通用航空航天技術(shù)范文

時(shí)間:2024-01-02 17:48:29

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通用航空航天技術(shù)

篇1

關(guān)鍵詞:飛行器設(shè)計(jì)與工程;專業(yè)課程;通識(shí)課程;航空概論

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)47-0144-03

一、航空類專業(yè)課程體系簡介

在教育部本科專業(yè)目錄中,航空航天類專業(yè)有飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程、飛行器質(zhì)量與可靠性、飛行器環(huán)境與生命保障工程、飛行器適航技術(shù)和航空航天工程等7個(gè)。目前,鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院開設(shè)了前3個(gè)專業(yè),均歸屬于航空工程學(xué)院。以飛行器設(shè)計(jì)與工程為例,在第1學(xué)期設(shè)置了“飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)導(dǎo)論”課程(16學(xué)時(shí))、第2學(xué)期設(shè)置了“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”專業(yè)必修課(32學(xué)時(shí))作為專業(yè)學(xué)習(xí)的前導(dǎo)課。第1―5學(xué)期,學(xué)校設(shè)置了“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”和“材料力學(xué)”等公共基礎(chǔ)課和學(xué)科基礎(chǔ)課;第4―7學(xué)期則按照飛機(jī)設(shè)計(jì)的各個(gè)子學(xué)科,設(shè)置了“通用航空技術(shù)”、“空氣動(dòng)力學(xué)”、“飛行器總體設(shè)計(jì)”、“無人機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論”、“飛行器專業(yè)英語閱讀”和“飛行器專業(yè)技術(shù)講座”等專業(yè)課程。

從課程設(shè)置上可以看出,“飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)導(dǎo)論”和“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”課程主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)基本情況和學(xué)科領(lǐng)域的整體性把握,屬于專業(yè)通識(shí)性課程。而在專業(yè)課中滲透通識(shí)意識(shí),對(duì)教師也提出了更高的要求[1,2]。經(jīng)過這兩門課程的前期引領(lǐng)和必要的數(shù)理、力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)之后,學(xué)生再按照飛機(jī)種類和飛機(jī)設(shè)計(jì)各分支學(xué)科的特點(diǎn)進(jìn)行專業(yè)課學(xué)習(xí)??梢哉f,“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”的各個(gè)章節(jié)基本上對(duì)應(yīng)了后續(xù)專業(yè)課的主要范圍,具有非常重要的地位。

在教學(xué)實(shí)踐中,我們也發(fā)現(xiàn),激波、升力、機(jī)翼結(jié)構(gòu)、飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱性等概念盡管在“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”課程中已講授,但在相應(yīng)的專業(yè)課學(xué)習(xí)中,學(xué)生仍覺吃力。調(diào)查發(fā)現(xiàn),原因主要有兩點(diǎn):第一,專業(yè)課程數(shù)學(xué)公式較多,而數(shù)學(xué)、物理等公共基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)效果一般,有畏難心理;第二,不知所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用情況,知其然而不知其所以然。針對(duì)航空類專業(yè)的課程體系,探索研究專業(yè)通識(shí)課程與后續(xù)專業(yè)課程的聯(lián)系,對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

二、“航空概論”通識(shí)類課程的建設(shè)情況

航空概論是學(xué)校面向非航空專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門通識(shí)課程(24學(xué)時(shí)),內(nèi)容主要包括航空航天基本概念、航空發(fā)展概況及未來發(fā)展趨勢、我國航空工業(yè)、空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、飛行原理、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等[3],考核方式為期末半開半閉考試。此外,針對(duì)國際本科學(xué)術(shù)互認(rèn)課程(International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate,ISEC)項(xiàng)目的雙語版航空概論(32學(xué)時(shí)),內(nèi)容較普通版更為豐富,更強(qiáng)調(diào)課堂參與和團(tuán)隊(duì)協(xié)作,考核方式為平時(shí)作業(yè)、表現(xiàn)和期末設(shè)計(jì)報(bào)告。

航空概論被列入學(xué)校的特色課程組合中,除航空專業(yè)外,其余專業(yè)的學(xué)生均須從特色課程組合中選修一門。學(xué)校每年的本科生招生人數(shù)近7000人,日常教學(xué)任務(wù)較為飽滿,考慮到學(xué)校招生專業(yè)包括財(cái)經(jīng)類、管理類和藝術(shù)類等,學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)參差不齊,在講授時(shí)一般避免進(jìn)行復(fù)雜公式的推導(dǎo),多采用類比法和案例法講解。

此外,學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和發(fā)展定位與傳統(tǒng)的三所航空重點(diǎn)高校(北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)和南京航空航天大學(xué))以及其他高職高專類院校存在明顯區(qū)別,市場上已有的航空概論教材并不能完全滿足我們的教學(xué)需求。經(jīng)過多年的建設(shè),學(xué)校主編并出版了《航空概論》教材,并將“航空概論”課作為學(xué)校慕課平臺(tái)課程體系的第一批建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng),通過網(wǎng)上課堂與實(shí)際課堂相結(jié)合的形式,探索“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)理念在航空類通識(shí)課程中的應(yīng)用效果?,F(xiàn)在,此項(xiàng)工作正在穩(wěn)步開展中。

三、航空類專業(yè)課程與“航空概論”課程貫通建設(shè)

為了盡可能利用現(xiàn)有資源,我們對(duì)航空類專業(yè)課程和“航空概論”課程進(jìn)行了統(tǒng)籌處理,并嘗試進(jìn)行貫通建設(shè),主要包括如下措施。

1.教具的開發(fā)和使用。“飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)導(dǎo)論”開設(shè)于第1學(xué)期,是飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)學(xué)生的一門必修課,其中理論課為8個(gè)學(xué)時(shí),主要介紹專業(yè)課程特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)況和就業(yè)方向;實(shí)踐課為8個(gè)學(xué)時(shí),要求學(xué)生以小組形式設(shè)計(jì)制作飛機(jī)模型,主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)飛機(jī)的認(rèn)識(shí)以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力?!皩I(yè)綜合性設(shè)計(jì)與制作”開設(shè)于第7學(xué)期,為專業(yè)必修實(shí)踐類課程,為期兩周,要求學(xué)生按照總體設(shè)計(jì)指標(biāo)完成飛機(jī)的總體概念設(shè)計(jì),制作出模型。

篇2

關(guān)鍵詞:航天學(xué)科;本科生;創(chuàng)新實(shí)踐基地;建設(shè)

中圖分類號(hào):G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-9795(2014)03(b)-0000-00

1、引言

高等教育承擔(dān)者人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)和文化傳承四大任務(wù),其中,人才培養(yǎng)是核心。本科生教育是高等教育的基石,在整個(gè)高等教育體系中具有舉足輕重的地位,世界一流大學(xué)無不高度重視本科教育。自1999年高校學(xué)校實(shí)施擴(kuò)招以來,我國本科生招生一直維持龐大規(guī)模,2011年,全國高校院校招收本科生349萬人。龐大的招生規(guī)模,使得本科生培養(yǎng)質(zhì)量受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn),尤其是作為本科生培養(yǎng)質(zhì)量和教育教學(xué)改革效果重要衡量標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,存在嚴(yán)重缺失。2011年4月,總書記在清華大學(xué)建校100周年大會(huì)上指出,高等學(xué)校要?jiǎng)?chuàng)新教育教學(xué)方法,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),形成人才培養(yǎng)新優(yōu)勢[1]。

近年來,國內(nèi)高校積極借鑒國外大學(xué)本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn),努力探索適合我國高等教育實(shí)際的政策措施,其中,建立本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地是重要的方式。國外的劍橋大學(xué)、麻省理工學(xué)院、普度大學(xué)、波士頓大學(xué)等很早就已積極探索本科生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)組織形式,開設(shè)了形形的本科生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目,以航空航天專業(yè)為例,普度大學(xué)組織本科生開展了固液探空火箭和小型云在火箭的設(shè)計(jì)、加工制造和發(fā)射等全流程活動(dòng),波士頓大學(xué)本科生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)包括了探空火箭、納星、臨近空間浮空飛行器等諸多項(xiàng)目。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全世界目前有近100所大學(xué)在開展納星研究,有50余所大學(xué)組織開展以高空氣球?yàn)楣ぞ叩呐R近空間探測等研究,其中,絕大多數(shù)項(xiàng)目都有本科生,甚至是高中畢業(yè)后即將入學(xué)的本科生發(fā)揮著重要作用。國內(nèi)的浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、國防科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等國內(nèi)重點(diǎn)高校相繼建立了本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地[2~6],本科生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力培養(yǎng)取得一定成績,同時(shí),創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)也暴露出一些問題,如運(yùn)動(dòng)管理效率較低、創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置不合理、創(chuàng)新文化氛圍不足、師資隊(duì)伍薄弱等[7]。

本論文結(jié)合國防科技大學(xué)無人飛行器本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)實(shí)踐,對(duì)航天學(xué)科本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)問題進(jìn)行分析研究,研究成果對(duì)于加強(qiáng)本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)和運(yùn)行管理,促進(jìn)本科生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)高效蓬勃發(fā)展,推動(dòng)本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力提升,加快本科生整體培養(yǎng)質(zhì)量躍升,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2、建設(shè)航天學(xué)科本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地的必要性

2000年以來,隨著國家政策調(diào)整,航空航天事業(yè)地位日益突出,除傳統(tǒng)航空航天院校外,高等院校尤其是工科院校,如清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、大連理工大學(xué)等紛紛設(shè)立航空航天專業(yè),空天學(xué)科本科生招生規(guī)模日益擴(kuò)大。對(duì)于航空航天這樣的尖端科學(xué)技術(shù),通過建設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐基地,鼓勵(lì)本科生從事豐富多彩的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目,對(duì)于增強(qiáng)本科生專業(yè)認(rèn)同感,激發(fā)創(chuàng)新激情,培養(yǎng)創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和協(xié)同攻關(guān)能力等尤為重要。

2.1是強(qiáng)化本科生認(rèn)同感、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的需要

本科教育是高等教育的第一個(gè)階段,剛剛結(jié)束高中階段學(xué)習(xí)的本科生,對(duì)于高等學(xué)校專業(yè)的含義理解和認(rèn)知程度十分有限,對(duì)所學(xué)專業(yè)未來應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景的認(rèn)識(shí)更是少之又少,加上就業(yè)壓力大等各種因素影響,導(dǎo)致很多航天專業(yè)本科生專業(yè)認(rèn)同感缺失,缺乏學(xué)習(xí)興趣,更談不上學(xué)習(xí)激情,嚴(yán)重影響本科生培養(yǎng)質(zhì)量,尤其是相對(duì)研究生階段學(xué)習(xí),本科階段是夯實(shí)基礎(chǔ)理論和學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵時(shí)期,薄弱的本科基礎(chǔ),會(huì)嚴(yán)重影響學(xué)生未來研究生階段的學(xué)習(xí),進(jìn)而制約未來的發(fā)展。

建設(shè)本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地,使本科生在課程學(xué)習(xí)的同時(shí),有機(jī)會(huì)參與衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、無人機(jī)、高空科學(xué)氣球等與所學(xué)專業(yè)有密切聯(lián)系的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),近距離接觸與所學(xué)專業(yè)密切相關(guān)的科研項(xiàng)目和工程項(xiàng)目,可使本科生充分理解航天學(xué)科的應(yīng)用方向和應(yīng)用領(lǐng)域,認(rèn)識(shí)所學(xué)專業(yè)的重大戰(zhàn)略意義,了解所學(xué)專業(yè)的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài),從而大大增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感,加深專業(yè)認(rèn)知度,激發(fā)濃厚的學(xué)習(xí)熱情[8],打牢專業(yè)基礎(chǔ)。

2.2是培養(yǎng)本科生創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的需要

創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)歷來受到國外高等學(xué)校高度重視,通過本科階段學(xué)習(xí)培養(yǎng)良好的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,是本科生在研究生階段可出高水平研究成果、走上工作崗位可堪大任的關(guān)鍵。受傳統(tǒng)教育模式和教育觀念影響,現(xiàn)階段我國本科生教育對(duì)引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的關(guān)注仍十分不足,造成本科生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力嚴(yán)重缺乏。在航空航天專業(yè),很多本科畢業(yè)生畢業(yè)之時(shí),尚未見過真實(shí)的飛行器,對(duì)飛行器組成和功能的理解僅局限于課堂上所講的通用的動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、控制等幾部分,對(duì)更加具體的分系統(tǒng)和部件的認(rèn)知十分匱乏。

建設(shè)本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地,設(shè)置豐富多彩的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目,為學(xué)生從事創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)提供良好條件,使本科生充分利用所學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)新概念飛行器,參與諸如無人機(jī)等飛行器從方案論證、方案設(shè)計(jì)、加工制造至發(fā)射試驗(yàn)的全壽命周期活動(dòng),可大大激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力,從而大大提升創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

2.3是培養(yǎng)本科生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和協(xié)同攻關(guān)能力的需要

人類科技史表明,絕大多數(shù)成功的科學(xué)家都具有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[9]。大力協(xié)同、合力攻關(guān)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,也是 “兩彈一星”、載人航天等國家重大項(xiàng)目研究歷程中凝練出來的寶貴財(cái)富。尤其是航天科技這樣的尖端科研領(lǐng)域,涉及面極廣,參與人員多,更是需要團(tuán)結(jié)寫作的攻關(guān)模式。以載人航天工程為例,包括運(yùn)載火箭系統(tǒng)、載人飛船系統(tǒng)、航天員系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、著陸場系統(tǒng)等大系統(tǒng)組成,每個(gè)系統(tǒng)又包括若干子系統(tǒng)。這樣復(fù)雜的工程沒有大力協(xié)同、聯(lián)合攻關(guān)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和組織模式是根本無法完成的。由于傳統(tǒng)本科教育模式中,學(xué)生絕大部分時(shí)間都用于課堂學(xué)習(xí),最多在相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)課程中會(huì)有些許的寫作開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的機(jī)會(huì),造成本科生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和協(xié)同攻關(guān)能力難以得到很好培養(yǎng)。

建設(shè)本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地,圍繞設(shè)置的模擬工程實(shí)際的飛行器設(shè)計(jì)項(xiàng)目,眾多本科生進(jìn)行角色分工,共同完成一個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目,集智創(chuàng)新,合力攻關(guān),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的退隊(duì)協(xié)作精神和集體榮譽(yù)感,提高協(xié)同攻關(guān)能力無疑具有重要作用。

3、航天學(xué)科高水平本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)的啟示

高水平的本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地,對(duì)于提高本科生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,培育創(chuàng)新思維,具有重要推動(dòng)作用,而低質(zhì)量的創(chuàng)新實(shí)踐基地,雖然浪費(fèi)了大量人力物力,卻難以在提高本科生培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮作用。作者所在的國防科技大學(xué)無人飛行器本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地,堅(jiān)持以創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目合理設(shè)置為核心,以高水平導(dǎo)師隊(duì)伍配備為關(guān)鍵,以濃郁的創(chuàng)新氛圍營造為牽引,以健全規(guī)范的運(yùn)行機(jī)制為保障,多年來,在推動(dòng)提升航天專業(yè)本科生培養(yǎng)質(zhì)量方面起到了重要作用,成為學(xué)院本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地的典范。結(jié)合無人飛行器本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地多年建設(shè)的實(shí)踐,我們認(rèn)為,建設(shè)高水平的航天學(xué)科本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地,必須做好以下幾個(gè)方面工作。

3.1努力設(shè)置高水平的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目

實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置是創(chuàng)新實(shí)踐基地工作的核心,創(chuàng)新實(shí)踐基地的全部活動(dòng)實(shí)際上都是圍繞實(shí)踐項(xiàng)目開展的,實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置的水平直接關(guān)系到創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的效果,關(guān)系到基地的運(yùn)行效果。本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置要充分考慮本科階段重在夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)特點(diǎn),注重蘊(yùn)含對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用,充分體現(xiàn)學(xué)研結(jié)合;注重從多角度鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,減少低水平的、粗放的所謂動(dòng)手能力培養(yǎng);注重鼓勵(lì)學(xué)生參加創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的積極性和主動(dòng)性,盡量減少項(xiàng)目設(shè)置限制,讓學(xué)生可以大膽嘗試新概念、新想法;注重實(shí)踐項(xiàng)目要根據(jù)航天技術(shù)前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)不斷更新,避免一個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目連續(xù)使用多年。近幾年來,隨著無人飛行系統(tǒng)的發(fā)展,無人飛行器本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地的實(shí)踐項(xiàng)目也實(shí)現(xiàn)了不斷更新,從常規(guī)無人機(jī)到太陽能無人機(jī),從常規(guī)零壓氣球到長航時(shí)超壓氣球,從常規(guī)飛艇到平流層飛艇,實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置緊跟無人系統(tǒng)發(fā)展的前沿,實(shí)現(xiàn)了持續(xù)更新,起到了良好效果。

