极端制造_制造创新的前沿与基础
推动中国制造抵达更多“极点”
13时事热点运用示例：当前，我国在极端制造上不断取得新成果，也存在一些“卡脖子”领域。
深入挖掘、提炼和解决关键科学问题，探索研究新的理论、方法和技术，才能推动极端制造步入新领域、迈上新台阶，进一步提升我国制造业的竞争力。
新时代中国青年富有想象力和创造力，思想解放，开拓进取，勇于参与日益激烈的国际竞争，是创新创业的有生力量。
我们要练好内功，补足短板，为不断提升极端制造水平贡献力量，掌握更多“独门绝技”，在更多技术领域攀上高峰。
——邱超奕（摘编自《人民日报》、中国新闻网等/编辑：王冠婷）推动中国制造抵达更多“极点”湖南株洲硬质合金集团有限公司展厅里，摆着一根直径仅为头发丝八分之一的“细针”。
它是硬质合金微钻，能在指甲盖大小的精细印刷电路板上精准打出2500个钻孔，且钻头不弯不断。
长期以来，这样的小针只能依赖进口，研究人员潜心钻研20多年，终于打破国外垄断。
近年来，从硬质合金微钻到重型运载火箭，从纳米微球到“手撕钢”，我国在极端制造上不断取得新进展，进一步厚植了制造业优势。
制造业里有个“极端”，颇受追捧，那就是极端制造。
极端制造主要解决产品尺度及环境极端化的挑战，集中体现在微细制造、超精密制造、巨系统制造等方面，代表着一个国家科技创新和先进制造的顶尖水平。
谁缺乏极端制造能力，就会遇到“天花板”，从而受制于人；谁掌握了极端制造能力，就拥有了“撒手锏”，可以在市场竞争中占据主动。
角度二：极端制造每进一步，就意味着我国制造业在一些领域站上了“金字塔尖”。
抢占塔尖的基础是拥有坚实的塔座，即基础研究。
基础研究取得更多突破性进展，制造才能抵达更多“极点”。
极端制造集中了多学科多领域的高新科技，需要的不只是单点突破，还要求系统性创新。
极端制造――制造创新的前沿与基础
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国家中长期科技发展纲要确定的重点领域
国家中长期科技发展纲要确定的重点领域一、重点领域及优先主题1．能源（1）工业节能（2）煤的清洁高效开发利用、液化及多联产（3）复杂地质油气资源勘探开发利用（4）可再生能源低成本规模化开发利用（5）超大规模输配电和电网安全保障2．水和矿产资源（6）水资源优化配置与综合开发利用（7）综合节水（8）海水淡化（9）资源勘探增储（10）矿产资源高效开发利用（11）海洋资源高效开发利用（12）综合资源区划3．环境（13）综合治污与废弃物循环利用（14）生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建（15）海洋生态与环境保护（16)全球环境变化监测与对策4．农业（17）种质资源发掘、保存和创新与新品种定向培育（18）畜禽水产健康养殖与疫病防控（19）农产品精深加工与现代储运（20）农林生物质综合开发利用（21）农林生态安全与现代林业（22）环保型肥料、农药创制和生态农业（23）多功能农业装备与设施（24）农业精准作业与信息化（25）现代奶业5．制造业（26）基础件和通用部件（27）数字化和智能化设计制造（28）流程工业的绿色化、自动化及装备（29）可循环钢铁流程工艺与装备（30）大型海洋工程技术与装备（31）基础原材料（32）新一代信息功能材料及器件（33）军工配套关键材料及工程化6．交通运输业（34）交通运输基础设施建设与养护技术及装备（35）高速轨道交通系统（36）低能耗与新能源汽车（37）高效运输技术与装备（38）智能交通管理系统（39）交通运输安全与应急保障7．信息产业及现代服务业（40）现代服务业信息支撑技术及大型应用软件（41）下一代网络关键技术与服务（42）高效能可信计算机（43）传感器网络及智能信息处理（44）数字媒体内容平台（45）高清晰度大屏幕平板显示（46）面向核心应用的信息安全8．人口与健康（47）安全避孕节育与出生缺陷防治（48）心脑血管病、肿瘤等重大非传染疾病防治（49）城乡社区常见多发病防治（50）中医药传承与创新发展（51）先进医疗设备与生物医用材料9．城镇化与城市发展（52）城镇区域规划与动态监测（53）城市功能提升与空间节约利用（54）建筑节能与绿色建筑（55）城市生态居住环境质量保障（56）城市信息平台10．公共安全（57）国家公共安全应急信息平台（58）重大生产事故预警与救援（59）食品安全与出入境检验检疫（60）突发公共事件防范与快速处置（61）生物安全保障（62）重大自然灾害监测与防御11．