航空航天行业特点范文

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用于叶片现场测量的B l a d eMaster–L车间型双激光测量技术可完成叶片高效率高精密全尺寸检测。

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）40-0092-02

航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一，也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计，不断地向材料工程提出新的课题，推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性，极大地促进了航空航天技术的发展。因此，先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术，关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此，各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展，但仍然与发达国家存在较大的差距。因此，需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版，这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力，以完成获取专业所需信息等任务。

材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点，而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力，进一步提高学生的听、说、写、译能力，使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法，提高文化素养，以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是：掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组，并掌握一定的构词法知识，具有识别生词的能力，能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决，目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此，迫切需要完善教学内容，优化教学方式，改编教材，以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。

一、改编现有专业教材，扩展学生专业视野

浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现，内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编，实际是英文版的专业教材，不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢，与国际上材料科学的快速发展不相适应，学生阅读起来单调、枯燥。因此，在现有教材的基础上，急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识，既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。

从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手，按照从难到易的教材内容顺序，突出航空航天行业背景及新技术特点，完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上，按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节，简单介绍材料的基础理论知识，学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇，让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后，在材料学的专业知识内容上，结合专业基础课程，着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容，例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时，为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力，提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力，教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且，从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿，学生也易于接受。这样，既提高了教学效果，也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。

二、丰富课堂教学内容，夯实学生基本功

调研各高校材料专业的本科生教学计划，发现专业英语课程设置在第七至第八学期，大四学生对英语学习逐渐变得陌生，如果直接面对专业英语的学习，势必会造成学生学习的困难。因此，教师除了教授教材的内容外，可以适当拓展相关内容的英语学习，提高学生的学习兴趣。

从知识结构设置上，可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要，突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流，可按照先读后写，先听后说的思路，来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式，重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外，还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写，展开介绍和讲评。“学以致用”，而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益，便会提高学习的积极性，促进专业英语的教学。

为了增加教学内容的趣味性，在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业，其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业，因此除了完成教材的教学内容外，还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时，可以从互联网上搜索最新的文字资料，也可以搜索最新的视频资料，其中视频资料更生动，因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时，可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频，加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此，通过利用多媒体技术的视频资料，不但可以提高学生的英语听力，扩充学生的词汇量，还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿，深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。

三、改革课堂教学方法，提高课堂教学质量

材料专业英语是一种正规的书面体，专业词汇多词形复杂、句子长，且与专业知识结合紧密，相对于基础英语来说，缺少文学作品中的韵律、节奏感，读起来抽象、枯燥，造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法，势必不能有良好的教学效果。因此，应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点，采取多元化的教学方法，对学生进行课堂教学。

可以采取英语课堂的教学，让学生随堂朗读教材内容，学生在读的过程中，既熟悉了教材内容，又对英语的“说”有提高。随后，对学生进行分组，讨论分析教材内容，或者也可以提出一个小话题，学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样，既提高了学生的英语口语技能，也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业，可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译，通过英汉互译的环节，巩固课堂教学内容。在课程结束前，还可以穿插学生就自己的毕业设计方向，做一个简短的英文讲座，既可以对课堂教学效果进行测试，也可以提高同学们的口头表达能力，增加同学们英语交流的信心。

在进行课堂教学的时候，如前所述，可以围绕课堂教学时的内容，充分利用互联网技术，为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例，可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时，可以采用先朗读后分析、翻译的方法，逐步分解。进行视频资料的学习时，教师应提前将语音资料转换成文本资料，课堂上可以进行边视听边进行讲解，让学生在愉快的氛围中进行学习，进而达到良好的课堂效果。

四、结语

我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展，密切和国外学术交流，才能保障材料领域的不断进步，这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此，通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化，来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力，增强学生的国际竞争力，为航空航天材料技术领域输送优秀人才。

参考文献：

[1]李成功.航空航天材料[M].国防工业出版社，2002.

[2]鲁红典，邵国泉，谢劲松.对材料科学与工程专业英语教学的思考[J].贵州师范学院学报，2013，（04）.

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[4]陆江银，王春晓.化工专业英语教学方法探讨[J].黑龙江教育学院学报，2011，（01）.

[5]孙丽丽，毕凤琴，张旭昀.金属材料工程专业英语教学改革实践的认识与思考[J].时代教育（教育教学），2010，（05）.

[6]徐征，陈利生，余宇楠.关于高职院校冶金工程专业英语教材建设的思考[J].中国校外教育，2011，（11）.