3.2打造指導(dǎo)能力強(qiáng)的導(dǎo)師隊(duì)伍

高水平的導(dǎo)師隊(duì)伍是建好創(chuàng)新實(shí)踐基地的關(guān)鍵[10]。導(dǎo)師不僅是創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)置者,而且直接指導(dǎo)學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的全過程。創(chuàng)新實(shí)踐基地導(dǎo)師隊(duì)伍,既要保證有一定比例的有多年本科生培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)的老教授、老專家,又要大力吸納年輕的、時(shí)間充裕、思維活躍的青年教師,還可以適當(dāng)引入航天工業(yè)部門的工程技術(shù)人員到創(chuàng)新時(shí)間基地兼職。創(chuàng)新基地導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)可與本科生全程導(dǎo)師制度有機(jī)結(jié)合,選取在全程導(dǎo)師制中表現(xiàn)突出的導(dǎo)師進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)踐基地工作。多年來,無人飛行器創(chuàng)新實(shí)踐基地凝聚了大批年輕的具有博士學(xué)位的教師和博士后,吸納了兵器工業(yè)集團(tuán)附屬工廠的工程技術(shù)人員,引進(jìn)了部分具有海外留學(xué)經(jīng)歷的青年教師,他們工作熱情高、工作時(shí)間充裕,創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng),在創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)開展過程中和學(xué)生打成一團(tuán),親自參與無人機(jī)設(shè)計(jì)、加工制造、野外飛行試驗(yàn)、試驗(yàn)結(jié)果分析等全部環(huán)節(jié),確保了創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的效果。

3.3推動(dòng)形成濃郁活潑的創(chuàng)新實(shí)踐文化

文化作為一種軟力量,其影響作用“于無形中見力量”。要采用靈活多樣的方式方法,推動(dòng)形成濃厚的創(chuàng)新實(shí)踐文化氛圍,使學(xué)生積極主動(dòng)參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),勇于創(chuàng)新創(chuàng)造。經(jīng)常舉辦各種創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)宣傳,讓對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)感興趣的、切實(shí)參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生做解說宣傳,引導(dǎo)更多學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)踐基地;在創(chuàng)新實(shí)踐基地舉辦各種形式的新概念飛行器設(shè)計(jì)大賽等競賽活動(dòng),設(shè)置專門的展區(qū),展出歷次競賽獲獎(jiǎng)作品,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐熱情[11];可聘請美歐等航天學(xué)科創(chuàng)新創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)組織效果突出的院校的負(fù)責(zé)人,到創(chuàng)新實(shí)踐基地向?qū)W生介紹國外學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的情況;可安排專門資金,鼓勵(lì)創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生參與國際學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),比如參與國際高校大學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃,參與德國、瑞典等聯(lián)合發(fā)起的歐洲學(xué)生探空火箭和科學(xué)氣球創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)等。我校無人飛行器本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地,每年定期安排在創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中表現(xiàn)突出的本科生開辦學(xué)術(shù)交流活動(dòng),宣傳創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)成果,交流創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),擴(kuò)大創(chuàng)新實(shí)踐基地影響;基地借助“航天科技文化周”等活動(dòng),舉辦各種形式的新概念無人機(jī)設(shè)計(jì)大賽,同時(shí),積極派出學(xué)生參加“中航杯”、“挑戰(zhàn)杯”等全國性學(xué)生作品競賽活動(dòng)。極大激發(fā)了學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中力爭上游的熱情,取得了豐碩的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)成果,形成了競爭性創(chuàng)新實(shí)踐文化。

3.4制定規(guī)范高效的運(yùn)行管理機(jī)制

健全規(guī)范的運(yùn)行管理機(jī)制是本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地高效有序運(yùn)行、充分發(fā)揮作用的重要保障[12]。要設(shè)立專門的創(chuàng)新實(shí)踐基地管理機(jī)構(gòu),安排專門的高水平管理人員,對(duì)基地運(yùn)行秩序進(jìn)行管理,尤其是要考慮本科生課程較多的實(shí)際,確保實(shí)踐基地有足夠的開放時(shí)間,使學(xué)生確實(shí)在課程之余能夠進(jìn)入基地開展實(shí)踐活動(dòng);要努力發(fā)揮信息化手段在創(chuàng)新實(shí)踐基地運(yùn)行管理中的作用,依托互聯(lián)網(wǎng)等手段,實(shí)現(xiàn)實(shí)踐項(xiàng)目選擇、實(shí)踐項(xiàng)目交流、實(shí)踐成果展示等網(wǎng)絡(luò)化管理。

4、結(jié)束語

建設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐基地,是探索提高航天學(xué)科本科生培養(yǎng)質(zhì)量的一種新模式。從國內(nèi)外著名高校已有航天學(xué)科創(chuàng)新基地的運(yùn)行效果來看,基地的確在促進(jìn)航天人才培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮了重要作用,從國內(nèi)航天學(xué)科本科教育存在的問題和社會(huì)對(duì)航天學(xué)科畢業(yè)生的需求來看,建設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐基地勢在必行。創(chuàng)新實(shí)踐基地的建設(shè)和運(yùn)行是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,本文結(jié)合作者所在的國防科技大學(xué)無人飛行器本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)和運(yùn)行情況,對(duì)建設(shè)航天學(xué)科本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地的必要性進(jìn)行了深入分析,對(duì)建好本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地的政策措施進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié),為國內(nèi)航天學(xué)科本科生創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)提供借鑒。

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篇3

如果把高端裝備制造業(yè)的“工作母機(jī)”數(shù)控機(jī)床比作一個(gè)人,那么數(shù)控系統(tǒng)相當(dāng)于人的“大腦”,通過數(shù)控系統(tǒng)的指揮調(diào)度,一系列復(fù)雜的工序就可以在一臺(tái)機(jī)床上自動(dòng)完成。

作為國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)第一家上市公司,華中數(shù)控是國內(nèi)最大的中、高檔數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè),是國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)中具備領(lǐng)先核心技術(shù)和自主配套能力的國家首批“創(chuàng)新型企業(yè)”。

“要想成為制造大國和制造強(qiáng)國,中國裝備就不能沒有‘中國大腦’。我們的使命就是用‘中國大腦’裝備中國制造?!?武漢華中數(shù)控股份有限公司董事長、國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任陳吉紅如是說。

打破封鎖

目前,國際市場上中、高檔數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)生產(chǎn),主要集中在日本發(fā)那科和德國西門子兩家企業(yè),全球市場占有率高達(dá) 70%以上,同時(shí)占據(jù)中國 95%以上的高檔數(shù)控系統(tǒng)和 80%左右的中檔數(shù)控系統(tǒng)市場。整個(gè)國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)市場的格局是:高端基本被國外品牌壟斷,中端市場也是國外品牌占據(jù)主要市場份額,低端市場主要被國產(chǎn)系統(tǒng)占領(lǐng)。

華中數(shù)控近年來在中、高檔數(shù)控系統(tǒng)的市場銷量逐年上升,公司自主研發(fā)生產(chǎn)的中、高檔數(shù)控系統(tǒng)打破了發(fā)達(dá)國家對(duì)中國的技術(shù)封鎖,對(duì)國外品牌數(shù)控系統(tǒng)形成了較大沖擊。2011年,公司通過中、高檔數(shù)控系統(tǒng)的示范應(yīng)用和推廣,進(jìn)一步加大與主機(jī)床廠的合作力度,去年銷售數(shù)控系統(tǒng)首次實(shí)現(xiàn)了1萬臺(tái)的突破,同比增長10%左右。

“這是在市場總體形勢不好的情況下取得的,更凸顯了公司技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展勢頭良好,抗擊市場風(fēng)險(xiǎn)的能力較強(qiáng)?!比A中數(shù)控董秘、副總經(jīng)理伍衡對(duì)本刊記者說,“2011 年下半年起,全國機(jī)床行業(yè)整體增速減緩、庫存加大、企業(yè)經(jīng)營成本上升。而華中數(shù)控仍然加大了對(duì)市場營銷、產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)開發(fā)、人力資源等方面的投入,為企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?!?/p>

據(jù)了解,華中數(shù)控自主研發(fā)的華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng)成功入選“十一五”國家重大科技成就展,與其配套的普什寧江機(jī)床有限公司高精密臥式加工中心THMC6350也作為國家重大專項(xiàng)成果展出,是現(xiàn)場惟一一臺(tái)高檔數(shù)控機(jī)床。

華中數(shù)控市場部部長肖明表示,這充分體現(xiàn)了國家對(duì)數(shù)控行業(yè)和高端裝備制造業(yè)的重視。這次“十一五”成就展,涵蓋了國民經(jīng)濟(jì)和高端科技所有重點(diǎn)領(lǐng)域,包括神舟七號(hào)、天宮一號(hào)、探月工程、大飛機(jī)、下一代移動(dòng)通訊、生物新技術(shù)等。與這些成果相比,數(shù)控產(chǎn)品相對(duì)陌生,但是中央堅(jiān)定地把“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”放在展覽的重要位置,說明高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備具有基礎(chǔ)性、通用性和戰(zhàn)略性的特征,是制造各種機(jī)器和設(shè)備的基礎(chǔ)性裝備。同時(shí),為其他15個(gè)重大專項(xiàng)提供高精度裝備,直接影響其研制速度。

相比其他數(shù)控系統(tǒng)企業(yè),華中數(shù)控具有明顯的技術(shù)、產(chǎn)品、人才和市場優(yōu)勢。公司的技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力較強(qiáng),被評(píng)為“國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃成果產(chǎn)業(yè)化基地”、“國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程”,設(shè)立了博士后工作站?!笆晃濉逼陂g,完成國家科技重大專項(xiàng)三項(xiàng)課題,攻克了一批高檔數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),已有多項(xiàng)科技成果獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)和省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng),并且實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。申報(bào)的三項(xiàng)國家重大專項(xiàng) 2012年度課題,已獲得立項(xiàng)批準(zhǔn)。主導(dǎo)產(chǎn)品數(shù)控系統(tǒng)擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),已取得國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)專利20項(xiàng),軟件著作權(quán)26項(xiàng),9項(xiàng)產(chǎn)品被評(píng)為國家級(jí)重大新產(chǎn)品,研制的五軸聯(lián)動(dòng)高檔數(shù)控系統(tǒng)填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

華中數(shù)控之所以能不斷創(chuàng)新,伍衡介紹說,“產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合,服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場,這是華中數(shù)控不斷創(chuàng)新的核心。公司與華中科技大學(xué)合作,在數(shù)控裝置、交流伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面形成了自主成套能力。經(jīng)過十幾年的發(fā)展,公司建立了一支300多人的數(shù)控技術(shù)研究、開發(fā)、管理人才隊(duì)伍,其中大部分具有本科以上學(xué)歷,100多人具有碩士或博士學(xué)歷。一批技術(shù)和業(yè)務(wù)骨干持有公司股份,近兩年核心技術(shù)人員未發(fā)生變動(dòng)?!?/p>

基于領(lǐng)先的技術(shù)平臺(tái),華中數(shù)控可以根據(jù)市場需求和用戶個(gè)性訂單,快速提供靈活多樣的產(chǎn)品和服務(wù),滿足用戶多層次需求。在產(chǎn)品的齊全性、成套性、性價(jià)比等方面具備顯著的競爭優(yōu)勢和品牌優(yōu)勢。

據(jù)肖明介紹,華中數(shù)控的數(shù)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)主要機(jī)床制造企業(yè)和航空航天、電力、能源、汽車等重點(diǎn)行業(yè)。公司與部分機(jī)床廠建立了戰(zhàn)略聯(lián)盟關(guān)系,通過一批國產(chǎn)中、高檔數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證示范點(diǎn),共同開拓下游市場。此外,覆蓋全國的技術(shù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)為用戶提供了良好的服務(wù),擴(kuò)大了企業(yè)的影響力。

中國已成為世界第一大數(shù)控機(jī)床消費(fèi)國和生產(chǎn)國。根據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì) 2007 年至 2010 年國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)年度經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì),近五年,華中數(shù)控中高檔數(shù)控裝置產(chǎn)品的市場份額一直位居國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)第一。華中 8 型高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)的成功開發(fā),將大大縮短與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)的差距,并在現(xiàn)場總線技術(shù)、智能化技術(shù)、加工工藝技術(shù)集成等部分功能和性能實(shí)現(xiàn)技術(shù)原創(chuàng)和超越。

2011年年底正式投產(chǎn)以來,華中8型數(shù)控系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)數(shù)百臺(tái)生產(chǎn)銷售。其中,已與國家重大專項(xiàng)課題研制的10類44臺(tái)高檔數(shù)控機(jī)床配套應(yīng)用,是配套最多的國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)。涉及到的合作公司有東方汽輪機(jī)、大連機(jī)床、昆明機(jī)床、秦川機(jī)床、武漢機(jī)床、安陽機(jī)床等。

在航空航天方面,華中數(shù)控與大連機(jī)床集團(tuán)合作,研制的高檔數(shù)控機(jī)床被上海航天技術(shù)研究院選用,成功用于批量加工航天衛(wèi)星零件,實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)在航天領(lǐng)域的突破。

篇4

當(dāng)前,隨著工業(yè)、服務(wù)業(yè)、自主創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化、區(qū)縣等一批又一批高水平重大項(xiàng)目建設(shè),天津各項(xiàng)事業(yè)蓬勃發(fā)展,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)邁向高端,發(fā)展方式明顯轉(zhuǎn)變,經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展正在發(fā)生質(zhì)的變化,這必將對(duì)天津職業(yè)教育發(fā)展產(chǎn)生重要影響。為進(jìn)一步明確學(xué)院改革發(fā)展方向,強(qiáng)化制造業(yè)和制造類服務(wù)業(yè)優(yōu)勢,提高專業(yè)和課程結(jié)構(gòu)調(diào)整針對(duì)性,不斷提升教育教學(xué)質(zhì)量和社會(huì)服務(wù)能力,更好地服務(wù)重大項(xiàng)目建設(shè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,學(xué)院組織開展了天津市120項(xiàng)工業(yè)重大項(xiàng)目與我院專業(yè)對(duì)接及人才需求專項(xiàng)調(diào)研,對(duì)天津工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與長遠(yuǎn)規(guī)劃、120項(xiàng)工業(yè)重大項(xiàng)目建設(shè)情況、我院專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀及與120項(xiàng)工業(yè)重大項(xiàng)目對(duì)接情況、技能人才需求等進(jìn)行了調(diào)研分析,形成了調(diào)研分析報(bào)告。

一、天津工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與長遠(yuǎn)規(guī)劃

天津是我國近代工業(yè)的發(fā)祥地、民族工業(yè)的搖籃、重要的工業(yè)基地。改革開放30多年來,天津工業(yè)在調(diào)整中不斷發(fā)展壯大,工業(yè)化水平不斷提高,建立起了較為完善的產(chǎn)業(yè)體系,全部工業(yè)增加值從1978年的54.4億元增加到2010年的4410.7億元,年均增長15.23%,對(duì)全市經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率達(dá)到63.5%,成為全市國民經(jīng)濟(jì)的主體和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐力量。

“十一五”以來,天津工業(yè)緊緊抓住濱海新區(qū)開發(fā)開放的重大歷史機(jī)遇,圍繞國家對(duì)天津建設(shè)北方經(jīng)濟(jì)中心和高水平現(xiàn)代制造業(yè)和研發(fā)轉(zhuǎn)化基地的定位要求,深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路,著力構(gòu)筑高端化、高質(zhì)化、高新化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈向高端轉(zhuǎn)移;著力增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,推進(jìn)增長方式向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變;著力推進(jìn)節(jié)能降耗,實(shí)現(xiàn)發(fā)展模式向資源節(jié)約型和環(huán)境友好型轉(zhuǎn)型,著力推進(jìn)高水平大項(xiàng)目建設(shè),用項(xiàng)目優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提升水平、保障當(dāng)前、支撐長遠(yuǎn)?!短旖蚴泄I(yè)布局規(guī)劃(2008—2020)》確定了到2020年天津工業(yè)發(fā)展的藍(lán)圖。

總體思路:以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng),圍繞實(shí)現(xiàn)北方經(jīng)濟(jì)中心和建成高水平現(xiàn)代制造業(yè)和研發(fā)轉(zhuǎn)化基地的定位,緊緊抓住濱海新區(qū)開發(fā)開放的重大歷史機(jī)遇,走新型工業(yè)化道路,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,著力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí),構(gòu)建高端化、高質(zhì)化、高新化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)高端發(fā)展;著力增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,推進(jìn)天津制造向天津創(chuàng)造轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展;著力推進(jìn)節(jié)能降耗,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展;著力優(yōu)化工業(yè)布局,促進(jìn)三個(gè)層面聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展,顯著增強(qiáng)天津工業(yè)的綜合實(shí)力和國際競爭力,建成面向世界的現(xiàn)代化工業(yè)基地。