国防二、重大专项三、前沿技术1．生物技术（1）靶标发现技术（2）动植物品种与药物分子设计技术（3）基因操作和蛋白质工程技术（4）基于干细胞的人体组织工程技术（5）新一代工业生物技术2．信息技术（6）智能感知技术（7）自组织网络技术（8）虚拟现实技术3．新材料技术（9）智能材料与结构技术（10）高温超导技术（11）高效能源材料技术4．先进制造技术（12）极端制造技术（13）智能服务机器人（14）重大产品和重大设施寿命预测技术5．先进能源技术（15）氢能及燃料电池技术（16）分布式供能技术（17）快中子堆技术（18）磁约束核聚变6．海洋技术（19）海洋环境立体监测技术（20）大洋海底多参数快速探测技术（21）天然气水合物开发技术（22）深海作业技术7．激光技术8．空天技术四、基础研究1．学科发展（1）基础学科（2）交叉学科和新兴学科2．科学前沿问题（1）生命过程的定量研究和系统整合（2）凝聚态物质与新效应（3）物质深层次结构和宇宙大尺度物理学规律（4）核心数学及其在交叉领域的应用（5）地球系统过程与资源、环境和灾害效应（6）新物质创造与转化的化学过程（7）脑科学与认知科学（8）科学实验与观测方法、技术和设备的创新3．面向国家重大战略需求的基础研究（1）人类健康与疾病的生物学基础（2）农业生物遗传改良和农业可持续发展中的科学问题（3）人类活动对地球系统的影响机制（4）全球变化与区域响应（5）复杂系统、灾变形成及其预测控制（6）能源可持续发展中的关键科学问题（7）材料设计与制备的新原理与新方法（8）极端环境条件下制造的科学基础（9）航空航天重大力学问题（10）支撑信息技术发展的科学基础4．重大科学研究计划（1）蛋白质研究（2）量子调控研究（3）纳米研究（4）发育与生殖研究。
世界先进制造业技术的前沿与趋势
世界先进制造业技术的前沿与趋势制造业一直以来都是各国国民经济的重要支柱，也是实际生产力与综合国力的重要表现。
如今，随着科技的迅猛发展和全球化的不断加深，制造业正在发生翻天覆地的变化。
先进制造业技术，成为各国互相竞争的重要领域，也是涉及到人类未来经济发展的一大热门话题。
本文将简单谈一下世界先进制造业技术的前沿与趋势。
一、3D打印技术3D打印技术是一项革命性的制造技术，通过成形原料（如聚合物、金属及其他常见材料）的逐层叠加方式制造出三维物体。
这种技术使得设计师们的灵感可以被快速变成实际的产品。
目前，3D打印技术正在飞速发展，产品质量和成本也在不断被改善。
未来，3D打印技术将会被广泛应用于医疗、汽车制造、宇航、电子产品等领域，为大量生产量身打造出更高质量的产品。
二、智能制造技术智能制造技术是一项以人工智能和机器人技术为核心的工业制造新模式，是工业4.0的核心内容。
该技术能把零部件自动匹配、自动补库、设备自动维护、生产计划自动排产、生产过程自动调度等智能协作过程固化在系统中，彻底打破了传统制造业中的单一流程、单一层次的垂直管理和管制体系，形成一个充满活力的生态链。
三、大数据技术大数据技术是指对超大规模、复杂的数据集进行存储、处理和分析，以提供更深入的分析和挖掘过程，通过数据链接与挖掘来发现整个产业和经济体系中的新机遇。
在制造业领域，大数据技术不仅能够帮助企业预测生产需求、控制库存，还能提高质量、降低成本、优化资源配置以及改善安全管理等方面，从而实现制造业增效降本和提高竞争力。
四、虚拟现实技术虚拟现实技术可以模拟出真实世界的物理操作、视觉状况和空间模型，让使用者进入到一个虚拟空间中，实现交互式、身临其境的体验。
在制造业领域，虚拟现实技术可以协助设计、协助制造、协助维修等。
其带来的优势包括：提高制造效率、降低制造成本、省去开发过程中的错误、减少现场关键环节的故障等等。
总体而言，随着新一代技术的不断涌现和产业的日益重视，制造业将会拥有前所未有的生产能力。
极端制造040604
３３０中国科学基金２００４薤・学科进展与展望・极端制造——制造创新的前沿与基础钟掘。
（中南大学，长沙４１００８３）［摘要］在各种极端环境下，制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统，是当代极端制造的重要特征。
现代制造科学的重要前沿是在物质结构与运动的多层次、多尺度发现与创造极端制造规律，探索全新概念的产品及其制造模式，这将成为制造业发展的科学先导，也是我国建立具有国际核心竞争力的工业体系和国防体系的基础。
本文给出了极端制造的基本概念、内涵、科学目标和基本科学问题，指出极端制造是当今制造技术发展的总体趋势和国家的需要。
