2024-03-19

如何走完科技成果转化应用“最后一公里”?央视财经《从制造业中试看创新》系列报道来了

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今年《政府工作报告》提出,要加快重大科技基础设施体系化布局,推进共性技术平台、中试验证平台的建设。中试,就是把处在试制阶段的新产品转化到产业化应用的过渡性试验,也被称为科技成果转化应用的“最后一公里”。

中试就是把科技果子由生变熟的关键一环,但也是困难重重的一环。近日,总台财经节目中心推出系列报道《从制造业中试看创新》,聚焦中试在不同领域创新中发挥的作用。

5G创新技术全球领先

行业中试平台满足共性需求

在广州的一家通信设备企业内,技术人员正在对一款最新研发的5G天线进行工艺优化的讨论。进入5G时代,他们每年要推出多达20到30款天线新产品。

研发负责人介绍,5G基站的耗能比以往有所增加,而他们的绿色天线技术,可以在同等覆盖范围下,让基站的用电量下降12%以上。但每次新产品诞生之初,新的设计都会暴露出不同问题。

京信通信天馈研究院副院长 肖飞 :比如说焊接,它的一些工艺参数的一些设置,这个做不好,将来在生产上会批量折腾,代价会很大。

为了能在大规模生产前提前发现并解决问题,肖飞他们要对小批量试产的新品进行性能测试。帮助肖飞他们测试样品的第三方实验室,其中一家位于北京亦庄。实验室门口,一批批产品正在陆续等待测试。

总台央视记者 宁坤:打开我身后的这扇门,走进这样一个暗室房间之后,我们眼前就可以看到这样一个直径6米、最高处可以高达9米的橙色的大圆环。这样一个圆环,其实是一套专门用于测试5G基站天线性能的实验室装置。可以看到,整个圆环一圈有128个这样的小探头;随着圆环中心基站天线的旋转,这些探头就可以捕捉测试出天线在不同角度的发射性能。

测试工程师 商凯:红色(部分)代表(天线)它辐射的能量越高,蓝色代表它辐射的能量越低。厂家根据反馈的数据进行下一步的调整。

为了满足行业猛增的中试需求,在5G网络正式商用两年前的2017年,中国信息通信研究院建设起了这一第三方公共性质的实验室,最快5分钟左右就能完成一次天线测试。

中国信息通信研究院泰尔系统实验室主任 周开波:这种规模的实验室(国内)应该也就是10个左右。测试时间的缩短,其实也非常有利于厂家它产品从研发到整个上市时间的一个缩短。

在5G网络创新的系统工程中,天线的中试,只是其中一环。当前,我国已建成全球规模最大、技术领先的5G网络,5G基站总数达338万个。各类设备如何搭配协同才能达到最优效果?有些难题,甚至进入到了创新的“无人区”。

中国信息通信研究院泰尔终端实验室电磁干扰与兼容部主任 周镒:我们现在是在从北京到雄安的高铁上面。高铁的速度非常快,在上一秒的时候,我们的手机在跟1号基站建立了通信,可能下一秒的时候我们就要跳到2号,再下一秒我们就要跳到3号。

回到位于北京的实验室,技术人员向记者展示了高铁沿线信号采集后复现的测试装置。有了这样的设备,新开发出的手机等终端产品就不用再上高铁进行长时间测试。

测试工程师 王飞龙:包括隧道、高架桥,平原、山地,还有高铁的会车以及进出站等等,这些场景都是可以在信道模拟器当中进行复现。终端厂家就可以针对断网这一时刻,终端上报的一个信息来进行具体的分析,从而来改进他们的算法。

业内专家认为,虽然近年来我国制造业中试持续推进,但整体来看中试方面的投入还有所欠缺。数据显示,当前规模以上工业企业中,仅有37.3%开展了研究与试验活动。

赛迪研究院总工程师 秦海林:(中试)投入本身还不够。不同的中试平台建设的模式,我们的资金来源也应该是多元的。

中国工程院院士 陈学东:(以往)技术研究到最后产品实现之间,缺乏一个共性和关键技术研究。实际上就是跟我们今天讲的中试有关。像针对战略性新兴产业和未来产业,在这些方向能够催生新业态、新产业、新功能,发展新质生产力。 

针对上述问题,今年工信部、国家发改委新印发的《制造业中试创新发展实施意见》中提出,要建设现代化中试能力,完善中试服务平台体系,加快中试软硬件产业发展,优化中试发展生态,为加快实现新型工业化提供有力支撑。

