2016　世界軍民兩用技術與產品發(fā)展展望

中國航天系統(tǒng)科學與工程研究院 張楠楠 安孟長 徐 曼 彭 芳

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2016世界軍民兩用技術與產品發(fā)展展望

中國航天系統(tǒng)科學與工程研究院 張楠楠 安孟長 徐 曼 彭 芳

2015年，世界軍民兩用技術與產品在各個領域均取得了較大的發(fā)展，呈現出了較為顯著的發(fā)展特點。展望2016年，世界軍民兩用技術與產品將在“互聯網+”思維的引領下，在智能制造、增材制造、石墨烯材料、深海裝備、復合材料、核能利用、無人機、激光加工等方面實現進一步發(fā)展，以科技創(chuàng)新的力量贏得世界和平、穩(wěn)定發(fā)展。

1　“互聯網+”將促進軍民經濟的融合與開放發(fā)展

所謂的“互聯網+”是利用信息通信技術，使互聯網與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)的一種創(chuàng)新理念。2015年3月，李克強總理在政府工作報告中提出，制定“互聯網+”行動計劃，促進以云計算、物聯網、大數據為代表的新一代信息技術與現代制造業(yè)、生產性服務業(yè)等融合創(chuàng)新，這表明“互聯網+”已成為我國當前的發(fā)展戰(zhàn)略。12月，工業(yè)和信息化部印發(fā)了“互聯網+”三年行動計劃。全國20余個省級地方政府與互聯網相關企業(yè)簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，將在云計算、大數據、智慧城市建設、互聯網公共服務、電子商務、互聯網金融等方面開展全面深入的合作?；ヂ摼W、云計算、大數據、物聯網等信息通信技術將為傳統(tǒng)行業(yè)注入強勁動力。而軍工行業(yè)也在積極探索采用“互聯網+”思維模式推進技術創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展。“互聯網+”已成為促進軍民經濟融合與開放發(fā)展的新引擎。

2　智能制造滲透制造領域全產業(yè)鏈，變革傳統(tǒng)制造模式

隨著德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略、美國先進制造計劃、《中國制造2025》等戰(zhàn)略的推進實施，智能制造將成為未來一段時間制造業(yè)發(fā)展的終極目標?；ヂ摼W等新一代信息技術將滲透、融入全產業(yè)鏈，實現協(xié)同合作、智能化制造。而與此同時，作為戰(zhàn)略性產業(yè)，智能制造領域在應用互聯網等新一代信息技術的同時，也更加注重保護信息安全。未來，智能制造將在智能工業(yè)機器人、柔性制造、模塊化等方面實現技術突破。而隨著智能制造技術的發(fā)展與進一步成熟，智能制造將變革傳統(tǒng)制造模式，實現制造效率和質量的同步提升。工業(yè)機器人作為智能制造的重要裝備，其控制技術、產業(yè)化技術將進一步發(fā)展，并將在生產中發(fā)揮更加重要的作用。

3　增材制造研發(fā)及應用快速發(fā)展，更加標準化、規(guī)范化

隨著各國及相關機構增材制造技術發(fā)展路線的實施，未來一段時間增材制造技術發(fā)展的重點已經明確，增材制造相關標準將逐步建立、完善，增材制造將進入更加有序的發(fā)展階段。在技術方面，除增材制造適用材料范圍不斷擴大、制造工藝不斷優(yōu)化、制造設備不斷涌現、產品應用不斷深入外，增材制造的數字化發(fā)展將成為增材制造領域的重要方向。此外，增材與減材加工設備及工藝的結合將成為未來加工設備及工藝發(fā)展的重要趨勢，模塊化將有利于復合加工設備的制造。

4　石墨烯應用潛力日益展現，產業(yè)化及應用將實現突破

隨著石墨烯材料研究的日漸深入，石墨烯在電性能、熱性能、機械性能等方面的優(yōu)勢逐漸顯現，研究人員積極利用石墨烯的特性開展應用研究，開發(fā)出了過濾膜、超級電容器、電子電路、傳感器等多種產品，應用潛力日益展現。未來，充分發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異特性，通過優(yōu)化石墨烯制備工藝，開發(fā)石墨烯復合材料，形成新型功能材料及器件將成為石墨烯發(fā)展的重要趨勢，石墨烯的應用將取得實質性突破。

5　高端海工裝備發(fā)展重要性日益受到關注，向深海化發(fā)展

近年來，海洋已成為國際科學、經濟、軍事競爭的焦點，世界主要國家都把掌握深海裝備技術，提升深海載人探測、海洋工程施工能力，作為取得海洋競爭戰(zhàn)略主動權的重要舉措。受其影響，海洋工程裝備制造發(fā)展將向深水化、大型化發(fā)展，技術上將呈現出更加多元化的發(fā)展特點。在此方面，韓國目前正在研發(fā)的第七代鉆井船，鉆井深度達到12000m。日本政府海洋研究開發(fā)機構也計劃研發(fā)一種潛深可達12000m的載人深潛器，用于深海資源勘探。而我國也在研究萬米級海底探測裝備。