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由于铝合金具有质地轻薄，比强度高，比高度高的优点，所以被广泛地应用于航空航天领域和舰船领域。焊接技术可以保障材料的利用率，减少总体机器质量，同时也大大降低了所需要注入的成本。和其他焊接技术相比，激光焊接技术对焊接环境要求较低，并不需要一定在真空环境下进行，且此技术焊接能量更高、焊接精度更准、焊接效率更好，整个焊接过程都能保障集中加热。目前，衡量一个国家工业加工水平的重要标志之一就是激光焊接技术在该国工业中所占的比重。在工业发展领先的国家中，铝合金激光焊接技术被广泛地应用到建造先进机器构造部件中。而随着经济的发展，各种高强度高韧性的铝合金被源源不断地研发出来，而这些多样式的新型铝合金对铝合金激光焊接技术也提出了更高的要求。所以综上所述，必须深入地对铝合金焊接技术优化方法进行研究[1]。

1铝合金的研究介绍

铝元素在元素周期表中位于第三周期，原子序数为13，原子量为26.9815。相比于其它有色金属、钢铁、塑料和木材，铝更富有延展性，质地柔软且易于成型，这些优秀特性使得铝材料广泛地应用于航空航天和汽车领域。可以说，铝合金是飞机结构的理想材料。丰富的资源量，低廉的使用成本以及良好的工作性能使得铝合金在飞机上的用量高达50%~80%。其中铝合金占军用飞机结构的45%~65%，而民用飞机使用量更是高达70%~80%。除了在飞机上铝合金用量广泛，其它航空业例如火箭铝合金也被大量利用，绝大多数火箭的运载壳体都是采用铝合金铸造炼制的。1924年德国发明了第一个含锂的铝合金，人们惊喜地发现铝锂合金相比于以往的铝合金，质量更轻，刚度更强，气动性更好，抗防腐能方面力更强，同时还具备可回收利用的优点，大大缩减了运行和维修成本，降低了总体风险。研究表明机器构件用铝锂合金取代常规的铝合金后，质量减轻10%~15%，刚度加强15%~20%，可以说是一种更加理想的航空航天材料。鉴于铝锂合金的这些优点，人们进一步地加以探索和研究，铝锂合金的研发取得了长足的进步。迄今为止，铝锂合金的研制发明已经进入到了第三代时期。铝锂合金的研发到目前为止已有七十余年历史，在西方国家，铝锂合金应用到航空航天领域已经有50多年的历史，而且还在不断发展优化系统成分。然而在我国对于铝锂合金的研发探索时间却并不长，早在上世纪六十年代，一些有见解的学者就有意识的想要加强铝锂合金这一领域的研究，然而由于国家提供的经费有限，我们的技术水平也无法与国外先进的技术水平相比，所以只取得了很小的成绩；“八五”之后，国家加强了投资力度，因此许多高校和研究所都开展了铝锂合金研究课题，这个阶段我们成功地研制出1420和2090铝锂合金，为我国铝锂合金的发展提供了很好的推动促进效果；“九五”期间，国家意识明显提高，为了接轨国际水平，更加重视铝锂合金项目的研发，在这个阶段，我国取得最明显的成绩就是2195铝锂合金的研制开发，并且独立地解决了退火工艺不均匀、热轧和冷轧及中间退火和大规格薄壁管材挤压这些问题；“十五”之后，我国进入工程应用阶段，我国对于铝锂合金不仅仅停留在研制开发阶段，更重视将铝锂合金应用到实际中，国产铝锂合金被逐渐地应用到航空航天领域，而我国自主研发的1420铝锂合金更是应用到运载火箭中[2]。经过多年的科技研究和实践应用，当前我国工业发展水平已经处于全国领先地位，航空航天领域对先进结构材料有着很大的需求。然而对于铝锂合金的研究，我国当前情况并不乐观，目前我国的铝锂合金发展水平与国外先进国家，例如美国、俄罗斯有超过20年的差距，这一数据不得不引起我们的注意，不断扩大领域、提升性能、开发研究新型技术已经成为亟待解决的问题。

2铝合金的激光焊接技术优化研究

由于铝合金具有薄壁结构，所以在铝合金材料上使用焊接技术更加方便。焊接技术可以有效地减少成本、减轻质量、提高利用率，此种技术被广泛地应用到行业结构建造方面。而传统焊接技术，如：火焰焊接、电弧焊接、等离子体弧焊接，都具有热源发散，功率密度低，工作效率低，焊接结构变形量大的缺点，因此，引入新的焊接技术迫在眉睫。