總體目標(biāo):到2015年工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到3.5萬億元,工業(yè)增加值達(dá)到9000億元;到2020年,工業(yè)總產(chǎn)值突破6萬億元,工業(yè)增加值達(dá)到1.6萬億元,總量規(guī)模進(jìn)入全國前十位。

產(chǎn)業(yè)定位:

構(gòu)建一個(gè)新型工業(yè)體系:以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng)、裝備制造業(yè)為核心、優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè)為支撐的新型工業(yè)產(chǎn)業(yè)體系,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)比重達(dá)到40%。

建成四個(gè)基地:高水平研發(fā)轉(zhuǎn)化基地、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)基地、工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范基地、新型工業(yè)化示范基地。

發(fā)展優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè):航空航天產(chǎn)業(yè)形成大飛機(jī)、直升機(jī)、無人機(jī)全系列的航空產(chǎn)業(yè),新一代運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、空間站為主的高端航天產(chǎn)業(yè),成為我國重要的航空航天產(chǎn)業(yè)基地。石油化工產(chǎn)業(yè)形成從石油勘探開發(fā)到煉油、乙烯、化工完整的產(chǎn)業(yè)鏈條,加快建設(shè)南港石油產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),建成集3500萬噸原油、3500萬噸煉油、300萬噸乙烯和一批百萬噸級(jí)石化產(chǎn)品的國家級(jí)石化產(chǎn)業(yè)基地。裝備制造業(yè)重點(diǎn)發(fā)展石化裝備、造修船、軌道交通設(shè)備、大型工程機(jī)械與運(yùn)輸設(shè)備、風(fēng)電成套、水電成套、核電成套、超高壓輸變電成套、港口機(jī)械、國防關(guān)鍵設(shè)備十大成套裝備,建設(shè)臨港重裝、南港冶金兩大產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),實(shí)施鋼鐵行業(yè)調(diào)整重組,壯大中高檔轎車規(guī)模,形成200萬輛轎車生產(chǎn)能力,積極發(fā)展新能源汽車,建成規(guī)模效益明顯的國家級(jí)重型裝備制造基地。電子信息產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展集成電路、移動(dòng)通信、高性能計(jì)算機(jī)服務(wù)器、顯示器、片式元器件、汽車電子、軟件、光電子和光通訊、人工智能等領(lǐng)域,積極推進(jìn)以超算中心、RFID、傳感器、傳輸設(shè)備等為代表的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和信息安全等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),成為具有國際競爭力的國家級(jí)電子信息產(chǎn)業(yè)基地。生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)建成全球最大的皮質(zhì)激素生產(chǎn)基地、亞洲最大的大輸液生產(chǎn)基地、國內(nèi)領(lǐng)先的中藥現(xiàn)代化基地、國內(nèi)重要的抗生素原料藥生產(chǎn)基地。新能源新材料產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展綠色儲(chǔ)能電池、光伏電池、風(fēng)力發(fā)電等新型能源,成為我國最大的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造基地、重要的綠色能源生產(chǎn)基地。輕工紡織要進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí),培育擴(kuò)大品牌優(yōu)勢,大力發(fā)展白色家電、綠色食品、手表及精密加工、日用化學(xué)品、自行車、紡織服裝六大領(lǐng)域,做精做特手表、做大做強(qiáng)自行車、做優(yōu)做高紡織服裝,建成優(yōu)勢明顯、特色突出、精品薈萃的新型輕工紡織產(chǎn)業(yè)體系。國防科技工業(yè)要利用現(xiàn)有的基礎(chǔ),吸引一批擁有尖端技術(shù)的國防科技工業(yè)企業(yè)落戶天津,建成我國重要的國防科技工業(yè)生產(chǎn)基地。

二、120項(xiàng)工業(yè)重大項(xiàng)目總體概況

(一)全市重大項(xiàng)目情況

市政府始終堅(jiān)持把抓大項(xiàng)目、好項(xiàng)目作為落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重要舉措,圍繞加快發(fā)展、結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,加快構(gòu)筑高端產(chǎn)業(yè)高地,相繼推出了涉及天津市各重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高水平重大項(xiàng)目940項(xiàng),總投資達(dá)到1.84萬億元,其中重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目690項(xiàng),總投資1.49萬億元,占全部重大項(xiàng)目總投資的81%,包括:6批120項(xiàng)工業(yè)重大項(xiàng)目,總投資5737億元;4批80項(xiàng)自主創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化重大項(xiàng)目,總投資368.5億元;5批600項(xiàng)區(qū)縣重大項(xiàng)目,總投資5306.1億元;3批60項(xiàng)服務(wù)業(yè)重大項(xiàng)目,總投資3503億元。

(二)工業(yè)重大項(xiàng)目情況

120項(xiàng)工業(yè)重大項(xiàng)目是從2007年8月3日到2010年2月20日,在不到兩年半的時(shí)間里分6批推出的,涉及子項(xiàng)223個(gè),總投資5737億元。

1、產(chǎn)業(yè)分布

航空航天產(chǎn)業(yè)8項(xiàng)(13個(gè)子項(xiàng)),總投資351.8億元,占全部投資的6.13%。石油化工產(chǎn)業(yè)14項(xiàng)(26個(gè)子項(xiàng)),總投資1268.6億元,占22.1%。先進(jìn)裝備制造業(yè)47項(xiàng)(83個(gè)子項(xiàng)),總投資2066.5億元,占全部投資的36%。電子信息產(chǎn)業(yè)18項(xiàng)(33個(gè)子項(xiàng)),總投資479.2億元,占全部投資的8.4%。生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)4項(xiàng)(13個(gè)子項(xiàng)),總投資106.9億元,占全部投資的1.9%。新能源新材料10項(xiàng)(22個(gè)子項(xiàng)),總投資517.2億元,占全部投資的9%。改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)16項(xiàng)(27個(gè)子項(xiàng)),總投資827億元,占全部投資的14.4%。國防科技工業(yè)3項(xiàng)(6個(gè)子項(xiàng)),總投資119億元,占全部投資的2.1%。優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目投資達(dá)到5187.7億元,占全部投資的90.4%。

2、主要特點(diǎn)

一是水平高。主要體現(xiàn)在:

突出優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。120個(gè)重大項(xiàng)目中,高新技術(shù)項(xiàng)目占全部投資的51.3%,體現(xiàn)了高端高質(zhì)高新的要求。特別是一批戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈或產(chǎn)品鏈高端項(xiàng)目的實(shí)施,將有助于天津市加速搶占技術(shù)制高點(diǎn)。

突出提升技術(shù)水平。具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)項(xiàng)目占全部投資的20.6%。代表中國航天最高水平和國際領(lǐng)先水平的新型運(yùn)載火箭、超百萬億次高性能計(jì)算機(jī)、氣動(dòng)脫硫、光通訊、薄膜和聚光太陽能電池、激光顯示器等一批具有世界先進(jìn)水平的自主創(chuàng)新項(xiàng)目的建設(shè),填補(bǔ)了天津市高端產(chǎn)業(yè)或高端產(chǎn)品的空白,推進(jìn)天津由制造向創(chuàng)造邁進(jìn),由要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變。

突出發(fā)展先進(jìn)裝備。裝備制造業(yè)項(xiàng)目投資2066.8億元,占全部投資的36%,位居優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè)之首,是投資額最大、最集中的產(chǎn)業(yè)。每一批項(xiàng)目中裝備制造業(yè)項(xiàng)目的比重都超過了四分之一,不僅投資強(qiáng)度大,而且質(zhì)量高,著力于壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模、提升大型成套裝備制造能力。

突出推動(dòng)產(chǎn)業(yè)聚集。石油化工產(chǎn)業(yè)在百萬噸大乙烯項(xiàng)目帶動(dòng)下,一大批石化下游項(xiàng)目迅速跟進(jìn),充分利用了乙烯資源,加速了聚集,使產(chǎn)業(yè)鏈更完整,競爭優(yōu)勢更明顯。

二是規(guī)模大、效益好。120個(gè)項(xiàng)目總投資5737億元,這個(gè)規(guī)模超過了1950年到2006年57年的工業(yè)固定資產(chǎn)投資總和,占全市940個(gè)重大項(xiàng)目總投資額的31.1%,而項(xiàng)目數(shù)量僅占全市的12.8%。120個(gè)項(xiàng)目平均每個(gè)項(xiàng)目投資達(dá)到47.8億元,有9個(gè)項(xiàng)目投資超過百億,全部建成后設(shè)計(jì)新增產(chǎn)值超過1.2萬億元,達(dá)到12716億元,相當(dāng)于2009年工業(yè)存量的97.4%。

三是緊緊圍繞濱海新區(qū)開發(fā)開放。120個(gè)項(xiàng)目(223個(gè)子項(xiàng))中有92項(xiàng)(154個(gè)子項(xiàng))坐落在濱海新區(qū),總投資4488.7億元,占全部投資的78.3%,強(qiáng)力支撐濱海新區(qū)現(xiàn)代制造業(yè)和研發(fā)轉(zhuǎn)化基地的建設(shè)。一批高水平產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)在濱海新區(qū)逐步形成。

四是充分體現(xiàn)了國家戰(zhàn)略帶動(dòng)和支持。120個(gè)項(xiàng)目的投資主體涉及中央企業(yè)、天津市大型地方國有企業(yè)、世界500強(qiáng)企業(yè)、國內(nèi)知名企業(yè)和民營企業(yè)等多種類型。其中中央企業(yè)投資規(guī)模較大,總投資超過2000億元(達(dá)到2200億元),占38.4%。

3、項(xiàng)目進(jìn)度

截至2010年上半年,已累計(jì)建成47項(xiàng),完成投資2850億元,占全部投資的49.7%。按照計(jì)劃,2012年底前所有項(xiàng)目將全部建成。

三、120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目與中德學(xué)院專業(yè)對(duì)接情況

截至2010年8月(有關(guān)專業(yè)的數(shù)據(jù)下同),中德學(xué)院現(xiàn)有專業(yè)和方向37個(gè),2009年招生專業(yè)29個(gè),2010年招生專業(yè)35個(gè)。按照學(xué)院“十二五”專業(yè)建設(shè)規(guī)劃,“十二五”期間計(jì)劃新增專業(yè)9—16個(gè),改造整合9個(gè)專業(yè),經(jīng)過專業(yè)結(jié)構(gòu)和布局的調(diào)整,形成9—10個(gè)專業(yè)組群、45—50個(gè)左右專業(yè)。

一是在37個(gè)現(xiàn)有專業(yè)中,與120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目直接相關(guān)的專業(yè)有29個(gè),占78.4%,其中的數(shù)控技術(shù)、數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)、模具設(shè)計(jì)與制造、汽車檢測與維修、機(jī)電一體化技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、飛機(jī)制造技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、樓宇智能化工程技術(shù)、風(fēng)能與動(dòng)力技術(shù)、材料工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)等17個(gè)專業(yè)關(guān)聯(lián)度較高、范圍較廣,可在專業(yè)計(jì)劃投放上加以傾斜,并加強(qiáng)訂單式培養(yǎng);間接相關(guān)專業(yè)8個(gè),占27.6%,其中的人力資源管理、連鎖經(jīng)營管理兩個(gè)專業(yè)適用性較強(qiáng),有一定的拓展空間。但是120個(gè)重大項(xiàng)目對(duì)人力資源管理人才需求量有限,主要由于120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目投資主體多是大企業(yè)、大集團(tuán),他們對(duì)這類人才需求的層次要求較高,本科以上學(xué)生比較有競爭力,高職層次人力資源人才比較適合一些中小企業(yè),需開拓更加合適的方向和定位。

二是擬新增的16個(gè)專業(yè)和方向:這16個(gè)專業(yè)中涉及制造業(yè)11個(gè)專業(yè)中的10個(gè)專業(yè)都與120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目直接相關(guān),主要是新能源新材料技術(shù)與服務(wù)組群的材料成型與控制技術(shù)、太陽能光電應(yīng)用技術(shù)、節(jié)能技術(shù)管理與服務(wù)和新能源應(yīng)用技術(shù)4個(gè)專業(yè),航空航天技術(shù)與服務(wù)組群的航空機(jī)電設(shè)備維修、航天器制造技術(shù)兩個(gè)專業(yè)、先進(jìn)制造技術(shù)組群的焊接技術(shù)及自動(dòng)化,自動(dòng)化技術(shù)組群的建筑電氣工程技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)技術(shù))、生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)兩個(gè)專業(yè)和汽車交通技術(shù)與服務(wù)組群的汽車造型技術(shù),完全符合工業(yè)加快新能源新材料這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。間接相關(guān)性較強(qiáng)的是現(xiàn)代物流技術(shù)與管理,現(xiàn)代物流技術(shù)的應(yīng)用不僅是企業(yè)降低成本的一條重要措施,更是企業(yè)適應(yīng)工業(yè)信息化特別是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢的需要,因此,該專業(yè)具有較好的發(fā)展前景和空間。

四、人才需求預(yù)測情況

目前,職業(yè)院校是天津市企業(yè)技能人才的主要來源,26所獨(dú)立設(shè)置的高職院校和122所中職學(xué)校,每年為企業(yè)輸送近20萬名專業(yè)技術(shù)人才。近幾年,充實(shí)到企業(yè)的技術(shù)人才中有94%來自于職業(yè)院校。

分析思路依據(jù):主營業(yè)務(wù)收入(銷售收入)、從業(yè)人員、資產(chǎn)總額是衡量工業(yè)和企業(yè)規(guī)模的三個(gè)主要指標(biāo),能夠反映出投入、產(chǎn)出、用人之間的相互關(guān)系,是我們進(jìn)行人才需求預(yù)測主要考量的指標(biāo)。按照三次產(chǎn)業(yè)分類法,行業(yè)是對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基本分類(通常說的產(chǎn)業(yè)都是由這些基本行業(yè)組合而成的),是一切經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分析的基礎(chǔ)。因此,對(duì)120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目人才需求預(yù)測,主要是通過對(duì)工業(yè)行業(yè)投入、產(chǎn)出和用人規(guī)律的分析進(jìn)行的。通過對(duì)調(diào)研情況、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和不同產(chǎn)業(yè)用人規(guī)律的綜合分析對(duì)比,并充分考慮了由于科技進(jìn)步和勞動(dòng)力正常流動(dòng)等因素使不同時(shí)期的同一產(chǎn)業(yè)用人情況不同等情況,提出了120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目的用人需求預(yù)測??紤]到120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目大部分在2012年前全部竣工,時(shí)間預(yù)計(jì)到2015年。

具體方法是:根據(jù)“十一五”工業(yè)39個(gè)大類行業(yè)的從業(yè)人員、固定資產(chǎn)凈值和主營業(yè)務(wù)收入實(shí)際情況,分析人均固定資產(chǎn)凈值(人均投入)和人均主營業(yè)務(wù)收入(人均產(chǎn)出)“十一五”期間的變化情況(平均增速),對(duì)“十二五”期間每個(gè)行業(yè)的人均投入和人均產(chǎn)出的平均增速及2015年的人均投入和人均產(chǎn)出值做出預(yù)計(jì);將120個(gè)項(xiàng)目按行業(yè)歸類,再根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的投資額和新增銷售收入及項(xiàng)目所在行業(yè)的2015年的人均投入和人均產(chǎn)出,分別預(yù)測出每個(gè)項(xiàng)目的用人總需求和新增總需求。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行匯總,預(yù)測出120個(gè)工業(yè)重大項(xiàng)目技能人才需求總規(guī)模(總量)和新增需求總規(guī)模(增量)及行業(yè)分布。

根據(jù)上述方法,我們做出了以下分析和預(yù)計(jì):

(一)120個(gè)重大工業(yè)項(xiàng)目的行業(yè)分布

按照國家頒布的《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)》,120個(gè)工業(yè)重大項(xiàng)目根據(jù)其產(chǎn)品屬性,基本分布于22個(gè)大類行業(yè),其中制造業(yè)19個(gè),采掘業(yè)1個(gè)(石油和天然氣開采)以及電力熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。

(二)到2015年全市規(guī)模以上工業(yè)及各行業(yè)從業(yè)人員預(yù)計(jì)

一是全市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)(銷售收入500萬元以上企業(yè)及全部國有企業(yè))從業(yè)人員連續(xù)多年保持在120萬人左右(2008年為119.7萬人), “十一五”期間平均增速為-0.69%,“十二五”期間年均增速預(yù)計(jì)為0.79%,到2015年全市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員將達(dá)到127.7萬人。