［关键词］极端制造，高能量密度，微纳制造引言极端制造泛指当代科学技术难以逾越的制造前端，其内涵随着人类科技的发展不断被突破与变革。
在各种极端环境下，制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统，是当代极端制造的重要特征，集中表现在微制造、巨系统制造和强场制造，如制造微纳电子器件、微纳光机电系统、分子器件、量子器件等极小尺度和极高精度产品；制造空天飞行器、超大功率能源动力装备、超大型冶金石油化工装备等极大尺寸、系统极为复杂和功能极强的重大装备。
极端制造置物质于各类极端强化的能场与运动环境，实现几何与物性的多尺度演变，并按精确的物理规律集成为极强功能的使能系统。
可以认为现代制造科学的重要前沿是在物质结构与运动的多层次、多尺度发现与创造极端制造规律，探索全新概念的产品及其制造模式，这将成为制造业发展的科学先导，也是我国建立具有国际核心竞争力的工业体系和国防体系的基础。
１极端制造是当今制造技术发展的总体趋势和国家的需要自２０世纪下半叶以来，制造科学与技术在现代科技的前端快速发展，已成为国家发展与国力竞争的重要基础。
１．１当代制造的核心技术创新于科学认识的前端２０世纪以来的重大科学发现正在迅速创造出全新概念的当代极端制造，同时萌生出种种制造新过程和功能全新的产品，如量子力学与激光器引发的微纳制造和信息产品；极端凝固科学推动的超常性能材料与零件瞬态制造；在数万吨级压力场下获得亚微米等轴晶演变的飞机大件强流变制造；用１０９Ｗ／ｃｍ２强激光实现大型构件的连接与裁剪；制造过程运动速度已高达１０５ｒ／ｍｉｎ和１０２ｍ／ｓ以上量级；制造尺度可从数千米长的材料、数百米的舰艇到纳米线宽的集成电路；微米尺度制造精度已达１０－２胛量级，纳米尺度制造精度达０．１ｎｉｎ量级。
机械制造技术的前沿与突破
机械制造技术的前沿与突破随着科技的快速发展，机械制造技术也在不断向前迈进。
在过去的几十年里，机械制造业经历了许多突破和创新，为我们的社会和经济发展做出了巨大的贡献。
本文将重点探讨机械制造技术在前沿领域的发展以及未来的突破。
一、3D打印技术的出现3D打印技术是机械制造技术中的一项重要突破。
它采用分层制造的方法，通过逐层堆叠材料来制造出立体物体。
3D打印技术的出现，使得机械制造变得更加灵活和高效。
它不仅可以加速产品的开发和制造过程，还可以减少原材料的浪费。
未来，随着3D打印技术的不断突破和创新，我们可以预见到它在航空航天、医疗器械等领域的广泛应用。
二、智能制造的兴起智能制造是指基于先进的传感器、人工智能等技术，实现机械设备的自动化和智能化。
在传统的机械制造过程中，人力成本和资源浪费是一个长期存在的问题。
而智能制造技术的出现，则可以提高生产效率和质量，并且减少对人力资源的需求。
例如，智能机器人的应用可以在危险环境中取代人工操作，提高工作效率并确保工人的安全。
未来，智能制造将成为机械制造技术的重要发展方向。
三、机器学习在机械制造中的应用机器学习是人工智能领域的一个重要分支，它利用算法和统计模型来让机器具备学习和认知的能力。
在机械制造领域，机器学习可以应用于优化生产过程、预测设备故障、提高产品质量等方面。
通过分析大量的数据和实时监测设备状态，机器学习可以提供更加准确的预测和决策支持。
随着大数据和云计算技术的发展，机器学习在机械制造技术中的应用前景将更加广阔。
四、仿生设计的发展仿生设计是通过借鉴自然界的设计原理，来提高机械产品的性能和效能。
例如，仿生机械手臂可以模拟人类手臂的运动方式和灵活性，从而在特定的应用场景中取得更好的效果。
仿生设计的发展将推动机械制造技术向更加智能化、高效化的方向发展。
未来，我们可以预见到仿生设计在机械制造领域的广泛应用，为我们创造更多的可能性。
综上所述，机械制造技术在前沿领域的发展和突破将极大地推动产业的发展和社会的进步。
未来世界科技创新十大趋势
未来世界科技创新十大趋势当前，全球新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，科技创新正加速推进，并深度融合、广泛渗透到人类社会的各个方面，成为重塑世界格局、创造人类未来的主导力量.我们只有认清趋势、前瞻擘划,才能顺势而为、抢抓机遇。
从宏观视角和战略层面看,当今世界科技发展正呈现以下十大新趋势。
(1）颠覆性技术层出不穷,将催生产业重大变革，成为社会生产力新飞跃的突破口.作为全球研发投入最集中的领域，信息网络、生物科技、清洁能源、新材料与先进制造等正孕育一批具有重大产业变革前景的颠覆性技术。
