未來(lái)制造

未來(lái)制造正在成為當(dāng)下世界各國(guó)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的核心。那么問(wèn)題來(lái)了，何謂未來(lái)制造？

有關(guān)專家指出，如果說(shuō)技術(shù)的先進(jìn)性是先進(jìn)制造業(yè)最顯著的特征，那么未來(lái)制造，則可以視為在先進(jìn)制造業(yè)山岳中最頂尖的高峰。

原子制造、納米制造、激光制造……未來(lái)制造代表著制造業(yè)向前發(fā)展的大趨勢(shì)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)極限制造、精密制造能力的集中體現(xiàn)。

2023年日本發(fā)布的《日本制造業(yè)白皮書(shū)》顯示，以2020年全球市場(chǎng)占有率在60%以上的品種數(shù)量為指標(biāo)，日本占220個(gè)，美國(guó)占99個(gè)，我國(guó)則只有44個(gè)。其中，日本工業(yè)用激光設(shè)備占全球市場(chǎng)的30%左右，而我國(guó)高端激光器依然依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)激光設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)仍然與之存在較大差距；全球傳感器市場(chǎng)主要由美國(guó)、日本、德國(guó)的幾家龍頭公司主導(dǎo)，我國(guó)僅有11%的市場(chǎng)份額；我國(guó)高端數(shù)控機(jī)床的國(guó)產(chǎn)化率依然不足10%……

可以說(shuō)，這些令我們經(jīng)常被“卡脖”“掣肘”的技術(shù)及應(yīng)用就代表著當(dāng)前制造業(yè)的“頂峰”。對(duì)我國(guó)來(lái)講，只有不斷攀登，才能“頂峰相見(jiàn)”。

讓人欣喜的是，隨著近年來(lái)政策的加持和產(chǎn)業(yè)端的持續(xù)發(fā)力，我們離登頂?shù)哪繕?biāo)越來(lái)越近。

黨的二十屆三中全會(huì)明確提出，要加快推進(jìn)新型工業(yè)化，培育壯大先進(jìn)制造業(yè)集群，推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展。

2024年一開(kāi)年，工信部、教育部、科技部等七部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》（簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》），進(jìn)一步明確了未來(lái)制造需要聚焦的新賽道，提出要發(fā)展智能制造、生物制造、納米制造、激光制造、循環(huán)制造，突破智能控制、智能傳感、模擬仿真等關(guān)鍵核心技術(shù)，推廣柔性制造、共享制造等模式，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)元宇宙等發(fā)展。

結(jié)合自身科技與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，全國(guó)各地開(kāi)始紛紛深度布局和推進(jìn)未來(lái)產(chǎn)業(yè)。其中，北京、上海、廣東等地率先制定實(shí)施了關(guān)于未來(lái)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃、行動(dòng)計(jì)劃、實(shí)施方案及配套政策。

先說(shuō)人形機(jī)器人方面。在我國(guó)，目前已呈現(xiàn)出十分廣闊的“藍(lán)海”前景。今年4月，首屆中國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)大會(huì)發(fā)布的《人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》預(yù)測(cè)，2024年，中國(guó)人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約27.6億元；2026年達(dá)104.71億元；到2029年，將達(dá)750億元，占世界總量的32.7%；到2035年，市場(chǎng)規(guī)模更有望達(dá)到3000億元。

業(yè)界普遍認(rèn)為，工業(yè)將是人形機(jī)器人大規(guī)模應(yīng)用的主流場(chǎng)景。

小米集團(tuán)高級(jí)副總裁曾學(xué)忠預(yù)判，未來(lái)智能工廠將由三種勞動(dòng)力構(gòu)成：70%的自動(dòng)化設(shè)備、20%的人形機(jī)器人、10%的人類。其中，人類負(fù)責(zé)的是價(jià)值判定與挖掘，人形機(jī)器人則負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)柔性制造、跨系統(tǒng)協(xié)同。三種勞動(dòng)力協(xié)同作業(yè)，將重新定義“工人”與“工廠”。

