《中國機械工程技術路線圖》(下稱路線圖)是在2011年8月份正式出版，在中科院院長、機電工程學會路甬祥理事長全程的倡議和具體指導下完成的。綠色、智能、超常、融合、服務這十個字是其精髓。

       路線圖對機械工程技術未來發(fā)展的作用體現(xiàn)在：第一，分析經濟社會發(fā)展需求、機械工程技術研發(fā)、市場實現(xiàn)之間的關系，可以從未來市場實現(xiàn)出發(fā)組織技術研發(fā)，重點突破薄弱環(huán)節(jié)和關鍵技術，使未來機械工程技術研發(fā)的目標、應用前景和市場定位更加明確。第二，路線圖按時間序列給出不同時間節(jié)點的發(fā)展重點、技術發(fā)展路徑、實現(xiàn)時間等要素，可按照技術創(chuàng)新過程不同階段的任務目標，合理配置創(chuàng)新資源，實現(xiàn)產學研用結合的集成創(chuàng)新。第三，在技術路線圖制定過程中，綜合集成經濟、社會、科技、企業(yè)等方面專家的意見和建議，增強了指導性和權威性。

       技術發(fā)展路線圖的研究重點包括六大制造技術領域：先進設計、成形制造、智能制造、精密與微納制造、仿生制造、再制造等；三種傳動與執(zhí)行零部件：齒輪、軸承、液壓/氣動/密封；兩類工模具：模具、刀具。

       路線圖中講到機械行業(yè)的四大進展，兩大問題，五大發(fā)展趨勢。提列了八大機械工程技術，而且指出今后20年就要圍繞這八大機械工程技術來進行創(chuàng)新。我今天主要介紹路線圖中研究的工程技術和今后20年要進一步發(fā)展創(chuàng)新的關鍵問題。

       1、我國機械工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

       1.1、中國已成為全球第一機械制造大國

       中國已經是全球第一的機械制造大國，但僅僅是GDP產值世界第一，而真正的含金量不是很高。工程機械重量的70%是我國制造的，主要是結構件，剩下的30%是進口件。而工程機械利潤的70%是流到了外國，我們只剩下30%。工程機械的狀態(tài)反應了我們整個國家機械工業(yè)技術的發(fā)展水平，可以說中國是第一機械制造大國，而不是強國。

       1.2、重大技術裝備自主化取得較大突破

       “十一五”以來，圍繞能源、材料、交通運輸、農業(yè)及國防等領域發(fā)展的需要，開發(fā)出一批具有自主知識產權的機械產品，其國內市場自給率已經超過了85%。

       工程機械相對于機械的其他種類近十年的發(fā)展特別快，這是值得我們自豪的。但是這個進步是不是屬于技術上的重大突破，還值得我們考慮。我們的技術究竟有多少是自主的技術、創(chuàng)新的技術、超過國外的技術。我們也要進一步思考，外國人是不是制造不出最大的，還是他們考慮多方面因素不愿意做最大的。

       1.3、產業(yè)結構調整取得一定進展

       三資企業(yè)比重大大提高，發(fā)展活力越來越強；國有大企在重大技術裝備研制和生產中繼續(xù)發(fā)揮主力軍作用；民營企業(yè)有很強的抗風險能力，對機械工業(yè)的貢獻率超過了50%；代表性產品國際地位提升，高端產品比重提高。

       1.4、進出口貿易逆差變順差，結構不斷優(yōu)化

       2006 年我國機械工業(yè)對外貿易首次實現(xiàn)順差，外貿結構也不斷優(yōu)化。

       2、機械工程技術的發(fā)展趨勢

       2.1、綠色

       綠色包括人類友好（所有生物）、資源節(jié)約（能量、物料、信息）、環(huán)境友好（生態(tài)、空氣、水），這就是綠色的含義。而且在時間長度上，綠色應該是全生命周期的，制造過程、運行使用過程、維修保養(yǎng)再制造過程、用后處理過程都要綠色。

       綠色制造技術包括綠色設計技術、綠色材料技術、綠色制造工藝（包括精確成形、干式準干式切削、廢物再利用、快速原型制造等）、綠色包裝技術（包括包裝設計，包裝材料、包裝結構和包裝廢棄物處理）、綠色處理技術（再制造技術及綠色回收技術）。

       2.2、智能

       （1）智能制造是制造技術與信息技術綜合交叉的技術；

       （2）制造活動中的各種數(shù)據(jù)與信息的感知和分析，經驗與知識的學習和創(chuàng)建，基于數(shù)據(jù)、信息、知識的智能決策與執(zhí)行；

       （3）智能制造技術包括制造智能、智能制造裝備、智能制造系統(tǒng)、智能制造服務；

       （4）智能工程機械（機床，機器人，特種制造裝備）；

        復雜、惡劣、不確定的作業(yè)環(huán)境要求智能化的工程機械，以提高設備的可靠性和物流作業(yè)的安全性，提高工程質量和生產效率。熟練工人的短缺和復雜艱苦的工作環(huán)境要求提供更便捷、更人性化的智能作業(yè)輔助操作系統(tǒng)。大規(guī)模的現(xiàn)場施工也對作業(yè)機群的智能化管理和調度提出了更高的要求。