量子计算机与量子通信、干细胞与再生医学、合成生物和“人造叶绿体”、纳米科技和量子点技术、石墨烯材料等,已展现出诱人的应用前景。
先进制造正向结构功能一体化、材料器件一体化方向发展，极端制造技术向极大（如航母、极大规模集成电路等）和极小(如微纳芯片等）方向迅速推进。
人机共融的智能制造模式、智能材料与3D打印结合形成的4D打印技术，将推动工业品由大批量集中式生产向定制化分布式生产转变，引领“数码世界物质化”和“物质世界智能化”。
这些颠覆性技术将不断创造新产品、新需求、新业态，为经济社会发展提供前所未有的驱动力，推动经济格局和产业形态深刻调整，成为创新驱动发展和国家竞争力的关键所在。
（2）科技更加以人为本，绿色、健康、智能成为引领科技创新的重点方向.未来科技将更加重视生态环境保护与修复,致力于研发低能耗、高效能的绿色技术与产品。
以分子模块设计育种、加速光合作用、智能技术等研发应用为重点，绿色农业将创造农业生物新品种，提高农产品产量和品质，保障粮食和食品安全。
基因测序、干细胞与再生医学、分子靶向治疗、远程医疗等技术大规模应用，医学模式将进入个性化精准诊治和低成本普惠医疗的新阶段。
智能化成为继机械化、电气化、自动化之后的新“工业革命"，工业生产向更绿色、更轻便、更高效的方向发展。
服务机器人、自动驾驶汽车、快递无人机、智能穿戴设备等的普及,将持续提升人类生活质量，提升人的解放程度.科技创新在满足人类不断增长的个性化多样化需求、增进人类福祉方面，将展现出超乎想象的神奇魅力。
中南大学机电工程学院导师资料-唐进元
最后学历、学 位及毕业学 校、毕业时间 在国内外学术 团体及学术刊 1、 湖南省机械原理教学研究会 理事长 物担任职务情 2、 中国自动化学会制造技术专业委员会委员 况
学科：机械制造及其自动化 专业：复杂曲面零件数字化设计与制造 出生年 政治面 中共党 性别 男 1962.8 民族 汉 月 貌 员 专业技术职 任硕士生指 务及定职时 教授，2000.7 1996.7 导教师时间 间 国内 1988.6获国防科技大学硕士学位，2003年在读博士 2000.9——2001.9 美国 德洲大学（奥斯汀）机械 国外 系 访问学者
2
课题组长
零件数字化制造的理论基础，促进制造科学的发展。 2）制造技术的突破：(1)提供能源、运载、国防等领域有重大需求的 精密、复杂构件的数字化加工关键技术；(2)提供高精密数控机床的 数字化控制技术；(3)突破精密螺旋锥齿轮批量加工中的关键技术。 研究内容： 1、高端数控机床的多轴运动方程和力热耦合方程的正向求解及逆问 题求解，建立高速、高精度多轴运动控制的新原理和新方法； 2、通过多体接触的力-变形耦合建模和大型超静定结构中的力流传递 分析，建立制造界面微分变形的力学和运动学反演模型，实现制造装 备的数字化精密运行控制；建立形位空间和旋量空间中的分析、推理 和综合理论，实现测量、建模、操作、加工的一体化理论； 5.1 科研项目获奖情况 获奖名称、等 科研项目名称 获奖时间 级别 排名 级 中国机械工业 YK2045数控螺旋锥齿轮磨 省部 联合科技技术 2004 4 齿机 级 奖 ２０００.９获 The Gear concurrent 省自然科学优 2000.9 1 design method 秀学术论文二 等奖 5.2 目前承担的主要项目 科研项目名称 项目来源 起讫时间 经费 （万 元） 本人高性能复杂曲 （973计划）: 面数字化精密 2005.11数字化制造基础 加工的新原理 2010.11 研究(课题4，编 和新方法 号 2005CB724104） 螺旋锥齿轮传 A：国家自然科 动UMG及其含 2009.1学基金 随机量的非线 2011.12
先进制造技术 第七章 前沿制造理念
宏细观特性
制
造
工
艺
表面功能层
参
数
…
…
几何形状 拓扑结构 材料特性
表面成分 组织结构 表面织构
表面图案
力热磁
声光电
零
耐磨损
件
抗腐蚀
功
抗疲劳
能
耐辐射
化
抗干扰
超疏水
跨尺度特征 工艺载荷
比表面能 表面功
材料加工载荷
高灵敏 ……
-11-
7.1 高性能制造的需求内涵
高性能制造的本质 建模和反求设计与制造
基于实验迭 代的试错法
相互依赖关系数学模型 破解设计制造中公差分配逐级严苛等难题 结构设计、材料选择、公差分配、工艺选择
设计环
产品目 标集合
主要功能集
功能1、功能2、…
关键件
零件1、零件2、…
关键件特征集
特征集1、特征集2、…
可行工 艺集合
