《2018年上半年世界前沿科技态势——海洋篇》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2018-10-18
  • 发布时间:2018-10-16

    海洋强国围绕北极开发与保护、船舶制造、海洋政策和海洋科技等问题,推出新的综合性发展战略。美国《甄别美国海岸警卫队北极作战能力的潜在差距》报告、《中国的北极政策》以及英国的更新版北极政策框架,均对国家未来在北极的活动进行了规划部署。美国2018年版《30年造舰计划》、《振兴美国造船业法案》以及韩国海运振兴计划和造船业中长期复兴方案,旨在重振本国造船业。日本出台新《海洋基本计划》,提出在2018-2022年海洋领域重点方向将由资源开发转向海上安全保障。英国《展望海洋的未来》报告分析了英国在海洋开发与科技创新方面未来的发展趋势,并提出一系列建议帮助英国提升海洋能力。

    世界主要经济体积极开展北极研究,加强北极存在。在北极航道开发方面,日本商船三井与俄罗斯联邦远东开发部签署合作谅解备忘录,希望通过联合开发北极航道,获得该航线上贸易增长带来的收益;中日将联手开辟北极液化天然气(LNG)运输航道,有望使LNG运输时间节省一半以上。在极地船舶研究方面,中欧正式启动极地船舶研究项目,将通过建造高性能极地船舶,提升北极航运的安全性、高效性,支撑中欧共建“冰上丝绸之路”;俄罗斯计划研发核动力无人破冰船,以提高航运成本效益及安全性,保持其在破冰船研究领域的领导者地位。在基础设施建设方面,俄政府出资69亿卢布(约1.07亿美元)建造用于研究和监测环境的北极耐冰自动推进平台,巩固其作为北极科学领导者的地位;芬兰、挪威两国斥资30亿欧元计划在北极圈内修建铁路,旨在打造连接欧亚的海运新线路。在北极通信方面,美国及其盟友正寻求新型遥感和通信技术,以提升北极地区的态势感知和通信能力;俄罗斯计划到2022年发射5颗卫星以确保北极通讯。

    发达国家纷纷布局船舶制造与航运业前沿领域。随着人工智能、物联网、信息技术以及3D打印技术的快速发展,以其为基础的智能船舶、自动航行以及3D打印造船技术受到发达国家的重视。在智能船舶方面,韩国为智能自航船舶项目投资35亿人民币,旨在将其造船产业推向全球第一;日本商船三井与英国罗尔斯罗伊斯合作开发智能感知系统,以实现船舶自动化航行。在自动航行方面,挪威康士伯计划研发自动航行系统;挪威威尔森集团(Wilhelmsen)和康士伯(Kongsberg)联手建立了全球首家无人船航运公司。在3D打印造船方面,美国纽波特纽斯造船厂宣布与3D System公司合作开发金属3D打印技术,为海军舰船生产部件;意大利芬坎特里造船厂和金属3D打印公司Titomic签署为期12个月的谅解备忘录,评估增材制造工艺在造船中的应用效果与前景。

    信息技术助力海洋研究。随着各国海洋开发力度逐渐加大,海洋经济快速发展,以传感、通讯、导航定位为基础的信息技术成为海洋强国的重点研究方向。DARPA启动“持续性水生生物传感器”项目,希望利用海洋生物的先天感知能力,增强对战略水域的监测能力,探测美军可能面临的海上威胁。美海军正为其“前沿部署能源与通信基地”项目发展高保真水下通信和网络仿真工具,旨在为评估海底能源、传感器和通信方案提供全面的实时虚拟环境。中国研发出国内首个针对海上高精度绝对位置定位的终端设备——北斗海洋广域差分高精度定位终端。

    无人海上系统发展备受各国重视。水面/水下无人系统在情报收集、侦察监视、作战打击以及后勤支援等诸多领域具有重要的军事价值,成为各国海军装备的重要研究方向。DARPA成功完成“海上猎人”无人水面艇项目,将其移交至海军研究署。意大利莱昂纳多公司主导的无人海上系统项目被纳入欧盟新国防基金的首批研究计划。美海军为在研超大型潜航器申请3018万美元经费,目标是到2022年能成功从该潜航器上发射水下武器。俄罗斯研制的“波塞冬”无人潜航器装配有核动力装置,能在深海高速航行,并可发射带有核弹头的鱼雷,将成为俄罗斯重要的深海武器。

