通用航空航天技术范文
时间：2024-01-02 17:48:29
导语：如何才能写好一篇通用航空航天技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：飞行器设计与工程；专业课程；通识课程；航空概论
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0144-03
一、航空类专业课程体系简介
在教育部本科专业目录中，航空航天类专业有飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器质量与可靠性、飞行器环境与生命保障工程、飞行器适航技术和航空航天工程等7个。目前，郑州航空工业管理学院开设了前3个专业，均归属于航空工程学院。以飞行器设计与工程为例，在第1学期设置了“飞行器设计与工程专业导论”课程（16学时）、第2学期设置了“航空航天技术基础”专业必修课（32学时）作为专业学习的前导课。第1―5学期，学校设置了“高等数学”、“大学物理”、“理论力学”和“材料力学”等公共基础课和学科基础课；第4―7学期则按照飞机设计的各个子学科，设置了“通用航空技术”、“空气动力学”、“飞行器总体设计”、“无人机系统导论”、“飞行器专业英语阅读”和“飞行器专业技术讲座”等专业课程。
从课程设置上可以看出，“飞行器设计与工程专业导论”和“航空航天技术基础”课程主要培养学生对专业基本情况和学科领域的整体性把握，属于专业通识性课程。而在专业课中渗透通识意识，对教师也提出了更高的要求[1，2]。经过这两门课程的前期引领和必要的数理、力学知识的学习之后，学生再按照飞机种类和飞机设计各分支学科的特点进行专业课学习。可以说，“航空航天技术基础”的各个章节基本上对应了后续专业课的主要范围，具有非常重要的地位。
在教学实践中，我们也发现，激波、升力、机翼结构、飞机稳定性和操纵性等概念尽管在“航空航天技术基础”课程中已讲授，但在相应的专业课学习中，学生仍觉吃力。调查发现，原因主要有两点：第一，专业课程数学公式较多，而数学、物理等公共基础课的学习效果一般，有畏难心理；第二，不知所学知识的应用情况，知其然而不知其所以然。针对航空类专业的课程体系，探索研究专业通识课程与后续专业课程的联系，对于增强学生学习积极性、提高人才培养质量具有重要意义。
二、“航空概论”通识类课程的建设情况
航空概论是学校面向非航空专业学生开设的一门通识课程（24学时），内容主要包括航空航天基本概念、航空发展概况及未来发展趋势、我国航空工业、空气动力学基础、飞行原理、航空发动机等[3]，考核方式为期末半开半闭考试。此外，针对国际本科学术互认课程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）项目的双语版航空概论（32学时），内容较普通版更为丰富，更强调课堂参与和团队协作，考核方式为平时作业、表现和期末设计报告。
航空概论被列入学校的特色课程组合中，除航空专业外，其余专业的学生均须从特色课程组合中选修一门。学校每年的本科生招生人数近7000人，日常教学任务较为饱满，考虑到学校招生专业包括财经类、管理类和艺术类等，学生数理基础参差不齐，在讲授时一般避免进行复杂公式的推导，多采用类比法和案例法讲解。
此外，学校的人才培养目标和发展定位与传统的三所航空重点高校（北京航空航天大学、西北工业大学和南京航空航天大学）以及其他高职高专类院校存在明显区别，市场上已有的航空概论教材并不能完全满足我们的教学需求。经过多年的建设，学校主编并出版了《航空概论》教材，并将“航空概论”课作为学校慕课平台课程体系的第一批建设项目立项，通过网上课堂与实际课堂相结合的形式，探索“翻转课堂”教学理念在航空类通识课程中的应用效果。现在，此项工作正在稳步开展中。
三、航空类专业课程与“航空概论”课程贯通建设
为了尽可能利用现有资源，我们对航空类专业课程和“航空概论”课程进行了统筹处理，并尝试进行贯通建设，主要包括如下措施。
1.教具的开发和使用。“飞行器设计与工程专业导论”开设于第1学期，是飞行器设计与工程专业学生的一门必修课，其中理论课为8个学时，主要介绍专业课程特点、发展现况和就业方向；实践课为8个学时，要求学生以小组形式设计制作飞机模型，主要培养学生对飞机的认识以及团队协作能力。“专业综合性设计与制作”开设于第7学期，为专业必修实践类课程，为期两周，要求学生按照总体设计指标完成飞机的总体概念设计，制作出模型。
篇2
关键词：航天学科；本科生；创新实践基地；建设
中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0000-00
1、引言
高等教育承担者人才培养、科学研究、社会服务和文化传承四大任务，其中，人才培养是核心。本科生教育是高等教育的基石，在整个高等教育体系中具有举足轻重的地位，世界一流大学无不高度重视本科教育。自1999年高校学校实施扩招以来，我国本科生招生一直维持庞大规模，2011年，全国高校院校招收本科生349万人。庞大的招生规模，使得本科生培养质量受到严峻挑战，尤其是作为本科生培养质量和教育教学改革效果重要衡量标准的创新能力和实践能力，存在严重缺失。2011年4月，总书记在清华大学建校100周年大会上指出，高等学校要创新教育教学方法，强化实践教学环节，形成人才培养新优势[1]。
近年来，国内高校积极借鉴国外大学本科生创新实践能力培养经验，努力探索适合我国高等教育实际的政策措施，其中，建立本科生创新实践基地是重要的方式。国外的剑桥大学、麻省理工学院、普度大学、波士顿大学等很早就已积极探索本科生创新实践活动组织形式，开设了形形的本科生创新实践项目，以航空航天专业为例，普度大学组织本科生开展了固液探空火箭和小型云在火箭的设计、加工制造和发射等全流程活动，波士顿大学本科生创新实践活动包括了探空火箭、纳星、临近空间浮空飞行器等诸多项目。据不完全统计，全世界目前有近100所大学在开展纳星研究，有50余所大学组织开展以高空气球为工具的临近空间探测等研究，其中，绝大多数项目都有本科生，甚至是高中毕业后即将入学的本科生发挥着重要作用。国内的浙江大学、华中科技大学、国防科技大学、西北工业大学、南京航空航天大学等国内重点高校相继建立了本科生创新实践基地[2～6]，本科生创新能力、实践能力培养取得一定成绩，同时，创新实践基地建设也暴露出一些问题，如运动管理效率较低、创新实践项目设置不合理、创新文化氛围不足、师资队伍薄弱等[7]。
本论文结合国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地建设实践，对航天学科本科生创新实践基地建设问题进行分析研究，研究成果对于加强本科生创新实践基地建设和运行管理，促进本科生创新实践活动高效蓬勃发展，推动本科生创新实践能力提升，加快本科生整体培养质量跃升，具有重要的现实意义。
2、建设航天学科本科生创新实践基地的必要性
2000年以来，随着国家政策调整，航空航天事业地位日益突出，除传统航空航天院校外，高等院校尤其是工科院校，如清华大学、上海交通大学、西安交通大学、大连理工大学等纷纷设立航空航天专业，空天学科本科生招生规模日益扩大。对于航空航天这样的尖端科学技术，通过建设创新实践基地，鼓励本科生从事丰富多彩的创新实践项目，对于增强本科生专业认同感，激发创新激情，培养创新能力、实践能力和协同攻关能力等尤为重要。
2.1是强化本科生认同感、激发学习热情的需要
本科教育是高等教育的第一个阶段，刚刚结束高中阶段学习的本科生，对于高等学校专业的含义理解和认知程度十分有限，对所学专业未来应用领域和应用前景的认识更是少之又少，加上就业压力大等各种因素影响，导致很多航天专业本科生专业认同感缺失，缺乏学习兴趣，更谈不上学习激情，严重影响本科生培养质量，尤其是相对研究生阶段学习，本科阶段是夯实基础理论和学习能力的关键时期，薄弱的本科基础，会严重影响学生未来研究生阶段的学习，进而制约未来的发展。
建设本科生创新实践基地，使本科生在课程学习的同时，有机会参与卫星、运载火箭、无人机、高空科学气球等与所学专业有密切联系的创新实践活动，近距离接触与所学专业密切相关的科研项目和工程项目，可使本科生充分理解航天学科的应用方向和应用领域，认识所学专业的重大战略意义，了解所学专业的前沿发展动态，从而大大增强学生的专业认同感，加深专业认知度，激发浓厚的学习热情[8]，打牢专业基础。
2.2是培养本科生创新能力与实践能力的需要
创新能力和实践能力培养历来受到国外高等学校高度重视，通过本科阶段学习培养良好的创新能力和实践能力，是本科生在研究生阶段可出高水平研究成果、走上工作岗位可堪大任的关键。受传统教育模式和教育观念影响，现阶段我国本科生教育对引导学生创新意识，鼓励学生参与创新实践活动，激发学生创新思维，培养学生创新能力和实践能力的关注仍十分不足，造成本科生创新能力和实践能力严重缺乏。在航空航天专业，很多本科毕业生毕业之时，尚未见过真实的飞行器，对飞行器组成和功能的理解仅局限于课堂上所讲的通用的动力、结构、控制等几部分，对更加具体的分系统和部件的认知十分匮乏。
建设本科生创新实践基地，设置丰富多彩的创新实践项目，为学生从事创新实践活动提供良好条件，使本科生充分利用所学知识，设计新概念飞行器，参与诸如无人机等飞行器从方案论证、方案设计、加工制造至发射试验的全寿命周期活动，可大大激发学生的创新热情，激发学生的创新思维，培养实践动手能力，从而大大提升创新能力和实践能力。
2.3是培养本科生团队协作精神和协同攻关能力的需要
人类科技史表明，绝大多数成功的科学家都具有良好的团队协作精神[9]。大力协同、合力攻关的团队协作精神，也是 “两弹一星”、载人航天等国家重大项目研究历程中凝练出来的宝贵财富。尤其是航天科技这样的尖端科研领域，涉及面极广，参与人员多，更是需要团结写作的攻关模式。以载人航天工程为例，包括运载火箭系统、载人飞船系统、航天员系统、发射场系统、测控系统、着陆场系统等大系统组成，每个系统又包括若干子系统。这样复杂的工程没有大力协同、联合攻关的团队协作意识和组织模式是根本无法完成的。由于传统本科教育模式中，学生绝大部分时间都用于课堂学习，最多在相关课程实验或实验课程中会有些许的写作开展实验项目的机会，造成本科生团队协作精神和协同攻关能力难以得到很好培养。
建设本科生创新实践基地，围绕设置的模拟工程实际的飞行器设计项目，众多本科生进行角色分工，共同完成一个实践项目，集智创新，合力攻关，对于培养学生的退队协作精神和集体荣誉感，提高协同攻关能力无疑具有重要作用。
3、航天学科高水平本科生创新实践基地建设的启示
高水平的本科生创新实践基地，对于提高本科生的创新能力和实践能力，培养团队协作精神，培育创新思维，具有重要推动作用，而低质量的创新实践基地，虽然浪费了大量人力物力，却难以在提高本科生培养质量方面发挥作用。作者所在的国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地，坚持以创新实践项目合理设置为核心，以高水平导师队伍配备为关键，以浓郁的创新氛围营造为牵引，以健全规范的运行机制为保障，多年来，在推动提升航天专业本科生培养质量方面起到了重要作用，成为学院本科生创新实践基地的典范。结合无人飞行器本科生创新实践基地多年建设的实践，我们认为，建设高水平的航天学科本科生创新实践基地，必须做好以下几个方面工作。
