高端制造是當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要方向之一，它以科技創(chuàng)新和智能化生產(chǎn)為核心，推動(dòng)著各行業(yè)的升級(jí)和轉(zhuǎn)型。高端制造的發(fā)展不僅提升了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，還提高了生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力。從航空航天、電子信息到新能源汽車(chē)，高端制造正逐漸成為各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵支撐。然而，高端制造也面臨著挑戰(zhàn)，如技術(shù)壁壘、人才短缺等。為了推動(dòng)高端制造的可持續(xù)發(fā)展，我們需要加強(qiáng)創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高素質(zhì)人才，同時(shí)加大政府支持力度，為高端制造提供良好的發(fā)展環(huán)境。

近日，由中國(guó)科學(xué)院和北京市聯(lián)合舉辦的第五屆雁棲湖會(huì)議舉行"2023年高端制造前沿十大科學(xué)問(wèn)題"發(fā)布會(huì)。中國(guó)科學(xué)院院士、華中科技大學(xué)丁漢教授和中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)雒建斌教授，與來(lái)自德國(guó)、俄羅斯、英國(guó)等國(guó)家的學(xué)者共同向全球發(fā)布會(huì)議凝練的2023年高端制造前沿十大科學(xué)問(wèn)題。

這些問(wèn)題分別是：如何實(shí)現(xiàn)原子級(jí)可控制造;機(jī)器人化制造如何影響未來(lái)制造范式;高能束增材制造如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控形控性;如何基于任意元素與結(jié)構(gòu)創(chuàng)制新物質(zhì);如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人類(lèi)人技能作業(yè);極端光場(chǎng)制造中載能粒子的時(shí)空演化機(jī)制及效應(yīng)是什么;如何實(shí)現(xiàn)異質(zhì)異構(gòu)跨尺度制造;如何實(shí)現(xiàn)性能驅(qū)動(dòng)的高附加值制造;如何實(shí)現(xiàn)高效高性能多尺度激光制造;如何實(shí)現(xiàn)面向未來(lái)制造的機(jī)器人系統(tǒng)。

(相關(guān)資料圖)

激光是由受激輻射的光放大產(chǎn)生的輻射。其中激光器是產(chǎn)生、輸出激光的器件，是激光加工系統(tǒng)的核心器件。激光加工設(shè)備由激光器、數(shù)控系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、傳統(tǒng)系統(tǒng)、加工輔助系統(tǒng)及機(jī)械部位組成。激光加工可以分為熱加工和光學(xué)加工。激光廣泛應(yīng)用于光纖通信，激光光譜、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光美容、激光掃描等行業(yè)。激光產(chǎn)業(yè)是上述所有設(shè)備、技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域的匯總。

在未來(lái)國(guó)家一系列產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及工業(yè)結(jié)構(gòu)改造過(guò)程當(dāng)中，激光產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的市場(chǎng)前景。根據(jù)《激光制造商情》預(yù)測(cè)，工業(yè)激光市場(chǎng)規(guī)模預(yù)估會(huì)有20%以上的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2025年工業(yè)激光及相關(guān)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2650億元。根據(jù)2021年激光產(chǎn)業(yè)整體市場(chǎng)規(guī)模和20%的年復(fù)合增長(zhǎng)率，前瞻初步核算激光產(chǎn)業(yè)2022-2027年從兩千億元增長(zhǎng)到六千億元。

工業(yè)機(jī)器人及成套設(shè)備可廣泛地應(yīng)用于工業(yè)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如焊接、機(jī)械加工、搬運(yùn)、裝配、分揀、噴涂等。工業(yè)機(jī)器人及成套設(shè)備的應(yīng)用不僅能將工人從繁重或有害的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，解決當(dāng)前勞動(dòng)力短缺問(wèn)題，而且能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力。具體來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人具有如下優(yōu)點(diǎn)：

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)，新一代信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源、新材料等與機(jī)器人技術(shù)深度融合，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來(lái)升級(jí)換代、跨越發(fā)展的窗口期。在政策和市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人出貨量持續(xù)增長(zhǎng)，2021年，全國(guó)工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)出貨量26.82萬(wàn)臺(tái)，占全球出貨量的51.88%，位居全球第一。根據(jù)工信部、發(fā)改委等十五部門(mén)聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，未來(lái)幾年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)仍將保持高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，至2025年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入年均增速超過(guò)20%。形成一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的領(lǐng)軍企業(yè)及一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、成長(zhǎng)性好的專(zhuān)精特新“小巨人”企業(yè)，建成3~5個(gè)有國(guó)際影響力的產(chǎn)業(yè)集群。

未來(lái)五年間隨著伺服電機(jī)和諧波減速器上的國(guó)產(chǎn)替代深入，以及需求端的大幅放量，在工業(yè)機(jī)器人中低端市場(chǎng)將引來(lái)一波強(qiáng)勁增長(zhǎng)，在中高端市場(chǎng)中隨著技術(shù)突破國(guó)產(chǎn)品牌亦將占據(jù)更多的市場(chǎng)份額，銷(xiāo)售量預(yù)計(jì)年增長(zhǎng)率將在30%左右并逐年提高;另一方面，隨著中低端市場(chǎng)技術(shù)成熟、競(jìng)爭(zhēng)激烈，預(yù)計(jì)年平均售價(jià)將逐年略有降低，但市場(chǎng)規(guī)模仍將保持快速增長(zhǎng)。

預(yù)計(jì)2022年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)年行業(yè)規(guī)模達(dá)540億元;2027年行業(yè)規(guī)模達(dá)超過(guò)1800億元，2022-2027年間CARG達(dá)28.20%。

丁漢和雒建斌表示，十大科學(xué)問(wèn)題是對(duì)高端制造領(lǐng)域科學(xué)問(wèn)題的凝練與聚焦，這些問(wèn)題圍繞激光制造、微納制造、機(jī)器人化智能制造3個(gè)方向，從100余個(gè)覆蓋不同領(lǐng)域的候選問(wèn)題中研討凝練而成，并面向全球公開(kāi)發(fā)布，以激勵(lì)更多的科學(xué)家對(duì)新的科學(xué)問(wèn)題發(fā)起挑戰(zhàn)，進(jìn)一步推進(jìn)高端制造相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。

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