    文章来源:军民融合科技创新资讯平台

  • 原文来源:http://aoc.ouc.edu.cn/43/d4/c9824a213972/page.htm
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  • 《2018年世界前沿科技发展态势及2019年趋势展望——能源篇》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-02-18
    • 世界能源领域2018年发展态势    全球应对气候变化支持力度加大。尽管美国退出《巴黎协议》,但绝大多数国家或国际组织仍积极采取措施应对气候变化。欧盟发布新的长期战略,力争到2050年实现零温室气体排放。英国发布新电动汽车战略--《零排放之路》,为禁止燃油车销售制定详细计划。德国、日本、波兰、丹麦等国纷纷发布新能源战略,支持可再生能源发展。世界银行集团宣布未来五年投入2000亿美元用于支持各国实施气候行动。    国际油气市场形势复杂。 世界能源供需格局不断变化,石油输出国组织“欧佩克”和以俄罗斯为首的产油国同盟达成协议,将显著削减石油产量以缓解全球石油供应过剩。特朗普政府发布“平价能源计划”,加大煤及石油天然气生产,并制裁产油国伊朗。在美国制裁压力之下,法国托塔尔公司、法国道达尔石油公司、英国石油公司等国际能源巨头纷纷退出伊朗项目。卡塔尔宣布于2019年1月1日起退出石油输出国组织“欧佩克”,将在一定程度上削弱“欧佩克”在国际石油市场的影响力。  小型模块化反应堆发展势头良好。 全球多个核电大国正逐步实践和应用小型模块化反应堆技术(SMR),并将其列入本国核能发展战略。美国已提出小型反应堆是其占领核电技术制高点的新技术,并计划到2025年投入100亿美元来部署小型模块堆产能。俄罗斯首座浮动核电站“罗蒙诺索夫院士号” 由两座小型反应堆组成,发电量达70兆瓦,已首次实现持续链式反应。韩国SAMRT小堆、阿根廷CAREM小型堆等也都由概念设计阶段步入发展实践阶段。   电池储能备受关注,新技术层出不穷。 在电动汽车的带动下,电池储能技术成为多国研发热点,新研究成果佳音频传。美国宾州州立大学通过一种新型的电池结构和充电策略,实现动力电池可在任何温度下的快速充电。英属哥伦比亚大学发明新生物太阳能电池技术,借助细菌可将阳光转变成能量。加州大学洛杉矶分校成功开发出一种高效的薄膜双层太阳能电池,其能量转化效率高达22.4%。美国与沙特合作开发出一种新集成太阳能液流电池设备,效率高达14.1%。英国剑桥大学圣约翰学院通过半人工光合作用,成功将阳光转化为燃料。   世界能源领域2019年趋势展望    全球能源供应呈多元化趋势。 在国际能源格局动荡的背景下,各国都在不断调整能源供应结构,以期能源来源更多元化。法国计划到2035年将核反应堆发电量占比从目前的75%降至50%,以减少对核能的依赖并促进可再生能源发展。日本新“能源基本计划”确定在2030年之前将可再生能源、核能、煤炭、液化天然气的发电比例维持在20%-30%之间。波兰公布2040能源政策草案,计划大幅增加核电和可再生能源在能源结构中的比例,以不断降低对煤炭的依赖。韩国政府将制定利用更多天然气和可再生能源的能源路线图,以期到2030年将可再生能源占比提升至20%。    先进核技术继续成为各国研究热点 。麻省理工学院的报告认为,先进、非常规核反应堆将在2030年颠覆当前的核能行业。各国政府对先进核电技术的关注必将加快其投入使用进程。特朗普政府签署的《能源部研究与创新法案》、《核能创新能力法案》等将促进下一代核反应堆技术的发展,并在资金上大力支持新型核电技术的研发。欧盟明确小型堆发展目标,计划2030年前在欧洲投入使用。英国政府为核聚变项目提供资金支持并将开展先进核反应堆燃料关键项目研究。