3.1努力设置高水平的创新实践项目
实践项目设置是创新实践基地工作的核心，创新实践基地的全部活动实际上都是围绕实践项目开展的，实践项目设置的水平直接关系到创新实践活动的效果，关系到基地的运行效果。本科生创新实践基地实践项目设置要充分考虑本科阶段重在夯实专业基础的学习特点，注重蕴含对所学专业知识的运用，充分体现学研结合；注重从多角度锻炼学生的实践动手能力，减少低水平的、粗放的所谓动手能力培养；注重鼓励学生参加创新实践项目的积极性和主动性，尽量减少项目设置限制，让学生可以大胆尝试新概念、新想法；注重实践项目要根据航天技术前沿发展动态不断更新，避免一个实践项目连续使用多年。近几年来，随着无人飞行系统的发展，无人飞行器本科生创新实践基地的实践项目也实现了不断更新，从常规无人机到太阳能无人机，从常规零压气球到长航时超压气球，从常规飞艇到平流层飞艇，实践项目设置紧跟无人系统发展的前沿，实现了持续更新，起到了良好效果。
3.2打造指导能力强的导师队伍
高水平的导师队伍是建好创新实践基地的关键[10]。导师不仅是创新实践项目的设置者，而且直接指导学生参与创新实践活动的全过程。创新实践基地导师队伍，既要保证有一定比例的有多年本科生培养经验的老教授、老专家，又要大力吸纳年轻的、时间充裕、思维活跃的青年教师，还可以适当引入航天工业部门的工程技术人员到创新时间基地兼职。创新基地导师队伍建设可与本科生全程导师制度有机结合，选取在全程导师制中表现突出的导师进入创新实践基地工作。多年来，无人飞行器创新实践基地凝聚了大批年轻的具有博士学位的教师和博士后，吸纳了兵器工业集团附属工厂的工程技术人员，引进了部分具有海外留学经历的青年教师，他们工作热情高、工作时间充裕，创新实践能力强，在创新实践活动开展过程中和学生打成一团，亲自参与无人机设计、加工制造、野外飞行试验、试验结果分析等全部环节，确保了创新实践活动的效果。
3.3推动形成浓郁活泼的创新实践文化
文化作为一种软力量，其影响作用“于无形中见力量”。要采用灵活多样的方式方法，推动形成浓厚的创新实践文化氛围，使学生积极主动参与创新实践活动，勇于创新创造。经常举办各种创新实践活动宣传，让对创新实践活动感兴趣的、切实参与创新实践活动的学生做解说宣传，引导更多学生进入创新实践基地；在创新实践基地举办各种形式的新概念飞行器设计大赛等竞赛活动，设置专门的展区，展出历次竞赛获奖作品，激发学生的创新实践热情[11]；可聘请美欧等航天学科创新创新实践活动组织效果突出的院校的负责人，到创新实践基地向学生介绍国外学生创新实践的情况；可安排专门资金，鼓励创新实践能力强的学生参与国际学生创新实践活动，比如参与国际高校大学卫星计划，参与德国、瑞典等联合发起的欧洲学生探空火箭和科学气球创新实践活动等。我校无人飞行器本科生创新实践基地，每年定期安排在创新实践活动中表现突出的本科生开办学术交流活动，宣传创新实践活动成果，交流创新实践活动经验，扩大创新实践基地影响；基地借助“航天科技文化周”等活动，举办各种形式的新概念无人机设计大赛，同时，积极派出学生参加“中航杯”、“挑战杯”等全国性学生作品竞赛活动。极大激发了学生在创新实践活动中力争上游的热情，取得了丰硕的创新实践活动成果，形成了竞争性创新实践文化。
3.4制定规范高效的运行管理机制
健全规范的运行管理机制是本科生创新实践基地高效有序运行、充分发挥作用的重要保障[12]。要设立专门的创新实践基地管理机构，安排专门的高水平管理人员，对基地运行秩序进行管理，尤其是要考虑本科生课程较多的实际，确保实践基地有足够的开放时间，使学生确实在课程之余能够进入基地开展实践活动；要努力发挥信息化手段在创新实践基地运行管理中的作用，依托互联网等手段，实现实践项目选择、实践项目交流、实践成果展示等网络化管理。
4、结束语
建设创新实践基地，是探索提高航天学科本科生培养质量的一种新模式。从国内外著名高校已有航天学科创新基地的运行效果来看，基地的确在促进航天人才培养质量方面发挥了重要作用，从国内航天学科本科教育存在的问题和社会对航天学科毕业生的需求来看，建设创新实践基地势在必行。创新实践基地的建设和运行是一项复杂的系统工程，本文结合作者所在的国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地建设和运行情况，对建设航天学科本科生创新实践基地的必要性进行了深入分析，对建好本科生创新实践基地的政策措施进行了系统总结，为国内航天学科本科生创新实践基地建设提供借鉴。
参考文献
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如果把高端装备制造业的“工作母机”数控机床比作一个人，那么数控系统相当于人的“大脑”，通过数控系统的指挥调度，一系列复杂的工序就可以在一台机床上自动完成。
作为国内数控系统行业第一家上市公司，华中数控是国内最大的中、高档数控系统生产企业，是国内数控系统行业中具备领先核心技术和自主配套能力的国家首批“创新型企业”。
“要想成为制造大国和制造强国，中国装备就不能没有‘中国大脑’。我们的使命就是用‘中国大脑’装备中国制造。” 武汉华中数控股份有限公司董事长、国家数控系统工程技术研究中心主任陈吉红如是说。
打破封锁
目前，国际市场上中、高档数控系统专业生产，主要集中在日本发那科和德国西门子两家企业，全球市场占有率高达 70%以上，同时占据中国 95%以上的高档数控系统和 80%左右的中档数控系统市场。整个国内数控系统市场的格局是：高端基本被国外品牌垄断，中端市场也是国外品牌占据主要市场份额，低端市场主要被国产系统占领。
华中数控近年来在中、高档数控系统的市场销量逐年上升，公司自主研发生产的中、高档数控系统打破了发达国家对中国的技术封锁，对国外品牌数控系统形成了较大冲击。2011年，公司通过中、高档数控系统的示范应用和推广，进一步加大与主机床厂的合作力度，去年销售数控系统首次实现了1万台的突破，同比增长10%左右。
“这是在市场总体形势不好的情况下取得的，更凸显了公司技术和产品的发展势头良好，抗击市场风险的能力较强。”华中数控董秘、副总经理伍衡对本刊记者说，“2011 年下半年起，全国机床行业整体增速减缓、库存加大、企业经营成本上升。而华中数控仍然加大了对市场营销、产品质量、技术开发、人力资源等方面的投入，为企业持续稳定发展奠定了基础。”
据了解，华中数控自主研发的华中8型高档数控系统成功入选“十一五”国家重大科技成就展，与其配套的普什宁江机床有限公司高精密卧式加工中心THMC6350也作为国家重大专项成果展出，是现场惟一一台高档数控机床。
华中数控市场部部长肖明表示，这充分体现了国家对数控行业和高端装备制造业的重视。这次“十一五”成就展，涵盖了国民经济和高端科技所有重点领域，包括神舟七号、天宫一号、探月工程、大飞机、下一代移动通讯、生物新技术等。与这些成果相比，数控产品相对陌生，但是中央坚定地把“高档数控机床与基础制造装备”放在展览的重要位置，说明高档数控机床与基础制造装备具有基础性、通用性和战略性的特征，是制造各种机器和设备的基础性装备。同时，为其他15个重大专项提供高精度装备，直接影响其研制速度。
相比其他数控系统企业，华中数控具有明显的技术、产品、人才和市场优势。公司的技术研发及产业化能力较强，被评为“国家高技术研究发展计划成果产业化基地”、“国家高技术产业化示范工程”，设立了博士后工作站。“十一五”期间，完成国家科技重大专项三项课题，攻克了一批高档数控系统关键技术，已有多项科技成果获得国家科技进步奖和省部级科技进步奖，并且实现批量生产。申报的三项国家重大专项 2012年度课题，已获得立项批准。主导产品数控系统拥有完全的自主知识产权，已取得国家知识产权局授权专利20项，软件著作权26项，9项产品被评为国家级重大新产品，研制的五轴联动高档数控系统填补了国内空白。
华中数控之所以能不断创新，伍衡介绍说，“产、学、研、用相结合，服务于国民经济主战场，这是华中数控不断创新的核心。公司与华中科技大学合作，在数控装置、交流伺服驱动、伺服电机的研发和产业化方面形成了自主成套能力。经过十几年的发展，公司建立了一支300多人的数控技术研究、开发、管理人才队伍，其中大部分具有本科以上学历，100多人具有硕士或博士学历。一批技术和业务骨干持有公司股份，近两年核心技术人员未发生变动。”
基于领先的技术平台，华中数控可以根据市场需求和用户个性订单，快速提供灵活多样的产品和服务，满足用户多层次需求。在产品的齐全性、成套性、性价比等方面具备显著的竞争优势和品牌优势。
据肖明介绍，华中数控的数控系统广泛应用于国内主要机床制造企业和航空航天、电力、能源、汽车等重点行业。公司与部分机床厂建立了战略联盟关系，通过一批国产中、高档数控系统应用验证示范点，共同开拓下游市场。此外，覆盖全国的技术服务网络为用户提供了良好的服务，扩大了企业的影响力。
中国已成为世界第一大数控机床消费国和生产国。根据中国机床工具工业协会对 2007 年至 2010 年国内数控系统企业年度经济指标统计，近五年，华中数控中高档数控装置产品的市场份额一直位居国产数控系统行业第一。华中 8 型高档数控系统技术平台的成功开发，将大大缩短与国外高档数控系统的差距，并在现场总线技术、智能化技术、加工工艺技术集成等部分功能和性能实现技术原创和超越。
2011年年底正式投产以来，华中8型数控系统已实现数百台生产销售。其中，已与国家重大专项课题研制的10类44台高档数控机床配套应用，是配套最多的国产高档数控系统。涉及到的合作公司有东方汽轮机、大连机床、昆明机床、秦川机床、武汉机床、安阳机床等。
在航空航天方面，华中数控与大连机床集团合作，研制的高档数控机床被上海航天技术研究院选用，成功用于批量加工航天卫星零件，实现了国产高档数控系统在航天领域的突破。
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当前，随着工业、服务业、自主创新产业化、区县等一批又一批高水平重大项目建设，天津各项事业蓬勃发展，产业结构迈向高端，发展方式明显转变，经济社会发展正在发生质的变化，这必将对天津职业教育发展产生重要影响。为进一步明确学院改革发展方向，强化制造业和制造类服务业优势，提高专业和课程结构调整针对性，不断提升教育教学质量和社会服务能力，更好地服务重大项目建设和区域经济发展，学院组织开展了天津市120项工业重大项目与我院专业对接及人才需求专项调研，对天津工业发展现状与长远规划、120项工业重大项目建设情况、我院专业建设现状及与120项工业重大项目对接情况、技能人才需求等进行了调研分析，形成了调研分析报告。
一、天津工业发展现状与长远规划
天津是我国近代工业的发祥地、民族工业的摇篮、重要的工业基地。改革开放30多年来，天津工业在调整中不断发展壮大，工业化水平不断提高，建立起了较为完善的产业体系，全部工业增加值从1978年的54.4亿元增加到2010年的4410.7亿元，年均增长15.23%，对全市经济增长的贡献率达到63.5%，成为全市国民经济的主体和经济发展的重要支撑力量。