制造环
工艺参 数集合
-10-
7.1 高性能制造的需求内涵
高性能制造的内涵
通过装备或零件的性能、材料和几何特性参数的建模，相容性和敏 度分析，确定出可供选择的制造工艺以及工艺载荷的物质与能量输 入条件，建立面向性能的反问题求解模型。
高温高压、梯度变化的极端的服役环境；复杂的内外腔体结构；高尺寸精 度，高表面质量的加工要求。
高精度、高灵敏度水声探测需要大幅度提高压电陶瓷传感器机电转化效率。 -7-
7.1 高性能制造的需求内涵
仿生工业
仿蛾眼高能吸附表面
仿蝶翅高能吸附表面 仿鲨鱼皮减阻表面
仿壁足大吸力表面
仿荷叶、水黾超疏水表面
隐身战斗机
天宫一号飞行器
面对危机,以极端化技术武装上海制造业
座 席 ，提 出高硬 度 、大 弹性 等 极端 要 求的 汽车 ；上 海 开 发 节 能和 多 元 能 源 使 用 技 术 的 汽 车 等 等 。
产业，沦为追求产业时尚的时髦 。 新兴产业要 这些领域通过外包、引进等多种方式实现。
发展，不适应 的传统产业 要淘汰 ，不 是说新 兴 产业要统统取 代 传统 产业 。相 反，如 果只是应 用传统 的技术的 Ｉ 代加工 ， 本质上 很难称其 Ｔ 在 为先进 制造业 。 第 三 ，在 宏观 安 排 上 ， 要处 理 好 开 发企
是培育代表新技术的新兴产业，二是以新兴产
车间尘埃颗粒直径小于 １ ｍ 颗粒数 ＜０ １ ＿ ， ．个 与传统 产业 ， 即朝 阳产业与 夕 阳产业之 间
／０ ０８。 二为超纯， ．２ｍ； 芯片材料有害杂质， 其
纳 米级 。
含量小于十亿分之一；三为超精，加工精度达 与此相适应， 发展先进制造业的目的有二 ： 一
■ 建 言专报
面 对 危 机 ，以极 端 化 技 术 武 装 上 海 制 造 业
张占耕 Ｉ上海交通大学 Ｉ教授
一
、
在危机中振兴上海制造业
经济危机之后 ， 我们将面对 世界经济新 的
展 的趋 势，上 海乃至全 国的制造业才 能柳 暗花
明又一村，才能有机会攀登世界制造业高端。 在上述领域突破传统技术极限，以一流技 格局和竞争态势。 一些西方国家在向银行注入 术 替 代传 统 技术 是上 海 发展 先 进 制造 业 的正 资金，面临企业裁员的同时，正在紧锣密鼓地 路， 既必要又可能。 具有百年制造业的历史、 坚 升级产业， 更新技术。 最近中央于交通、 汽车 、
星 （．ｋ 以内） 以及 医用微 型机器人等 等。 ０ Ｉｇ ， 三 是精度超 常规的极端化精 密化技术 。如微 电子 芯 片的制造有所谓 的 “ 三超 ”一 为超净 ，加 工 ：
中国装备制造业目前的困境、问题和发展改革方向
中国装备制造业目前的困境、问题和发展改革方向作者：暂无来源：《中华儿女》 2012年第23期邓旭，先后就读于中国人民大学、西南财经大学、北京大学，获经济学硕士、经济学博士学位和金融学博士后证书。
研究员（教授）、高级经济师、高级经营师。
曾任国家经贸委、国务院国资委直属大型企业总经理、党委书记，中央部委驻香港中资企业董事长，北京大学金融与证券研究中心研究员等职务。
现任欧美同学会企业家联谊会常务副会长，中国企业海外投资与金融风险研究中心主任。
装备制造业范围广，门类多，技术含量高，与其他的产业关联度大，带动性强，是高就业、节省能(资)源、高附加值产业，是事关国家经济安全及综合国力的战略性产业，呈现出全球化的发展现状。
目前我国的装备制造业存在着一些问题，其一，利润水平低，抵御风险能力薄弱。
其症结在于尚未改变粗放型发展模式,表现为当前机械工业流动资产年周转次数仅两次,而库存率却达20%左右,销售利润率也仅有5%左右，低于美国、日本、德国的水平。
其二，基础设备大多依赖进口。
近些年我国进口的各种基础设备价额大致占我国进口总额的50%,设备投资的2/3依赖进口。
其三，创造能力弱。
我国的装备制造业现阶段还基本处于全球产业链的末端环节,缺乏足够资金投入研发,以至于某些行业和企业陷入了低成本竞争与产品质量缺乏竞争力的恶性循环。
我国在绿色制造业、极端制造业、制造业与高新技术广泛融合以及信息技术融入传统制造业等世界制造业前沿领域还远远落后。
其四，缺乏自主品牌。
缺少一批能与国外知名商标相抗衡、具有一定市场影响力和国际竞争力的自主商标,装备制造业出口商品的80%-90%是贴牌加工。
我国的装备制造业发展改革的基本方向：1、促进装备制造业产品升级。
我国装备制造业应苦练内功 ,加快自主创新,以优化产品结构、提升产品质量，提升自身的国际竞争力来应对装备制造业困局。
2、提高自主创新能力。