二是“十一五”期間從業(yè)人員呈增長態(tài)勢的只有10個(gè)行業(yè),其余均呈不同程度的下降,增長最快的是廢棄資源和廢舊材料回收加工業(yè)(44%),其他增長行業(yè)依次是專用設(shè)備制造業(yè)(18.36%)、通用設(shè)備制造業(yè)(13.22%)、石油和天然氣開采(8.2%)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)(6.6%)、通信設(shè)備計(jì)算機(jī)及其它電子設(shè)備制造業(yè)(3.43%)、 飲料制造業(yè)(2.66%)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)(1.94%)、 石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)(0.27%)。預(yù)計(jì)“十二五”期間隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化和技術(shù)水平的大幅提高,從業(yè)人員總量變化不會(huì)很大,主要是在不同行業(yè)的調(diào)整,呈增長態(tài)勢的有13個(gè)行業(yè),最快的依然是廢棄資源和廢舊材料回收加工業(yè)(30%),其他依次是專用設(shè)備制造業(yè)(6.36%)、通用設(shè)備制造業(yè)(5.22%)、飲料制造業(yè)(2.66%)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)(2.6%)、石油和天然氣開采業(yè)(2.6%)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)(2.04%)、飲料制造業(yè)(1.66%)、通信設(shè)備計(jì)算機(jī)及其它電子設(shè)備制造業(yè)(1.43%)、石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)(1.07%)、印刷業(yè)和記錄媒介的復(fù)制(0.74%)、食品制造業(yè)(0.24%)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)(0.08%)。

到2015年,37個(gè)行業(yè)中,從業(yè)人員超過10萬人的由2008年的兩個(gè)行業(yè)增加到4個(gè)行業(yè),用人最多的由通信設(shè)備計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)改為交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè),依次是:交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)(15.43萬人)、通信設(shè)備計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)(15.40萬人)、通用設(shè)備制造業(yè)(15.2萬人)、專用設(shè)備制造業(yè)(12.97萬人);用人在5—10萬人的有4個(gè)行業(yè),依次是石油和天然氣開采業(yè)(8.96萬人)、黑色金屬冶煉及壓延業(yè)(8.76萬人)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)(6.65萬人)、金屬制品業(yè)(5.3萬人),有14個(gè)行業(yè)從業(yè)人員在1—5萬人,其余行業(yè)在1萬人以下。

可以看出,從業(yè)人員多且呈增勢的行業(yè)主要集中在裝備制造業(yè)、石油化工產(chǎn)業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)中,特別是裝備制造業(yè)是下一步吸納技能人才的主要渠道。

(三)2015年120個(gè)重大工業(yè)項(xiàng)目技能人才總需求和與中德學(xué)院專業(yè)對(duì)接人才總需求

按照上述分析方法,我們對(duì)120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目(223個(gè)子項(xiàng))到2015年技能人才總需求、新增總需求及行業(yè)分布做出了預(yù)計(jì),同時(shí),根據(jù)專業(yè)對(duì)接情況,對(duì)學(xué)院關(guān)聯(lián)需求做出了預(yù)計(jì)。

到2015年,120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目技能人才總需求88.1萬人,新增技能人才總需求39.3萬人,分別占屆時(shí)全市規(guī)模以上從業(yè)人員的69%和30.8%。其中,與中德學(xué)院專業(yè)關(guān)聯(lián)較強(qiáng)的共133個(gè)子項(xiàng),主要涉及機(jī)械制造與維修、汽車(其他車輛)制造與維修、其他裝備制造與維修、裝備制造零部件配套生產(chǎn)等,相應(yīng)涉及的技能人才總需求21.3萬人,新增總需求11.3萬人,分別占全部項(xiàng)目總需求和新增需求的24.1%和28.8%。

從技能人才新增需求行業(yè)匯總情況看,需求在1萬人以上的有7個(gè)行業(yè),依次分別是專用設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、通信設(shè)備計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、黑色金屬冶煉及加工制造業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè),這7個(gè)行業(yè)合計(jì)新增需求32.3萬人,占全部新增需求的82.1%。這7個(gè)行業(yè)也是與中德學(xué)院關(guān)聯(lián)較高的行業(yè),每個(gè)行業(yè)我院的關(guān)聯(lián)需求都在5000人以上,其中專用設(shè)備制造業(yè)高達(dá)3.7萬人。

五、結(jié)論與建議

(一)120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目是“十二五”期間天津工業(yè)總量規(guī)模增加和結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要支撐,也是人才需求增量的主要來源

120個(gè)項(xiàng)目總投資5736.2億元,設(shè)計(jì)新增總產(chǎn)出1.2716萬億元,2012年全部建成發(fā)揮作用。按照天津工業(yè)布局規(guī)劃(2008—2020),2010年全部工業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到1.7萬億元,2015年達(dá)到3.5萬億元,“十二五”期間5年凈增1.8萬億元,120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目的新增總產(chǎn)出占“十二五”期間全部工業(yè)新增總產(chǎn)值的70.6%。目前,全市工業(yè)全社會(huì)從業(yè)人員大體在210萬人(2008年實(shí)際數(shù)為218.5萬人,其中規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員119.7萬人),技能型人才大體占40%左右(84萬人),隨著天津工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化和勞動(dòng)力素質(zhì)水平的普遍提高,按照全市人才建設(shè)規(guī)劃,技能人才比例將不斷擴(kuò)大,逐漸成為勞動(dòng)力的主體力量,技能人才比例增加到60%左右(130萬人,屆時(shí)全部從業(yè)人員按220萬人預(yù)計(jì)),凈增約50萬人,120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目技能人才新增總需求39.3萬人將占全市技能人才凈增總量的80%。因此,服務(wù)對(duì)接工業(yè)重大項(xiàng)目是今后一個(gè)時(shí)期學(xué)院專業(yè)建設(shè)與加快發(fā)展的重要任務(wù)。

(二)中德學(xué)院制造業(yè)及制造業(yè)服務(wù)業(yè)專業(yè)組群的定位,不僅與天津工業(yè)發(fā)展需要完美符合,也符合天津的城市定位

從工業(yè)自身結(jié)構(gòu)看,天津市工業(yè)的主體是制造業(yè),產(chǎn)值占90%以上。重大發(fā)展的優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè)基本都在制造業(yè)行業(yè)范疇(除石油化工產(chǎn)業(yè)中的石油和天然氣開采屬于采掘業(yè)以外),2010年優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè)占全市工業(yè)總量比重達(dá)到91.6%。按照工業(yè)布局規(guī)劃,到2015年優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè)所占比重將繼續(xù)提高到94.3%。

從全市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢看,目前工業(yè)在全市經(jīng)濟(jì)中占主導(dǎo)地位,第三產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,二、三產(chǎn)業(yè)共同支撐天津經(jīng)濟(jì)發(fā)展。2010年,全市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為1.6∶53.1∶45.3。研究表明,根據(jù)天津城市定位(國際港口城市、北方經(jīng)濟(jì)中心和生態(tài)城市)、資源稟賦和國家的總體部署,今后相當(dāng)一段時(shí)期,天津都將是二三產(chǎn)業(yè)雙輪驅(qū)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局。按照工業(yè)化發(fā)展的一般規(guī)律判斷,天津市于2007年開始進(jìn)入工業(yè)化后期階段(標(biāo)志是人均GDP超過6000美元),目前仍處于工業(yè)化高速發(fā)展階段, “十二五”期間工業(yè)仍將繼續(xù)保持較快的發(fā)展速度,工業(yè)化程度進(jìn)一步深化,到“十二五”末(2015年),基本完成工業(yè)化階段(標(biāo)志是三產(chǎn)比重超過二產(chǎn)比重)?!笆濉逼陂g(2016—2020),天津市將進(jìn)入后工業(yè)化階段,逐步過渡到以服務(wù)經(jīng)濟(jì)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),工業(yè)雖依然是天津經(jīng)濟(jì)的重要支撐,但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步轉(zhuǎn)變,形成以戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng)、裝備制造業(yè)為核心、優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè)為支撐的新型產(chǎn)業(yè)體系,高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)比重將達(dá)到45%。

從第三產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展特點(diǎn)看,與工業(yè)發(fā)展相銜接,天津市的第三產(chǎn)業(yè)(服務(wù)業(yè))重點(diǎn)是發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)即高端生產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代金融、現(xiàn)代物流等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)占全市第三產(chǎn)業(yè)比重高達(dá)70%。

因此,站在天津經(jīng)濟(jì)發(fā)展的視野看“中德”,制造業(yè)和制造類服務(wù)業(yè)的專業(yè)定位,為將學(xué)院發(fā)展成為高職旗艦院校、百年中德、實(shí)現(xiàn)“國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流”的辦學(xué)目標(biāo),奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(三)加快專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化,進(jìn)一步提高核心競爭力

專業(yè)優(yōu)勢是學(xué)校的核心競爭力,專業(yè)設(shè)置和專業(yè)建設(shè)是否適應(yīng)發(fā)展的需要是學(xué)校發(fā)展水平的標(biāo)志。為了有針對(duì)性地提出專業(yè)建設(shè)的意見,在對(duì)120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目需求進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上提出以下建議:

一是服務(wù)先進(jìn)裝備制造業(yè)發(fā)展,調(diào)整優(yōu)化現(xiàn)有優(yōu)勢專業(yè),鞏固制造業(yè)專業(yè)優(yōu)勢。120項(xiàng)重大工業(yè)項(xiàng)目涉及到的產(chǎn)業(yè)(或領(lǐng)域)與我院現(xiàn)有專業(yè)關(guān)聯(lián)較強(qiáng)的是天津市重點(diǎn)發(fā)展的航空航天產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)和國防科技工業(yè),重大項(xiàng)目的投入比重大,共有58項(xiàng)(102個(gè)子項(xiàng)),總投資2537.3億元,占44.23%。技能人才需求也很大,總需求31.8萬人,占全部總需求的36.1%,新增需求20.2萬人,占全部新增需求的51.4%。同時(shí),石油化工產(chǎn)業(yè)由于其裝備水平的高度先進(jìn)性和人才結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要,對(duì)機(jī)電類技能人才也有很大需求。在“十二五”專業(yè)建設(shè)中,要抓住機(jī)遇,把調(diào)整改造、做大做強(qiáng)傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)作為專業(yè)建設(shè)的重中之重,提升現(xiàn)有優(yōu)勢核心專業(yè)水平、圍繞需求拓展專業(yè)組群,鞏固并形成更大的優(yōu)勢。

二是圍繞戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加快新專業(yè)建設(shè),不斷豐富完善專業(yè)組群。天津市下一步戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)將重點(diǎn)發(fā)展航空航天產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)、信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)、新能源汽車產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)與健康產(chǎn)業(yè)、文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)和高端生產(chǎn)業(yè)8大領(lǐng)域,并提出了相應(yīng)的發(fā)展重點(diǎn)。這無疑為中德學(xué)院專業(yè)建設(shè)指出了方向。但不是有什么新產(chǎn)業(yè),我們就發(fā)展什么新專業(yè),而是要統(tǒng)籌考慮,突出重點(diǎn),揚(yáng)長避短,穩(wěn)步推進(jìn),實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)做強(qiáng)、新專業(yè)做優(yōu)。航空航天專業(yè)組群的建設(shè)應(yīng)依托現(xiàn)有專業(yè)優(yōu)勢、根據(jù)企業(yè)真正需求選準(zhǔn)定位,航空航天產(chǎn)業(yè)隨著“三機(jī)一箭一星”等龍頭項(xiàng)目落戶后,下一步航空產(chǎn)業(yè)要重點(diǎn)發(fā)展飛機(jī)零部件、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載設(shè)備、機(jī)場空管設(shè)備、飛機(jī)維修、物流配送等,航天產(chǎn)業(yè)要發(fā)展導(dǎo)航終端產(chǎn)品、航天功能材料等,建議航天專業(yè)定位于部件制造與維修、總裝,航空專業(yè)在原有基礎(chǔ)上增加飛機(jī)維修方向;新能源產(chǎn)業(yè)中天津是全國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭羊,全國風(fēng)電新增裝機(jī)容量近三分之一(風(fēng)電設(shè)備)由天津制造,因此,我們的新能源專業(yè)組群應(yīng)在風(fēng)能專業(yè)上下大功夫,圍繞風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造擴(kuò)大和豐富專業(yè)組群(控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件制造,直至進(jìn)一步擴(kuò)展到發(fā)展風(fēng)機(jī)中的葉片復(fù)合材料等新能源材料等),風(fēng)能專業(yè)的發(fā)展還可以充分發(fā)揮我們機(jī)電專業(yè)的優(yōu)勢并帶動(dòng)其改造提升。與此同時(shí),依托汽車專業(yè)的優(yōu)勢,增加新能源汽車方向。

三是依托行業(yè)龍頭企業(yè),深化校企合作,不斷提升專業(yè)建設(shè)水平。新專業(yè)要不要建、建哪些、怎么建、課程如何設(shè)置、師資從哪來,老專業(yè)怎么改,都要堅(jiān)定不移地依托行業(yè)龍頭企業(yè)的支持,與企業(yè)建立緊密的合作關(guān)系,沒有這些企業(yè)參與是不可能做到專業(yè)建設(shè)高水平的。做到這一點(diǎn)關(guān)鍵是如何創(chuàng)新合作機(jī)制,這不僅是長期以來全國職業(yè)院校面臨的難題,也是擺在中德學(xué)院面前的一個(gè)重大課題?,F(xiàn)在應(yīng)該說我們有機(jī)遇,天津這一輪發(fā)展是國家戰(zhàn)略,大量國家資本投入優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而且這些投資主體都是行業(yè)龍頭,無疑給中德學(xué)院與這些企業(yè)深度合作進(jìn)行新專業(yè)建設(shè)和傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)改造提升創(chuàng)造了條件和機(jī)遇。我們必須抓住機(jī)遇,把基礎(chǔ)功課做足,利用一切資源、創(chuàng)造一切條件加強(qiáng)與這些企業(yè)的全面戰(zhàn)略合作,這是學(xué)院“十二五”期間實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的重要任務(wù)。

篇5

在IT界成就了IBM PC兼容機(jī)和谷歌安卓系統(tǒng)的開源戰(zhàn)略,如今被電動(dòng)車霸主特斯拉帶進(jìn)了電動(dòng)汽車行業(yè),這無疑將加速電動(dòng)汽車行業(yè)的技術(shù)整合與資源集聚,一個(gè)特斯拉版的安卓生態(tài)系統(tǒng)正在萌芽。

美國時(shí)間6月12日,特斯拉創(chuàng)始人馬斯克在公司官網(wǎng)博文“我們所有的專利屬于你(All Our Patent Are Belong To You)”,宣布將開放所有專利給其他公司和個(gè)人使用,馬斯克表示,“任何人出于善意想要使用特斯拉的技術(shù),特斯拉不會(huì)發(fā)起專利侵權(quán)訴訟”。他認(rèn)為,開放專利只可能增強(qiáng)特斯拉的地位,可以讓所有電動(dòng)車廠商和整個(gè)世界都受益于一個(gè)共同快速發(fā)展的技術(shù)平臺(tái)。驚嘆之余我們最想知道的是,特斯拉開放的專利都有哪些?有電動(dòng)車界蘋果之稱的特斯拉如今走上了谷歌的開源道路,會(huì)將電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)帶向哪里?

特斯拉的技術(shù)誘惑

技術(shù)天才馬斯克簡直像是來自科幻電影的人物。他創(chuàng)辦的貝寶(PayPal――美國版支付寶),2002年被電子商務(wù)網(wǎng)站eBay收購,馬斯克用這筆交易得來的2億美元投資了私人航天技術(shù)公司太空X,以及電動(dòng)汽車公司特斯拉和太陽能技術(shù)及服務(wù)公司日光城。這幾個(gè)當(dāng)初并不被看好的燒錢項(xiàng)目,如今讓馬斯克風(fēng)光無限,特斯拉賣出去幾萬輛,以高端形象和技術(shù)優(yōu)勢斬獲無數(shù)美譽(yù);馬斯克自己設(shè)計(jì)的運(yùn)載火箭也成功發(fā)射進(jìn)了太空,引來美國航空航天局的巨額訂單。

馬斯克創(chuàng)辦的公司都帶有鮮明的技術(shù)基因,也被認(rèn)為是其核心競爭力所在,正因?yàn)槿绱?,特斯拉的開源戰(zhàn)略才會(huì)引起震動(dòng)。那么,特斯拉的核心技術(shù)有哪些,開放的專利又包含哪些?