2.1激光焊接特点

上世纪六十年代，激光焊接技术作为一种新的焊接技术出现，很快就因其智能化、柔软化、多样化、集成化、大深宽比、焊缝小、变形量小、焊接效率高、焊缝性能好和自动化易于实现等优点被广泛认可使用。如今激光焊接技术已经成为汽车制造业的标准焊接制造方法，而且也越来越多地被使用到航空航天行业中。激光焊接属于高能束流焊接方法，它的作用原理是“小孔效应”[3]，简单说此原理就是指在熔池中产生小孔，通过孔壁获取能量，形成焊缝。高能束流焊接方法除了激光焊接技术，还有电子束焊技术，只是电子束焊技术所传递能量的介质是高能密度电子，此种介质必须在真空环境中才能完成传递工作。而激光焊接技术传递能量介质是电磁波，在大气下就可以进行，所需工作成本比电子束焊技术更低。在飞机制造行业中，人们通常用铆接工艺将铝合金材质壁板进行连接，然而铆接工艺需要在基础材料上打通大量工艺孔，紧密的工艺孔严重地影响了材料的美观性，更是破坏了结构的连接性和整体性，而且还会加大结构的重量。与传统工艺相比，激光焊接技术仅仅利用激光就能将铝合金材质壁板连接起来，不需要如此繁琐的工程，同时也保留了基础材料的完整性。因此，航空制造业越来越多地选择激光焊接技术进行铝合金材质壁板连接[4]。

2.2激光焊接技术难点以及问题

尽管激光焊接技术虽然有诸多优点，然而由于铝和铝合金本身对激光具有高反射率和高热导型，所以激光焊接技术也有许多难点和问题。铝对于激光具有高反射率，例如对YAG激光，铝的反射率接近80%，而对CO2激光，铝的反射率更是高达90%，高强的反射率使得母本材料对激光的吸收率极差，大大降低工作效率。激光焊接熔池通常建立的又深又窄，但是激光发光率极大，传送过程中产生大量蒸汽，如此强大的蒸汽流在通过熔池时就会使熔池中的溶液大量飞溅。激光焊接的熔池存在时间非常短，而激光焊接的焊缝冷却速度却很快，这样就会导致熔池中的气体无法排出，以气孔形式存在其中。由于激光焊接是一种精准的焊接技术，为避免产生焊接裂纹对接头间隙有着严格的要求，通常不许超过母材厚度的10%。铝合金本身具有低电离的特点，焊接过程会产生不稳定粒子，影响焊接过程的稳定性和焊缝形状[5]。

2.3激光焊接技术优化研究

激光焊接根据作用机制可以分为热导焊和深熔焊两种。二者在应用领域上各有不同，其中热导焊应用于精密仪器以及微小零件的焊接中；而深熔焊则是大型仪器的焊接手段，深熔焊所应用的激光有三种类型，其特点如下表1所示。如表1所示，CO2气体激光的工作介质为CO2，它的波长为10.6微米，输出功率很高，可是输出光束质量极差，因此并不适用于焊接；YAG固体激光的工作介质为红宝石、钕玻璃和掺钕钇铝石榴石等，它的输出波长为1.06微米，和CO2气体激光相比，YAG固体激光更容易被金属吸收，转化效率高且操作灵敏，因此被大量使用；光纤激光则是最新型研发的激光器，它的输出波长在1.08微米左右，虽然它的实践时间较短，但是具有运行成本低、光束质量高，获得的激光功率高的优点，是非常好的激光焊接技术。

3结语

与传统焊接技术相比，激光焊接技术具有明显突出的优点，因此近年来应用越来越广泛。但是由于铝合金自身的局限性，因此铝合金激光焊接技术仍然存在许多问题有待深入探讨与解决。本文通过对铝合金材料和目前激光焊接技术现状的分析，探讨一种新的激光焊接技术优化方法，希望通过本文的研究，对以后的激光焊接技术优化研究起到积极促进作用。

参考文献

[1]张大文,张宏,刘佳,等.铝合金连续-脉冲激光焊接工艺对比实验研究[J].激光技术,2012,36(4):453-458.

[2]孙福娟,胡芳友,仝崇楼,等.消除铝合金激光焊接缺陷与提高焊缝强度研究[J].现代制造工程,2006(6):78-80.

[3]陶汪,陈彦宾,李俐群,等.铝合金激光点焊工艺特性研究[J].红外与激光工程,2011,40(4):659-663.