我国装备制造业仍面临基础技术、基础材料发展滞后、自主创新能力薄弱、研发投入偏低、新产品市场准入难等制约瓶颈。
极端制造发展现状
极端制造发展现状近年来，极端制造业已经成为全球制造业发展的重要方向之一。
极端制造是采用先进的技术和创新的方法，通过集成设计、智能制造和数字化技术等手段，实现产品制造过程的高效、精确和个性化。
各国纷纷加大对极端制造的投入和支持，以促进制造业的升级和转型。
在制造业中，极端制造的应用范围广泛，包括航空航天、汽车、电子、医疗设备等诸多领域。
在航空航天领域，极端制造可以帮助提高飞行器的性能和安全性，通过数字化仿真和智能化制造实现轻量化和优化设计。
在汽车制造方面，极端制造可以实现个性化定制和智能化生产，提高汽车的安全性能和驾驶体验。
在电子产业中，极端制造可以加速新产品的研发和上市，提高生产效率和质量。
在医疗设备领域，极端制造技术可以帮助改善医疗器械的精确度和耐用性，提高医疗效果。
目前，世界各国都在积极推动极端制造的发展。
中国将极端制造作为实施“中国制造2025”战略的重点领域，加大对极端制造技术的研发和应用力度。
美国也将极端制造视为重要的战略产业，大力推动数字化制造和智能制造的发展。
欧洲各国也在制定相关政策和计划，加强极端制造技术的研究和应用。
然而，极端制造的发展仍面临一些挑战。
首先，技术创新和工艺改进需要大量的投资和研发成本。
其次，传统制造企业在转型过程中面临困难和阻力。
最后，极端制造的高度自动化和数字化要求人才素质的提升和培养。
综上所述，极端制造作为一种先进的制造模式，对于推动制造业的发展和升级具有重要意义。
各国应加强合作，促进极端制造技术的研究和应用，以推动制造业的创新和转型。
同时，要加强人才培养和政策支持，为极端制造的发展提供有力保障。
以极端制造为突破口 上海机床厂加快技术创新步伐
以权 端制造 为 突破 口
上海机床厂加快技术 创新 步伐
０ 新章
不断 实现技 术创新 ．发展 自主知识 产权的高端产 施科 技发展规 划 ：组织 现代化 技术 中心 达 标的 内部 审 品 ，是 顺应社会 发展的需 要 ．也 是企业 持续 发展 的生 核 。
竞争 力 的重要 突破 口。
实现 极端 制造需要组 织与体 制保证 。上机公 司的 轨 为技术 研发 的主要 方式 ．全面 提 升研 发水 平。
确定 未来技 术发展 “ 四大 方向 ，全 面提升 技术
创 新能 力 。
向上接轨—— 引进 前沿科技。 ” 向上接轨” 的 目的
思维。
极端制造领域的初战成果与产品 目标。近年来 上海 机床厂有限公司涉足极端制造领域 已取得了一些业绩
以现代化 的科 技研 发与设 计 中心 为极端 制造 的强 有的已经达到了国际先进水平。中 １． ６Ｍ ×８Ｍ的数控 大后盾 上机公 司推 出一系列 强化 科技研 发体 系的战 轧辊磨床 工件重量达 ６０吨 出１ ３美国的（ ３Ｍ Ｘ ｐ２． 略举 措 。 模。 １０Ｍ数控外圆磨床 ，工件重量为 ３ ０吨。这些超大型磨 目前正在制造的还有（ ｐ２Ｍ Ｘ １ Ｍ，工件重量为 １ ２ 磨 削实 验 室 开 展 高 层次 的磨 削 理 论 研 究 及 建 床的开发成功 ．给 “ 中国制造 ”增添 了光彩。
” 向后 接轨 的 目的是 ：在继 承 传统 技术 的基 础
项 目或 成果进 行审批 、评 比、考核奖励 ；审核 自主技 过 的产 品技 术相 衔接 。
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上 进～ 步加 强 基础 性科 研 和 共性 关键 技 术 的研 究 ， 发展 新 的技术 和产 品 。
江苏省人民政府办公厅关于印发江苏省加强基础研究行动方案的通知
江苏省人民政府办公厅关于印发江苏省加强基础研究行动方案的通知文章属性•【制定机关】江苏省人民政府办公厅•【公布日期】2023.11.15•【字号】苏政办发〔2023〕45号•【施行日期】2023.11.15•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】发展规划正文江苏省人民政府办公厅关于印发江苏省加强基础研究行动方案的通知苏政办发〔2023〕45号各市、县（市、区）人民政府，省各委办厅局，省各直属单位：《江苏省加强基础研究行动方案》已经省人民政府同意，现印发给你们，请认真贯彻执行。
江苏省人民政府办公厅2023年11月15日江苏省加强基础研究行动方案加强基础研究是实现高水平科技自立自强的迫切要求。