       （5）智能化制造的目標；

       2020年，工程機械實現(xiàn)單機的智能化，具有針對環(huán)境和作業(yè)特征的智能輔助行進與作業(yè)操作物流系統(tǒng)、智能狀態(tài)檢測與故障診斷系統(tǒng)、自適應動力與燃油控制系統(tǒng)、GPS 導航/精密定位與實時通信系統(tǒng)。

       2030年，建立作業(yè)機群協(xié)作施工系統(tǒng)，機群監(jiān)測與控制系統(tǒng)和單機系統(tǒng)實現(xiàn)無縫鏈接，具備完善的信息通信功能、作業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與智能分析功能、機群定位與工況分析功能、資源優(yōu)化與智能調度功能、作業(yè)信息管理功能。

       2.3、超常

       超常態(tài)條件下的制造技術：

       （1）巨系統(tǒng)制造：航天運載工具、100萬千瓦以上的動力裝備、數(shù)百萬噸級的石化裝備、數(shù)萬噸級的模鍛裝備、超大型零部件和系統(tǒng)的制造；

       （2）超微超精密制造：微納電子器件、微納機電系統(tǒng)等極小尺寸或極高精度的產品需要微細制造和超精密制造；

       （3）超高能制造：極高能量密度的激光、電子束、離子束等強能束制造；

       （4）超高性能產品制造：航空發(fā)動機葉片工作環(huán)境溫度1300度，合金葉片用單晶制造技術，海洋工程裝備在高壓低溫腐蝕環(huán)境中；

       （5）超常成形工藝：增量制造工藝。

       2.4、融合

       （1）多種工藝融合。車銑刨磨復合加工、激光電弧復合熱源焊接、冷熱加工等不同工藝通過融合將出現(xiàn)更高性能的復合機床和全自動柔性生產線；激光、數(shù)控、精密伺服驅動、新材料與制造技術相融合產生先進快速成形工藝，金屬材料直接快速成型逐漸轉向工業(yè)應用。

       （2）與信息技術融合。更高檔次的數(shù)控裝備、數(shù)碼產品和智能裝備；自下而上的產品協(xié)同設計和制造技術，基于網絡的集成企業(yè)信息系統(tǒng)。

       （3）與新材料融合。先進復合材料、電子信息材料、新能源材料、先進陶瓷材料、新型功能材料（含高溫超導材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等）、高性能結構材料、智能材料等將催生新的生產工藝。 2009年投資超百億美元的波音787機身80%由碳纖維復合材料和鈦合金材料制造，節(jié)能減排。

       （4）與生物技術融合。模仿生物的組織、結構、功能和性能的生物制造。

       （5）與納米技術融合。納米材料表征技術水平進一步提高，新的光學現(xiàn)象可能被發(fā)現(xiàn)，導致新光電子器件的發(fā)明，對納米結構的尺寸、材料純度、位序以及成份的精確控制將取得突破性進展。

       （6）與文化融合。

       2.5、服務

       未來20年我國將更關注服務型制造技術的發(fā)展，其特點主要有：

       （1）知識性。重點向支持高附加值環(huán)節(jié)服務的技術發(fā)展，更具知識性和高技術性。如：設備狀態(tài)智能感知、信息傳送及其與控制系統(tǒng)的智能互聯(lián)技術的研發(fā)。

       （2）集成性。即通過技術集成達到服務功能集成。如：機械產品服務系統(tǒng)技術將實物產品和服務集成起來作為一個整體解決方案銷售給客戶，以滿足客戶特殊需求。又如：產品售后服務集成技術包括設備運行、維修、產品再循環(huán)使用等服務技術的集成。

       （3）戰(zhàn)略性。機械產品用戶的需求已擴大到戰(zhàn)略咨詢領域。如：機械設備系統(tǒng)資產與壽命評估技術，用戶企業(yè)往往將這項評估作為制定發(fā)展戰(zhàn)略或經營策略的依據(jù)，或者在資產重組等方面發(fā)揮重要的作用。服務由局域擴展到全球，由離線展轉向在線，由被動轉向主動。

       3、我國機械工業(yè)的存在問題

       3.1、問題的表象

       （1）自主創(chuàng)新能力薄弱，高端裝備制造呈現(xiàn)失守困局。擁有自主知識產權品牌的技術和產品少，大型民用飛機、深水海洋石油裝備、90%的高檔數(shù)控機床、95%的高檔數(shù)控系統(tǒng)、機器人和工廠自動控制系統(tǒng)、70%的儀器依賴進口。2009 年裝備制造業(yè)進口總額高達1800 億美元，絕大多數(shù)是高端產品與核心關鍵基礎件。海洋工程裝備，航空發(fā)動機和飛機機載設備、高檔數(shù)控機床等高端主機和成套設備所需的關鍵零部件、元器件、配套件乃至原材料大多依賴進口。大型工程機械高壓液壓件全部進口。核電機組設備投資1/4 的泵閥依賴進口。

