2018全球工程前沿报告-中国工程院-2018.11-237页-10mb

全球工程前沿（2018）总结

核心内容

本报告由中国工程院于2018年发布，旨在通过分析全球工程研究与开发的前沿方向，研判未来科技发展趋势，发挥学术引领作用，引导工程科技创新。研究方法结合定量分析与定性分析，通过文献聚类和专利地图分析，以及专家提名和评审，最终遴选并解读了94个工程研究前沿和96个工程开发前沿。

主要观点

• 研究与开发结合：全球工程前沿研究不仅关注理论研究前沿，也重视工程开发前沿，确保两者并重。
• 数据与专家结合：研究基础素材来自数据分析与专家研判的结合，确保结果的科学性与权威性。
• 多轮交互与迭代：研究采用多轮数据挖掘与专家论证相结合的方法，确保前沿方向的准确性和代表性。
• 跨学科融合：多个工程领域涉及多学科交叉，如多智能体系统、认知无线网络等，体现工程研究的综合性与复杂性。

关键信息

1. 研究方法

• 数据来源：文献聚类主题基于Web of Science核心合集的SCI期刊论文和会议论文，以及专利数据。
• 聚类分析：采用共被引聚类方法获取文献聚类主题，结合专家提名进行筛选。
• 专利地图：基于Derwent Innovation专利平台，对53个专业学科组的专利进行文本聚类，形成53张专利地图。
• 专家提名：在数据挖掘前、后分别征集专家提名，以补充和优化研究与开发前沿。
• 遴选流程：通过多轮专家研讨、问卷调查等方式，最终确定每个领域的10个左右工程研究前沿和工程开发前沿，并从中选出3个进行重点解读。

2. 领域报告概览

机械与运载工程

• Top10工程研究前沿：

  • 自主水下航行器的自适应跟踪
  • 多智能体系统的一致性控制
  • 机械手的自适应神经网络控制
  • 水下自主导航系统
  • 锂离子电池热管理技术
  • 全球导航卫星系统优化
  • 认知无线网络
  • 基于触觉的目标识别
  • 近海岸波浪能资源评估及利用
  • 电/磁场强化纳米流体对流传热

• Top3工程研究前沿重点解读：

  • 自主水下航行器的自适应跟踪：涉及非线性系统控制，强调跟踪误差的稳定性与协同控制。
  • 多智能体系统的一致性控制：关注系统复杂度、通信拓扑和信息传输问题，强调多智能体协同控制的发展趋势。
  • 机械手的自适应神经网络控制：探讨如何利用神经网络解决建模误差和不确定性问题，强调多种控制方法的融合。

• Top10工程开发前沿：

  • MEMS传感器
  • 船舶新型推进系统
  • 无人机
  • 燃气轮机
  • 海洋探测与定位技术
  • 无人汽车的自主控制
  • 海上通信、导航与定位技术
  • 新一代图像显示技术
  • 飞行器起降与飞行
  • 新型发动机技术

• Top3工程开发前沿重点解读：

  • MEMS传感器：强调微型化、智能化和多功能集成，是智能装备发展的关键。
  • 无人机：在工程开发中发展迅速，应用广泛。
  • 新型发动机技术：关注能效和环保，是能源与动力领域的重要研究方向。

其他领域（简要提及）

• 信息与电子工程：聚焦人工智能、物联网、无线通信等技术。
• 化工、冶金与材料工程：关注纳米材料、绿色化工、高性能材料等。
• 能源与矿业工程：研究可再生能源、高效储能、矿产资源开发等。
• 土木、水利与建筑工程：强调智能建造、绿色建筑、灾害防治等。
• 环境与轻纺工程：关注污染治理、环保材料、智能纺织等。
• 农业：研究精准农业、智能农机、农业自动化等。
• 医药卫生：聚焦精准医疗、药物研发、生物医学工程等。
• 工程管理：关注项目管理、系统工程、工程创新管理等。

总结

全球工程前沿研究在数据支撑和专家研判的基础上，形成了系统化的研究与开发前沿体系。通过定量与定性相结合的方式，深入挖掘了各领域的技术发展动态与未来趋势。报告为工程科技发展提供了重要的参考，有助于引导科研方向与工程实践。