当前，科学研究范式发生深刻变革，学科交叉融合持续发展，基础研究转化周期明显缩短，国际科技竞争向基础前沿前移。
经过多年发展，我省基础研究取得长足进步，标志性成果不断涌现，但仍存在基础研究投入不足、顶尖科学家和高水平团队较少、重大原创成果缺乏、评价激励机制亟待完善等突出问题。
为认真贯彻党中央、国务院有关部署，进一步强化基础研究前瞻性、战略性、系统性布局，大幅提升我省自主创新策源能力，夯实高水平科技自立自强根基，特制定本行动方案。
一、总体要求以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻落实习近平总书记对江苏工作重要讲话重要指示精神，紧扣“四个走在前”“四个新”的重大要求，坚持“四个面向”，坚持目标导向和自由探索统筹推进，坚持前沿引领和重点跨越有效贯通，以重大原始创新和关键核心技术突破为主线，强化战略科技力量布局，壮大基础研究人才队伍，构建基础研究骨干网络，增进国际合作和开放共享，着力塑造拔尖人才牵引、重大任务带动、基础平台支撑、包容生态滋养的建制化优势，努力成为我国原始创新重要策源地和前沿科技突破先导区。
加强基础研究工作，需要注重遵循规律，把握大科学时代特征，鼓励科学家自由探索、大胆假设、认真求证，组织开展面向重大科学问题的协同攻关，利用人工智能、大数据等新技术赋能科学研究，推动科研范式变革。
机床数控技术-极端制造——制造的时代前沿与突破
现代化 生产线
宁夏小巨人 MAZAK
2 当代极端制造的丰富内涵与时代特 征
• 极高能量密度、极小时空制造——强能束制造
激光、电子束、离子束刻蚀， 超声波，微细电火花
多功能激光加工中心
功率密度达 109 w/cm2 ，毫秒、微米时空成形成性
2 当代极端制造的丰富内涵与时代特 征
• 高节能、高洁净过程制造
亿
芯片制造
谁来做喷墨头？
这还只是微米技术
打印时加热器在 十万分之一秒内 升温至三百多 ，使喷嘴内形成 约 100 大气压 由此从喷嘴中喷 出直径为 20 微米 、体积为 4 微微 升的墨滴，速度 每秒 24000 滴
标准喷墨打印头
喷墨面积 14 平方毫 米 喷嘴 3072 个 直径 15 微米
微器件
• 表面波纹度 : 1.2 Å 1 Å
• 表面粗糙度 : 2 Å
<0.5 Å
• 表面膜厚度 : 2nm <2nm
2 当代极端制造的丰富内涵与时代特 征
•光刻与集成电路：
今天的硅基光刻芯片
• 特征线宽 : 100 nm
• 对准精度： 15 nm
明天的分子器件
光
• 定位精度： 2 nm
刻 机
• 刻蚀深度： 0.5μm
矿石破碎
生物浸出
矿堆
集液库
溶剂萃取 高纯金属离子溶液
电积 高纯金属
粉体材料制备 高纯材料
MS+2Fe3+ O2
2Fe2++M2++S0 MS
微生物
2S0+2H2O+3O2 Fe3+
2H2SO4 O2
H2O
MS+2O2 微生物
国家中长期科学和技术发展规划纲要——制造业部分
经验的概括总结 ，是面向未来、实现中华 民族伟 大
复兴 的重 要抉 择 。
共性技术 ，提高产业 的核心竞争力。三是有利于解
决重大公益性科技问题 ，提高公共服务能力 。四是 有利于发 展军 民两用技术 ，提 高国家安全保 障能 力。
４ 制造 业部 分
２ 国家中长期科学和技术发展的发展 目标 到 ２２ ００年，我 国科学技术发展的总体 目标是 ： 自主创新能力显著增强 ， 科技促进经济社会发展 和 保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社 会提供强有力的支撑 ；基础科学和前沿技术研究综 合实力显著增强 ，取得一批在世界具有重大影 响的 科学技术成果 ， 进入创新型国家行列 ，为在本 世纪 中叶成为世界科技强国奠定基础 。
充分利用资源的工艺 、流程和设备 ，相应的工艺流 程放大技术 ，基于生态工业概念 的系统集成和 自动 化技术 ，流程工业需要的传感器、智能化检测控制 技术、装备和调控系统。开发大型裂解炉技术、大 型蒸汽裂解乙烯生产成套技术及装备 ，大型化肥生 产节能工艺流程与装备。 ４ ）可循环钢铁流程工艺与装备
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１ 国家中长期科学和技术发展的指导方针 今后 ｌ ，科技工作 的指 导方针是 ：自主创 ５年 新 ，重点跨越 ，支撑发展 ，引领未 来。 自主创新 ， 就是从增强国家创新能力出发 ，加强原始创新 、 集 成创新和引进消化吸收再创新。重点跨越 ，就是坚 持有所 为、有所不为 ，选 择具有一定基础和优势 、 关系 国计 民生和国家安全的关键 领域 ，集 中力量 、 重点突破 ，实现跨越式发展 。支撑发展 ，就是从 现
