全球工程前沿2020_中文版_235页_2mb

全球工程前沿（2020）总结

核心内容

《全球工程前沿》2020年度报告由中国工程院全球工程前沿项目组编写，旨在通过数据分析和专家研判，分析全球工程科技研究与开发前沿，为各国工程科技发展提供战略指引。本书包含两个主要部分：研究方法和领域报告，覆盖机械与运载工程、信息与电子工程、化工冶金与材料工程、能源与矿业工程、土木水利与建筑工程、环境与轻纺工程、农业、医药卫生和工程管理等9个领域。

报告基于公开数据和专家意见，采用定量分析与定性研究相结合的方法，通过多轮交互与迭代，遴选出93个工程研究前沿和91个工程开发前沿，并重点解读28个研究前沿和28个开发前沿。研究前沿聚焦于具有前瞻性、先导性和探索性的方向，对工程科技未来发展具有重要影响。

主要观点

工程研究前沿

• 数字孪生驱动的智能制造：通过数字孪生技术实现产品和工厂的全生命周期管理，提升性能和运行效率。该前沿成为各国关注的重点，尤其在工业物联网和AI技术融合方面具有广阔前景。
• 增减材复合制造方法：结合增材制造和减材加工技术，提高零件精度和质量，满足高精尖制造需求。该技术已在多个国家开展深入研究，重点在于工艺优化与在线测控。
• 吸气式高超声速飞行器：作为高超声速技术的代表，其发展涉及多种动力系统和热防护材料技术。主要应用于军事和航天领域，未来将聚焦于总体设计、推进系统和热防护技术。

工程开发前沿

• 基于5G的车联网与实时交通管理方法：推动智能交通系统发展，实现“人-车-路-云”协同。重点在于信息交互、实时监控和AI技术应用。
• 作业型飞行机器人：具有高机动性和作业能力，适用于复杂环境。研究方向包括系统设计、视觉引导和运动控制。
• 高功率无线电能传输：实现非接触式电能传输，适用于电动汽车、植入式设备等领域。研究重点在于提高传输效率和功率密度。

关键信息

研究方法

• 数据来源：研究数据主要来源于Web of Science核心合集和Derwent Innovation专利数据库。
• 数据处理：包括论文和专利数据的获取、预处理、主题挖掘和前沿遴选。
• 专家参与：领域专家和图书情报专家深度参与数据准备、分析、图表制作和报告撰写，确保研究的专业性和前瞻性。
• 前沿遴选：基于数据挖掘和专家研判，确定Top 10研究前沿和Top 10开发前沿，并重点解读Top 3前沿。

领域报告

• 机械与运载工程：涵盖智能制造、复合制造、高超声速飞行器、故障监测、天线技术、交通管理等方向。
• 信息与电子工程：聚焦于人工智能、通信技术、信息安全等方向。
• 化工、冶金与材料工程：涉及材料制备、复合材料、能源材料等方向。
• 能源与矿业工程：包括新能源技术、储能技术、绿色能源等方向。
• 土木、水利与建筑工程：关注建筑智能化、绿色建筑、灾害防治等方向。
• 环境与轻纺工程：涉及环保技术、资源回收、智能纺织等方向。
• 农业：聚焦于农业智能化、精准农业、农业机器人等方向。
• 医药卫生：包括精准医疗、药物研发、生物技术等方向。
• 工程管理：关注项目管理、智能制造管理、绿色工程管理等方向。

结构清晰

研究概况

• 研究前沿：共93个，其中Top 10研究前沿包括数字孪生驱动的智能制造、增减材复合制造方法、吸气式高超声速飞行器、基于机器学习的故障监测与诊断等。
• 开发前沿：共91个，其中Top 10开发前沿包括基于5G的车联网、作业型飞行机器人、高功率无线电能传输、智能电网运行与调度技术等。

领域报告

• 机械与运载工程：详细解读了Top 3研究前沿和Top 3开发前沿，包括数字孪生、增减材复合制造、吸气式高超声速飞行器等。
• 其他领域：各领域均包括研究前沿和开发前沿的Top 10发展态势和Top 3重点解读，涵盖多个技术方向和应用领域。

重点前沿解读

• 数字孪生驱动的智能制造：核心论文主要由美国、中国、新加坡等国家产出，主要机构包括北京航空航天大学、新加坡国立大学等。
• 增减材复合制造方法：核心论文主要由美国、英国、韩国等国家产出，主要机构包括巴斯大学、首尔大学、大连理工大学等。
• 吸气式高超声速飞行器：核心论文主要由中国、加拿大、英国等国家产出，主要机构包括中国人民解放军空军工程大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学等。

总体趋势

• 技术融合：工程前沿日益呈现出跨学科、跨领域的融合趋势，如数字孪生与AI、智能制造与物联网等。
• 智能化与数字化：智能产品、智能工厂、智能交通等方向成为研究与开发的重点，推动工程科技向智能化、数字化发展。
• 绿色与可持续：绿色能源、环保技术、资源回收等方向受到高度重视，符合全球可持续发展的需求。
• 国际合作：研究与开发前沿涉及多个国家和机构，强调国际合作在工程科技发展中的重要性。

结论

《全球工程前沿》2020年度报告全面分析了全球工程科技的研究与开发前沿，揭示了当前工程科技发展的热点和趋势。报告强调了技术融合、智能化、数字化和绿色可持续的重要性，并指出国际合作是推动工程科技发展的关键。该报告为各国工程科技发展提供了重要参考和指导，具有很高的学术价值和实践意义。