“十一五”以来，天津工业紧紧抓住滨海新区开发开放的重大历史机遇，围绕国家对天津建设北方经济中心和高水平现代制造业和研发转化基地的定位要求，深入贯彻落实科学发展观，坚持走新型工业化道路，着力构筑高端化、高质化、高新化产业结构，推动产业链向高端转移；着力增强自主创新能力，推进增长方式向创新驱动转变；着力推进节能降耗，实现发展模式向资源节约型和环境友好型转型，着力推进高水平大项目建设，用项目优化结构、提升水平、保障当前、支撑长远。《天津市工业布局规划（2008—2020）》确定了到2020年天津工业发展的蓝图。
总体思路：以科学发展观为统领，围绕实现北方经济中心和建成高水平现代制造业和研发转化基地的定位，紧紧抓住滨海新区开发开放的重大历史机遇，走新型工业化道路，转变经济发展方式，着力推进产业结构优化升级，构建高端化、高质化、高新化产业结构，实现高端发展；着力增强自主创新能力，推进天津制造向天津创造转变，实现创新发展；着力推进节能降耗，发展循环经济，实现可持续发展；着力优化工业布局，促进三个层面联动，实现统筹协调发展，显著增强天津工业的综合实力和国际竞争力，建成面向世界的现代化工业基地。
总体目标：到2015年工业总产值达到3.5万亿元，工业增加值达到9000亿元；到2020年，工业总产值突破6万亿元，工业增加值达到1.6万亿元，总量规模进入全国前十位。
产业定位：
构建一个新型工业体系：以战略性新兴产业为引领、装备制造业为核心、优势支柱产业为支撑的新型工业产业体系，战略性新兴产业比重达到40%。
建成四个基地：高水平研发转化基地、战略性新兴产业基地、工业循环经济示范基地、新型工业化示范基地。
发展优势支柱产业：航空航天产业形成大飞机、直升机、无人机全系列的航空产业，新一代运载火箭、卫星、空间站为主的高端航天产业，成为我国重要的航空航天产业基地。石油化工产业形成从石油勘探开发到炼油、乙烯、化工完整的产业链条，加快建设南港石油产业聚集区，建成集3500万吨原油、3500万吨炼油、300万吨乙烯和一批百万吨级石化产品的国家级石化产业基地。装备制造业重点发展石化装备、造修船、轨道交通设备、大型工程机械与运输设备、风电成套、水电成套、核电成套、超高压输变电成套、港口机械、国防关键设备十大成套装备，建设临港重装、南港冶金两大产业聚集区，实施钢铁行业调整重组，壮大中高档轿车规模，形成200万辆轿车生产能力，积极发展新能源汽车，建成规模效益明显的国家级重型装备制造基地。电子信息产业重点发展集成电路、移动通信、高性能计算机服务器、显示器、片式元器件、汽车电子、软件、光电子和光通讯、人工智能等领域，积极推进以超算中心、RFID、传感器、传输设备等为代表的物联网产业和信息安全等新兴产业的发展，加快产业转型升级，成为具有国际竞争力的国家级电子信息产业基地。生物医药产业建成全球最大的皮质激素生产基地、亚洲最大的大输液生产基地、国内领先的中药现代化基地、国内重要的抗生素原料药生产基地。新能源新材料产业重点发展绿色储能电池、光伏电池、风力发电等新型能源，成为我国最大的风力发电设备制造基地、重要的绿色能源生产基地。轻工纺织要进一步优化升级，培育扩大品牌优势，大力发展白色家电、绿色食品、手表及精密加工、日用化学品、自行车、纺织服装六大领域，做精做特手表、做大做强自行车、做优做高纺织服装，建成优势明显、特色突出、精品荟萃的新型轻工纺织产业体系。国防科技工业要利用现有的基础，吸引一批拥有尖端技术的国防科技工业企业落户天津，建成我国重要的国防科技工业生产基地。
二、120项工业重大项目总体概况
（一）全市重大项目情况
市政府始终坚持把抓大项目、好项目作为落实科学发展观的重要举措，围绕加快发展、结构调整和转变发展方式，加快构筑高端产业高地，相继推出了涉及天津市各重点产业领域和基础设施建设的高水平重大项目940项，总投资达到1.84万亿元，其中重大产业项目690项，总投资1.49万亿元，占全部重大项目总投资的81%，包括：6批120项工业重大项目，总投资5737亿元；4批80项自主创新产业化重大项目，总投资368.5亿元；5批600项区县重大项目，总投资5306.1亿元；3批60项服务业重大项目，总投资3503亿元。
（二）工业重大项目情况
120项工业重大项目是从2007年8月3日到2010年2月20日，在不到两年半的时间里分6批推出的，涉及子项223个，总投资5737亿元。
1、产业分布
航空航天产业8项（13个子项），总投资351.8亿元，占全部投资的6.13%。石油化工产业14项（26个子项），总投资1268.6亿元，占22.1%。先进装备制造业47项（83个子项），总投资2066.5亿元，占全部投资的36%。电子信息产业18项（33个子项），总投资479.2亿元，占全部投资的8.4%。生物医药产业4项（13个子项），总投资106.9亿元，占全部投资的1.9%。新能源新材料10项（22个子项），总投资517.2亿元，占全部投资的9%。改造传统产业16项（27个子项），总投资827亿元，占全部投资的14.4%。国防科技工业3项（6个子项），总投资119亿元，占全部投资的2.1%。优势支柱产业项目投资达到5187.7亿元，占全部投资的90.4%。
2、主要特点
一是水平高。主要体现在：
突出优化产业结构。120个重大项目中，高新技术项目占全部投资的51.3%，体现了高端高质高新的要求。特别是一批战略新兴产业和占据产业链或产品链高端项目的实施，将有助于天津市加速抢占技术制高点。
突出提升技术水平。具有自主知识产权项目占全部投资的20.6%。代表中国航天最高水平和国际领先水平的新型运载火箭、超百万亿次高性能计算机、气动脱硫、光通讯、薄膜和聚光太阳能电池、激光显示器等一批具有世界先进水平的自主创新项目的建设，填补了天津市高端产业或高端产品的空白，推进天津由制造向创造迈进，由要素驱动向创新驱动转变。
突出发展先进装备。装备制造业项目投资2066.8亿元，占全部投资的36%，位居优势支柱产业之首，是投资额最大、最集中的产业。每一批项目中装备制造业项目的比重都超过了四分之一，不仅投资强度大，而且质量高，着力于壮大产业规模、提升大型成套装备制造能力。
突出推动产业聚集。石油化工产业在百万吨大乙烯项目带动下，一大批石化下游项目迅速跟进，充分利用了乙烯资源，加速了聚集，使产业链更完整，竞争优势更明显。
二是规模大、效益好。120个项目总投资5737亿元，这个规模超过了1950年到2006年57年的工业固定资产投资总和，占全市940个重大项目总投资额的31.1%，而项目数量仅占全市的12.8%。120个项目平均每个项目投资达到47.8亿元，有9个项目投资超过百亿，全部建成后设计新增产值超过1.2万亿元，达到12716亿元，相当于2009年工业存量的97.4%。
三是紧紧围绕滨海新区开发开放。120个项目（223个子项）中有92项（154个子项）坐落在滨海新区，总投资4488.7亿元，占全部投资的78.3%，强力支撑滨海新区现代制造业和研发转化基地的建设。一批高水平产业聚集区在滨海新区逐步形成。
四是充分体现了国家战略带动和支持。120个项目的投资主体涉及中央企业、天津市大型地方国有企业、世界500强企业、国内知名企业和民营企业等多种类型。其中中央企业投资规模较大，总投资超过2000亿元（达到2200亿元），占38.4%。
3、项目进度
截至2010年上半年，已累计建成47项，完成投资2850亿元，占全部投资的49.7%。按照计划，2012年底前所有项目将全部建成。
三、120项重大工业项目与中德学院专业对接情况
截至2010年8月（有关专业的数据下同），中德学院现有专业和方向37个，2009年招生专业29个，2010年招生专业35个。按照学院“十二五”专业建设规划，“十二五”期间计划新增专业9—16个，改造整合9个专业，经过专业结构和布局的调整，形成9—10个专业组群、45—50个左右专业。
一是在37个现有专业中，与120项重大工业项目直接相关的专业有29个，占78.4%，其中的数控技术、数控设备应用与维护、模具设计与制造、汽车检测与维修、机电一体化技术、液压与气动技术、飞机制造技术、电气自动化技术、楼宇智能化工程技术、风能与动力技术、材料工程技术、计算机控制技术、计算机辅助设计与制造、软件技术、计算机网络技术、移动通信技术、计算机多媒体技术等17个专业关联度较高、范围较广，可在专业计划投放上加以倾斜，并加强订单式培养；间接相关专业8个，占27.6%，其中的人力资源管理、连锁经营管理两个专业适用性较强，有一定的拓展空间。但是120个重大项目对人力资源管理人才需求量有限，主要由于120项重大工业项目投资主体多是大企业、大集团，他们对这类人才需求的层次要求较高，本科以上学生比较有竞争力，高职层次人力资源人才比较适合一些中小企业，需开拓更加合适的方向和定位。
二是拟新增的16个专业和方向：这16个专业中涉及制造业11个专业中的10个专业都与120项重大工业项目直接相关，主要是新能源新材料技术与服务组群的材料成型与控制技术、太阳能光电应用技术、节能技术管理与服务和新能源应用技术4个专业，航空航天技术与服务组群的航空机电设备维修、航天器制造技术两个专业、先进制造技术组群的焊接技术及自动化，自动化技术组群的建筑电气工程技术（物联网技术）、生产过程自动化技术两个专业和汽车交通技术与服务组群的汽车造型技术，完全符合工业加快新能源新材料这一战略性新兴产业发展的需要。间接相关性较强的是现代物流技术与管理，现代物流技术的应用不仅是企业降低成本的一条重要措施，更是企业适应工业信息化特别是物联网发展趋势的需要，因此，该专业具有较好的发展前景和空间。
四、人才需求预测情况
目前，职业院校是天津市企业技能人才的主要来源，26所独立设置的高职院校和122所中职学校，每年为企业输送近20万名专业技术人才。近几年，充实到企业的技术人才中有94%来自于职业院校。
分析思路依据：主营业务收入（销售收入）、从业人员、资产总额是衡量工业和企业规模的三个主要指标，能够反映出投入、产出、用人之间的相互关系，是我们进行人才需求预测主要考量的指标。按照三次产业分类法，行业是对经济活动的基本分类（通常说的产业都是由这些基本行业组合而成的），是一切经济活动分析的基础。因此，对120项重大工业项目人才需求预测，主要是通过对工业行业投入、产出和用人规律的分析进行的。通过对调研情况、经验数据和不同产业用人规律的综合分析对比，并充分考虑了由于科技进步和劳动力正常流动等因素使不同时期的同一产业用人情况不同等情况，提出了120项重大工业项目的用人需求预测。考虑到120项重大工业项目大部分在2012年前全部竣工，时间预计到2015年。
具体方法是：根据“十一五”工业39个大类行业的从业人员、固定资产净值和主营业务收入实际情况，分析人均固定资产净值（人均投入）和人均主营业务收入（人均产出）“十一五”期间的变化情况（平均增速），对“十二五”期间每个行业的人均投入和人均产出的平均增速及2015年的人均投入和人均产出值做出预计；将120个项目按行业归类，再根据每个项目的投资额和新增销售收入及项目所在行业的2015年的人均投入和人均产出，分别预测出每个项目的用人总需求和新增总需求。在此基础上进行汇总，预测出120个工业重大项目技能人才需求总规模（总量）和新增需求总规模（增量）及行业分布。