國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織給出的數(shù)據(jù)顯示,截至今年6月13日,包含“TESLA”字樣的專利(含授權(quán)和在審)共有749項(xiàng),其中美國專利454項(xiàng),歐洲專利局專利85項(xiàng),中國專利13項(xiàng)。技術(shù)專利涉及最多的前三位分別是電池組(125項(xiàng)專利)、電能存儲(chǔ)系統(tǒng)(85項(xiàng)專利)、和電動(dòng)車輛動(dòng)力裝置(53項(xiàng)專利)。在這些專利中,快速充電技術(shù)無疑是最受關(guān)注的。與特斯拉Model S充電20分鐘能跑300公里相比,其他競爭對(duì)手的車型充電1小時(shí)只能行駛150公里。為了保護(hù)自家的快速充電技術(shù),特斯拉曾申請了相關(guān)專利:利用雙溫控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電速度,提升充電效率。這一技術(shù)專利如今在開放之列。

特斯拉最特殊之處是采用了約8000節(jié)松下生產(chǎn)的18650電池來構(gòu)成特斯拉的電池系統(tǒng)(松下這種電池普遍用于筆記本之中),這在所有的電動(dòng)車廠中是獨(dú)一無二的,其它電動(dòng)車廠多數(shù)都是使用大容量電池單元構(gòu)成電池系統(tǒng),特斯拉使用小容量電池系統(tǒng)主要是基于成本低和安全性考慮,因?yàn)檫@種電池有量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),而且一旦某個(gè)電池單元出現(xiàn)熱失控,可以及時(shí)關(guān)閉,并不影響周圍的電池單元,對(duì)整車能源影響也更加微小。但是將眾多的小電池單體組成電池組,將會(huì)大幅增加電池單體之間的不一致性,導(dǎo)致單體溫度、電荷、電壓出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象,引起個(gè)別電池過充、過放并產(chǎn)生靜電反應(yīng),從而降低電池組壽命以及安全性。這樣一個(gè)電池矩陣的構(gòu)架與管理,就是特斯拉最核心的技術(shù)。不過特斯拉并沒有為這最核心的技術(shù)申請專利,也就是說,這個(gè)最核心的技術(shù)不在開放之列。

在電池生產(chǎn)方面,特斯拉最近與松下在美國共同投入巨資建立了合資的超級(jí)電池生產(chǎn)基地,其中相當(dāng)多關(guān)鍵技術(shù)被包括松下在內(nèi)的公司掌握,特斯拉自己也只是獲得使用許可權(quán),無法再次授權(quán)更不可能放棄專利。

特斯拉是帶有鮮明網(wǎng)絡(luò)血統(tǒng)的IT概念車,人機(jī)交互和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)最為消費(fèi)者追捧。馬斯克此次開源的目的是促進(jìn)電動(dòng)車基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展,據(jù)悉IT技術(shù)也不在此次專利開放之列。

可以預(yù)見的是,如果“讓所有電動(dòng)車廠商和整個(gè)世界都受益的共同快速發(fā)展的技術(shù)平臺(tái)”能夠建立,真正的核心技術(shù),包括電池制造技術(shù)、電池矩陣的架構(gòu)管理技術(shù),將掌控在松下、特斯拉及其股東手中。目前,豐田持有特斯拉2.4%的股權(quán),戴姆勒則持有特斯拉4.3%股權(quán)。但無論如何,與專利戰(zhàn)打得熱火朝天的蘋果、微軟相比,特斯拉的開源戰(zhàn)略讓它離“改變世界的偉大公司”更近了一步。

圖謀產(chǎn)業(yè)布局

谷歌安卓系統(tǒng)在智能手機(jī)市場的成功,是對(duì)特斯拉為何選擇開源戰(zhàn)略最好的闡釋。

蘋果iPhone出世之前的智能手機(jī)操作系統(tǒng)市場,可以說是諾基亞塞班、微軟Windows Phone、Plam OS、黑莓OS割據(jù)天下。iPhone OS的平臺(tái)思維,讓谷歌看明白了未來的產(chǎn)業(yè)競爭就是生態(tài)系統(tǒng)的競爭。谷歌在開源的linus平臺(tái)上開發(fā)出安卓系統(tǒng),并把安卓系統(tǒng)免費(fèi)提供給所有硬件廠商,利用開放平臺(tái)的廉價(jià)優(yōu)勢為自己迎來了巨大的市場和商業(yè)利益。如今再看當(dāng)初的幾大智能手機(jī)操作系統(tǒng),除開微軟Windows Phone還在艱難掙扎,其它都已煙消云散。

邏輯雖然如此,技術(shù)新貴特斯拉此時(shí)棄蘋果封閉系統(tǒng)模式而學(xué)谷歌,仍有其風(fēng)險(xiǎn),畢竟,特斯拉還是一家技術(shù)型創(chuàng)業(yè)公司,產(chǎn)業(yè)根基無法與開發(fā)安卓時(shí)的谷歌和開拓PC市場時(shí)的IBM相比。連馬斯克自己都說,開放專利的決定讓股東和投資人驚呆了,但他們都選擇支持。馬斯克在此時(shí)選擇開源戰(zhàn)略,也許與他近期的中國行不無關(guān)系。

特斯拉在中國有不少車迷,中國也被認(rèn)為是特斯拉下一步開拓的戰(zhàn)略市場。然而今年4月馬斯克來中國為特斯拉開路,卻遭遇與國家電網(wǎng)合作充電網(wǎng)絡(luò)失敗的挫折。當(dāng)然這只是特斯拉乃至全球電動(dòng)汽車充電僵局的一個(gè)縮影。電動(dòng)汽車企業(yè)很難以一己之力在全球范圍內(nèi)布局充電網(wǎng)絡(luò),但小規(guī)模的電動(dòng)車保有量和相互割裂的充電標(biāo)準(zhǔn),很難對(duì)國家電網(wǎng)這樣的合作伙伴構(gòu)成投資充電網(wǎng)絡(luò)的吸引力。一直以來,這個(gè)僵局難以打破。數(shù)據(jù)顯示,特斯拉在去年共賣出了2.25萬輛Model S,日產(chǎn)聆風(fēng)自上市以來的銷量也才超過10萬輛。相比之下,全球燃油汽車的銷量則達(dá)到了8284萬輛。

篇6

一、軍民融合帶動(dòng)基礎(chǔ)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的路徑機(jī)理

(一)軍工需求牽引基礎(chǔ)工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)

圍繞武器裝備研制需求和生產(chǎn)需求,基礎(chǔ)產(chǎn)品、原材料等國防科技工業(yè)支撐保障產(chǎn)品將相應(yīng)提高質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)械、冶金、化工、輕紡、建材、有色、石化、電子等相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量提升與支撐保障能力。以軍用技術(shù)推廣項(xiàng)目為支撐,以國防武備需求為引導(dǎo),能夠推動(dòng)計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)等先進(jìn)制造技術(shù)廣泛使用,加快基礎(chǔ)工業(yè)淘汰落后技術(shù)和產(chǎn)能,促進(jìn)新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備得到更廣泛應(yīng)用。此外,挖掘國防武備需求的民用潛力,發(fā)揮國防武備需求與市場需求的協(xié)同效應(yīng),還有助于提升工業(yè)整體實(shí)力和核心競爭力。

(二)軍民融合提升基礎(chǔ)工業(yè)技術(shù)水平和制造能力

目前,我國已經(jīng)建立了門類齊全、高水平的國防科技工業(yè)體系,許多關(guān)鍵技術(shù),包括微電子技術(shù)、光電器件、人工智能系統(tǒng),實(shí)時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)、空氣動(dòng)力系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和雷達(dá)、核能利用技術(shù)、新型火炸藥和燃料等,大部分都是在軍工領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)突破的通用技術(shù)。通過軍民融合,大力發(fā)展軍民通用技術(shù),特別是通過產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,不僅提高國防科技企業(yè)自身的基礎(chǔ)能力、技術(shù)實(shí)力、經(jīng)濟(jì)實(shí)力及市場競爭能力,更能有效帶動(dòng)基礎(chǔ)工業(yè)中相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和制造能力的提高,在市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境中得以良好生存和發(fā)展。

(三)軍民融合推動(dòng)創(chuàng)新要素共享、激發(fā)無盡創(chuàng)新活力

國防科技企業(yè)擁有國家特殊的資源配置,匯聚了數(shù)十萬高素質(zhì)科研人員,上百萬人才隊(duì)伍,擁有大量價(jià)值不菲世界一流的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)施和科研儀器,在許多高技術(shù)領(lǐng)域有非常雄厚的科研積累和大量核心技術(shù)成果,有很強(qiáng)的核心技術(shù)研發(fā)、設(shè)計(jì)及相應(yīng)的制造能力。通過軍民融合,推動(dòng)這些重要?jiǎng)?chuàng)新資源的共享,加快創(chuàng)新人才的交流與流動(dòng),可以在很大程度上提高我國國家創(chuàng)新體系的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新效率?!吨袊圃?025》中,新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、核電裝備、新材料領(lǐng)域都是需要重點(diǎn)突破領(lǐng)域,而在這些領(lǐng)域軍民協(xié)同創(chuàng)新有巨大的空間和潛力。

(四)軍民融合促動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速崛起

近年來,許多民營企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)安全和信息化軍民融合領(lǐng)域展現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的生機(jī)與活力,“民參軍”的范圍涵蓋電子信息產(chǎn)品制造、軟件及系統(tǒng)集成、信息傳輸、信息服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)安全等各個(gè)領(lǐng)域。十三五時(shí)期我國將大力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),特別是《中國制造2025》中要著力突破的重點(diǎn)領(lǐng)域,大多與國防科技工業(yè)高度相關(guān),這些領(lǐng)域的核心技術(shù)均具有很強(qiáng)的軍民兩用性。國防科技工業(yè)的發(fā)展在技術(shù)擴(kuò)散和需求牽引兩個(gè)維度上有力推動(dòng)這些新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外,國防科技工業(yè)把核科學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)、航空航天技術(shù)等擴(kuò)散應(yīng)用到基礎(chǔ)工業(yè)部門,也構(gòu)建并發(fā)展成為原子能發(fā)電站、大型客機(jī)、地面設(shè)備、氣象和通訊衛(wèi)星、大型計(jì)算機(jī)等新興產(chǎn)業(yè)。通過發(fā)展結(jié)構(gòu)相似、技術(shù)相通、工藝相近的軍民兩用產(chǎn)業(yè),加快國防科技工業(yè)的民用化程度,必然催生培育出一批具有較大規(guī)模和較長產(chǎn)業(yè)鏈的新興產(chǎn)業(yè)。

二、軍民融合發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)

(一)國防科技工業(yè)與基礎(chǔ)工業(yè)之間仍有明顯的體制分離

國防科技工業(yè)在軍民兩用技術(shù)項(xiàng)目上已體現(xiàn)出了很強(qiáng)的自主創(chuàng)新能力,但這些高技術(shù)成果卻一直未能順利地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。國防科技管理機(jī)構(gòu)也沒能很好搭建工程化平臺(tái),科技成果轉(zhuǎn)化的中間環(huán)節(jié)較為薄弱,缺少軍民互通、互動(dòng)的交流平臺(tái)。對(duì)于軍工系統(tǒng)中的基礎(chǔ)工業(yè)企業(yè),由于長期過度依賴于軍工保障條件而不能靈活地進(jìn)行市場運(yùn)作,從而缺乏強(qiáng)勁的市場競爭力;對(duì)于能生產(chǎn)軍品的基礎(chǔ)工業(yè)企業(yè),由于訂貨渠道的閉塞,很多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品還不能有效地輸送到軍工部門。再加上研發(fā)管理體系、價(jià)格核算體系、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系等的不同,更進(jìn)一步阻礙了軍、民企業(yè)之間技術(shù)、產(chǎn)品、信息的溝通與交流。

(二)國防科技工業(yè)對(duì)基礎(chǔ)工業(yè)的輻射能力有待擴(kuò)大

我國國防科技工業(yè)在民品領(lǐng)域,缺乏極具輻射能力的大型企業(yè)。此外,國防工業(yè)帶動(dòng)基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展模式嚴(yán)重趨同。各軍工企業(yè)部門的基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展大多集中在汽車制造、家用電器、時(shí)裝、飲料等一般性民用產(chǎn)品上,在國內(nèi)外市場上都不具有明顯的競爭優(yōu)勢,甚至有些產(chǎn)品沒有任何競爭優(yōu)勢。在信息技術(shù)、生物技術(shù)、制造技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)等領(lǐng)域,國防科技工業(yè)帶動(dòng)輻射基礎(chǔ)工業(yè),進(jìn)而培育形成一批具有革命性的新興產(chǎn)業(yè)依然任重道遠(yuǎn)。

(三)利益壁壘阻礙軍民深入融合

我國目前有13萬家民營高新技術(shù)企業(yè),很多高新技術(shù)企業(yè)在新能源、新材料、電子信息產(chǎn)業(yè)方面都與傳統(tǒng)軍工企業(yè)相比肩,有的技術(shù)水平甚至高于十大軍工集團(tuán),但是卻只有550家民營企業(yè)進(jìn)入軍工行業(yè)。同時(shí),隨著軍工行業(yè)集團(tuán)化、規(guī)?;l(fā)展,大型軍工集團(tuán)在研發(fā)、生產(chǎn)、配套等產(chǎn)業(yè)鏈上分子公司眾多,相關(guān)訂單或項(xiàng)目在集團(tuán)內(nèi)部消化,企業(yè)集團(tuán)外的企業(yè)即便同屬國有企業(yè)也面臨進(jìn)入壁壘。軍民融合意味著軍品市場的壟斷地位將被打破,軍工企業(yè)將直接面對(duì)越來越多且越來越強(qiáng)的國內(nèi)外競爭。如何充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用,通過競爭決定企業(yè)的參與程度,實(shí)現(xiàn)融合資源的使用效益最大化;同時(shí)找準(zhǔn)國家、軍隊(duì)、企業(yè)利益的契合點(diǎn),形成融合深度發(fā)展的合力,這是軍民融合發(fā)展需要著力解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。

三、如何依托軍民融合實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

(一)推泳工開放,引導(dǎo)社會(huì)資源進(jìn)入武器裝備科研生產(chǎn)領(lǐng)域

當(dāng)前,國防投資領(lǐng)域門檻較高,如果沒有相應(yīng)的激勵(lì)政策,社會(huì)力量參與的積極性就不高,很難形成競爭機(jī)制。為此,一要建立開放式發(fā)展的武器裝備科研生產(chǎn)格局。立足國家工業(yè)基礎(chǔ),堅(jiān)持軍品優(yōu)先,精干軍工主體,擴(kuò)大協(xié)作配套范圍,全面引導(dǎo)社會(huì)資源進(jìn)入軍品能力建設(shè)領(lǐng)域,加快放開一般能力,使其寓于民用工業(yè)中發(fā)展,逐步形成面向全國、分類管理、有序競爭的開放式能力發(fā)展格局。二要加快改進(jìn)軍品市場準(zhǔn)入和退出制度。根據(jù)新的形勢和發(fā)展要求,修訂武器裝備科研生產(chǎn)許可目錄,并面向全社會(huì)公開。建立健全武器裝備科研生產(chǎn)退出制度,解決企事業(yè)單位退出武器裝備科研生產(chǎn)體系時(shí)的安全保密、能力保持、任務(wù)接轉(zhuǎn)等問題。三要建立公平競爭的政策環(huán)境。出臺(tái)國防科技工業(yè)投資體制改革的配套措施和辦法。改革現(xiàn)行軍品稅收政策,對(duì)從事武器裝備科研生產(chǎn)的各類企事業(yè)單位執(zhí)行統(tǒng)一的稅收政策。對(duì)承擔(dān)同類武器裝備科研生產(chǎn)任務(wù)的企事業(yè)單位實(shí)行同等投資政策。

(二)大力推進(jìn)軍工和民用技術(shù)相互轉(zhuǎn)化

一要鼓勵(lì)成立科技成果轉(zhuǎn)化辦公室等類似機(jī)構(gòu),并積極利用好社會(huì)技術(shù)服務(wù)中介的橋梁紐帶作用,把軍工領(lǐng)域中具有市場前景的軍品技術(shù)轉(zhuǎn)化成民用成果;擴(kuò)大收集基礎(chǔ)工業(yè)的優(yōu)勢技術(shù)和產(chǎn)品,促進(jìn)供求雙方有效融合。二要發(fā)揮國防科技工業(yè)軍民融合產(chǎn)業(yè)投資基金等相關(guān)專項(xiàng)資金的引導(dǎo)作用,通過政府提供政策和資金支持,建立完善軍品民品之間的技術(shù)轉(zhuǎn)移機(jī)制,鼓勵(lì)有關(guān)試點(diǎn)區(qū)域加速軍用技術(shù)成果推廣轉(zhuǎn)化步伐。三要以建設(shè)示范性國家技術(shù)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)、科技成果轉(zhuǎn)移示范區(qū)、成立眾創(chuàng)空間等為契機(jī),促進(jìn)軍民科技相互支撐轉(zhuǎn)化,推進(jìn)科技成果的產(chǎn)業(yè)化;構(gòu)建軍品與民品之間的R&D成果有償共享體系,提升技術(shù)流動(dòng)的效率。四是多方面入手破除國防科技工業(yè)向基礎(chǔ)工業(yè)技術(shù)輻射的體制機(jī)制障礙。在國家層次實(shí)施軍民兩用技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng),通過制定軍民融合法規(guī)、完善相關(guān)優(yōu)惠政策,引導(dǎo)民用先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移進(jìn)入軍用領(lǐng)域,帶動(dòng)節(jié)能環(huán)保、新材料、新能源、裝備制造等新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。