       （2）現(xiàn)代制造服務業(yè)發(fā)展緩慢，價值鏈的高端缺位。提供系統(tǒng)設計、系統(tǒng)成套和工程承包的整體解決方案、遠程診斷維護、回收再制造、租賃等服務業(yè)未能培育，大多數(shù)企業(yè)服務收入所占比重低于10%，主要業(yè)務處于價值鏈低端的加工裝配環(huán)節(jié)。

       3.2、直接原因

       （1）政府倡導創(chuàng)新的策略有偏差、引進、消化、吸收、再創(chuàng)新、集成創(chuàng)新。追求短平快。

       （2）企業(yè)在引進、仿造、組裝、合資、收購上面做足了表面文章。對資本、樣機、裝備、表面技術實行的多層次引進；對各國、各公司實行的多頭引進；同行之間多對多、多對一重復引進；獨家多輪引進、不斷引進。精力都用在整機表面上，核心、基礎和關鍵零部件直接進口。不少“高新技術產業(yè)”是國外企業(yè)在國內的加工組裝業(yè)，根本沒有自主核心技術。

       4、我國機械工業(yè)的發(fā)展展望

       十年左右變機械工業(yè)大國為強國：國際市場占有率處于世界第一位；超過一半的工業(yè)總產值國際競爭力處世界前三位；擁有一批進入世界500強的國際化大企業(yè)集團；擁有一批國際競爭力和市場占有率處世界前列的裝備制造基地。

       4.1、推進產業(yè)優(yōu)化升級

       （1）服務型制造：全生命周期的現(xiàn)代制造服務。發(fā)展系統(tǒng)設計、系統(tǒng)成套和工程承包、設備租賃、遠程診斷服務、回收再制造等；

       （2）智能制造：信息技術與機械技術深度融合，提高裝備的功能和性能；

       （3）綠色制造：推行節(jié)能減排與綠色制造，提高材料利用率和生產效率。

       4.2、夯實產業(yè)基礎

       加強大型鑄鍛件和關鍵基礎零部件等共性技術攻關。專項研究產業(yè)化試制，提高高端產品成品率。

       針對鑄、鍛、焊、熱處理表面處理，高速超高速切削、磨削等基礎制造工藝，在產業(yè)集聚區(qū)和中心城市建設區(qū)域性工藝中心，實現(xiàn)低排放、低能耗、專業(yè)化的集約發(fā)展。

       4.3 大力培育新興產業(yè)

       新興產業(yè)的特征為：技術先進性，國內已有相當?shù)募夹g基礎和人才；市場空間大，對裝備制造業(yè)和國民經濟能起到支撐作用；處于產業(yè)成長初期，成長潛力大；能源、資源的供給有保障。重點圍繞新能源發(fā)電設備、智能電網及其設備、高速鐵路設備、海洋工程設備、儀器儀表及物聯(lián)網設備、節(jié)能環(huán)保與資源綜合利用設備等方面，加快培育和發(fā)展的進程。

       4.4、做強做大優(yōu)勢產業(yè)

       加大創(chuàng)新投入、優(yōu)化產品結構，提升產業(yè)核心競爭力和品牌影響力，重點圍繞清潔高效發(fā)電設備、輸變電設備、煤炭綜采設備、軌道交通裝備、工程施工機械、農業(yè)機械、起重機械等已具有產業(yè)競爭優(yōu)勢的產業(yè)。

       4.5、提升自主創(chuàng)新能力

       加速清潔高效發(fā)電設備、超特高壓輸變電設備、大型冶金成套裝備、大型石化和石油鉆采裝備等成套裝備、高技術裝備和高技術產業(yè)所需裝備的自主研發(fā)。

       完善裝備自主創(chuàng)新體系，建立健全裝備制造領域國家實驗室、國家工程中心建設，支持大型裝備制造企業(yè)建立高水平的企業(yè)技術中心，并與研究院和高等學校建立持續(xù)的戰(zhàn)略合作關系，強化以企業(yè)為主體的技術創(chuàng)新體系。

       5、八點政策建議：

       （1）政府各部門按路線圖制定規(guī)劃；

       （2）八大科技問題進入國家各級各類科技計劃立項；

       （3）行業(yè)重大共性技術組織國家隊伍，以公益性機構的機制運行，以技術轉移為考核；

       （4）堅持落實企業(yè)發(fā)展研發(fā)投入150%抵扣稅政策；

       （5）設立三基（基礎零部件、基礎制造工藝、基礎材料）專項，突破瓶頸技術；

       （6）推進特色化集聚區(qū)域建設，構筑區(qū)域性科技服務平臺，研發(fā)、技術服務、人才培訓、質量檢測、會展營銷、金融服務；

       （7）加強風投，支持創(chuàng)新性中小企業(yè)融資發(fā)展；

       （8）技術人才、技能人才、行政人才的培養(yǎng)。