俄罗斯首座浮动核电站“罗蒙诺索夫院士”号将于2019年率先进入发电测试阶段。美国、英国、加拿大、日本等国将继续开展不同层次的小型模块化反应堆技术的研发合作。   动力电池全球化竞争日益激烈。 欧洲逐渐重视动力电池产业,中日韩进一步拓展国际市场。欧盟成立“欧盟动力电池联盟”,促进欧洲电池产业发展。德国化学巨头巴斯夫将建立首个锂电池负极材料生产基地,进军动力电池领域。瑞典初创企业Northvolt将与宝马集团和优美科共同建立电池全生命周期循环系统。中国宁德时代将在未来几年投资2.4亿欧元,在德国图林根州建立电池生产基地和智能制造技术研发中心。韩国LG化学计划在2023年前分阶段在中国工厂投入128亿元生产动力电池。日本松下将与美国电动汽车制造商特斯拉合作在中国投建超级电池工厂。2019年电池储能领域的竞争将愈发激烈。
  • 《先进制造2020年前沿科技发展态势及2021年趋势展望》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2021-03-03
    • 世界先进制造领域2020年态势总结 受新冠疫情影响,全球制造业发展滞缓。2020年,全球制造业受新冠肺炎疫情影响严重。前半年制造业处于严重萎缩状态,5月份全球制造业PMI指数跌至40%以下,降至2018年以来最低谷。后半年全球经济开始复苏,制造业缓慢回升。世界主要国家均采取各类措施刺激发展,对冲疫情影响。美国启动“大众企业贷款计划”,以支持受疫情影响的中小企业。英国通过降息、拨款、拟定创业就业计划等措施,应对出现的失业潮。欧盟签署总额5400亿欧元的紧急救助计划,并酝酿采取措施吸引制造业回归,降低供应链外部依赖。德国信贷扩张,国家为企业提供不设上限的贷款金额,同时为小微企业提供500亿欧元的紧急援助,保障就业。 5G技术赋能工业领域,促进智能制造新发展。英国投资900万英镑启动名为“5G-Encode”的5G技术与制造业融合项目,将探索工业环境中专用5G网络的新业务模型,研究5G在改善复合材料设计和生产过程中的实际应用。韩国现代重工集团与电信运营商KT公司合作开发基于5G网络的先进智能船厂解决方案,进一步提升自主机器人技术,以提高效率和安全性。法国施耐德电气和Orange电信在勒沃德勒伊工厂部署工业领域的室内5G通讯基础网络,通过5G技术将增强现实技术应用于运维活动,并部署远程机器人实现远程观察,旨在将5G技术应用于现代工业环境,打造可靠、可扩展、可持续的连接解决方案,以满足未来工业需求。英国电信(BT)与伍斯特郡5G测试平台(W5G)开展合作,加速实时5G专用网络建设,促进实现制造过程的智能化、动态化和全自动化,推动工业4.0和智能制造发展。 数字孪生技术与解决方案帮助制造业效能大幅提升。美国Authentist公司将Nebumind公司的数字孪生工具集成到制造执行系统中,生成“数字孪生”可视化效果,将3D打印设备参数和传感器数据与原始零件几何形状融合,帮助用户识别各零件的问题区域,提高检查效率,使返工需求识别速度可提高10倍。南卡罗来纳大学为美海军舰船开发“数字孪生”系统,以提高美海军舰船动力系统和平台的韧性、效率、适应性和自主性,并为舰船上昂贵的电气部件提供实时监测和预测性维护。英国宇航系统公司采用数字孪生技术对第六代战斗机“暴风”的概念外形进行设计和测试,同时试飞员能够在陆基模拟器上驾驶战机,数字孪生后续还可为飞机全生命周期的各环节提供支持。 3D打印技术与成果持续更新,行业应用逐步深化。美国马萨诸塞大学开发出一种融合了注塑元素的新型3D打印技术。该方法先3D打印出外壳结构,然后向空腔内注射塑料进行填充,其打印速度比传统的FDM技术快3倍。美国橡树岭国家实验室利用3D打印技术,在3个月内完成了核反应堆原型的设计与制造,并利用制造过程中的持续监测和人工智能技术完善原型堆的设计,以进一步评估材料和性能。