关于先进制造技术

“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达不竭的动力”(江泽民主席在科学大会上的讲话,1995年5月26日),创新(innovation)与发现(discover)不同,它主要不是对自然现象新的发现和认识,而是人们有目的的一种创造行为,包括文化艺术创新,科学思想、方法的创新,技术与工业的创新,经营与管理的创新,政治、军事与经济战略的创新等等。迄今为止,人类所拥有的物质和精神文明都是人类创新成果的历史沉淀和发展,在世界范围内,永不止息的创新活动正创造着人类现代文明和更加灿烂的明天。本文着重讨论与当代经济发展关系最为直接,影响也最为广泛和深远的现代技术与工业创新之典范——先进制造技术,先进制造技术(advanced manufacturing technology)这一概念是美国于80年代后期首先提出的,然而其概念的进化和创新技术要素的形成、集成和发展是渐进的,对历史作一简要回顾将有助于我们对先进制造技术本质和特点的理解,有助于对其发展趋势和基本要素的把握,有助于制订和实施符合实际的发展战略和策略。     

制造科学——先进制造技术的源泉

通过阐述先进制造技术中若干共民生的理论,方法及其发展方向,从全息制造,制造中的计算机几何,制造过程及系统的数学描述,建模,仿真和优化,计算智能和制造智能等４个方面对制造科学体系进行了初步探讨。     

先进制造技术与造船业的发展

先进制造技术(AMT)是造船业发展的根本.造船业由于引进AMT,已由劳力密集经设备和信息密集,正在向知识密集方向发展;它有序地呈现出五种造船模式.我国造船业正由劳力密集的分段制造模式向设备密集的分道制造模式发展.在船舶制造技术方面我国与国际先进水平的差距正在扩大.只有切实实施现代造船模式的各项AMT,才能在激烈的船舶市场的竞争中,立于不败之地.同时,应致力于全面开发船舶的产品模块化、信息数字化和制造灵捷化,迎接知识经济时代对造船业的挑战.     

关于先进制造技术(上)

“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达不竭的动力”,“一个没有创新能力的民族,难以屹立于世界民族之林”,江泽民主席在科学大会上对于“创新”意义的高度概括,振聋发聩。 创新(Innovation)与发现(Discover)不同,它主要不是对自然现象新的发现和认识,而是人们有目的的一种创造行为。包括文化艺术创新,科学思想、方法的创新,技术与工业创新,经营与管理创新,政治、军事与经济战略创新等等。 迄今为止,人类所拥有的物质和精神文明都是人类创新成果的历史沉淀和发展。在世界范围内,永不止息的创新活动正创造着人类现代文明和更加灿烂的明天。 本文着重讨论与当代经济发展关系最为直接、影响也最为广泛和深远的现代技术与工业创新之典范——先进制造技术。     

关于先进制造技术(下)

先进制造技术的要素与前沿: ——现代设计理论与方法 先进的设计是决定产品品质、环境相容性、经济性、适应需求的基础,设计的水平、质量和效率是决定产品自主开发能力和市场竞争能力的首要环节。现代设计理论与方法表现为功能结构和价格、安全性、环境相容性、工业造型等的综合优化设计;表现为设计过程、开发过程与生产过程的紧密结合趋势;表现为计算     

动物给汽车制造以灵感

行走在大街小巷,形形色色的汽车令你习以为常,你可知道,汽车是动物的翻版.当你站在一辆轿车面前,仔细端详,就会发现那前大灯分明是虎视眈眈的两只眼睛,保险杠下方的进风口和上方的进气格栅便是用来呼吸的鼻口了,发动机盖当然就是脑门,一边一个的后视镜不是耳朵又是什么!它的四轮就是四脚,车身即躯体,流动的燃油便是血液,当然,"扑扑"响的排气就是放屁了.     

先进材料的原子制造

为了实现更高效和更智能的产品和系统,需要发展更小尺度和更高精度的制造技术,以提高材料的性能、利用率和集成度.原子是物质的最小构筑基元,实现原子级精准制造(原子制造)能以最大的精度定制材料的结构和性质.原子制造能从物质世界底层(原子)出发进行制造,在此过程中,大量的新物质、新器件和新机理正在被发现.尽管原子制造尚处于起步阶段,但它是实现精准合成、定制材料性能的关键路线.本文首先从原子制造与传统制造的对比出发,阐明原子制造的内涵.接着以典型体系(包括单原子、团簇、二维材料和高熵合金)为例,从结构设计角度介绍材料的原子制造方法及科学原理.然后以量子信息技术、半导体器件和能源转化为应用场景,从物质的性质定制角度阐明原子制造的优势和价值.最后从发展兼具精准性和可批量性的原子制造方法、原子尺度机理探究、原子制造新材料和新器件等角度总结原子制造面临的挑战并展望未来发展.     

