专栏名称: 微言创新
“微言创新”由上海科学院规划研究处和上海产业技术研究院战略咨询中心共同出品,专注产业创新领域研究。言微意未尽,集智求创新。
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美英先进制造现状速递

微言创新  · 公众号  ·  · 2018-06-22 19:00

正文


编者按

美国和英国是传统的制造业强国,在工业4.0时代也在3D打印、人工智能等领域抢插红旗。




01
美国:“制造美国”初步见效,人工智能融合制造


1.1 政策与现状


2009年12月美国总统办公室发布《重振美国制造业框架》,2010年8 月美国国会通过《制造业促进法案》,2011年6月宣布《先进制造业伙伴关系计划》,2012年2月发布《先进制造业国家战略计划》,2013年出台《制造业创新中心网络发展规划》。2016 年美国发布《先进制造:联邦政府优先技术领域速览》,列举了先进制造技术研发的优先领域以及加强制造业教育及劳动力培养方面的计划。美国成立由国防部(DoD)、能源部(DoE)、国家技术与标准研究院(NIST)和国家科学基金会(NSF)等成员共同组成的美国先进制造办公室(AMNPO),推动先进制造战略落地。共有三大推动策略,即技术创新、技术转移和环境建设。

2017年美国制造业创新体系建设持续发展,“制造美国”项目下14个创新中心覆盖了当前先进制造业的多个热点领域,其运作取得初步成功。美国特朗普总统就职后提出了一系列推动制造业回流的政策措施,尽管其能否全部实施存在不确定性,但长期看,特朗普有关政策若能付诸实施,将加速制造业回流美国,深刻改变全球能源资源版图和制造业分工格局。特朗普政府一年来的科技政策,导致科学经费被大幅削减、科学任务不被当作优先,对科学界带来消极的影响,科学技术发展的重点领域和支持方式会发生变化,国防研发会加强,新能源、气候变化研发会削弱,但未必会受到那么大的影响,因为这方面的研究计划要真正撤销,也要经过几年的法律程序。


1.2 最新进展


3D打印

3D 打印技术领先地位稳固,并逐渐覆盖医疗、航空航天和军工领域,如2017年6月,美国南加州大学开发出一种名为Contour Crafting的大规模3D打印方法,该技术涉及使用大型但轻量的机器人3D打印机,通过直接在施工现场快速层累建筑材料,这些机器人可在几天甚至几小时内建好整个建筑物,Contour Crafting公司正准备批量生产这款机器人3D打印机;2017年8 月美科学家在热真空室成功用 3D 技术制造出多种聚合物合金物体,预示着太空 3D 打印技术应用前景广阔;2017年11 月,美科学家 3D 打印出高导热性织物,进一步扩展了该技术的应用空间。


人工智能

人工智能技术融入先进制造领域成为新热点。2017年,哈佛大学和波士顿儿童医院合作开发的软体机器人,可在不与血液接触的情况下帮助心脏跳动泵血;而斯坦福大学科学家设计出的全新智能抓手装置,则能在太空微重力下对不同形状物体抓放自如。

2017年4月,美国初创公司Bext360宣布试图利用人工智能、区块链以及物联网技术变革全球咖啡供应链,以此提高咖啡农收入。在Stellar区块链交易平台的支持下,该App会立即付款给咖啡农。

2017年5月,美国犹他大学研发出一种可以开颅的“机器人医生”,速度比人类医生快五十倍。利用机器人医生,即使最复杂的开颅手术也只需两三分钟即可完成。病人需预先接受CT扫描,确定神经和主要血管的位置。此后,机器人医生会根据扫描结果制定最佳开颅“路线”,实施手术。


信息技术

量子霸权的争夺趋热,谷歌、 IBM 和英特尔展开“老大”地位之争。在2018年3月召开的洛杉矶美国物理学会会议(APS)上,谷歌推出了拥有72量子比特的量子芯片Bristlecone,超越了IBM的50量子比特的计算机原型和英特尔49量子比特芯片。

除量子计算外,多项芯片研究成果也表明,美国在信息技术领域的领先地位依然无法被撼动。IBM、英特尔等公司成为技术的最有力推动者。如IBM造出 5 纳米芯片,并开发出模拟人脑神经网络的 64 位芯片系统;英特尔则在 2017年8 月发布了可自主学习的神经模拟原型芯片。学术机构同样不甘落后,如麻省理工学院开发出可实现高效“深度学习”全新光学芯片,不仅速度快,而且能耗低。




2
英国:打造AI创新中心


2.1政策与现状


制造业在英国经济中占有重要地位,为了实现制造业复苏,2011年英国推出了英国版工业4.0《英国工业2050战略》,重点支持高价值制造。英国高度重视先进制造领域的协同创新,通过构建各类先进制造协同创新平台,积极促进大学、研究机构与企业的协同创新。2008年,在制造业衰退及全球金融危机的背景下,英国提出《高价值战略(2008—2011)》。2011 年,英国技术战略委员会(TSB)发起“技术与创新中心网络计划”(Catapults),英国技术战略委员会为技术与创新中心提供 1/3 的核心资助,另外 1/3 来自竞争性拨款,1/3 来自企业。2013年,英国技术战略委员会首批启动并运行7个技术与创新中心,计划到2030年建成30个。截至2016年12月,已建成高附加值制造、细胞与基因疗法、海岸可再生能源、卫星应用、数字经济、未来城市、运输系统、能源系统、精密医学9个技术与创新中心。

2018年1月25日的达沃斯世界经济论坛上,英国首相特蕾莎·梅称,正致力于将英国打造成人工智能(AI)的全球中心。


2.2最新进展


先进制造研究中心

2016 年,为加强大学和工业界之间的合作,推动制造技术创新,英国投资 1.47亿英镑新建了6个先进制造研究中心。这些中心分别由谢菲尔德大学、诺丁汉大学等 6 所大学牵头建立,汇集了 200 名工业界、学术界的专家,重点针对基于先进粉末工艺的制造技术、复合材料制造技术、可持续制造与先进结晶技术、化合物半导体制造技术、生物医药等6个领域开展研究。

据英国《国际核工程》网站2017年5月9日报道,英国核先进制造研究中心( NAMRC)已与Arexis、艾西斯腾公司( Assystem) 、劳氏船级社( Lloyd’s Register) 和罗尔斯·罗伊斯公司( Rolls-Royce) 组建联合体,准备为核电建设项目提供设备认证支持。

据英国先进制造研究中心 (Advanced Manufacturing Research Centre, AMRC)的铸造集团(Castings Group)2018年2月报道说,他们采用陶瓷壳型(ceramic-shell mold)生产了200 kg的钛合金铸件,这是欧洲一次浇注生产的最大的钛合金铸件。这个铸件是工业离心泵的一个零件,用于化学化工或石油加工业输送高度腐蚀性材料。


3D打印

2017年7月,英国诺丁汉大学与制药公司合作,首次利用UV喷射3D打印技术生产出“固体口服液型”药物,能在环境温度下制造可延缓释放的复杂片剂几何形状。同月,伦敦利用3D打印技术开建地下隧道,扩建火车网,预计这个项目将为英国带来420亿英镑收益。


人工智能

2017年8月,一款名为VERSIUS的世界最小手术机器人在英国诞生,该机器人可以模拟人类手臂做多种类型时候偶数,做手术时需要切出一些小口子,这样就无须实施传统开放手术。


作者简介



许文娟,中国科学院成都文献情报中心信息服务部,馆员,英国利兹城市大学硕士。研究方向:图书情报及科学传播。


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