３ 国家 中长 期科 学和 技术 发展 的总体 部 署
制造业是 国民经济的主要支柱 。我国是世界制 造大国，但还不是制 为主；制造过程资源、
制造业的奥林匹斯
制造业的奥林匹斯作者：来源：《中国工业评论》2015年第08期如今有许多名词被用滥了，譬如“传奇”、“美女”、“极品”。
一款产品，只是稍稍有点特色，就往往冠上了“极品”之名。
殊不知，假使在工业的宏大背景下叙事，真正的“极品”是与极端制造分不开的。
极端制造表现为巨系统制造、微制造和强场制造。
所谓“极端”，一方面是指制造的“极端环境”，另一方面是指产品的“极端尺度”、“极高功能”，如航空母舰、极大规模集成电路、激光制造、万吨模锻水压机、超精密加工技术等。
这些才是真正的“极品”呢。
因而，一个国家的极端制造能力是真正的国力象征，是制造业硬实力的关键性衡量指标。
“更高、更快、更强”这句奥林匹克格言，同样适用于国与国之间制造业的激烈竞争中。
极端制造在工业中的地位，可以类比成绵延群山间巍峨耸立的奥林匹斯神山。
而极端制造的竞争，乃是工业竞赛的极致，参与其中，就是参与制造业的奥运会。
现代奥运传入中国并取得发展，经历了一个漫长的过程。
1894年第一届奥运会筹备时，国际奥委会就向中国发出了邀请，不明所以的清王朝自然没有答复。
1932年，在洛杉矶举办的第10届奥运会上出现了由6人组成的中国代表团，其中刘长春以我国第一位参加奥运会的选手而留名。
半个世纪后，中国奥委会派出了光运动员就达225人的大型体育代表团，参加再度在洛杉矶举办的1984年奥运会，许海峰摘取了该届奥运会第一块金牌，这也是中国奥运“第一金”，一雪百余年来“东亚病夫”的耻辱。
2008年北京成功举办第29届奥运会，中国首次登上金牌榜榜首位置。
极端制造的发展，与国力和工业水平息息相关，也走过了曲折的过程。
从“两弹一星”到“神舟”航天飞船，从“造船还是租船”的路线之争到大飞机项目上马，从集成电路产业的高度依赖进口到高铁和核电产业的迅速崛起，处处可见中国从工业弱国发展为工业大国再努力向制造强国迈进的坚定和艰难。
在政府主导、本土规模市场支撑、国际环境相对有利等多重因素作用下，中国拿到了极端制造的入场券，现在更是推出《中国制造2025》，以期建立起具有国际核心竞争力的工业体系和国防体系。
抢占极端制造产业制高点
抢占极端制造产业制高点作者：郭凡礼来源：《中国工业评论》2015年第08期当前中国制造业正面临工业发达国家高技术创新优势和发展中国家低端产品更低成本优势的双向挤压，国内发展以极端制造为代表的高端制造业呼声高涨。
清醒认识我国极端制造与国际领先水平的差距，把握极端制造技术发展趋势，加紧部署，提升极端制造能力，是加快我国制造强国建设进程的重要举措。
极端制造（也称极限制造或超常制造）是指在极端条件或环境下，制造极端尺度（特大或特小尺度）或极高功能的器件和功能系统。
极端制造集中表现在微细制造、超精密制造、巨系统制造和强场（如强能量场）制造。
极端制造是先进制造技术的核心之一。
20世纪下半叶以来，极端制造快速发展，并向多领域渗透，已成为当代先进制造的重要特征，是各国抢占新一轮制造技术制高点的战略必争之地，其所形成的强大生产力已成为国家发展和国力竞争的重要基础。
我国的极端制造已取得积极进展，但在技术能力、整机产品、关键环节等方面都与发达国家存在较大差距，难以满足行业发展需要。
我国迫切需要加紧部署，提升极端制造能力，加快向制造强国转变。
极端制造是战略必争之地极端制造是一国制造业综合实力的集中体现。
极限制造技术在当今的工业生产中显得越来越重要，已成为许多高科技技术领域的基础和前提。
极端制造表面上看，是产品尺度及环境的变化，实质上则集中众多高新科技，具有极强带动效应。
如飞机发动机以高温、高压、高转速、高负荷这“四高”为技术难点，是考量一个国家材料工业和制造工艺尖端加工能力的关键产品。
各国“航母竞争”的背后是高端装备制造业、尖端材料学乃至燃料工业等综合实力的竞争。
当今制造强国，均拥有较强的极端制造能力。
缺乏极端制造能力，也就缺乏国际竞争的“撒手锏”。
极端制造是各国抢占先进制造竞争制高点的战略要求。
目前极端制造正处于蓬勃发展的阶段，工业发达国家早已将极端制造列为重点研究方向。
美国1991年就提出将“微米级和纳米级制造”列为国家关键技术。