美国3D打印初创公司Relativity Space完成了其3D打印火箭发动机Aeon 1的首次地面全周期点火运行实验。Aeon 1共含100多个零件,平均制造周期仅为一个月,其成本和工序都大大减少。美陆军立项研究利用增材制造技术开发下一代弹药,以增强弹药的穿透能力和杀伤力,帮助实现更高的初速度和更远的射程。 世界先进制造领域2021年趋势展望 机器人技术与应用齐头并进,商业落地进程提速。机器人基础与前沿技术迭代速度将持续增快,主要将围绕人工智能、人机协作等方向展开;全球服务机器人市场空间广阔,规模将不断扩大。机器人公司波士顿动力积极开发配件,帮助已实现商业化的Spot机器人应用程序更加多样化,2021年将为其配备机械臂,以执行开关门和物品拾取等任务,同时还将配备自充电基座,使其能够在无人操作环境下自行返回充电。韩国SK电讯和日本欧姆龙合作开发出搭载了AI、5G、机器人自动控制等尖端技术的防疫AI机器人,这种机器人可与搭载5G网络的服务器实时交换数据,执行建筑物消杀、体温检查、驱散聚集人群等任务。预计这种机器人2021年起将向国外出口。 智能工厂建设推进,助力制造业升级转型。作为智能制造的重要载体,智能工厂成为未来制造业发展的必然趋势。2020年,世界经济论坛已遴选出54家灯塔工厂作为全球智能工厂标杆,预计2021年全球智能工厂建设步伐将进一步加快。日本发那科集团上海智能工厂三期项目开建,该工厂将通过发那科的工程集成及技术服务能力,利用其IoT、AI等智能制造技术,建成集生产、研发、展示、销售、系统集成与服务为一体的机器人超级智能工厂。韩国中小企业和创业部计划在2025年前将智能工厂的推进率从22%提高到30%,将其数量增加至1000家,并从中选出代表不同的行业的100家工厂作为“灯塔”,在工业园区建立数字集群,推动制造业与第一、三产业结合。 人工智能技术与制造业深度融合成为重要趋势。市场研究机构Research and Markets发布《制造业中的人工智能——到2027年的全球预测》报告,指出制造业中的人工智能技术在2019年~2027年预测期内年复合增长率可达39.7%,预计到2027年将达到270亿美元。英国信息技术公司AVEVA与加拿大Axonify公司共同推出基于人工智能的微学习解决方案,提供具有丰富扩展现实功能的仿真培训,以及用于教学设计和课程开发工具的一体化教学平台,首创在制造业培训领域借助人工智能技术对员工进行个性化高效培训的范例。德国开发出可监测机器人装配线故障的智能系统。这种智能系统基于人工智能算法,可忽略不相关的背景噪音,并区分多个目标声音,通过监测机器人正确作业时本应发出的声音来判断其是否正常工作,以进行预测性维护。Geek+物流机器人公司应用先进机器人和人工智能技术,依托稳定可靠的硬件和高效算法大幅提升全球性供应链智能化水平,使物流更经济实用、高效率、灵活、安全和敏捷。 政策支持与技术进步齐发力,助推自动驾驶汽车发展。IDC《全球自动驾驶汽车预测报告(2020~2024)》显示,预计2021年全球L1~L5级自动驾驶汽车出货量将达到3605万辆。中国工信部发布的《汽车驾驶自动化分级》从2021年1月1日起正式实施。该文件明确了自动驾驶汽车的分级定义、分级原则,将为后续相关法律法规与标准的出台提供支撑。英国政府计划在2021年将自动驾驶汽车合法化,允许自动驾驶车辆在高速公路的慢车道上以不高于112公里的时速行驶。Waymo公司计划在2021年与俄亥俄州交通研究中心(TRC)开展合作,共同打造囊括丘陵以及密集型城市环境的全新测试场地,以便在不常见或危险性较大的场景中对自动驾驶汽车进行测试。中国无人驾驶卡车公司图森未来获得美国卡车制造商Navistar投资,双方将共同研发L4级无人驾驶卡车,并计划在2024年前实现量产。