(三)推進(jìn)創(chuàng)新資源共享,探索建立協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制

充分調(diào)動(dòng)軍工集團(tuán)公司、科研院所、高等院校等各類創(chuàng)新主體的積極性,遵循市場規(guī)律,圍繞軍品科研生產(chǎn)和工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),統(tǒng)籌國家工業(yè)領(lǐng)域各種創(chuàng)新資源,逐步形成數(shù)量廣泛、布局合理、跨地區(qū)跨行業(yè)的軍民融合發(fā)展協(xié)作創(chuàng)新鏈。一是面向軍民融合發(fā)展的重大需求,探索建立一批協(xié)同創(chuàng)新中心。當(dāng)前,可在新材料、集成電路、民用飛機(jī)、民用船舶、高檔數(shù)控機(jī)床、國產(chǎn)首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備等領(lǐng)域,推動(dòng)形成軍民技術(shù)、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)、安全相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展的良好格局。二是加強(qiáng)軍用標(biāo)準(zhǔn)和民用標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比和融合研究,逐步擴(kuò)大武器裝備吸納民用技術(shù)規(guī)范的范圍,實(shí)施軍民標(biāo)準(zhǔn)通用化工程,在保密前提下逐步實(shí)現(xiàn)軍民技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)融合。三是建設(shè)國防科技工業(yè)領(lǐng)域軍民融合資源共享平臺(tái)和軍工核心能力數(shù)據(jù)庫。通過資源共享平臺(tái)更廣泛地面向社會(huì)各界進(jìn)行政策的宣貫以及開展軍品科研生產(chǎn)、軍工能力建設(shè)、民口單位技術(shù)和產(chǎn)品信息,明確供需雙方權(quán)責(zé),規(guī)范需求、申請、審核、公布、落實(shí)的程序方法。

(四)借助軍工需求牽引,全力提升國家整體制造能力

集成化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是當(dāng)前及未來軍工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向,也是未來制造業(yè)發(fā)展的基本趨勢。在政策取向上,應(yīng)依托軍工需求牽引,深入推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合,強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力,提高綜合集成水平,以推廣智能制造為切入點(diǎn),培育新型生產(chǎn)方式,帶動(dòng)整個(gè)國家制造體系在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等方向上實(shí)現(xiàn)突破和發(fā)展。一要加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升,推進(jìn)行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的智能化改造,促進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息新技術(shù)在企業(yè)研發(fā)、制造、管理、服務(wù)等全流程和全產(chǎn)業(yè)鏈的綜合集成應(yīng)用,提高精準(zhǔn)制造、敏捷制造能力,做精做強(qiáng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。二要加快發(fā)展智能制造,推動(dòng)智能核心裝置的深度應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化,構(gòu)建自主可控、開放有序、富有競爭力的智能制造生態(tài)系統(tǒng),積極打造數(shù)字化車間、智能化工廠,提升制造裝備和產(chǎn)品智能化水平,做大做強(qiáng)高端產(chǎn)業(yè)。三要堅(jiān)持自主研發(fā)和開放合作并舉,大力培育基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新產(chǎn)品新業(yè)態(tài)新模式,打造充滿活力的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。

(五)推動(dòng)軍工經(jīng)濟(jì)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展

篇7

關(guān)鍵詞 軍隊(duì)信息化建設(shè) 軍事高科技 專用性技術(shù)

中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

在我軍大力推進(jìn)軍隊(duì)信息化建設(shè)的今天,軍隊(duì)院校所開展的軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)非常重要,有利于在強(qiáng)化參訓(xùn)學(xué)員的思想觀念和提升其認(rèn)識(shí)的同時(shí),使他們能比較全面、系統(tǒng)和深入地學(xué)習(xí)了解信息化和高科技武器裝備知識(shí),澄清模糊概念,更好地把握建設(shè)重點(diǎn)和方向,在軍隊(duì)信息化建設(shè)過程中發(fā)揮更大的作用。然而,要達(dá)到這一目的,軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)應(yīng)該開設(shè)哪些課程卻需要認(rèn)真加以研究,尤其是對(duì)建設(shè)起關(guān)鍵作用的重點(diǎn)(主干)課程。只有確定了重點(diǎn)課程,才能圍繞重點(diǎn)課程合理地構(gòu)建培訓(xùn)課程體系,進(jìn)而增強(qiáng)培訓(xùn)效果,滿足軍隊(duì)信息化建設(shè)的發(fā)展需要。

總體來看,當(dāng)前我軍軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的內(nèi)容很多,但其中最為關(guān)鍵的應(yīng)該是起直接作用的包括信息技術(shù)在內(nèi)的眾多的技術(shù)領(lǐng)域。顯然,由于培訓(xùn)時(shí)間短和學(xué)員自身專業(yè)的限制,軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的課程難以覆蓋太多的技術(shù)領(lǐng)域,所以應(yīng)該綜合考慮和有所側(cè)重,首先從中選擇最為關(guān)鍵的技術(shù)領(lǐng)域設(shè)置好重點(diǎn)課程和內(nèi)容,然后圍繞這些重點(diǎn)課程來構(gòu)建培訓(xùn)的課程體系,以使培訓(xùn)能在有限的時(shí)間內(nèi)獲得最好的效果。為此,必須弄清軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)主要應(yīng)關(guān)注的專業(yè)領(lǐng)域,以此來確定培訓(xùn)的重點(diǎn)課程并合理地設(shè)置課程內(nèi)容。

1 軍隊(duì)信息化建設(shè)關(guān)注的主要技術(shù)領(lǐng)域

當(dāng)前,我軍軍隊(duì)信息化建設(shè)的重點(diǎn)應(yīng)該主要是軍事信息系統(tǒng)與信息化武器裝備兩大部分。從構(gòu)成來看,這兩部分主要涉及與計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、信息傳輸與處理、傳感、自動(dòng)化、仿真、微電子、控制、驅(qū)動(dòng)、能源、制造、材料、管理以及通信、偵察、探測、隱身、導(dǎo)航、制導(dǎo)、生化、氣象、水文、環(huán)境、空中空間、信息安全、信息對(duì)抗、信息保障等眾多技術(shù)領(lǐng)域。所以,目前軍隊(duì)信息化建設(shè)應(yīng)該涉及這些技術(shù)領(lǐng)域以及與它們密切相關(guān)的一些技術(shù)領(lǐng)域。

雖然軍隊(duì)信息化建設(shè)涉及的專業(yè)技術(shù)眾多,但從應(yīng)用范圍和特點(diǎn)出發(fā),可將這些技術(shù)大致劃分為兩個(gè)層次或兩種類型的技術(shù)。①②一種是支撐軍事信息系統(tǒng)建設(shè)和信息化武器裝備發(fā)展的通用性基礎(chǔ)技術(shù),主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、能源與動(dòng)力技術(shù)、新材料技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、納米技術(shù)和生物技術(shù)等。另一種是直接用于軍事信息系統(tǒng)和信息化武器裝備并使之具備所需要特定功能的專用性專業(yè)技術(shù),主要包括通信技術(shù)、偵察監(jiān)視技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、精確制導(dǎo)技術(shù)、航空航天技術(shù)、海洋技術(shù)、預(yù)警與反導(dǎo)技術(shù)、指揮控制技術(shù)、信息對(duì)抗技術(shù)、武器毀傷技術(shù)、偽裝與隱身技術(shù)、核生化武器技術(shù)、新概念武器技術(shù)、信息融合技術(shù)、軍用仿真技術(shù)和綜合保障技術(shù)等。專業(yè)性專業(yè)技術(shù)也就是我們通常所說的軍事高技術(shù)(軍事高科技)。

無論是通用性基礎(chǔ)技術(shù)還是專用性專業(yè)技術(shù),其絕大部分或大部分都屬于信息技術(shù)或與信息技術(shù)密切相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,起作用和地位十分重要。尤其是專用性專業(yè)技術(shù)中的偵察監(jiān)視技術(shù)、精確制導(dǎo)技術(shù)、信息對(duì)抗技術(shù)和指揮控制系統(tǒng)技術(shù),被稱為是推動(dòng)新軍革進(jìn)程的四大主導(dǎo)性技術(shù),它們在軍隊(duì)信息化建設(shè)過程中起著關(guān)鍵的作用,必須更加關(guān)注。

2 軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的重點(diǎn)課程及其主要內(nèi)容

考慮到軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的時(shí)間一般都不長(大多數(shù)培訓(xùn)班不超過2個(gè)月),加之培訓(xùn)學(xué)員自身的專業(yè)和從事的工作性質(zhì)的限制,目前軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)不可能覆蓋太多的技術(shù)領(lǐng)域,應(yīng)該主要側(cè)重專用性專業(yè)技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí),因此需要圍繞專用性專業(yè)技術(shù)設(shè)置課程,尤其是上面所說的偵察監(jiān)視技術(shù)、精確制導(dǎo)技術(shù)、信息對(duì)抗技術(shù)和指揮控制系統(tǒng)技術(shù),它們應(yīng)該被作為軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的重點(diǎn)課程,必須認(rèn)真設(shè)置其授課內(nèi)容。

2.1 偵察監(jiān)視技術(shù)課程

偵察監(jiān)視技術(shù)課程,首當(dāng)其沖的內(nèi)容就是在軍事應(yīng)用上最重要的探測設(shè)備——雷達(dá)。作為是軍事上最有效和使用最廣的一種探測技術(shù)——雷達(dá)技術(shù),在偵察監(jiān)視技術(shù)課程中應(yīng)先說明雷達(dá)的基本組成和工作過程,分析雷達(dá)探測目標(biāo)的工作原理(包括測距、測向、測速和目標(biāo)識(shí)別的原理)。之后,介紹雷達(dá)的主要技術(shù)戰(zhàn)術(shù)性能參數(shù),在此基礎(chǔ)上說明軍用雷達(dá)的主要類型及其特點(diǎn)和應(yīng)用,最后討論幾種現(xiàn)代體制雷達(dá)和主要應(yīng)用,如相控陣?yán)走_(dá)、超視距雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、無源雷達(dá)和多基地雷達(dá)等。這一部分內(nèi)容較多,一般可作為一次課(2個(gè)學(xué)時(shí))。偵察監(jiān)視技術(shù)課程的第二部分也應(yīng)安排一次課(2個(gè)學(xué)時(shí))。這部分首先應(yīng)重點(diǎn)分析軍事上使用最多的另外一種探測技術(shù)——光電探測技術(shù),內(nèi)容主要應(yīng)包括光電探測的基本概念以及紅外探測技術(shù)和微光探測技術(shù)。為加深印象和形象直觀,這部分需要緊密結(jié)合紅外夜視儀、熱像儀和微光夜視儀展開。這一課在介紹完光電探測技術(shù)后,還應(yīng)簡單討論一下聲學(xué)探測技術(shù)的主要概念,重點(diǎn)圍繞水聲探測裝備進(jìn)行,內(nèi)容主要是現(xiàn)代聲納技術(shù);介紹聲納的組成與工作原理,說明聲納的主要類型與特點(diǎn)和應(yīng)用。

2.2 精確制導(dǎo)技術(shù)課程

精確制導(dǎo)技術(shù)課程應(yīng)包括二大部分。第一部分為一次課(2個(gè)學(xué)時(shí)),內(nèi)容主要是精確制導(dǎo)與精確制導(dǎo)技術(shù)的基本概念、精確制導(dǎo)的特點(diǎn)和分類,重點(diǎn)探討基本的制導(dǎo)技術(shù)和原理,如慣性制導(dǎo)、雷達(dá)制導(dǎo)、紅外制導(dǎo)、激光制導(dǎo)、電視制導(dǎo)、衛(wèi)星制導(dǎo)、匹配制導(dǎo)和復(fù)合制導(dǎo)等技術(shù)和原理、特點(diǎn)和應(yīng)用,說明精確制導(dǎo)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。精確制導(dǎo)技術(shù)課程的第二部分也是安排一次課(2個(gè)學(xué)時(shí)),主要介紹精確制導(dǎo)武器的基本概念,說明精確制導(dǎo)武器的組成和特點(diǎn)、精確制導(dǎo)武器的分類和應(yīng)用。這部分應(yīng)該分別圍繞精確制導(dǎo)導(dǎo)彈和靈巧彈藥這兩種類型來分析精確制導(dǎo)武器的作戰(zhàn)效能和對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的影響,說明目前世界上一些典型的精確制導(dǎo)武器裝備及其特點(diǎn)和應(yīng)用。其中,對(duì)精確制導(dǎo)導(dǎo)彈重點(diǎn)討論彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈及其主要類型和應(yīng)用,而對(duì)靈巧彈藥重點(diǎn)分析紅外制導(dǎo)、激光制導(dǎo)、電視制導(dǎo)、非激光(如慣性/衛(wèi)星)制導(dǎo)炸彈和炮彈及其特點(diǎn)和應(yīng)用。作為擴(kuò)展內(nèi)容,第二部分最后還可簡要介紹一下地空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈、反潛導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈、反輻射導(dǎo)彈等的基本概念和應(yīng)用,并說明精確制導(dǎo)武器的發(fā)展趨勢。

2.3 信息對(duì)抗技術(shù)課程

從大的方面看,目前信息對(duì)抗技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)主要是電子對(duì)抗技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗技術(shù),因此信息對(duì)抗技術(shù)課程應(yīng)該含有這兩部分內(nèi)容,分別對(duì)應(yīng)一次課(2個(gè)學(xué)時(shí))。第一部分重點(diǎn)是電子對(duì)抗技術(shù),課程內(nèi)容應(yīng)該主要有:信息對(duì)抗的基本概念,包括信息對(duì)抗概念的形成、信息對(duì)抗的定義和特征、信息對(duì)抗的基本技術(shù);電子對(duì)抗的基本概念和基本內(nèi)容,電子對(duì)抗分類和應(yīng)用,電磁環(huán)境及其主要特點(diǎn);電子對(duì)抗基本原理和技術(shù)手段,這里應(yīng)主要圍繞雷達(dá)對(duì)抗與反對(duì)抗、通信對(duì)抗與反對(duì)抗兩部分展開;電子對(duì)抗裝備,包括電子對(duì)抗偵察裝備、電子進(jìn)攻裝備、電子防御裝備。第二部分重點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗技術(shù),課程內(nèi)容主要有:網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗基本概念,包括網(wǎng)絡(luò)信息安全、網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗的定義和特征;網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗基本原理,主要有網(wǎng)絡(luò)攻擊和網(wǎng)絡(luò)防御關(guān)鍵技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)攻擊和網(wǎng)絡(luò)防御的主要環(huán)節(jié);網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗應(yīng)用舉例,主要以目前使用較多的“分布式拒絕服務(wù)”攻擊、“擺渡”攻擊和“震網(wǎng)”蠕蟲攻擊為例進(jìn)行分析。在第二部分最后,還應(yīng)簡要介紹信息對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展趨勢。

2.4 指揮控制系統(tǒng)技術(shù)課程

指揮控制系統(tǒng)技術(shù)課程一般可設(shè)置一次課(2個(gè)學(xué)時(shí))。課程內(nèi)容主要有指揮信息系統(tǒng)基本概念、指揮控制系統(tǒng)技術(shù)和原理、指揮控制系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展三部分。指揮信息系統(tǒng)基本概念部分應(yīng)包括軍事信息系統(tǒng)組成和各部分功能,軍事信息系統(tǒng)與指揮信息系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)之間的關(guān)系,指揮控制系統(tǒng)的定義和使用要求,指揮控制系統(tǒng)的作用和地位。指揮控制系統(tǒng)技術(shù)與原理部分應(yīng)重點(diǎn)分析和說明指揮控制系統(tǒng)的要素和存在空間,指揮控制系統(tǒng)的構(gòu)成和功能,指揮控制系統(tǒng)原理和工作過程,對(duì)指揮控制系統(tǒng)的要求,指揮控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。指揮控制系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展部分主要以美軍為例,重點(diǎn)說明指揮控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程和特點(diǎn),指揮控制系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀和需求,指揮控制系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。