根据上述方法，我们做出了以下分析和预计：
（一）120个重大工业项目的行业分布
按照国家颁布的《国民经济行业分类标准》，120个工业重大项目根据其产品属性，基本分布于22个大类行业，其中制造业19个，采掘业1个（石油和天然气开采）以及电力热力生产和供应业、水的生产和供应业。
（二）到2015年全市规模以上工业及各行业从业人员预计
一是全市规模以上工业企业（销售收入500万元以上企业及全部国有企业）从业人员连续多年保持在120万人左右（2008年为119.7万人）， “十一五”期间平均增速为-0.69%，“十二五”期间年均增速预计为0.79%，到2015年全市规模以上工业企业从业人员将达到127.7万人。
二是“十一五”期间从业人员呈增长态势的只有10个行业，其余均呈不同程度的下降，增长最快的是废弃资源和废旧材料回收加工业（44%），其他增长行业依次是专用设备制造业（18.36%）、通用设备制造业（13.22%）、石油和天然气开采（8.2%）、交通运输设备制造业（6.6%）、通信设备计算机及其它电子设备制造业（3.43%）、 饮料制造业（2.66%）、电气机械及器材制造业（1.94%）、 石油加工炼焦及核燃料加工业（0.27%）。预计“十二五”期间随着产业结构的不断优化和技术水平的大幅提高，从业人员总量变化不会很大，主要是在不同行业的调整，呈增长态势的有13个行业，最快的依然是废弃资源和废旧材料回收加工业（30%），其他依次是专用设备制造业（6.36%）、通用设备制造业（5.22%）、饮料制造业（2.66%）、交通运输设备制造业（2.6%）、石油和天然气开采业（2.6%）、电气机械及器材制造业（2.04%）、饮料制造业（1.66%）、通信设备计算机及其它电子设备制造业（1.43%）、石油加工炼焦及核燃料加工业（1.07%）、印刷业和记录媒介的复制（0.74%）、食品制造业（0.24%）、电力热力的生产和供应业（0.08%）。
到2015年，37个行业中，从业人员超过10万人的由2008年的两个行业增加到4个行业，用人最多的由通信设备计算机及其他电子设备制造业改为交通运输设备制造业，依次是：交通运输设备制造业（15.43万人）、通信设备计算机及其他电子设备制造业（15.40万人）、通用设备制造业（15.2万人）、专用设备制造业（12.97万人）；用人在5—10万人的有4个行业，依次是石油和天然气开采业（8.96万人）、黑色金属冶炼及压延业（8.76万人）、电气机械及器材制造业（6.65万人）、金属制品业（5.3万人），有14个行业从业人员在1—5万人，其余行业在1万人以下。
可以看出，从业人员多且呈增势的行业主要集中在装备制造业、石油化工产业、电子信息产业中，特别是装备制造业是下一步吸纳技能人才的主要渠道。
（三）2015年120个重大工业项目技能人才总需求和与中德学院专业对接人才总需求
按照上述分析方法，我们对120项重大工业项目（223个子项）到2015年技能人才总需求、新增总需求及行业分布做出了预计，同时，根据专业对接情况，对学院关联需求做出了预计。
到2015年，120项重大工业项目技能人才总需求88.1万人，新增技能人才总需求39.3万人，分别占届时全市规模以上从业人员的69%和30.8%。其中，与中德学院专业关联较强的共133个子项，主要涉及机械制造与维修、汽车（其他车辆）制造与维修、其他装备制造与维修、装备制造零部件配套生产等，相应涉及的技能人才总需求21.3万人，新增总需求11.3万人，分别占全部项目总需求和新增需求的24.1%和28.8%。
从技能人才新增需求行业汇总情况看，需求在1万人以上的有7个行业，依次分别是专用设备制造业、交通运输设备制造业、通信设备计算机及其他电子设备制造业、电气机械及器材制造业、黑色金属冶炼及加工制造业、通用设备制造业，这7个行业合计新增需求32.3万人，占全部新增需求的82.1%。这7个行业也是与中德学院关联较高的行业，每个行业我院的关联需求都在5000人以上，其中专用设备制造业高达3.7万人。
五、结论与建议
（一）120项重大工业项目是“十二五”期间天津工业总量规模增加和结构调整的重要支撑，也是人才需求增量的主要来源
120个项目总投资5736.2亿元，设计新增总产出1.2716万亿元，2012年全部建成发挥作用。按照天津工业布局规划（2008—2020），2010年全部工业总产值将达到1.7万亿元，2015年达到3.5万亿元，“十二五”期间5年净增1.8万亿元，120项重大工业项目的新增总产出占“十二五”期间全部工业新增总产值的70.6%。目前，全市工业全社会从业人员大体在210万人（2008年实际数为218.5万人，其中规模以上工业企业从业人员119.7万人），技能型人才大体占40%左右（84万人），随着天津工业产业结构的不断优化和劳动力素质水平的普遍提高，按照全市人才建设规划，技能人才比例将不断扩大，逐渐成为劳动力的主体力量，技能人才比例增加到60%左右（130万人，届时全部从业人员按220万人预计），净增约50万人，120项重大工业项目技能人才新增总需求39.3万人将占全市技能人才净增总量的80%。因此，服务对接工业重大项目是今后一个时期学院专业建设与加快发展的重要任务。
（二）中德学院制造业及制造业服务业专业组群的定位，不仅与天津工业发展需要完美符合，也符合天津的城市定位
从工业自身结构看，天津市工业的主体是制造业，产值占90%以上。重大发展的优势支柱产业基本都在制造业行业范畴（除石油化工产业中的石油和天然气开采属于采掘业以外），2010年优势支柱产业占全市工业总量比重达到91.6%。按照工业布局规划，到2015年优势支柱产业所占比重将继续提高到94.3%。
从全市三次产业结构及发展趋势看，目前工业在全市经济中占主导地位，第三产业快速发展，二、三产业共同支撑天津经济发展。2010年，全市三次产业结构为1.6∶53.1∶45.3。研究表明，根据天津城市定位（国际港口城市、北方经济中心和生态城市）、资源禀赋和国家的总体部署，今后相当一段时期，天津都将是二三产业双轮驱动的经济发展格局。按照工业化发展的一般规律判断，天津市于2007年开始进入工业化后期阶段（标志是人均GDP超过6000美元），目前仍处于工业化高速发展阶段， “十二五”期间工业仍将继续保持较快的发展速度，工业化程度进一步深化，到“十二五”末（2015年），基本完成工业化阶段（标志是三产比重超过二产比重）。“十三五”期间（2016—2020），天津市将进入后工业化阶段，逐步过渡到以服务经济为主的产业结构，工业虽依然是天津经济的重要支撑，但产业结构将进一步转变，形成以战略性产业为引领、装备制造业为核心、优势支柱产业为支撑的新型产业体系，高新技术产业比重将达到45%。
从第三产业自身发展特点看，与工业发展相衔接，天津市的第三产业（服务业）重点是发展现代服务业即高端生产业，现代金融、现代物流等现代服务业占全市第三产业比重高达70%。
因此，站在天津经济发展的视野看“中德”，制造业和制造类服务业的专业定位，为将学院发展成为高职旗舰院校、百年中德、实现“国内领先、国际一流”的办学目标，奠定了坚实的基础。
（三）加快专业结构调整优化，进一步提高核心竞争力
专业优势是学校的核心竞争力，专业设置和专业建设是否适应发展的需要是学校发展水平的标志。为了有针对性地提出专业建设的意见，在对120项重大工业项目需求进行综合分析的基础上提出以下建议：
一是服务先进装备制造业发展，调整优化现有优势专业，巩固制造业专业优势。120项重大工业项目涉及到的产业（或领域）与我院现有专业关联较强的是天津市重点发展的航空航天产业、装备制造业和国防科技工业，重大项目的投入比重大，共有58项（102个子项），总投资2537.3亿元，占44.23%。技能人才需求也很大，总需求31.8万人，占全部总需求的36.1%，新增需求20.2万人，占全部新增需求的51.4%。同时，石油化工产业由于其装备水平的高度先进性和人才结构调整的需要，对机电类技能人才也有很大需求。在“十二五”专业建设中，要抓住机遇，把调整改造、做大做强传统优势专业作为专业建设的重中之重，提升现有优势核心专业水平、围绕需求拓展专业组群，巩固并形成更大的优势。
二是围绕战略性新兴产业发展，加快新专业建设，不断丰富完善专业组群。天津市下一步战略性新兴产业将重点发展航空航天产业、新能源产业、新材料产业、信息网络产业、新能源汽车产业、节能环保产业、生物技术与健康产业、文化创意产业和高端生产业8大领域，并提出了相应的发展重点。这无疑为中德学院专业建设指出了方向。但不是有什么新产业，我们就发展什么新专业，而是要统筹考虑，突出重点，扬长避短，稳步推进，实现传统优势专业做强、新专业做优。航空航天专业组群的建设应依托现有专业优势、根据企业真正需求选准定位，航空航天产业随着“三机一箭一星”等龙头项目落户后，下一步航空产业要重点发展飞机零部件、发动机、机载设备、机场空管设备、飞机维修、物流配送等，航天产业要发展导航终端产品、航天功能材料等，建议航天专业定位于部件制造与维修、总装，航空专业在原有基础上增加飞机维修方向；新能源产业中天津是全国风电产业的领头羊，全国风电新增装机容量近三分之一（风电设备）由天津制造，因此，我们的新能源专业组群应在风能专业上下大功夫，围绕风力发电设备制造扩大和丰富专业组群（控制系统、传动系统、关键零部件制造，直至进一步扩展到发展风机中的叶片复合材料等新能源材料等），风能专业的发展还可以充分发挥我们机电专业的优势并带动其改造提升。与此同时，依托汽车专业的优势，增加新能源汽车方向。
三是依托行业龙头企业，深化校企合作，不断提升专业建设水平。新专业要不要建、建哪些、怎么建、课程如何设置、师资从哪来，老专业怎么改，都要坚定不移地依托行业龙头企业的支持，与企业建立紧密的合作关系，没有这些企业参与是不可能做到专业建设高水平的。做到这一点关键是如何创新合作机制，这不仅是长期以来全国职业院校面临的难题，也是摆在中德学院面前的一个重大课题。现在应该说我们有机遇，天津这一轮发展是国家战略，大量国家资本投入优势产业、战略产业的发展，而且这些投资主体都是行业龙头，无疑给中德学院与这些企业深度合作进行新专业建设和传统优势专业改造提升创造了条件和机遇。我们必须抓住机遇，把基础功课做足，利用一切资源、创造一切条件加强与这些企业的全面战略合作，这是学院“十二五”期间实现跨越发展的重要任务。
篇5
在IT界成就了IBM PC兼容机和谷歌安卓系统的开源战略，如今被电动车霸主特斯拉带进了电动汽车行业，这无疑将加速电动汽车行业的技术整合与资源集聚，一个特斯拉版的安卓生态系统正在萌芽。
美国时间6月12日，特斯拉创始人马斯克在公司官网博文“我们所有的专利属于你（All Our Patent Are Belong To You）”，宣布将开放所有专利给其他公司和个人使用，马斯克表示，“任何人出于善意想要使用特斯拉的技术，特斯拉不会发起专利侵权诉讼”。他认为，开放专利只可能增强特斯拉的地位，可以让所有电动车厂商和整个世界都受益于一个共同快速发展的技术平台。惊叹之余我们最想知道的是，特斯拉开放的专利都有哪些？有电动车界苹果之称的特斯拉如今走上了谷歌的开源道路，会将电动车产业带向哪里？