工业和信息化部科技司副司长 刘伯超:(此次)《意见》当中就明确提出来,要建设综合性专业化中试公共服务机构。力争到2025年重点产业链的中试能力基本全覆盖。


从实验室到生产线

中试平台助力创新成果实现产业化“最后一越”

通过上一期节目我们了解到,中试,是推动科技成果从“实验室”走向“生产线”的关键环节。实际上,很多创新科技成果的中试还面临着场地、资金等各种困难。  本期节目,我们一起走进位于辽宁盘锦的精细化工中试基地,去看一下,中试平台是如何助力创新成果实现迈向产业化的“最后一越”。 
韩维维是辽宁营口一家化工企业的负责人,她的公司2023年刚刚成立,研发出了通过对二氧化碳进行加氢转化,从而产出甲烷等可应用燃气的技术。最近,她正在为产品没法进行量产而发愁。

辽宁中碳新能源科技有限公司副总经理 韩维维:就是这个产品的研发到小试这个阶段已经结束了,那么下一步的话,在我们企业的规划当中的话,我们可能就要进行量产了,但是在量产之前的话,我觉得这个要求的话我们有这样的中试环节。

只有通过中试阶段的验证,产品才能走向市场,但对于韩维维这样的初创企业来说,自己搭建设备,来完成中试过程,却是非常困难。

韩维维:如果是我们自己做的话,在资金投入方面需要1000到1500万元这样。

中试车间就相当于放大的实验室,缩小的生产线。除了资金投入高,化工中试还受到场地、安全环保等多方面限制,如必须在化工园区进行,同时要配备危化品库房、污水处理厂等基础设施等等,这对于一般的中小型企业来说,确实有一定的门槛。韩维维开始寻求和中试平台进行合作。

辽宁精细化工产业技术发展有限公司总经理 张建国:我看了一下咱们这个项目对设备的需求应该和我们加氢平台还是比较契合的,所以说可以直接到我们这里来进行中试。

辽宁盘锦精细化工中试基地,2017年由中国科学院大连化学物理研究所和当地政府共同成立,除了可以提供包括厂房、危化品仓库、污水处理厂等基础设施配套,还有大量科研和技术人才。

张建国:在中试平台进行中试,它是相对于独立的,所产生的附加的二次的风险会比较小。

从技术源引进、装置建设、中试运行、工程优化到成果转化等5个关键节点,为中试项目提供包含立项、建设、运行以及技术开发、成果鉴定等等24项专业服务。到目前为止,辽宁盘锦精细化工中试基地已经成功孵化了6个产业化项目,其中多个项目打破国际市场垄断,填补了国内空白。

总台央视记者 孙超:我手上拿着的就是这家科技公司的主打产品之一,茂金属化合物,它是应用于石化行业的催化剂,可以看到,它是一种透明的液体,需要密封保存,一克的催化剂可以对应一吨聚烯烃产品的生产,过去这种催化剂完全依赖进口,这家企业的茂金属化合物产品在2021年完成中试后,实现了量产,填补了国内市场的空白。

辽宁盘锦研峰科技有限公司创始人 毕志强:这个产品现在每公斤的价格大概是几万块钱,这个价格比国外进口的要便宜一半左右,用茂金属催化剂生产的聚烯烃产品,下游的塑料制品强度更高,比如说塑料袋,它的承重强度要高好几倍。

毕志强介绍,他们的企业最初在北京成立,2017年前后,研发团队手里握着近十个创新成果,但由于没有经过中试验证,成果迟迟无法转化。就在毕志强为成果转化发愁的时候,辽宁盘锦的精细化工中试基地提供了一种合作模式,企业仅出资搭建中试设备,而中试基地提供厂房和基础配套设施,同时配有专业的技术人员。这样一来,企业投入的成本一下降低了近九成,仅仅经过一年多的时间就走向市场。

毕志强:如果没有中试基地这个平台,那么(我们企业)所有的产品都只能在实验室里存在。通过中试基地的这种发展,我们从一个小企业到现在一个中等规模的企业,是在中试基地里完成的蜕变。

政府搭台;高校科研院所共建;企业主导;社会多方参与,盘锦精细化工中试基地形成了多主体共建的成果转化模式。

中国科学院大连化学物理研究所副所长 李先锋:中试平台的建设以后要真正发挥它的作用,除了高校院所的成果的中试之外,和企业和社会和政府应该联动起来,有资本的投入,有技术的注入,这样真正的才能把中试平台做大做强。