3 結(jié)束語

我軍軍隊(duì)信息化建設(shè)涉及眾多技術(shù)領(lǐng)域,目前軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)由于時(shí)間短和學(xué)員自身專業(yè)的限制,所開設(shè)的課程不可能涉及太多的技術(shù)領(lǐng)域,必須有所側(cè)重,主要應(yīng)從涉及軍隊(duì)信息化建設(shè)的專業(yè)性專業(yè)技術(shù)中進(jìn)行選擇,設(shè)置好重點(diǎn)課程并確定其課程內(nèi)容,特別是偵察監(jiān)視技術(shù)、精確制導(dǎo)技術(shù)、信息對(duì)抗技術(shù)和指揮控制系統(tǒng)技術(shù)這四門課程,因?yàn)檫@四種技術(shù)是推動(dòng)新軍革進(jìn)程的四大主導(dǎo)性技術(shù),在軍隊(duì)信息化建設(shè)中的作用和地位非常重要。只有確定好重點(diǎn)課程及其主要內(nèi)容,才能圍繞這些重點(diǎn)課程構(gòu)建好軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的課程體系,加強(qiáng)培訓(xùn)的針對(duì)性,使培訓(xùn)能取得更好的成效,為軍隊(duì)信息化建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。

注釋

篇8

關(guān)鍵詞先進(jìn)陶瓷,結(jié)構(gòu)陶瓷,研究進(jìn)展

1前言

20世紀(jì)60年代以來,新技術(shù)革命的浪潮席卷全球,計(jì)算機(jī)、微電子、通信、激光、新能源、航天、海洋和生物工程等新興技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,對(duì)材料提出了很高的要求,能夠滿足這些要求的先進(jìn)陶瓷材料應(yīng)運(yùn)而生,并在這些技術(shù)革命中發(fā)揮著重要的作用[1~4],同時(shí)也極大地促進(jìn)了陶瓷科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用,使陶瓷材料又一次煥發(fā)出了青春, 在尖端科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用, 如航天、航空、汽車、體育、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域[4,5]。

先進(jìn)陶瓷是有別于傳統(tǒng)陶瓷而言的,不同國家和不同專業(yè)領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)陶瓷有不同叫法。先進(jìn)陶瓷也稱高技術(shù)陶瓷、精細(xì)陶瓷、新型陶瓷、近代陶瓷、高性能陶瓷、特種陶瓷、工程陶瓷等[1]。先進(jìn)陶瓷是在傳統(tǒng)陶瓷的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)陶瓷的范疇,是陶瓷發(fā)展史上一次革命性的變化。通常認(rèn)為,先進(jìn)陶瓷是指采用高度精選的原料,具有能精確控制的化學(xué)組成,按照便于進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及便于控制的制備方法進(jìn)行制造、加工的,具有優(yōu)異特性的陶瓷。

先進(jìn)陶瓷按用途可分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩大類。結(jié)構(gòu)陶瓷是指用于各種結(jié)構(gòu)部件,以發(fā)揮其機(jī)械、熱、化學(xué)相生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些可利用電、磁、聲、光、熱、彈等性質(zhì)或其耦合效應(yīng)以實(shí)現(xiàn)某種使用功能的先進(jìn)陶瓷。先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料由于具有一系列優(yōu)異的性能,在節(jié)約能源、節(jié)約貴重金屬資源、促進(jìn)環(huán)保、提高生產(chǎn)效率、延長機(jī)器設(shè)備壽命、保證高新技術(shù)和尖端技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方面都發(fā)揮了積極的作用。本文著重介紹近年來結(jié)構(gòu)陶瓷的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢。

2先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷及其應(yīng)用

先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷若按使用領(lǐng)域進(jìn)行分類可分為:(1)機(jī)械陶瓷;(2)熱機(jī)陶瓷;(3)生物陶瓷;(4)核陶瓷及其它。若按化學(xué)成分分類可分為:(1)氧化物陶瓷(Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、TiO2、ThO2、UO2);(2)氮化物陶瓷(Si3N4、賽龍?zhí)沾?、AlN、BN、TiN);(3)碳化物陶瓷(SiC、B4C、ZrC、TiC、WC、TaC、NbC、Cr3C2);(4)硼化物陶瓷(ZrB、TiB2、HfB2、LaB2等);(5)其它結(jié)構(gòu)陶瓷(莫來石陶瓷、MoSi陶瓷、硫化物陶瓷以及復(fù)合陶瓷等)[1]。

由于先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷具有耐高溫、高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨、耐腐蝕和抗氧化等一系列優(yōu)異性能[4],可以承受金屬材料和高分子材料難以勝任的嚴(yán)酷工作環(huán)境,已成為許多新興科學(xué)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,在能源、航空航天、機(jī)械、交通、冶金、化工、電子和生物醫(yī)學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

2.1 耐高溫、高強(qiáng)度、耐磨損陶瓷

2.1.1 氮化物陶瓷[6~8]

氮化物陶瓷是近20多年來迅速發(fā)展起來的新型工程結(jié)構(gòu)陶瓷。氮化硅陶瓷和一般硅酸鹽陶瓷不同之處在于其中氮和硅的結(jié)合屬于共價(jià)鍵性質(zhì)的鍵合,因而有結(jié)合力強(qiáng)、絕緣性好的特點(diǎn)。

氮化硅的燒結(jié)與一般陶瓷的燒結(jié)工藝不同,采用的是反應(yīng)燒結(jié)法,此法制造的氮化硅陶瓷,不能達(dá)到很高的致密度,一般只能達(dá)到理論密度的79%左右,不能制造厚壁部件。提高氮化硅陶瓷致密度的有效方法之一就是在高溫下進(jìn)行加壓燒結(jié),由此可得到熱壓氮化硅陶瓷,其室溫抗彎強(qiáng)度一般都在800~1000MPa。如果在其中添加少量氧化釔和氧化鋁的熱壓氮化硅,室溫抗彎強(qiáng)度可達(dá)到1500MPa,在陶瓷材料中名列前茅,硬度很高,是世界上最堅(jiān)硬的物質(zhì)之一;極耐高溫,強(qiáng)度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降,受熱后不會(huì)熔成融體,一直到1900℃才會(huì)分解;有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能,能耐幾乎所有的無機(jī)酸(氫氟酸除外)和30%以下的燒堿溶液,也能耐很多有機(jī)酸的腐蝕,同時(shí)又是一種高性能電絕緣材料。由于其熱膨脹系數(shù)小,抗溫度急變能力很強(qiáng),因此氮化硅陶瓷具有優(yōu)良的力學(xué)性能,在工程技術(shù)的應(yīng)用上已占有重要地位。

氮化硅陶瓷制品的種類很多,應(yīng)用也日益廣泛,例如可做燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室、晶體管的模具、液體或氣體輸送泵中的機(jī)械密封環(huán)、輸送鋁液的電磁泵的管道和閥門、鑄鋁用永久性模具、鋼水分離環(huán)等。利用氮化硅摩擦系數(shù)小的特點(diǎn)用作軸承材料,特別適合作為高溫軸承使用,其工作溫度可達(dá)1200℃,比普通合金軸承的工作溫度提高2.5倍,而工作速度是普通軸承的10倍;使用陶瓷軸承還可以免除系統(tǒng),大大減少對(duì)鉻、鎳、錳等原料的依賴。氮化硅作為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷最引人注目的就是在發(fā)動(dòng)機(jī)制造上獲得了突破性進(jìn)展。美國用熱壓氮化硅制成的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子成功地在5000轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)很長時(shí)間。

2.1.2 碳化硅陶瓷[9,10]

工業(yè)化生產(chǎn)碳化硅的方法是將石英、碳素(煤焦)、木屑和食鹽混合,在電爐中加熱到2200~2500℃下制成。碳化硅陶瓷和許多陶瓷的不同之處,在于它在室溫下既能導(dǎo)電,又耐高溫,是一種很好的發(fā)熱元件。用碳化硅制成的電熱棒叫硅碳棒,在空氣中能經(jīng)受1450℃的高溫;質(zhì)量好的重結(jié)晶法制成的硅碳棒甚至可耐1600℃的高溫,遠(yuǎn)高于金屬電熱元件(除了鉑、銠等貴金屬外),這是因?yàn)樗诟邷乜諝庵袝?huì)氧化生成一層致密的氧化硅薄膜,起到隔離空氣的作用,大大減慢了內(nèi)層碳化硅的進(jìn)一步氧化,從而使它能在高溫下工作。用熱壓工藝可以制得接近理論密度值的高致密碳化硅陶瓷,它的抗彎強(qiáng)度即使在1400℃左右的高溫下仍可達(dá)到500~600MPa,而其它陶瓷材料在1200℃以后,強(qiáng)度都會(huì)急劇下降。因此,碳化硅是在高溫空氣中強(qiáng)度最高的材料。

高溫燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)要提高效率,就必須提高工作溫度,而解決問題的關(guān)鍵是找到能承受高溫的結(jié)構(gòu)材料,特別是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的葉片材料。碳化硅陶瓷在高溫下有足夠的強(qiáng)度,且有良好的抗氧化能力和抗熱震性,這些優(yōu)良品質(zhì)都使它極其適合作為高溫結(jié)構(gòu)材料使用。用于在1200~1400℃下工作的高溫燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的材料,許多科學(xué)家認(rèn)為它和氮化硅陶瓷是最有希望的候選材料。

碳化硅陶瓷的熱傳導(dǎo)能力僅次于氧化鈹陶瓷。利用這一特性,可作為優(yōu)良的熱交換器材料。太陽能發(fā)電設(shè)備中被陽光聚焦加熱的熱交換器,其工作溫度高達(dá)1000~1100℃,具有高熱傳導(dǎo)性的碳化硅陶瓷很適合做這種熱交換器的材料,從試驗(yàn)情況來看,碳化硅陶瓷熱交換器的工作狀態(tài)良好。此外,在原子能反應(yīng)堆中碳化硅陶瓷可用作核燃料的包封材料,還可作為火箭尾噴管的噴嘴及飛機(jī)駕駛員的防彈用品。

此外,為了提高切削刀具的切削性能,20世紀(jì)以來,刀具材料經(jīng)過了高速鋼和硬質(zhì)合金兩次發(fā)展過程,目前正在進(jìn)入陶瓷刀具大發(fā)展的階段。新型陶瓷以其耐高溫、耐磨削的特點(diǎn),已在20世紀(jì)初引起了高速切削工具行業(yè)的注意。陶瓷刀具不僅紅硬性高,而且具有高硬度、高耐磨性,因此便成為制造切削刀具的理想材料。目前,制造陶瓷切削刀具的材料主要有氧化鋁、氧化鋁-碳化鈦、氧化鋁-氮化鈦-碳化鈦-碳化鎢、氧化鋁-碳化鎢-鉻、氮化硼和氮化硅等[11]。以這類材料制作的刀具沒有冷卻液也可以工作,比起硬質(zhì)合金來具有切削速度高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。目前,歐美各國都已廣泛使用陶瓷材料做鉆頭、絲錐和滾刀;原蘇聯(lián)確定了7000多個(gè)品種的合金刀具,用噴涂表面陶瓷涂層的辦法來提高車刀的工作速度和使用壽命。

陶瓷除作切削刀具外,利用其耐磨、耐腐蝕的特性還可用作各種機(jī)械上的耐磨部件。如用特種陶瓷制作農(nóng)用水泵、砂漿泵、帶腐蝕性液體的化工泵及有粉塵的風(fēng)機(jī)中的耐磨、耐腐蝕件或密封圈等都已取得良好的實(shí)用效果。此外,高純氧化鋁(剛玉)可制作金屬拉絲模,尤其在高溫下的熱拉絲更顯示出陶瓷的優(yōu)越性;工業(yè)陶瓷中納球磨筒和磨球,金屬表面除銹用的噴砂嘴,噴灑農(nóng)藥用的噴頭等??傊?,凡是需要耐磨、耐腐蝕的場合,幾乎都會(huì)看到特種陶瓷的存在。

2.2 耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性陶瓷

新型陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐磨損、抗腐蝕等性能,因此在冶金、宇航、能源、機(jī)械等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。由于陶瓷的韌性差,因此也限制了它的使用范圍。1975年澳大利亞的伽里耶(Garie)首次成功地利用添加氧化鋯來大大提高陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性,自那時(shí)起世界各國利用氧化鋯增韌這一辦法,開發(fā)出多種具有高強(qiáng)度和高韌性的陶瓷材料,掀起了尋求打不碎陶瓷的熱潮。

氧化鋯能夠增加陶瓷材料韌性和提高強(qiáng)度的原因,至今雖沒有完全搞清楚,但研究結(jié)果已經(jīng)表明,它和均勻彌散在陶瓷基體中的氧化鋯晶粒的相變有關(guān)。一種增韌理論認(rèn)為相變膨脹導(dǎo)致的微裂紋可以阻止造成脆斷的裂紋擴(kuò)展;另一種理論認(rèn)為應(yīng)力誘導(dǎo)相變,而相變可吸收應(yīng)力的能量,從而起到增韌的作用[12~14]??傊谀承┨沾刹牧现幸胍欢縼喎€(wěn)氧化鋯微粒,并使其均勻分布都可大大提高陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性。

氧化鋯增韌陶瓷已在工程結(jié)構(gòu)陶瓷研究中取得重大進(jìn)展,經(jīng)過增韌的陶瓷品種日益增多?,F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可穩(wěn)定氧化鋯的添加物有氧化鎂、氧化鈣、氧化鑭、氧化鈰、氧化釔等單一氧化物或它的復(fù)合氧化物。被增韌的基質(zhì)材料,除了穩(wěn)定的氧化鋯外,常見的有氧化鋁、氧化釷、尖晶石、莫來石等氧化物陶瓷,還有氮化硅和碳化硅等非氧化物陶瓷。日本在氧化鋁基質(zhì)(強(qiáng)度為400MPa、斷裂韌性為5.2 J/m2)材料中,添加16%體積百分?jǐn)?shù)的氧化鋯進(jìn)行增韌處理,制得材料的強(qiáng)度高達(dá)1200MPa,提高了3倍,斷裂韌性達(dá)到15.0J/m2,幾乎也提高了3倍,基本達(dá)到了低韌性金屬材料的程度[12]。最近的研究表明,強(qiáng)度和韌性是相互制約的。盡管如此,許多陶瓷材料通過氧化鋯增韌,大大拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域,增強(qiáng)了取代某些金屬材料的能力,出現(xiàn)了喜人的應(yīng)用前景。利用氧化鋯增韌陶瓷可替代金屬制造模具、拉絲模、泵機(jī)的葉輪、特種陶瓷工業(yè)用的磨球、軸承,替代手表中的單晶紅寶石。日本用增韌氧化鋯做成剪刀,既不會(huì)生銹,又不導(dǎo)電,可以放心地剪斷帶電的電線。氧化鋯增韌陶瓷還可用于制造汽車零件,如凸輪、推桿、連動(dòng)桿、銷子等。

2.3 耐高溫、耐腐蝕的透明陶瓷[4,15]

現(xiàn)代電光源對(duì)構(gòu)成材料的耐高溫、耐腐蝕性及透光性有很高的要求,而同時(shí)滿足這些性能的材料直到20世紀(jì)50年代后期才開始得到發(fā)展。1957年,美國通用電器公司的科布爾等人在平均尺寸只有0.3μm的高純超細(xì)氧化鋁原料中,添加氧化鎂,混勻后壓成小圓片,放在通氫氣的高溫電爐中燒制,意外地發(fā)現(xiàn)它像玻璃一樣透明??撇紶栠€發(fā)現(xiàn),把透明的陶瓷片放在顯微鏡下觀察,幾乎看不到微氣孔。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)觀察和研究分析發(fā)現(xiàn),陶瓷的透光能力和內(nèi)部氣孔大小有很大關(guān)系,當(dāng)微氣孔的大小在1μm左右時(shí),厚度為0.5mm的陶瓷試樣只要含有千分之三的氣孔就能使光線的透過率減少90%。一般氧化鋁陶瓷中所含的氣孔都超過這個(gè)數(shù)字。因此,構(gòu)成氧化鋁陶瓷的剛玉小晶體本身能夠透過光線,而陶瓷還是不透明。使陶瓷透明的關(guān)鍵,是坯體中只能有一種晶型的晶體,而且對(duì)稱性愈高愈好,否則會(huì)發(fā)生雙折射,此外氣孔要愈少愈好,有人做過試驗(yàn),當(dāng)氣孔小到埃的數(shù)量級(jí)時(shí),光會(huì)沿著微氣孔發(fā)生繞射現(xiàn)象,這有助于透明度的提高。

氧化鋁陶瓷是高壓鈉燈極為理想的燈管材料,它在高溫下與鈉蒸氣不發(fā)生作用,又能把95 %以上的可見光傳送出來。這種燈是目前世界上發(fā)光效率最高的燈。在相同功率下,一只高壓鈉燈要比2只水銀燈或10只普通白熾燈發(fā)出的光還要亮,壽命比普通白熾燈高20倍,可使用2萬小時(shí)以上,是目前壽命最長的燈。人眼對(duì)高壓鈉燈的黃色譜線十分敏感,而且黃光能穿過濃霧,特別適合街道、廣場、港口、機(jī)場、車站等大面積的照明,效果極好。目前,許多國家正在推廣使用,其發(fā)展速度之快,超過了以往任何一種電光源。由此不難看出,新型透明氧化鋁陶瓷的出現(xiàn),引起了電光源發(fā)展過程中的一次重大飛躍,帶來了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