特斯拉的技术诱惑
技术天才马斯克简直像是来自科幻电影的人物。他创办的贝宝（PayPal――美国版支付宝），2002年被电子商务网站eBay收购，马斯克用这笔交易得来的2亿美元投资了私人航天技术公司太空X，以及电动汽车公司特斯拉和太阳能技术及服务公司日光城。这几个当初并不被看好的烧钱项目，如今让马斯克风光无限，特斯拉卖出去几万辆，以高端形象和技术优势斩获无数美誉；马斯克自己设计的运载火箭也成功发射进了太空，引来美国航空航天局的巨额订单。
马斯克创办的公司都带有鲜明的技术基因，也被认为是其核心竞争力所在，正因为如此，特斯拉的开源战略才会引起震动。那么，特斯拉的核心技术有哪些，开放的专利又包含哪些？
国际知识产权组织给出的数据显示，截至今年6月13日，包含“TESLA”字样的专利（含授权和在审）共有749项，其中美国专利454项，欧洲专利局专利85项，中国专利13项。技术专利涉及最多的前三位分别是电池组（125项专利）、电能存储系统（85项专利）、和电动车辆动力装置（53项专利）。在这些专利中，快速充电技术无疑是最受关注的。与特斯拉Model S充电20分钟能跑300公里相比，其他竞争对手的车型充电1小时只能行驶150公里。为了保护自家的快速充电技术，特斯拉曾申请了相关专利：利用双温控制系统动态调节充电速度，提升充电效率。这一技术专利如今在开放之列。
特斯拉最特殊之处是采用了约8000节松下生产的18650电池来构成特斯拉的电池系统（松下这种电池普遍用于笔记本之中），这在所有的电动车厂中是独一无二的，其它电动车厂多数都是使用大容量电池单元构成电池系统，特斯拉使用小容量电池系统主要是基于成本低和安全性考虑，因为这种电池有量产经验，而且一旦某个电池单元出现热失控，可以及时关闭，并不影响周围的电池单元，对整车能源影响也更加微小。但是将众多的小电池单体组成电池组，将会大幅增加电池单体之间的不一致性，导致单体温度、电荷、电压出现不平衡现象，引起个别电池过充、过放并产生静电反应，从而降低电池组寿命以及安全性。这样一个电池矩阵的构架与管理，就是特斯拉最核心的技术。不过特斯拉并没有为这最核心的技术申请专利，也就是说，这个最核心的技术不在开放之列。
在电池生产方面，特斯拉最近与松下在美国共同投入巨资建立了合资的超级电池生产基地，其中相当多关键技术被包括松下在内的公司掌握，特斯拉自己也只是获得使用许可权，无法再次授权更不可能放弃专利。
特斯拉是带有鲜明网络血统的IT概念车，人机交互和控制系统设计最为消费者追捧。马斯克此次开源的目的是促进电动车基础设施的发展，据悉IT技术也不在此次专利开放之列。
可以预见的是，如果“让所有电动车厂商和整个世界都受益的共同快速发展的技术平台”能够建立，真正的核心技术，包括电池制造技术、电池矩阵的架构管理技术，将掌控在松下、特斯拉及其股东手中。目前，丰田持有特斯拉2.4%的股权，戴姆勒则持有特斯拉4.3%股权。但无论如何，与专利战打得热火朝天的苹果、微软相比，特斯拉的开源战略让它离“改变世界的伟大公司”更近了一步。
图谋产业布局
谷歌安卓系统在智能手机市场的成功，是对特斯拉为何选择开源战略最好的阐释。
苹果iPhone出世之前的智能手机操作系统市场，可以说是诺基亚塞班、微软Windows Phone、Plam OS、黑莓OS割据天下。iPhone OS的平台思维，让谷歌看明白了未来的产业竞争就是生态系统的竞争。谷歌在开源的linus平台上开发出安卓系统，并把安卓系统免费提供给所有硬件厂商，利用开放平台的廉价优势为自己迎来了巨大的市场和商业利益。如今再看当初的几大智能手机操作系统，除开微软Windows Phone还在艰难挣扎，其它都已烟消云散。
逻辑虽然如此，技术新贵特斯拉此时弃苹果封闭系统模式而学谷歌，仍有其风险，毕竟，特斯拉还是一家技术型创业公司，产业根基无法与开发安卓时的谷歌和开拓PC市场时的IBM相比。连马斯克自己都说，开放专利的决定让股东和投资人惊呆了，但他们都选择支持。马斯克在此时选择开源战略，也许与他近期的中国行不无关系。
特斯拉在中国有不少车迷，中国也被认为是特斯拉下一步开拓的战略市场。然而今年4月马斯克来中国为特斯拉开路，却遭遇与国家电网合作充电网络失败的挫折。当然这只是特斯拉乃至全球电动汽车充电僵局的一个缩影。电动汽车企业很难以一己之力在全球范围内布局充电网络，但小规模的电动车保有量和相互割裂的充电标准，很难对国家电网这样的合作伙伴构成投资充电网络的吸引力。一直以来，这个僵局难以打破。数据显示，特斯拉在去年共卖出了2.25万辆Model S，日产聆风自上市以来的销量也才超过10万辆。相比之下，全球燃油汽车的销量则达到了8284万辆。
篇6
一、军民融合带动基础工业转型升级的路径机理
（一）军工需求牵引基础工业产品质量升级
围绕武器装备研制需求和生产需求，基础产品、原材料等国防科技工业支撑保障产品将相应提高质量技术标准，进而带动机械、冶金、化工、轻纺、建材、有色、石化、电子等相关产品的质量提升与支撑保障能力。以军用技术推广项目为支撑，以国防武备需求为引导，能够推动计算机集成制造（CIM）等先进制造技术广泛使用，加快基础工业淘汰落后技术和产能，促进新技术、新工艺和新设备得到更广泛应用。此外，挖掘国防武备需求的民用潜力，发挥国防武备需求与市场需求的协同效应，还有助于提升工业整体实力和核心竞争力。
（二）军民融合提升基础工业技术水平和制造能力
目前，我国已经建立了门类齐全、高水平的国防科技工业体系，许多关键技术，包括微电子技术、光电器件、人工智能系统，实时导航系统、空气动力系统、计算机和雷达、核能利用技术、新型火炸药和燃料等，大部分都是在军工领域率先实现突破的通用技术。通过军民融合，大力发展军民通用技术，特别是通过产业化的发展，不仅提高国防科技企业自身的基础能力、技术实力、经济实力及市场竞争能力，更能有效带动基础工业中相关行业的技术进步和制造能力的提高，在市场经济环境中得以良好生存和发展。
（三）军民融合推动创新要素共享、激发无尽创新活力
国防科技企业拥有国家特殊的资源配置，汇聚了数十万高素质科研人员，上百万人才队伍，拥有大量价值不菲世界一流的先进实验设施和科研仪器，在许多高技术领域有非常雄厚的科研积累和大量核心技术成果，有很强的核心技术研发、设计及相应的制造能力。通过军民融合，推动这些重要创新资源的共享，加快创新人才的交流与流动，可以在很大程度上提高我国国家创新体系的创新能力与创新效率。《中国制造2025》中，新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、核电装备、新材料领域都是需要重点突破领域，而在这些领域军民协同创新有巨大的空间和潜力。
（四）军民融合促动战略性新兴产业快速崛起
近年来，许多民营企业在网络安全和信息化军民融合领域展现出蓬勃发展的生机与活力，“民参军”的范围涵盖电子信息产品制造、软件及系统集成、信息传输、信息服务和网络安全等各个领域。十三五时期我国将大力发展的战略性新兴产业，特别是《中国制造2025》中要着力突破的重点领域，大多与国防科技工业高度相关，这些领域的核心技术均具有很强的军民两用性。国防科技工业的发展在技术扩散和需求牵引两个维度上有力推动这些新兴产业的发展。此外，国防科技工业把核科学技术、电子技术、航空航天技术等扩散应用到基础工业部门，也构建并发展成为原子能发电站、大型客机、地面设备、气象和通讯卫星、大型计算机等新兴产业。通过发展结构相似、技术相通、工艺相近的军民两用产业，加快国防科技工业的民用化程度，必然催生培育出一批具有较大规模和较长产业链的新兴产业。
二、军民融合发展面临的主要挑战
（一）国防科技工业与基础工业之间仍有明显的体制分离
国防科技工业在军民两用技术项目上已体现出了很强的自主创新能力，但这些高技术成果却一直未能顺利地实现产业化。国防科技管理机构也没能很好搭建工程化平台，科技成果转化的中间环节较为薄弱，缺少军民互通、互动的交流平台。对于军工系统中的基础工业企业，由于长期过度依赖于军工保障条件而不能灵活地进行市场运作，从而缺乏强劲的市场竞争力；对于能生产军品的基础工业企业，由于订货渠道的闭塞，很多优质产品还不能有效地输送到军工部门。再加上研发管理体系、价格核算体系、产品标准体系等的不同，更进一步阻碍了军、民企业之间技术、产品、信息的沟通与交流。
（二）国防科技工业对基础工业的辐射能力有待扩大
我国国防科技工业在民品领域，缺乏极具辐射能力的大型企业。此外，国防工业带动基础工业发展模式严重趋同。各军工企业部门的基础工业发展大多集中在汽车制造、家用电器、时装、饮料等一般性民用产品上，在国内外市场上都不具有明显的竞争优势，甚至有些产品没有任何竞争优势。在信息技术、生物技术、制造技术、新材料技术、新能源技术等领域，国防科技工业带动辐射基础工业，进而培育形成一批具有革命性的新兴产业依然任重道远。
（三）利益壁垒阻碍军民深入融合
我国目前有13万家民营高新技术企业，很多高新技术企业在新能源、新材料、电子信息产业方面都与传统军工企业相比肩，有的技术水平甚至高于十大军工集团，但是却只有550家民营企业进入军工行业。同时，随着军工行业集团化、规模化发展，大型军工集团在研发、生产、配套等产业链上分子公司众多，相关订单或项目在集团内部消化，企业集团外的企业即便同属国有企业也面临进入壁垒。军民融合意味着军品市场的垄断地位将被打破，军工企业将直接面对越来越多且越来越强的国内外竞争。如何充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，通过竞争决定企业的参与程度，实现融合资源的使用效益最大化；同时找准国家、军队、企业利益的契合点，形成融合深度发展的合力，这是军民融合发展需要着力解决的一个关键问题。
三、如何依托军民融合实现基础工业转型升级
（一）推泳工开放，引导社会资源进入武器装备科研生产领域
当前，国防投资领域门槛较高，如果没有相应的激励政策，社会力量参与的积极性就不高，很难形成竞争机制。为此，一要建立开放式发展的武器装备科研生产格局。立足国家工业基础，坚持军品优先，精干军工主体，扩大协作配套范围，全面引导社会资源进入军品能力建设领域，加快放开一般能力，使其寓于民用工业中发展，逐步形成面向全国、分类管理、有序竞争的开放式能力发展格局。二要加快改进军品市场准入和退出制度。根据新的形势和发展要求，修订武器装备科研生产许可目录，并面向全社会公开。建立健全武器装备科研生产退出制度，解决企事业单位退出武器装备科研生产体系时的安全保密、能力保持、任务接转等问题。三要建立公平竞争的政策环境。出台国防科技工业投资体制改革的配套措施和办法。改革现行军品税收政策，对从事武器装备科研生产的各类企事业单位执行统一的税收政策。对承担同类武器装备科研生产任务的企事业单位实行同等投资政策。
（二）大力推进军工和民用技术相互转化