6　復合材料性能持續(xù)提升，與金屬之爭促進兩者共同進步

復合材料應用于航空發(fā)動機等高端產品具有減重、增強、降低成本等一系列優(yōu)點，但其強度尚未達到可應用于某些大型結構件的程度，未來，研究人員將進一步提升復合材料的性能，通過開發(fā)新的基體材料和增強材料，以及改善基體材料與增強材料之間的相容性，發(fā)展非熱壓罐技術、結構優(yōu)化等手段，實現復合材料應用領域的進一步拓展。其中，陶瓷基復合材料在航空發(fā)動機中的應用將實現批量生產，進入實際應用階段。石墨烯等納米增強復合材料的研究將繼續(xù)取得突破，未來或將成為各領域的重要基礎材料。此外，復合材料與金屬之爭將持續(xù)進行，兩者之間的競爭或將催生出更高性能的新材料。

7　核能應用持續(xù)增長，聚變反應堆或將取得重要進展

據預測，未來幾十年內，隨著核電新技術不斷成熟，安全性進一步提高，各國對發(fā)展核電信心的恢復，世界核電仍將持續(xù)增長。在技術方面，在美國等國家的推動下，2015年聚變反應堆設計取得了較為顯著的發(fā)展，未來或將成為持續(xù)突破的重點。此外，隨著俄羅斯西伯利亞化學聯合體（SCC）的鈾-石墨反應堆EI-2正式退役，商業(yè)鈾-石墨反應堆的退役已拉開了帷幕。未來，核反應堆退役將成為相關國家需要研究的重要問題。而核廢料的處理也是核能應用迫切需要解決的重要問題之一。

8　無人機產業(yè)發(fā)展熱情不減，軍用和民用領域廣受重視

作為一種在軍事和民用領域均具有重要應用的軍民兩用產品，世界各國均非常重視無人機的發(fā)展，掀起了無人機研制開發(fā)的熱潮。2016年，在各國政府的支持和企業(yè)的投入下，無人機技術和產業(yè)將持續(xù)發(fā)展。無人機的發(fā)展將呈現出以下特點：一是大、中、小、微型，進程、中程、遠程，高、中、低空各種類型無人機全譜系、全面發(fā)展，但中小型無人機仍將占有重要的地位。二是無人機系統(tǒng)技術全面發(fā)展，平臺通用化趨勢明顯。三是無人機動力與能源技術、平臺設計技術、自主控制技術，網絡通信技術，以及多任務載荷一體化等關鍵技術將取得突破。此外，在應用方面，無人機的應用將更加廣泛，不僅可應用于軍事偵察、軍事物資運輸及投遞等軍用領域，還將應用于防災減災、農業(yè)、林業(yè)、物流等民用領域，其在軍用和民用領域仍將廣受重視。

9　激光加工與制造迎來新機遇，或將進入光制造時代

在世界各國大力推進實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的大背景下，隨著智能制造技術的發(fā)展，作為更加節(jié)能高效、更加智能的加工手段，激光加工、激光制造、激光檢測將迎來重大發(fā)展機遇。首先，以光纖激光為代表的先進光源在工業(yè)應用中繼續(xù)保持快速增長。第二，隨著精密加工、冷加工等需求的增長，超快激光等光源有望得到大規(guī)模應用。第三，增材制造、激光檢測、投影顯示、鋰電池等新應用的發(fā)展，有望帶動激光產業(yè)實現更大的發(fā)展。此外，激光加工具有“柔性化”等特點，其與自動化、智能化相結合，將帶動整體制造業(yè)的創(chuàng)新升級，使制造過程更加智能、高效。未來，世界工業(yè)生產或將進入光制造時代。

10　軍民協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展成為潮流，產業(yè)聯盟涌現

在網絡信息技術飛速發(fā)展的今天，軍民協(xié)同創(chuàng)新已成為軍民融合發(fā)展的重要內容，世界各國均十分重視協(xié)同創(chuàng)新工作，積極建立各種協(xié)同創(chuàng)新網絡或聯盟組織，聚集政府、工業(yè)界、學術界的力量，通過協(xié)同創(chuàng)新實現更新更大的突破。而在這一過程中，產業(yè)聯盟大量涌現。例如，美國正在建設的美國國家制造創(chuàng)新網絡在制造領域創(chuàng)新方面發(fā)揮了重要的作用，為美國制造業(yè)振興計劃作出了重要的貢獻。我國在實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的過程中，也組建了各個領域的產業(yè)聯盟，如中國機器人產業(yè)聯盟、“工業(yè)4.0”推動聯盟、中國智能制造信息化推進聯盟、京津冀開發(fā)區(qū)創(chuàng)新發(fā)展聯盟等。未來，在這些創(chuàng)新聯盟的組織協(xié)調下，軍民協(xié)同創(chuàng)新將開創(chuàng)一個嶄新的局面。

激光應用于精密加工