高端制造是當今經濟發展的重要方向之一，它以科技創新和智能化生產為核心，推動著各行業的升級和轉型。高端制造的發展不僅提升了產品的質量和性能，還提高了生產效率和競爭力。從航空航天、電子信息到新能源汽車，高端制造正逐漸成為各個領域的關鍵支撐。然而，高端制造也面臨著挑戰，如技術壁壘、人才短缺等。為了推動高端制造的可持續發展，我們需要加強創新能力，培養高素質人才，同時加大政府支持力度，為高端制造提供良好的發展環境。

近日，由中國科學院和北京市聯合舉辦的第五屆雁棲湖會議舉行"2023年高端制造前沿十大科學問題"發布會。中國科學院院士、華中科技大學丁漢教授和中國科學院院士、清華大學雒建斌教授，與來自德國、俄羅斯、英國等國家的學者共同向全球發布會議凝練的2023年高端制造前沿十大科學問題。

這些問題分別是：如何實現原子級可控制造;機器人化制造如何影響未來制造范式;高能束增材制造如何實現精準控形控性;如何基于任意元素與結構創制新物質;如何實現機器人類人技能作業;極端光場制造中載能粒子的時空演化機制及效應是什么;如何實現異質異構跨尺度制造;如何實現性能驅動的高附加值制造;如何實現高效高性能多尺度激光制造;如何實現面向未來制造的機器人系統。

(相關資料圖)

激光是由受激輻射的光放大產生的輻射。其中激光器是產生、輸出激光的器件，是激光加工系統的核心器件。激光加工設備由激光器、數控系統、冷卻系統、傳統系統、加工輔助系統及機械部位組成。激光加工可以分為熱加工和光學加工。激光廣泛應用于光纖通信，激光光譜、激光測距、激光雷達、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光美容、激光掃描等行業。激光產業是上述所有設備、技術、應用領域的匯總。

在未來國家一系列產業結構調整及工業結構改造過程當中，激光產業擁有廣闊的市場前景。根據《激光制造商情》預測，工業激光市場規模預估會有20%以上的增長，預計2025年工業激光及相關產品市場規模將達到2650億元。根據2021年激光產業整體市場規模和20%的年復合增長率，前瞻初步核算激光產業2022-2027年從兩千億元增長到六千億元。

工業機器人及成套設備可廣泛地應用于工業各個生產環節，如焊接、機械加工、搬運、裝配、分揀、噴涂等。工業機器人及成套設備的應用不僅能將工人從繁重或有害的體力勞動中解放出來，解決當前勞動力短缺問題，而且能夠提高生產效率和產品質量，增強企業整體競爭力。具體來看，工業機器人具有如下優點：

當前，新一輪科技革命和產業變革加速演進，新一代信息技術、生物技術、新能源、新材料等與機器人技術深度融合，機器人產業迎來升級換代、跨越發展的窗口期。在政策和市場需求的推動下，我國工業機器人出貨量持續增長，2021年，全國工業機器人實現出貨量26.82萬臺，占全球出貨量的51.88%，位居全球第一。根據工信部、發改委等十五部門聯合印發的《“十四五”機器人產業發展規劃》，未來幾年我國工業機器人行業仍將保持高速發展態勢，至2025年，機器人產業營業收入年均增速超過20%。形成一批具有國際競爭力的領軍企業及一大批創新能力強、成長性好的專精特新“小巨人”企業，建成3~5個有國際影響力的產業集群。

未來五年間隨著伺服電機和諧波減速器上的國產替代深入，以及需求端的大幅放量，在工業機器人中低端市場將引來一波強勁增長，在中高端市場中隨著技術突破國產品牌亦將占據更多的市場份額，銷售量預計年增長率將在30%左右并逐年提高;另一方面，隨著中低端市場技術成熟、競爭激烈，預計年平均售價將逐年略有降低，但市場規模仍將保持快速增長。

預計2022年中國工業機器人行業年行業規模達540億元;2027年行業規模達超過1800億元，2022-2027年間CARG達28.20%。

丁漢和雒建斌表示，十大科學問題是對高端制造領域科學問題的凝練與聚焦，這些問題圍繞激光制造、微納制造、機器人化智能制造3個方向，從100余個覆蓋不同領域的候選問題中研討凝練而成，并面向全球公開發布，以激勵更多的科學家對新的科學問題發起挑戰，進一步推進高端制造相關科學領域的發展和進步。

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