一要鼓励成立科技成果转化办公室等类似机构，并积极利用好社会技术服务中介的桥梁纽带作用，把军工领域中具有市场前景的军品技术转化成民用成果；扩大收集基础工业的优势技术和产品，促进供求双方有效融合。二要发挥国防科技工业军民融合产业投资基金等相关专项资金的引导作用，通过政府提供政策和资金支持，建立完善军品民品之间的技术转移机制，鼓励有关试点区域加速军用技术成果推广转化步伐。三要以建设示范性国家技术转移机构、科技成果转移示范区、成立众创空间等为契机，促进军民科技相互支撑转化，推进科技成果的产业化；构建军品与民品之间的R&D成果有偿共享体系，提升技术流动的效率。四是多方面入手破除国防科技工业向基础工业技术辐射的体制机制障碍。在国家层次实施军民两用技术及产业发展专项，通过制定军民融合法规、完善相关优惠政策，引导民用先进技术转移进入军用领域，带动节能环保、新材料、新能源、装备制造等新兴产业加快发展。
（三）推进创新资源共享，探索建立协同创新机制
充分调动军工集团公司、科研院所、高等院校等各类创新主体的积极性，遵循市场规律，围绕军品科研生产和工业转型升级，统筹国家工业领域各种创新资源，逐步形成数量广泛、布局合理、跨地区跨行业的军民融合发展协作创新链。一是面向军民融合发展的重大需求，探索建立一批协同创新中心。当前，可在新材料、集成电路、民用飞机、民用船舶、高档数控机床、国产首台（套）重大技术装备等领域，推动形成军民技术、应用、产业、安全相互促进、协同发展的良好格局。二是加强军用标准和民用标准的对比和融合研究，逐步扩大武器装备吸纳民用技术规范的范围，实施军民标准通用化工程，在保密前提下逐步实现军民技术标准融合。三是建设国防科技工业领域军民融合资源共享平台和军工核心能力数据库。通过资源共享平台更广泛地面向社会各界进行政策的宣贯以及开展军品科研生产、军工能力建设、民口单位技术和产品信息，明确供需双方权责，规范需求、申请、审核、公布、落实的程序方法。
（四）借助军工需求牵引，全力提升国家整体制造能力
集成化、数字化、网络化、智能化是当前及未来军工产业发展的重要方向，也是未来制造业发展的基本趋势。在政策取向上，应依托军工需求牵引，深入推动信息化和工业化深度融合，强化工业基础能力，提高综合集成水平，以推广智能制造为切入点，培育新型生产方式，带动整个国家制造体系在数字化、网络化、智能化等方向上实现突破和发展。一要加快传统产业改造提升，推进行业生产设备的智能化改造，促进移动互联网、云计算、大数据、物联网等信息新技术在企业研发、制造、管理、服务等全流程和全产业链的综合集成应用，提高精准制造、敏捷制造能力，做精做强传统产业。二要加快发展智能制造，推动智能核心装置的深度应用和产业化，构建自主可控、开放有序、富有竞争力的智能制造生态系统，积极打造数字化车间、智能化工厂，提升制造装备和产品智能化水平，做大做强高端产业。三要坚持自主研发和开放合作并举，大力培育基于工业互联网的新产品新业态新模式，打造充满活力的创业创新生态系统。
（五）推动军工经济与区域经济融合发展
篇7
关键词 军队信息化建设 军事高科技 专用性技术
中图分类号：G424 文献标识码：A
在我军大力推进军队信息化建设的今天，军队院校所开展的军队信息化建设培训非常重要，有利于在强化参训学员的思想观念和提升其认识的同时，使他们能比较全面、系统和深入地学习了解信息化和高科技武器装备知识，澄清模糊概念，更好地把握建设重点和方向，在军队信息化建设过程中发挥更大的作用。然而，要达到这一目的，军队信息化建设培训应该开设哪些课程却需要认真加以研究，尤其是对建设起关键作用的重点（主干）课程。只有确定了重点课程，才能围绕重点课程合理地构建培训课程体系，进而增强培训效果，满足军队信息化建设的发展需要。
总体来看，当前我军军队信息化建设培训的内容很多，但其中最为关键的应该是起直接作用的包括信息技术在内的众多的技术领域。显然，由于培训时间短和学员自身专业的限制，军队信息化建设培训的课程难以覆盖太多的技术领域，所以应该综合考虑和有所侧重，首先从中选择最为关键的技术领域设置好重点课程和内容，然后围绕这些重点课程来构建培训的课程体系，以使培训能在有限的时间内获得最好的效果。为此，必须弄清军队信息化建设培训主要应关注的专业领域，以此来确定培训的重点课程并合理地设置课程内容。
1 军队信息化建设关注的主要技术领域
当前，我军军队信息化建设的重点应该主要是军事信息系统与信息化武器装备两大部分。从构成来看，这两部分主要涉及与计算机、网络、信息传输与处理、传感、自动化、仿真、微电子、控制、驱动、能源、制造、材料、管理以及通信、侦察、探测、隐身、导航、制导、生化、气象、水文、环境、空中空间、信息安全、信息对抗、信息保障等众多技术领域。所以，目前军队信息化建设应该涉及这些技术领域以及与它们密切相关的一些技术领域。
虽然军队信息化建设涉及的专业技术众多，但从应用范围和特点出发，可将这些技术大致划分为两个层次或两种类型的技术。①②一种是支撑军事信息系统建设和信息化武器装备发展的通用性基础技术，主要包括计算机技术、网络技术、控制技术、微电子技术、光电子技术、能源与动力技术、新材料技术、先进制造技术、纳米技术和生物技术等。另一种是直接用于军事信息系统和信息化武器装备并使之具备所需要特定功能的专用性专业技术，主要包括通信技术、侦察监视技术、导航技术、精确制导技术、航空航天技术、海洋技术、预警与反导技术、指挥控制技术、信息对抗技术、武器毁伤技术、伪装与隐身技术、核生化武器技术、新概念武器技术、信息融合技术、军用仿真技术和综合保障技术等。专业性专业技术也就是我们通常所说的军事高技术（军事高科技）。
无论是通用性基础技术还是专用性专业技术，其绝大部分或大部分都属于信息技术或与信息技术密切相关的技术领域，起作用和地位十分重要。尤其是专用性专业技术中的侦察监视技术、精确制导技术、信息对抗技术和指挥控制系统技术，被称为是推动新军革进程的四大主导性技术，它们在军队信息化建设过程中起着关键的作用，必须更加关注。
2 军队信息化建设培训的重点课程及其主要内容
考虑到军队信息化建设培训的时间一般都不长（大多数培训班不超过2个月），加之培训学员自身的专业和从事的工作性质的限制，目前军队信息化建设培训不可能覆盖太多的技术领域，应该主要侧重专用性专业技术知识的学习，因此需要围绕专用性专业技术设置课程，尤其是上面所说的侦察监视技术、精确制导技术、信息对抗技术和指挥控制系统技术，它们应该被作为军队信息化建设培训的重点课程，必须认真设置其授课内容。
2.1 侦察监视技术课程
侦察监视技术课程，首当其冲的内容就是在军事应用上最重要的探测设备——雷达。作为是军事上最有效和使用最广的一种探测技术——雷达技术，在侦察监视技术课程中应先说明雷达的基本组成和工作过程，分析雷达探测目标的工作原理（包括测距、测向、测速和目标识别的原理）。之后，介绍雷达的主要技术战术性能参数，在此基础上说明军用雷达的主要类型及其特点和应用，最后讨论几种现代体制雷达和主要应用，如相控阵雷达、超视距雷达、合成孔径雷达、无源雷达和多基地雷达等。这一部分内容较多，一般可作为一次课（2个学时）。侦察监视技术课程的第二部分也应安排一次课（2个学时）。这部分首先应重点分析军事上使用最多的另外一种探测技术——光电探测技术，内容主要应包括光电探测的基本概念以及红外探测技术和微光探测技术。为加深印象和形象直观，这部分需要紧密结合红外夜视仪、热像仪和微光夜视仪展开。这一课在介绍完光电探测技术后，还应简单讨论一下声学探测技术的主要概念，重点围绕水声探测装备进行，内容主要是现代声纳技术；介绍声纳的组成与工作原理，说明声纳的主要类型与特点和应用。
2.2 精确制导技术课程
精确制导技术课程应包括二大部分。第一部分为一次课（2个学时），内容主要是精确制导与精确制导技术的基本概念、精确制导的特点和分类，重点探讨基本的制导技术和原理，如惯性制导、雷达制导、红外制导、激光制导、电视制导、卫星制导、匹配制导和复合制导等技术和原理、特点和应用，说明精确制导技术的现状和发展趋势。精确制导技术课程的第二部分也是安排一次课（2个学时），主要介绍精确制导武器的基本概念，说明精确制导武器的组成和特点、精确制导武器的分类和应用。这部分应该分别围绕精确制导导弹和灵巧弹药这两种类型来分析精确制导武器的作战效能和对现代战争的影响，说明目前世界上一些典型的精确制导武器装备及其特点和应用。其中，对精确制导导弹重点讨论弹道导弹和巡航导弹及其主要类型和应用，而对灵巧弹药重点分析红外制导、激光制导、电视制导、非激光（如惯性/卫星）制导炸弹和炮弹及其特点和应用。作为扩展内容，第二部分最后还可简要介绍一下地空导弹、空空导弹、空地导弹、反舰导弹、反潜导弹、反坦克导弹、反辐射导弹等的基本概念和应用，并说明精确制导武器的发展趋势。
2.3 信息对抗技术课程
从大的方面看，目前信息对抗技术的侧重点主要是电子对抗技术和网络对抗技术，因此信息对抗技术课程应该含有这两部分内容，分别对应一次课（2个学时）。第一部分重点是电子对抗技术，课程内容应该主要有：信息对抗的基本概念，包括信息对抗概念的形成、信息对抗的定义和特征、信息对抗的基本技术；电子对抗的基本概念和基本内容，电子对抗分类和应用，电磁环境及其主要特点；电子对抗基本原理和技术手段，这里应主要围绕雷达对抗与反对抗、通信对抗与反对抗两部分展开；电子对抗装备，包括电子对抗侦察装备、电子进攻装备、电子防御装备。第二部分重点是网络对抗技术，课程内容主要有：网络对抗基本概念，包括网络信息安全、网络对抗的定义和特征；网络对抗基本原理，主要有网络攻击和网络防御关键技术以及网络攻击和网络防御的主要环节；网络对抗应用举例，主要以目前使用较多的“分布式拒绝服务”攻击、“摆渡”攻击和“震网”蠕虫攻击为例进行分析。在第二部分最后，还应简要介绍信息对抗技术的发展趋势。
2.4 指挥控制系统技术课程
指挥控制系统技术课程一般可设置一次课（2个学时）。课程内容主要有指挥信息系统基本概念、指挥控制系统技术和原理、指挥控制系统建设和发展三部分。指挥信息系统基本概念部分应包括军事信息系统组成和各部分功能，军事信息系统与指挥信息系统、指挥控制系统之间的关系，指挥控制系统的定义和使用要求，指挥控制系统的作用和地位。指挥控制系统技术与原理部分应重点分析和说明指挥控制系统的要素和存在空间，指挥控制系统的构成和功能，指挥控制系统原理和工作过程，对指挥控制系统的要求，指挥控制系统关键技术。指挥控制系统建设与发展部分主要以美军为例，重点说明指挥控制系统的发展历程和特点，指挥控制系统建设现状和需求，指挥控制系统未来的发展趋势。
3 结束语
我军军队信息化建设涉及众多技术领域，目前军队信息化建设培训由于时间短和学员自身专业的限制，所开设的课程不可能涉及太多的技术领域，必须有所侧重，主要应从涉及军队信息化建设的专业性专业技术中进行选择，设置好重点课程并确定其课程内容，特别是侦察监视技术、精确制导技术、信息对抗技术和指挥控制系统技术这四门课程，因为这四种技术是推动新军革进程的四大主导性技术，在军队信息化建设中的作用和地位非常重要。只有确定好重点课程及其主要内容，才能围绕这些重点课程构建好军队信息化建设培训的课程体系，加强培训的针对性，使培训能取得更好的成效，为军队信息化建设做出更大的贡献。
注释
篇8