“创意伙伴”激发你的灵感

喝咖啡喝出诺贝尔奖?在剑桥有一种说法,说剑桥大学的下午茶喝出了60多个诺贝尔奖获得者。在剑桥大学,不同专业的教授和学生常常利用下午茶时间聚在一起相互交流。任何人有什么计划或者问题,都可以和别人商量。文理学者聚集一处,各种思想在温热的咖啡味中摩擦出创意的火花。教授学者们常把学术课题带     

先进电子制造中的技术革新

据国家自然科学基金委员会2007年9月14日报道．由上海交通大学、清华大学、中南大学、大连理工大学、华中科技大学和北京航空航天大学联合承担的项目“先进电子制造中的重要科学技术问题研究”．围绕两大科学问题“相对运动表面间的原子、分子和纳米粒子行为”和“极限制造的复杂系统高精度协同运动规律与控制”。取得了突出的理论和技术进展，主要创新性成果如下。     

“自然论坛”

正"自然论坛"第28讲全球量子通信网络及未来趋势量子信息科学与技术使量子通信成为可能。论坛嘉宾、中国科学技术大学的陈宇翱教授着重介绍了我国在实现全球量子通信最终目标方面取得的一些进展。我们已经建立了一个可靠的、超过2000 km光纤连接的中继骨干网,通过济南和合肥连接北京和上海。目前,银行、证券和保险公司正在试用中。过去10年,我们一直在为卫星量子通信进行系统的地面测试。我们的努力最终确保了国际上首颗量子科学实验卫星"墨子号"的成功发射,以及三大科学任务的完成。最后指出量子通信领域未来的发展趋势。     

自然之“野”

<正>最先感受到春的,是自然万物。当绿草丛生,花朵点缀大地,蜜蜂在花间穿行……春天就到了。而关于春天的味道,人们大抵是从荠菜、马兰头、野葱这些野菜开始了解的。当野菜们还在尽情地吸收土壤中的养分,嘴馋的人们早已盯上了它们,毕竟谁愿意错过这一年一次的美味呢。荠菜是一种很普通的一年生或二年生草本植物,较容易生长,在田埂、路边、屋角……哪里都可以寻见它的踪影。《早春》中的“满庭田地湿,     

无处不在的“中国制造”

正在里约奥运会上,除了赛场上的中国身影,整个里约奥运会也有很多中国制造的元素。从奥运场馆到轨道交通,从奥运纪念品到安检设备,甚至领奖台上升起的各国国旗,都来自中国!中国品牌的力量逐渐在奥运会上凸显,成为奥运助力的主打力量之一。"奥运地铁"里约的"奥运地铁"——4号线,是本届奥运会投资最大的基础设施项目。其上运行的列车全部由中国中车长春轨道客车股份有限公司生产,共有15     

“自然论坛”科普讲座

正自2015年举办"自然论坛"科普讲座以来,至今《自然杂志》已举办了18场讲座。"自然论坛"旨在邀请热心科普的知名学者,向大学师生普及最新科学进展,促进社会对高级科普的关注、理解与支持。邀请的专家不仅为广大师生奉上精彩的报告,而且还将相关内容整理成文,刊载于《自然杂志》。上海科技大学副校长,国家杰出青年科学基金获得者鲁雄刚教授,高屋建瓴,从对世界科技发展特征的认识、中国经济发展新常态下的科技创新与上海新使命,以及一些科研实践与思考等三个方面展开了此次报告;上海大学无人艇工程研究院执行院长彭艳,向大家介绍了能征善战的"精海"系列无人艇,令人惊叹的成就背后,是强大的研究团队的通力合作与艰苦攻关;美国德克萨斯州农机大学金斯维尔分校的终身教授刘静波博士,以其特有的风格,通过启发式的提问、生动的讲解以及惟妙惟肖的肢体语言,给大家带     

“自然论坛”科普讲座

正继2015年举办"自然论坛"科普讲座以来,至今《自然杂志》已举办了15场讲座。"自然论坛"旨在邀请热心科普的知名学者,向大学师生普及最新科学进展,促进社会对高级科普的关注、理解与支持。邀请的专家不仅为广大师生奉上精彩的报告,而且还将相关内容整理成文,刊载于《自然杂志》。同济大学海洋与地球科学学院杨守业教授通过报告带我们探究了神秘的地球海洋世界;中国科学院上海技术物理研究所华建文研究员给大家介绍了"风云"四号卫星干涉式大气垂直探测仪及其研制历程;上海大学材料学院董瀚教授在报告中热情洋溢地与大家分享钢铁材料如何构建了我们人类的文明。     

“自然论坛”科普讲座

<正>继2015年举办六场"自然论坛"科普讲座以来,在2016年,《自然杂志》又继续举办系列讲座。九江石化覃伟中总经理,分享了中国石化股份有限公司九江分公司与历史名城九江市和谐共生的理念与实践;复旦大学物理系施郁教授通俗地介绍了2016年诺贝尔物理学奖获奖成果的研究历程和重要意义;上海大学龚和贵教授深入浅出地介绍了分子机器的概念、现状及未来前景。     

“自然论坛”科普讲座

正"自然论坛"是2015年开始由《自然杂志》举办的科学论坛,邀请热心科学传播的知名学者,向大学师生介绍最新科学进展,旨在培养和提升广大听众的科学素养,促进社会对科学工作的关注、理解和支持。"自然论坛"的每场讲座,都会由报告人整理成文,刊发在《自然杂志》上以飨读者。     

真菌制造的“活”无人机

<正>你没看错,就在去年11月初,美军刚刚制造了全球首架生物无人机,其大部分制造材料都取自有生命的真菌。如今,无人机已经广泛应用于军事侦察、环境监测等领域,但倘若意外坠毁,那么飞机的残骸不仅可能给某些敏感的环境造成污染,也会暴露你的行踪和目的。不过,这架无人机却很好地解决了这个问题——它具备可生物降解的特性。这架原型机的主体部分由被称为菌丝体的材料     

“太空电梯”制造之门

拿破仑曾经说过":笔比剑更有威力。"然而他在200年前说这话的时候绝对不会想到,人类使用的普通铅笔中竟然包含着地球上强度最高的物质!美国哥伦比亚大学两名华裔科学家最近研究发现,铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体,竟然比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料和超坚韧的防弹衣,甚至还为"太空电梯"超韧缆线的制造打开了一扇"阿里巴巴"之门,能让科学家梦寐以求的"太空电梯"在不久成为现实。