除半透明氧化鋁陶瓷外,研究得較多的還有氧化鎂、氧化鈣、氧化鈹、氧化鋯、氧化釔、氧化釷、氧化鑭等。透明氟化鎂、氰化鈣、硫化鋅、硒化鋅、硒化鎘等也有報(bào)道。用氧化鋁和氧化鎂混合在1800℃高溫下制成的全透明鎂鋁尖晶石陶瓷,外觀極似玻璃,但其硬度、強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性都大大超過玻璃,可以用它作為飛機(jī)擋風(fēng)材料,也可作為高級(jí)轎車的防彈窗、坦克的觀察窗、炸彈瞄準(zhǔn)具,以及飛機(jī)、導(dǎo)彈的雷達(dá)天線罩等。

2.4 纖維、晶須補(bǔ)強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料[12,16~18]

近年來,以陶瓷為基體、纖維或晶須補(bǔ)強(qiáng)的復(fù)合材料由于其韌性得到提高而受到重視。碳化硅晶須增韌的氧化鋁陶瓷刀具在20世紀(jì)80年代初開始研究,1986年已作為商品推向市場。碳化硅晶須的加入大大提高了氧化鋁陶瓷的斷裂韌性,改善了切削性能。用碳纖維和鋰鋁硅酸鹽陶瓷復(fù)合,材料的強(qiáng)度已接近或超過1000MPa,其斷裂功高達(dá)3000J/m2,即達(dá)到了鑄鐵的水平。用鉭絲補(bǔ)強(qiáng)氮化硅的室溫抗機(jī)械沖擊強(qiáng)度增加到30倍;用直徑為25μm的鎢絲沉積碳化硅補(bǔ)強(qiáng)氮化硅,這種纖維補(bǔ)強(qiáng)陶瓷的斷裂功比氮化硅提高了幾百倍,強(qiáng)度增加60%;用莫來石晶須來補(bǔ)強(qiáng)氮化硼,其抗機(jī)械沖擊強(qiáng)度提高10倍以上。可以認(rèn)為,繼20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的相變增韌熱后,晶須、纖維增強(qiáng)、均韌復(fù)合陶瓷已成為結(jié)構(gòu)陶瓷發(fā)展的主流。高性能(強(qiáng)度、韌性)、高穩(wěn)定性、高重復(fù)性的晶須、纖維復(fù)合陶瓷材料的獲得,除要求晶須、纖維與基體間化學(xué)、物理相容性較好以外,從復(fù)合工藝上,還必須保證晶須纖維在基體中能均勻地分散,才能獲得預(yù)期的效果。最近,利用“織構(gòu)技術(shù)”,在某些陶瓷坯體中生長出纖維狀態(tài)針狀第二相物質(zhì)如莫來石晶體進(jìn)行“自身內(nèi)部”復(fù)合,這種復(fù)合增韌是一項(xiàng)簡便易行的陶瓷補(bǔ)強(qiáng)新技術(shù)。目前高性能陶瓷復(fù)合材料,還處在深化研究階段,關(guān)鍵在于改進(jìn)工藝和降低成本,提高其實(shí)際應(yīng)用的競爭力。

2.5 生物陶瓷[4,5,19]

生物陶瓷材料是先進(jìn)陶瓷的一個(gè)重要分支,它是指用于生物醫(yī)學(xué)及生物化學(xué)工程的各種陶瓷材料。它的總產(chǎn)值約占整個(gè)特種陶瓷產(chǎn)值的5%。生物陶瓷目前主要用于人體硬組織的修復(fù),使其功能得以恢復(fù)。全世界1975年才開始生物陶瓷的臨床應(yīng)用研究。但是,最近10多年間,各國在這方面的基礎(chǔ)應(yīng)用研究很活躍。

目前生物植入材料在人體硬組織修復(fù)中應(yīng)用的有:金屬及合金、有機(jī)高分子材料、無機(jī)非金屬材料和復(fù)合材料。材料被埋在體內(nèi),在體內(nèi)的嚴(yán)酷條件下,由于氧化、水解會(huì)造成材料變質(zhì);長期持續(xù)應(yīng)力作用會(huì)造成疲勞或者破裂、表面磨損、腐蝕、溶解等,這些都可引起組織反應(yīng),腐蝕產(chǎn)物不僅在種植體附近聚集,還會(huì)溶入血液和尿中,引起全身反應(yīng)。因此,對(duì)生物植入材料的要求是嚴(yán)格的、慎重的。陶瓷材料作為生物植入材料和其他材料相比,它和骨組織的化學(xué)組成比較接近,生物相容性好,在體內(nèi)的化學(xué)穩(wěn)定性、生物力學(xué)相容性和組織親和性等也較好,因此,生物陶瓷越來越受到重視。目前國內(nèi)一些高等院校已對(duì)羥基磷灰石及氧化鋁陶瓷等進(jìn)行了研究,并已開始臨床應(yīng)用。

隨著人類社會(huì)物質(zhì)文明的發(fā)展,人們對(duì)提高醫(yī)療保健水平和健康長壽的要求必然成為廣泛的社會(huì)需要??梢韵嘈牛锾沾刹牧辖窈蟊貙?huì)有重大發(fā)展。

3結(jié)構(gòu)陶瓷的發(fā)展趨勢

當(dāng)今世界,材料,特別是高性能新材料由于以下原因而得到迅速發(fā)展:(1)國際軍事工業(yè)激烈競爭,航空航天技術(shù)的發(fā)展需要;(2)新技術(shù)的需要促進(jìn)了新材料的發(fā)展;(3)地球上金屬資源與化石能源越用越少,石油、天燃?xì)獾仍诒臼兰o(jì)末將用盡,開發(fā)與節(jié)約能源成為當(dāng)務(wù)之急;(4)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為新材料的發(fā)展提供了條件[14]。目前使用的金屬合金,在無冷卻條件下,最高工作溫度不超過1050℃,而高溫結(jié)構(gòu)陶瓷,如Si3N4和SiC則分別在1400℃和1600℃以上仍保持著較高的強(qiáng)度和剛性[16]。先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷所表現(xiàn)出的優(yōu)異性能,是現(xiàn)代高新技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)改造的物質(zhì)基礎(chǔ),具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,受到各發(fā)達(dá)國家的高度重視,對(duì)其進(jìn)行廣泛的研究和開發(fā),并已取得了一系列成果。但結(jié)構(gòu)陶瓷的致命弱點(diǎn)是脆性、低可靠性和重復(fù)性。近20年來,圍繞這些關(guān)鍵問題已開展了深入的基礎(chǔ)研究,并取得了突破性的進(jìn)展。例如,發(fā)展和創(chuàng)新出許多制備陶瓷粉末、成形和燒結(jié)的新工藝、新技術(shù);建立了相變增韌、彌散強(qiáng)化、纖維增韌、復(fù)相增韌、表面強(qiáng)化、原位生長強(qiáng)化增韌等多種有效的強(qiáng)化、增韌方法和技術(shù);取得了陶瓷相圖、燒結(jié)機(jī)理等基礎(chǔ)研究的新成就,使結(jié)構(gòu)陶瓷及復(fù)合陶瓷的合成與制備擺脫了落后的傳統(tǒng)工藝而實(shí)現(xiàn)了根本性的改革,強(qiáng)度和韌性有了大幅度的提高,脆性得到改善,某些結(jié)構(gòu)陶瓷的韌性已接近鑄鐵的水平。

先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷今后的重點(diǎn)發(fā)展方向是加強(qiáng)工藝-結(jié)構(gòu)-性能的設(shè)計(jì)與研究,有效地控制工藝過程,使其達(dá)到預(yù)定的結(jié)構(gòu)(包括薄膜化、纖維化、氣孔的含量、非晶態(tài)化、晶粒的微細(xì)化等),重視粉體標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的研究與開發(fā)及精密加工技術(shù),降低制造成本,提高制品的重復(fù)性、可靠性及使用壽命。目前,高性能結(jié)構(gòu)陶瓷的發(fā)展趨勢主要有如下三個(gè)方面:

3.1 單相陶瓷向多相復(fù)合陶瓷發(fā)展

當(dāng)前結(jié)構(gòu)陶瓷的研究與開發(fā)已從原先傾向于單相和高純的特點(diǎn)向多相復(fù)合的方向發(fā)展[20]。復(fù)合的主要目的是充分發(fā)揮陶瓷的高硬度、耐高溫、耐腐蝕性并改善其脆性,其中包括纖維(或晶須)補(bǔ)強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料;異相顆粒彌散強(qiáng)化的復(fù)相陶瓷;自補(bǔ)強(qiáng)復(fù)相陶瓷(也稱為原位生長復(fù)相陶瓷);梯度功能復(fù)合陶瓷[21]。以往研究的微米-微米復(fù)合材料中,微米尺度的第二相顆粒(或晶須、纖維)全部分布在基體晶界處,增韌效果有限,要設(shè)計(jì)和制備兼具高強(qiáng)度、高韌性且能經(jīng)受惡劣環(huán)境考驗(yàn)的材料十分困難,納米技術(shù)和納米材料的發(fā)展為之提供了新的思路。

20世紀(jì)90年代末,Niihara教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組報(bào)道了一些有關(guān)納米復(fù)相陶瓷的令人振奮的試驗(yàn)結(jié)果,如Al2O3-SiC(體積分?jǐn)?shù)為5%)晶內(nèi)型納米復(fù)合陶瓷的室溫強(qiáng)度達(dá)到了單組分Al2O3陶瓷的3~4倍,在1100℃下強(qiáng)度達(dá)1500MPa[8~12,22~26],這些都引起了材料研究者的極大興趣。從那時(shí)直到現(xiàn)在,納米復(fù)相陶瓷的研究不斷深入[13~17,27~31],我國也相繼開展了一系列的工作,目前對(duì)納米復(fù)相陶瓷的研究已處于國際一流水平[18~22,32~36]。

3.2 微米陶瓷向納米陶瓷發(fā)展

1987年,德國Karch等[37]首次報(bào)道了納米陶瓷的高韌性、低溫超塑。此后,世界各國對(duì)發(fā)展納米陶瓷以解決陶瓷材料脆性和難加工性寄予了厚望。從20世紀(jì)90年代開始,結(jié)構(gòu)陶瓷的研究和開發(fā)已開始步入陶瓷發(fā)展的第三個(gè)階段,即納米陶瓷階段。結(jié)構(gòu)陶瓷正在從目前微米級(jí)尺度(從粉體到顯微結(jié)構(gòu))向納米級(jí)尺度發(fā)展。其晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸以及缺陷尺寸都屬于納米量級(jí),為了得到納米陶瓷,一般的制粉、成形和燒結(jié)工藝已不適應(yīng),這必將引起陶瓷工藝的發(fā)展與變革,也將引起陶瓷學(xué)理論的發(fā)展乃至建立新的理論體系,以適應(yīng)納米尺度的需求。由于晶粒細(xì)化有助于晶粒間的滑移,使陶瓷具有超塑性,因此晶粒細(xì)化可使陶瓷的原有性能得到很大的改善,以至在性能上發(fā)生突變甚至出現(xiàn)新的性能或功能。納米陶瓷的發(fā)展是當(dāng)前陶瓷研究和開發(fā)的一個(gè)重要趨勢,它將促使陶瓷材料的研究從工藝到理論、從性能到應(yīng)用都提升到一個(gè)嶄新的階段。

納米陶瓷的關(guān)鍵技術(shù)在于燒結(jié)過程中晶粒尺寸的控制。為解決這一問題,目前主要采用熱壓燒結(jié)、快速燒結(jié)、熱鍛式燒結(jié)、脈沖電流燒結(jié)、預(yù)熱粉體爆炸式燒結(jié)等致密化手段[39~43],但總的來說,以上各種手段,雖對(duì)降低燒結(jié)溫度、提高致密度有一定作用,但對(duì)燒結(jié)過程中晶粒長大的抑制效果并不理想,大塊納米陶瓷的制備一直是目前國際上納米陶瓷材料研究的前沿和難點(diǎn)。目前納米陶瓷在商業(yè)應(yīng)用方面尚未取得突破性進(jìn)展,若能制備出真正意義上的納米陶瓷,則將開創(chuàng)陶瓷發(fā)展史上的新紀(jì)元,陶瓷的脆性問題也將迎刃而解[44]。大量的研究結(jié)果表明[45~49],將等離子噴涂技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合,以納米陶瓷粉末為原料經(jīng)等離子噴涂技術(shù)制備的納米陶瓷結(jié)構(gòu)涂層表現(xiàn)出極其優(yōu)異的性能,已經(jīng)使納米材料的應(yīng)用逐步進(jìn)入大規(guī)模實(shí)用化的階段。

3.3 由經(jīng)驗(yàn)式研究向材料設(shè)計(jì)方向發(fā)展

由于現(xiàn)代陶瓷學(xué)理論的發(fā)展,高性能結(jié)構(gòu)陶瓷的研究已擺脫以經(jīng)驗(yàn)式研究為主導(dǎo)的方式,陶瓷制備科學(xué)的日趨完善以及相應(yīng)學(xué)科與技術(shù)的進(jìn)步,使陶瓷材料研究工作者們有能力根據(jù)使用上提出的要求來判斷陶瓷材料的適應(yīng)可能性,從而對(duì)陶瓷材料進(jìn)行剪裁與設(shè)計(jì),并最終制備出符合使用要求的適宜材料。

陶瓷材料常常是多組分、多相結(jié)構(gòu),既有各類結(jié)晶相,又有非晶態(tài)相,既有主晶相,又有晶界相。先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料的組織結(jié)構(gòu)或顯微結(jié)構(gòu)日益向微米、亞微米,甚至納米級(jí)方向發(fā)展。主晶相固然是控制材料性能的基本要素,但晶界相常常產(chǎn)生著關(guān)鍵影響。因此,材料設(shè)計(jì)需考慮這兩方面的因素。另外,缺陷的存在、產(chǎn)生與變化、氧化、氣氛與環(huán)境的影響,對(duì)結(jié)構(gòu)材料的性能及在使用中的行為將產(chǎn)生至關(guān)重要的作用。所以這也是材料設(shè)計(jì)中要考慮的重要問題,材料的制備對(duì)結(jié)構(gòu)與缺陷有著直接影響,因此人們力求使先進(jìn)陶瓷材料的性能具有更好的可靠性和重復(fù)性,制備科學(xué)與工程學(xué)將在這方面發(fā)揮重要作用。

陶瓷相圖的研究為材料的組成與顯微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了具有指導(dǎo)性意義的科學(xué)信息。最近提出的陶瓷晶界應(yīng)力設(shè)計(jì),企圖利用兩相或晶界相在物理性質(zhì)(熱膨脹系數(shù)或彈性模量)上的差異,在晶界區(qū)域及其周圍造成適當(dāng)?shù)膽?yīng)力狀態(tài),從而對(duì)外加能量起到吸收、消耗或轉(zhuǎn)移的作用,以達(dá)到對(duì)陶瓷材料強(qiáng)化和增韌的目的[1]。為克服陶瓷材料的脆性而提出的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過模仿天然生物材料的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)并制備出高韌性陶瓷材料的新方法也成為研究熱點(diǎn)[12,50]。

4結(jié)語

先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料在粉體制備、成形、燒結(jié)、新材料應(yīng)用以及探索性研究方面取得了豐碩的成果,這些新材料、新工藝、新技術(shù),在節(jié)約能源、節(jié)約貴重金屬資源、促進(jìn)環(huán)境保護(hù)、提高生產(chǎn)效率,延長機(jī)器設(shè)備壽命以及實(shí)現(xiàn)尖端技術(shù)等方面,已經(jīng)并繼續(xù)發(fā)揮著積極的作用,促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造和國防現(xiàn)代化建設(shè)。

先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料的研究,需要跟蹤國際科技前沿,對(duì)新設(shè)想、新技術(shù)進(jìn)行廣泛探索。自蔓延高溫燃燒合成技術(shù)(SHS)、凝膠注模成形技術(shù)、微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已成為研究熱點(diǎn)。

陶瓷材料的許多獨(dú)特性能有待我們?nèi)ラ_發(fā),所以先進(jìn)陶瓷的發(fā)展?jié)摿艽?。隨著科技的發(fā)展和人們對(duì)陶瓷研究的深入,先進(jìn)陶瓷將在新材料領(lǐng)域占有重要的地位。

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Research Progress on Advanced Structural Ceramic Materials

Lu XuechengRen Ying

(Handling Equipment Mechanical Department, Academy of Military TransportationTianjin300161)