关键词先进陶瓷，结构陶瓷，研究进展
1前言
20世纪60年代以来，新技术革命的浪潮席卷全球，计算机、微电子、通信、激光、新能源、航天、海洋和生物工程等新兴技术的出现和发展，对材料提出了很高的要求，能够满足这些要求的先进陶瓷材料应运而生，并在这些技术革命中发挥着重要的作用[1～4]，同时也极大地促进了陶瓷科学的发展和应用，使陶瓷材料又一次焕发出了青春, 在尖端科学领域得到广泛的应用, 如航天、航空、汽车、体育、建筑、医疗等领域[4，5]。
先进陶瓷是有别于传统陶瓷而言的，不同国家和不同专业领域对先进陶瓷有不同叫法。先进陶瓷也称高技术陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷、近代陶瓷、高性能陶瓷、特种陶瓷、工程陶瓷等[1]。先进陶瓷是在传统陶瓷的基础上发展起来的，但远远超出了传统陶瓷的范畴，是陶瓷发展史上一次革命性的变化。通常认为，先进陶瓷是指采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进行的结构设计及便于控制的制备方法进行制造、加工的，具有优异特性的陶瓷。
先进陶瓷按用途可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。结构陶瓷是指用于各种结构部件，以发挥其机械、热、化学相生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些可利用电、磁、声、光、热、弹等性质或其耦合效应以实现某种使用功能的先进陶瓷。先进结构陶瓷材料由于具有一系列优异的性能，在节约能源、节约贵重金属资源、促进环保、提高生产效率、延长机器设备寿命、保证高新技术和尖端技术的实现方面都发挥了积极的作用。本文着重介绍近年来结构陶瓷的研究进展及发展趋势。
2先进结构陶瓷及其应用
先进结构陶瓷若按使用领域进行分类可分为：（1）机械陶瓷；（2）热机陶瓷；（3）生物陶瓷；（4）核陶瓷及其它。若按化学成分分类可分为：（1）氧化物陶瓷(Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、TiO2、ThO2、UO2)；（2）氮化物陶瓷(Si3N4、赛龙陶瓷、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）其它结构陶瓷(莫来石陶瓷、MoSi陶瓷、硫化物陶瓷以及复合陶瓷等)[1]。
由于先进结构陶瓷具有耐高温、高强度、高硬度、高耐磨、耐腐蚀和抗氧化等一系列优异性能[4]，可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境，已成为许多新兴科学技术得以实现的关键，在能源、航空航天、机械、交通、冶金、化工、电子和生物医学等方面有着广泛的应用前景。
2.1 耐高温、高强度、耐磨损陶瓷
2.1.1 氮化物陶瓷[6～8]
氮化物陶瓷是近20多年来迅速发展起来的新型工程结构陶瓷。氮化硅陶瓷和一般硅酸盐陶瓷不同之处在于其中氮和硅的结合属于共价键性质的键合，因而有结合力强、绝缘性好的特点。
氮化硅的烧结与一般陶瓷的烧结工艺不同，采用的是反应烧结法，此法制造的氮化硅陶瓷，不能达到很高的致密度，一般只能达到理论密度的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温下进行加压烧结，由此可得到热压氮化硅陶瓷，其室温抗弯强度一般都在800～1000MPa。如果在其中添加少量氧化钇和氧化铝的热压氮化硅，室温抗弯强度可达到1500MPa，在陶瓷材料中名列前茅，硬度很高，是世界上最坚硬的物质之一；极耐高温，强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降，受热后不会熔成融体，一直到1900℃才会分解；有惊人的耐化学腐蚀性能，能耐几乎所有的无机酸(氢氟酸除外)和30％以下的烧碱溶液，也能耐很多有机酸的腐蚀，同时又是一种高性能电绝缘材料。由于其热膨胀系数小，抗温度急变能力很强，因此氮化硅陶瓷具有优良的力学性能，在工程技术的应用上已占有重要地位。
氮化硅陶瓷制品的种类很多，应用也日益广泛，例如可做燃气轮机的燃烧室、晶体管的模具、液体或气体输送泵中的机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道和阀门、铸铝用永久性模具、钢水分离环等。利用氮化硅摩擦系数小的特点用作轴承材料，特别适合作为高温轴承使用，其工作温度可达1200℃，比普通合金轴承的工作温度提高2.5倍，而工作速度是普通轴承的10倍；使用陶瓷轴承还可以免除系统，大大减少对铬、镍、锰等原料的依赖。氮化硅作为高温结构陶瓷最引人注目的就是在发动机制造上获得了突破性进展。美国用热压氮化硅制成的发动机转子成功地在5000转／min的转速下运转很长时间。
2.1.2 碳化硅陶瓷[9，10]
工业化生产碳化硅的方法是将石英、碳素（煤焦）、木屑和食盐混合，在电炉中加热到2200～2500℃下制成。碳化硅陶瓷和许多陶瓷的不同之处，在于它在室温下既能导电，又耐高温，是一种很好的发热元件。用碳化硅制成的电热棒叫硅碳棒，在空气中能经受1450℃的高温；质量好的重结晶法制成的硅碳棒甚至可耐1600℃的高温，远高于金属电热元件(除了铂、铑等贵金属外)，这是因为它在高温空气中会氧化生成一层致密的氧化硅薄膜，起到隔离空气的作用，大大减慢了内层碳化硅的进一步氧化，从而使它能在高温下工作。用热压工艺可以制得接近理论密度值的高致密碳化硅陶瓷，它的抗弯强度即使在1400℃左右的高温下仍可达到500～600MPa，而其它陶瓷材料在1200℃以后，强度都会急剧下降。因此，碳化硅是在高温空气中强度最高的材料。
高温燃气涡轮发动机要提高效率，就必须提高工作温度，而解决问题的关键是找到能承受高温的结构材料，特别是发动机内部的叶片材料。碳化硅陶瓷在高温下有足够的强度，且有良好的抗氧化能力和抗热震性，这些优良品质都使它极其适合作为高温结构材料使用。用于在1200～1400℃下工作的高温燃气涡轮发动机叶片的材料，许多科学家认为它和氮化硅陶瓷是最有希望的候选材料。
碳化硅陶瓷的热传导能力仅次于氧化铍陶瓷。利用这一特性，可作为优良的热交换器材料。太阳能发电设备中被阳光聚焦加热的热交换器，其工作温度高达1000～1100℃，具有高热传导性的碳化硅陶瓷很适合做这种热交换器的材料，从试验情况来看，碳化硅陶瓷热交换器的工作状态良好。此外，在原子能反应堆中碳化硅陶瓷可用作核燃料的包封材料，还可作为火箭尾喷管的喷嘴及飞机驾驶员的防弹用品。
此外，为了提高切削刀具的切削性能，20世纪以来，刀具材料经过了高速钢和硬质合金两次发展过程，目前正在进入陶瓷刀具大发展的阶段。新型陶瓷以其耐高温、耐磨削的特点，已在20世纪初引起了高速切削工具行业的注意。陶瓷刀具不仅红硬性高，而且具有高硬度、高耐磨性，因此便成为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铝、氧化铝-碳化钛、氧化铝-氮化钛-碳化钛-碳化钨、氧化铝-碳化钨-铬、氮化硼和氮化硅等[11]。以这类材料制作的刀具没有冷却液也可以工作，比起硬质合金来具有切削速度高、寿命长等优点。目前，欧美各国都已广泛使用陶瓷材料做钻头、丝锥和滚刀；原苏联确定了7000多个品种的合金刀具，用喷涂表面陶瓷涂层的办法来提高车刀的工作速度和使用寿命。
陶瓷除作切削刀具外，利用其耐磨、耐腐蚀的特性还可用作各种机械上的耐磨部件。如用特种陶瓷制作农用水泵、砂浆泵、带腐蚀性液体的化工泵及有粉尘的风机中的耐磨、耐腐蚀件或密封圈等都已取得良好的实用效果。此外，高纯氧化铝(刚玉)可制作金属拉丝模，尤其在高温下的热拉丝更显示出陶瓷的优越性；工业陶瓷中纳球磨筒和磨球，金属表面除锈用的喷砂嘴，喷洒农药用的喷头等。总之，凡是需要耐磨、耐腐蚀的场合，几乎都会看到特种陶瓷的存在。
2.2 耐高温、高强度、高韧性陶瓷
新型陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等性能，因此在冶金、宇航、能源、机械等领域有重要的应用。由于陶瓷的韧性差，因此也限制了它的使用范围。1975年澳大利亚的伽里耶(Garie)首次成功地利用添加氧化锆来大大提高陶瓷材料的强度和韧性，自那时起世界各国利用氧化锆增韧这一办法，开发出多种具有高强度和高韧性的陶瓷材料，掀起了寻求打不碎陶瓷的热潮。
氧化锆能够增加陶瓷材料韧性和提高强度的原因，至今虽没有完全搞清楚，但研究结果已经表明，它和均匀弥散在陶瓷基体中的氧化锆晶粒的相变有关。一种增韧理论认为相变膨胀导致的微裂纹可以阻止造成脆断的裂纹扩展；另一种理论认为应力诱导相变，而相变可吸收应力的能量，从而起到增韧的作用[12～14]。总之，在某些陶瓷材料中引入一定量亚稳氧化锆微粒，并使其均匀分布都可大大提高陶瓷材料的强度和韧性。
氧化锆增韧陶瓷已在工程结构陶瓷研究中取得重大进展，经过增韧的陶瓷品种日益增多。现在已经发现可稳定氧化锆的添加物有氧化镁、氧化钙、氧化镧、氧化铈、氧化钇等单一氧化物或它的复合氧化物。被增韧的基质材料，除了稳定的氧化锆外，常见的有氧化铝、氧化钍、尖晶石、莫来石等氧化物陶瓷，还有氮化硅和碳化硅等非氧化物陶瓷。日本在氧化铝基质（强度为400MPa、断裂韧性为5.2 J/m2）材料中，添加16%体积百分数的氧化锆进行增韧处理，制得材料的强度高达1200MPa，提高了3倍，断裂韧性达到15.0J/m2，几乎也提高了3倍，基本达到了低韧性金属材料的程度[12]。最近的研究表明，强度和韧性是相互制约的。尽管如此，许多陶瓷材料通过氧化锆增韧，大大拓宽了应用领域，增强了取代某些金属材料的能力，出现了喜人的应用前景。利用氧化锆增韧陶瓷可替代金属制造模具、拉丝模、泵机的叶轮、特种陶瓷工业用的磨球、轴承，替代手表中的单晶红宝石。日本用增韧氧化锆做成剪刀，既不会生锈，又不导电，可以放心地剪断带电的电线。氧化锆增韧陶瓷还可用于制造汽车零件，如凸轮、推杆、连动杆、销子等。
2.3 耐高温、耐腐蚀的透明陶瓷[4，15]
现代电光源对构成材料的耐高温、耐腐蚀性及透光性有很高的要求，而同时满足这些性能的材料直到20世纪50年代后期才开始得到发展。1957年，美国通用电器公司的科布尔等人在平均尺寸只有0.3μm的高纯超细氧化铝原料中，添加氧化镁，混匀后压成小圆片，放在通氢气的高温电炉中烧制，意外地发现它像玻璃一样透明。科布尔还发现，把透明的陶瓷片放在显微镜下观察，几乎看不到微气孔。经过多次实验观察和研究分析发现，陶瓷的透光能力和内部气孔大小有很大关系，当微气孔的大小在1μm左右时，厚度为0.5mm的陶瓷试样只要含有千分之三的气孔就能使光线的透过率减少90％。一般氧化铝陶瓷中所含的气孔都超过这个数字。因此，构成氧化铝陶瓷的刚玉小晶体本身能够透过光线，而陶瓷还是不透明。使陶瓷透明的关键，是坯体中只能有一种晶型的晶体，而且对称性愈高愈好，否则会发生双折射，此外气孔要愈少愈好，有人做过试验，当气孔小到埃的数量级时，光会沿着微气孔发生绕射现象，这有助于透明度的提高。
