好、提升信息化水平的技术和先进装备支持，也将为新能源、新材料、生物医药、新一代信息网络、智能电网、绿色运载工具、生态环保、海洋、空天、公共安全等战略性新兴产业的发展提供先进的技术装备。因此，毋容置疑，绿色、智能制造产业是战略性新兴产业的重要支柱。绿色、智能制造产业是战略性新兴产业的重要组成。环境友好材料，节能减排绿色工艺，绿色、智能产品和装备制造等是一个宏大的创新制造产业链，而且还可带动包括研发设计、信息物流、咨询服务等在内的相关产业，促进环境友好、资源节约、节能减排、可再生循环材料的绿色制备加工等产业升级，为全社会提供各类绿色、智能消费产品、公共产品8Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21和产业装备，促进基于信息与知识的现代服务产业的发展，为人类绿色、知识文明时代提供可为更多人分享的产品与装备支持。绿色、智能制造产业本身就是战略性新兴产业的重要组成。绿色、智能制造产业为战略性新兴产业的发展提供先进技术装备。将为新能源、新材料、生物医药、新一代信息网络、智能电网、绿色运载工具、生态环保、海洋、空天、公共安全等战略性新兴产业的发展提供先进的装备支持。基于物理、化学、生物的诸如激光、粒子束流、化学沉积、等离子、生物技术等前沿科学技术与先进制造工艺将被引入制造过程，新的节能减排、绿色环保工艺将被开发应用，基于无线传感网、物联网、无线宽带网、知识和海量数据为基础的智能设计制造、营销服务将产品、装备、制造和服务的智能化提升到新的水平。在为战略性新兴产业提供先进技术装备和服务的进程中，制造业自身的技术手段、工艺方法，服务面向、乃至产业结构也将发生全新的变革与调整。三)战略性新兴产业的发展需求为绿色、智能制造技术和产业的发展注入了新的动力展望未来，新能源、新材料、生物医药、新一代信息9Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21网络、智能电网、绿色运载工具、生态环保、海洋、空天、公共安全等全球战略性新兴产业将形成十数万亿美元规模的宏大产业，将成为发展速度最快，采用高新技术最为密集，最具持续增长潜力的产业群落。战略性新兴产业的发展需求将拉动制造技术的创新，拉动制造产业的结构调整，将为绿色、智能制造技术和产业的创新发展注入新的强大动力。战略性新兴产业的发展需求拉动制造技术的创新。新能源、新材料、生物医药、新一代信息网络、智能电网、绿色运载工具、生态环保、海洋、空天、公共安全等全球战略性新兴产业集当代先进科学技术之大成，对材料结构与功能、制备与处理，对能量信息的转换、存储、传输和利用，信息的获取、存储、传输和处理，生态环境的保护与修复，自然灾害的预测预警和防灾减灾，安全、清洁、便捷的运载工具的研发、制造和运行，海洋空天的探索和利用，传统和非传统安全的防范和应对等，呼唤和促进科技创新，并无例外地都将通过制造产业转变为绿色、智能产品和先进生产能力。战略性新兴产业的发展需求对制造技术创新提出了前所未有的挑战和机会，将全方位推动制造技术的创新与突破，将使制造技术发生历史性的变革，将使制造产业的服务面向和产品结构发生根本性的变化。10Yxlu/CAS/CMES/2020-09-21战略性新兴产业的发展需求拉动制造产业结构调整。新能源、智能电网产业的发展将拉动先进太阳能、水力发电、风力发电、核电、生物质能源等装备制造，推动智能电网关键核心设备诸如先进储能、电力逆变及控制设备制造产业的发展；生物医药和生态环保产业的发展将拉动生物医药和生态环保产业制造产业的发展；绿色运载工具、海洋、空天等产业的发展，将拉动节能、电动汽车、轨道交通、高附加值造船、石油钻井平台等海洋工程装备、飞机、航天器和应用卫星以及地面终端设备等制造产业的发展；新一代信息网络和公共安全的发展将拉动信息网络装备、智能终端设备，公共安全监测和处理装备制造产业的发展等。这必将极大地拉动制造产业结构调整。从事制造