就在不久前，國(guó)產(chǎn)龍頭優(yōu)必選工業(yè)版人形機(jī)器人WalkerS正式進(jìn)入蔚來(lái)的總裝車間“實(shí)訓(xùn)”，開(kāi)啟了人形機(jī)器人“進(jìn)廠打工”這一科幻影視作品中才有的場(chǎng)景：它一雙靈巧的手對(duì)準(zhǔn)車頭精準(zhǔn)貼上車標(biāo)，一雙敏捷的腳帶動(dòng)軀干協(xié)調(diào)地自動(dòng)走位到每個(gè)座椅進(jìn)行安全帶的拉伸檢測(cè)，一雙慧眼對(duì)準(zhǔn)車門、車身表面進(jìn)行缺陷檢測(cè)。

眼下，智元機(jī)器人、小米機(jī)器人等國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人本體企業(yè)已著手研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)汽車底盤裝配、外觀檢測(cè)、老化測(cè)試、齒輪柱點(diǎn)油、物料搬運(yùn)等功能的工業(yè)版人形機(jī)器人。

再說(shuō)生物制造方面。近年來(lái)，我國(guó)多地紛紛出臺(tái)相關(guān)政策舉措，不斷加大對(duì)以合成生物為代表的生物制造產(chǎn)業(yè)的支持力度。

目前，我國(guó)生物制造核心產(chǎn)業(yè)增加值占工業(yè)增加值比重只有2.4%，提升空間巨大。

那么，生物制造有多重要呢？有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來(lái)20年，生物技術(shù)革命將產(chǎn)生4萬(wàn)億～30萬(wàn)億美元的直接經(jīng)濟(jì)影響。其中，生物制造被視為最有潛力推動(dòng)“第四次工業(yè)革命”的關(guān)鍵力量。

生物制造有別于傳統(tǒng)的物理、化學(xué)制造模式，它創(chuàng)新了物質(zhì)生產(chǎn)方式，以生物體作為生產(chǎn)介質(zhì)，為制造業(yè)變革帶來(lái)一系列巨大變化；另外，生物制造是以可再生生物質(zhì)為原料，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)也非常關(guān)鍵，工業(yè)和信息化部賽迪研究有關(guān)專家表示。

2021年，中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所宣布，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)二氧化碳到淀粉的人工全合成。相關(guān)成果于當(dāng)年9月在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表，并先后入選2021年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展、2021年中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展等。雖然還沒(méi)有投入成熟的工業(yè)化應(yīng)用，但這項(xiàng)技術(shù)在淀粉的合成能效和速率上遠(yuǎn)超玉米等農(nóng)作物，可以說(shuō)為淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)打開(kāi)了一扇窗，并為以二氧化碳為原料合成復(fù)雜分子提供了新思路。

我國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大，產(chǎn)量約占全球的70%，完善的發(fā)酵產(chǎn)業(yè)體系為生物制造產(chǎn)業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，清華大學(xué)合成與系統(tǒng)生物學(xué)專家認(rèn)為，未來(lái)，隨著人們對(duì)健康、綠色、環(huán)保產(chǎn)品的需求持續(xù)增加，生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間將越來(lái)越大。

再說(shuō)原子級(jí)制造方面。在這一點(diǎn)上，我國(guó)一直在持續(xù)發(fā)力。2018年，中國(guó)科學(xué)院推出了“功能導(dǎo)向的原子級(jí)制造前沿科學(xué)問(wèn)題”先導(dǎo)計(jì)劃，南京大學(xué)設(shè)立了全國(guó)首個(gè)原子制造創(chuàng)新研究中心。

關(guān)于原子級(jí)制造，我們首先要了解什么是原子級(jí)制造？顧名思義，就是原子尺度結(jié)構(gòu)或原子精度產(chǎn)品加工。原子級(jí)制造工藝創(chuàng)制的新物質(zhì)和零部件，不但能在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)原子尺度的精準(zhǔn)、完美，而且其物理特性遠(yuǎn)超常規(guī)塊體材料的物性。

近年來(lái)，浙江大學(xué)、天津大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西南交通大學(xué)、東南大學(xué)等高校，還有華為等企業(yè)，都在積極布局原子級(jí)制造研發(fā)。據(jù)有關(guān)專家透露，南京、上海、杭州、成都和蘇州等城市也都在今年紛紛提出了原子級(jí)制造基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)構(gòu)想。

有關(guān)專家表示，“原子級(jí)制造的應(yīng)用前景廣闊，是下一代超精密制造的重要發(fā)展方向，也必將成為全世界工業(yè)強(qiáng)國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)”。