氧化铝陶瓷是高压钠灯极为理想的灯管材料，它在高温下与钠蒸气不发生作用，又能把95 %以上的可见光传送出来。这种灯是目前世界上发光效率最高的灯。在相同功率下，一只高压钠灯要比2只水银灯或10只普通白炽灯发出的光还要亮，寿命比普通白炽灯高20倍，可使用2万小时以上，是目前寿命最长的灯。人眼对高压钠灯的黄色谱线十分敏感，而且黄光能穿过浓雾，特别适合街道、广场、港口、机场、车站等大面积的照明，效果极好。目前，许多国家正在推广使用，其发展速度之快，超过了以往任何一种电光源。由此不难看出，新型透明氧化铝陶瓷的出现，引起了电光源发展过程中的一次重大飞跃，带来了巨大的社会经济效益。
除半透明氧化铝陶瓷外，研究得较多的还有氧化镁、氧化钙、氧化铍、氧化锆、氧化钇、氧化钍、氧化镧等。透明氟化镁、氰化钙、硫化锌、硒化锌、硒化镉等也有报道。用氧化铝和氧化镁混合在1800℃高温下制成的全透明镁铝尖晶石陶瓷，外观极似玻璃，但其硬度、强度和化学稳定性都大大超过玻璃，可以用它作为飞机挡风材料，也可作为高级轿车的防弹窗、坦克的观察窗、炸弹瞄准具，以及飞机、导弹的雷达天线罩等。
2.4 纤维、晶须补强陶瓷复合材料[12，16～18]
近年来，以陶瓷为基体、纤维或晶须补强的复合材料由于其韧性得到提高而受到重视。碳化硅晶须增韧的氧化铝陶瓷刀具在20世纪80年代初开始研究，1986年已作为商品推向市场。碳化硅晶须的加入大大提高了氧化铝陶瓷的断裂韧性，改善了切削性能。用碳纤维和锂铝硅酸盐陶瓷复合，材料的强度已接近或超过1000MPa，其断裂功高达3000J/m2，即达到了铸铁的水平。用钽丝补强氮化硅的室温抗机械冲击强度增加到30倍；用直径为25μm的钨丝沉积碳化硅补强氮化硅，这种纤维补强陶瓷的断裂功比氮化硅提高了几百倍，强度增加60％；用莫来石晶须来补强氮化硼，其抗机械冲击强度提高10倍以上。可以认为，继20世纪70年代出现的相变增韧热后，晶须、纤维增强、均韧复合陶瓷已成为结构陶瓷发展的主流。高性能(强度、韧性)、高稳定性、高重复性的晶须、纤维复合陶瓷材料的获得，除要求晶须、纤维与基体间化学、物理相容性较好以外，从复合工艺上，还必须保证晶须纤维在基体中能均匀地分散，才能获得预期的效果。最近，利用“织构技术”，在某些陶瓷坯体中生长出纤维状态针状第二相物质如莫来石晶体进行“自身内部”复合，这种复合增韧是一项简便易行的陶瓷补强新技术。目前高性能陶瓷复合材料，还处在深化研究阶段，关键在于改进工艺和降低成本，提高其实际应用的竞争力。
2.5 生物陶瓷[4，5，19]
生物陶瓷材料是先进陶瓷的一个重要分支，它是指用于生物医学及生物化学工程的各种陶瓷材料。它的总产值约占整个特种陶瓷产值的5％。生物陶瓷目前主要用于人体硬组织的修复，使其功能得以恢复。全世界1975年才开始生物陶瓷的临床应用研究。但是，最近10多年间，各国在这方面的基础应用研究很活跃。
目前生物植入材料在人体硬组织修复中应用的有：金属及合金、有机高分子材料、无机非金属材料和复合材料。材料被埋在体内，在体内的严酷条件下，由于氧化、水解会造成材料变质；长期持续应力作用会造成疲劳或者破裂、表面磨损、腐蚀、溶解等，这些都可引起组织反应，腐蚀产物不仅在种植体附近聚集，还会溶入血液和尿中，引起全身反应。因此，对生物植入材料的要求是严格的、慎重的。陶瓷材料作为生物植入材料和其他材料相比，它和骨组织的化学组成比较接近，生物相容性好，在体内的化学稳定性、生物力学相容性和组织亲和性等也较好，因此，生物陶瓷越来越受到重视。目前国内一些高等院校已对羟基磷灰石及氧化铝陶瓷等进行了研究，并已开始临床应用。
随着人类社会物质文明的发展，人们对提高医疗保健水平和健康长寿的要求必然成为广泛的社会需要。可以相信，生物陶瓷材料今后必将会有重大发展。
3结构陶瓷的发展趋势
当今世界，材料，特别是高性能新材料由于以下原因而得到迅速发展：（1）国际军事工业激烈竞争，航空航天技术的发展需要；（2）新技术的需要促进了新材料的发展；（3）地球上金属资源与化石能源越用越少，石油、天燃气等在本世纪末将用尽，开发与节约能源成为当务之急；（4）科学技术的进步为新材料的发展提供了条件[14]。目前使用的金属合金，在无冷却条件下，最高工作温度不超过1050℃，而高温结构陶瓷，如Si3N4和SiC则分别在1400℃和1600℃以上仍保持着较高的强度和刚性[16]。先进结构陶瓷所表现出的优异性能，是现代高新技术、新兴产业和传统工业改造的物质基础，具有广阔的应用前景和巨大的潜在社会经济效益，受到各发达国家的高度重视，对其进行广泛的研究和开发，并已取得了一系列成果。但结构陶瓷的致命弱点是脆性、低可靠性和重复性。近20年来，围绕这些关键问题已开展了深入的基础研究，并取得了突破性的进展。例如，发展和创新出许多制备陶瓷粉末、成形和烧结的新工艺、新技术；建立了相变增韧、弥散强化、纤维增韧、复相增韧、表面强化、原位生长强化增韧等多种有效的强化、增韧方法和技术；取得了陶瓷相图、烧结机理等基础研究的新成就，使结构陶瓷及复合陶瓷的合成与制备摆脱了落后的传统工艺而实现了根本性的改革，强度和韧性有了大幅度的提高，脆性得到改善，某些结构陶瓷的韧性已接近铸铁的水平。
先进结构陶瓷今后的重点发展方向是加强工艺-结构-性能的设计与研究，有效地控制工艺过程，使其达到预定的结构（包括薄膜化、纤维化、气孔的含量、非晶态化、晶粒的微细化等），重视粉体标准化、系列化的研究与开发及精密加工技术，降低制造成本，提高制品的重复性、可靠性及使用寿命。目前，高性能结构陶瓷的发展趋势主要有如下三个方面：
3.1 单相陶瓷向多相复合陶瓷发展
当前结构陶瓷的研究与开发已从原先倾向于单相和高纯的特点向多相复合的方向发展[20]。复合的主要目的是充分发挥陶瓷的高硬度、耐高温、耐腐蚀性并改善其脆性，其中包括纤维(或晶须)补强的陶瓷基复合材料；异相颗粒弥散强化的复相陶瓷；自补强复相陶瓷（也称为原位生长复相陶瓷）；梯度功能复合陶瓷[21]。以往研究的微米-微米复合材料中,微米尺度的第二相颗粒(或晶须、纤维)全部分布在基体晶界处，增韧效果有限,要设计和制备兼具高强度、高韧性且能经受恶劣环境考验的材料十分困难，纳米技术和纳米材料的发展为之提供了新的思路。
20世纪90年代末,Niihara教授领导的研究小组报道了一些有关纳米复相陶瓷的令人振奋的试验结果,如Al2O3-SiC(体积分数为5%)晶内型纳米复合陶瓷的室温强度达到了单组分Al2O3陶瓷的3～4倍,在1100℃下强度达1500MPa[8～12，22～26]，这些都引起了材料研究者的极大兴趣。从那时直到现在,纳米复相陶瓷的研究不断深入[13～17，27～31]，我国也相继开展了一系列的工作,目前对纳米复相陶瓷的研究已处于国际一流水平[18～22，32～36]。
3.2 微米陶瓷向纳米陶瓷发展
1987年，德国Karch等[37]首次报道了纳米陶瓷的高韧性、低温超塑。此后,世界各国对发展纳米陶瓷以解决陶瓷材料脆性和难加工性寄予了厚望。从20世纪90年代开始，结构陶瓷的研究和开发已开始步入陶瓷发展的第三个阶段，即纳米陶瓷阶段。结构陶瓷正在从目前微米级尺度(从粉体到显微结构)向纳米级尺度发展。其晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸以及缺陷尺寸都属于纳米量级，为了得到纳米陶瓷，一般的制粉、成形和烧结工艺已不适应，这必将引起陶瓷工艺的发展与变革，也将引起陶瓷学理论的发展乃至建立新的理论体系，以适应纳米尺度的需求。由于晶粒细化有助于晶粒间的滑移，使陶瓷具有超塑性，因此晶粒细化可使陶瓷的原有性能得到很大的改善，以至在性能上发生突变甚至出现新的性能或功能。纳米陶瓷的发展是当前陶瓷研究和开发的一个重要趋势，它将促使陶瓷材料的研究从工艺到理论、从性能到应用都提升到一个崭新的阶段。
纳米陶瓷的关键技术在于烧结过程中晶粒尺寸的控制。为解决这一问题,目前主要采用热压烧结、快速烧结、热锻式烧结、脉冲电流烧结、预热粉体爆炸式烧结等致密化手段[39～43]，但总的来说,以上各种手段，虽对降低烧结温度、提高致密度有一定作用,但对烧结过程中晶粒长大的抑制效果并不理想，大块纳米陶瓷的制备一直是目前国际上纳米陶瓷材料研究的前沿和难点。目前纳米陶瓷在商业应用方面尚未取得突破性进展，若能制备出真正意义上的纳米陶瓷，则将开创陶瓷发展史上的新纪元，陶瓷的脆性问题也将迎刃而解[44]。大量的研究结果表明[45～49]，将等离子喷涂技术与纳米技术相结合，以纳米陶瓷粉末为原料经等离子喷涂技术制备的纳米陶瓷结构涂层表现出极其优异的性能，已经使纳米材料的应用逐步进入大规模实用化的阶段。
3.3 由经验式研究向材料设计方向发展
由于现代陶瓷学理论的发展，高性能结构陶瓷的研究已摆脱以经验式研究为主导的方式，陶瓷制备科学的日趋完善以及相应学科与技术的进步，使陶瓷材料研究工作者们有能力根据使用上提出的要求来判断陶瓷材料的适应可能性，从而对陶瓷材料进行剪裁与设计，并最终制备出符合使用要求的适宜材料。
陶瓷材料常常是多组分、多相结构，既有各类结晶相，又有非晶态相，既有主晶相，又有晶界相。先进结构陶瓷材料的组织结构或显微结构日益向微米、亚微米，甚至纳米级方向发展。主晶相固然是控制材料性能的基本要素，但晶界相常常产生着关键影响。因此，材料设计需考虑这两方面的因素。另外，缺陷的存在、产生与变化、氧化、气氛与环境的影响，对结构材料的性能及在使用中的行为将产生至关重要的作用。所以这也是材料设计中要考虑的重要问题，材料的制备对结构与缺陷有着直接影响，因此人们力求使先进陶瓷材料的性能具有更好的可靠性和重复性，制备科学与工程学将在这方面发挥重要作用。
陶瓷相图的研究为材料的组成与显微结构的设计提供了具有指导性意义的科学信息。最近提出的陶瓷晶界应力设计，企图利用两相或晶界相在物理性质(热膨胀系数或弹性模量)上的差异，在晶界区域及其周围造成适当的应力状态，从而对外加能量起到吸收、消耗或转移的作用，以达到对陶瓷材料强化和增韧的目的[1]。为克服陶瓷材料的脆性而提出的仿生结构设计，通过模仿天然生物材料的结构，设计并制备出高韧性陶瓷材料的新方法也成为研究热点[12，50]。
4结语
先进结构陶瓷材料在粉体制备、成形、烧结、新材料应用以及探索性研究方面取得了丰硕的成果，这些新材料、新工艺、新技术，在节约能源、节约贵重金属资源、促进环境保护、提高生产效率，延长机器设备寿命以及实现尖端技术等方面，已经并继续发挥着积极的作用，促进了国民经济可持续发展、传统产业的升级改造和国防现代化建设。
先进结构陶瓷材料的研究，需要跟踪国际科技前沿，对新设想、新技术进行广泛探索。自蔓延高温燃烧合成技术(SHS)、凝胶注模成形技术、微观结构设计已成为研究热点。
陶瓷材料的许多独特性能有待我们去开发，所以先进陶瓷的发展潜力很大。随着科技的发展和人们对陶瓷研究的深入，先进陶瓷将在新材料领域占有重要的地位。
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（Handling Equipment Mechanical Department, Academy of Military TransportationTianjin300161)