日前,工信部、国家发改委联合印发《制造业中试创新发展实施意见》提出,要布局建设特色鲜明、优势突出的专业化中试公共服务机构,提供具有行业特色、满足特殊场景需要的专业化服务;到2025年,建设具有国际先进水平的中试平台5个以上。

工业和信息化部科技司副司长 刘伯超:石化、化工、冶金、建材、纺织等等这样的流程性制造业,对研发生产过程连续性要求高,急需建设面向产品试制和批量生产的中试能力。


上海临港:汽车“心脏”中国造

国产高端机床连点成线

中试就是把科技果子由生变熟的关键一环,但也是困难重重的一环。特别是对于一些首台套、首批次的创新产品,下游用户企业往往“不愿用、不敢用”,如何解决这个难题?本期节目,我们就去看看上海一家高端数控机床的科技成果是如何完成中试的?  汽车发动机被称为汽车的“心脏”。生产发动机零部件的高端数控机床,定位精度要达到微米级,相当于头发丝的1%。我国是世界第一的汽车产销大国,但用于生产汽车动力总成的中高端数控机床,大多依赖进口。如今,这一现状正在被改变。在上海通用汽车的这间工厂里,由数台国产高端数控机床组成的动力总成加工中心,投入规模化应用已有近两年时间。

上汽通用汽车动力总成设备开发高级技术经理 张应淳:这是从我们系统库里面截取的去年一年的国产化设备的表现,可以看到它是远远高于我们内控标准的。部分指标的话,是反超了同类型的进口设备,应该是已经达到了同类设备国际的一个先进水平。

动力总成加工中心,是发动机产线里最重要的设备类型,由于单价高、用量大,它占据了整条产线成本的一半左右。由于工艺难度高,一直以来,国产厂商很少涉足这一领域。要做第一个吃螃蟹的人,张应淳当时有一个最大的顾虑。

张应淳:当时最担忧的话还是(高端数控机床)设备稳定性和加工质量的一个可靠性的问题。

张应淳的顾虑是行业普遍面临的一个矛盾。如何突破这样一个科技成果转化的困境呢?2017年,上海交通大学提出,建立一条“汽车动力总成智能制造集成验证线”,为国产数控机床等装备和相关技术提供中试验证平台。按照汽车工业实际生产场景搭建了一条验证线。

上海交大智邦科技有限公司研发总监(上海交大研究员) 罗磊:这一张表1400个问题,一项一项解决,解决一个打个勾,等到1400个问题打勾都打完了,检测报告也出来了。他(下游用户企业)认为好了,我敢买你的生产线了,我敢买你的机床了。

中试,打消了下游企业“不敢用、不愿用”的顾虑,打通了科技成果转化的“最后一公里”。当这台历经千锤百炼的国产高端数控机床走向市场时,也在合作中实现了共赢。通过中试验证,汽车主机厂引入了新的高端数控机床供应商,实现降本增效;供应商也培养了研发能力和技术人才,打入供应链体系;而以前局限于实验室的高校也了解到市场实际的需求。 目前,基于这一模式转化的技术成果开始进入航空航天等更加广泛的领域。罗磊所在公司的发展模式也从依赖国家专项支持向市场化转换。 

上海交大智邦科技有限公司常务副总经理 吴俊:拓展一些新的业务领域,比如航发(航空发动机)这一块去做。方法是相通的。像现在我们每年的售前的订单的增幅基本上也在25%左右。

目前中试熟化平台数量较少,企业仍然面临资金、技术、人才不足以及缺乏成熟完善的产业生态等问题。对此,工信部、国家发展改革委日前印发的《制造业中试创新发展实施意见》提出:将在布局建设中试公共服务机构、完善中试产业发展生态、发展壮大经营主体等方面给予支持。

中国工程院院士 陈学东:中试产品技术的提升是很重要的,龙头企业产业链链长在中试这块它要发挥作用。还要结合其他一些工作,比方说高档数控机床影响它精度保持性的因素有哪些?像这些东西是基础研究,国外做了很多工作,我们做得还是不够的,以后要加强一些关键环节,加大研发投入。

工业和信息化部科技司副司长 刘伯超:支持地方制定本地区扶持中试发展的政策措施,对中试要给予资金、土地、人才、金融等多方面的保障。建设一批具有较强行业带动力的重大中试项目。 


来源:央视财经