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关键词：阻燃纤维；高性能；应用前景

1 引言

国内市场上的阻燃纤维品种繁多，常见的几种阻燃纤维主要是基于普通纤维的添加阻燃成分或改进整理工艺获得，例如阻燃粘胶、阻燃涤纶、阻燃腈纶、阻燃维纶等等。但这些常规阻燃纤维的性能通常有一定的局限，不足以应对更加复杂的应用领域，能应用于军事尖端领域的技术还比较少。例如，国庆大阅兵时，通过天安门前的某些阅兵方队穿着的多地形迷彩作战服，就是采用自主研发的多纤维混纺阻燃面料，同时还具有高强、耐磨和良好的色牢度等理化性能。

高性能阻燃纤维必须能根据实际情况相应地满足对高强度、高模量、耐高/低温、耐辐射、耐色牢度等综合性能指标的要求。只有具备了上述性能，才可以应用在航空航天、抗低温抗辐射、装甲防护、舰艇绳缆等国防、交通领域以及高温过滤材料、电子绝缘材料、体育用品等军民两用领域。随着阻燃纤维种类的不断发展，其与各种常规纤维之间的混纺面料也不断地被开发出来，纤检机构很有必要及时地了解新型纤维的特点，尤其是在成分定性与定量方面不断开拓探索新的检验方法。

2 阻燃纤维的作用原理和分类

2.1 纤维阻燃的基本原理

广泛意义上的阻燃纤维（flame-retardant fiber）是指在火焰中仅阴燃，本身不产生火焰，当纤维离开火焰时，阴燃自行熄灭的纤维。不同种类阻燃纤维其具体定义不同，例如阻燃涤纶短纤维，在FZ/T 52022―2012指在规定条件下测得的极限氧指数大于或等于29.0%的涤纶短纤维。

可燃物燃烧需要足够的温度和氧气，燃烧难易程度可通过极限氧指数 （LOI）来表征。通常情况下，空气中氧浓度约为21%。因此，当 LOI>21%时即表明该物质在空气中难以燃烧。阻燃的基本原理是减少热分解过程中可燃气体的生成和阻碍气相燃烧过程中的基本反应。其次，吸收燃烧区域中的热量，稀释和隔离空气对阻止燃烧也有一定的作用。纺织材料的可燃性可以用极限氧指数来表征，它是指在试验条件下，刚刚能支持材料继续燃烧所需的最低氧浓度，即氧在它和氮混合气体中的最低体积百分数。根据纤维的极限氧指数（LOI）值，可分为五个等级：LOI>30%为阻燃一级（不燃），LOI在27%～30%时为阻燃二级（难燃），LOI为24%～27%为阻燃三级（阻燃），LOI在21%～24%之间时为阻燃四级（可燃），LOI

实现阻燃功能，必须切断由热源、可燃物以及氧气组成的燃烧体系。通常，使纺织品阻燃主要通过以下一种或多种方法来实现：除去热源；提高织物发生热裂解的温度；促进成炭，减少挥发性气体的产生；提高可燃性气体燃烧所需的温度；隔绝氧气或者稀释氧气浓度。

2.2 高性能阻燃纤维的分类

根据阻燃纤维材料的自身属性不同，可以分为本质阻燃纤维和改性阻燃纤维两种。本质阻燃纤维是指纤维大分子的分子链上本身具有阻燃性基团，纤维的阻燃性并不是通过改性处理而得到的；改性阻燃纤维是通过共聚、共混、复合纺丝、阻燃剂接枝等方法在最大限度保持原纤维特性的情况下赋予纤维一定的阻燃性，如改性涤纶、改性腈纶、改性丙纶、改性粘胶等等。

根据生产方式的不同，可以分为阻燃剂接枝阻燃改性和共聚共混阻燃改性，其中后者应用面更广一些；根据阻燃剂选用的不同，可分为卤系和磷系阻燃剂，后者可降低材料的热释放速率，具有较好的阻燃性，而且也降低了腐蚀或有毒气体以及烟的释放量，因此逐渐得到广泛应用。

3 新型高性能阻燃纤维的性能特点

3.1 聚f二唑纤维

聚f二唑（polyoxadiazoles fiber，简称POD）纤维，是一种芳杂环结构的耐高温特种纤维，具有良好的热稳定性、阻燃、耐腐蚀等性能。主要采用一步法合成和湿法纺丝技术。该纤维经国内众多科研工作者的努力，成功解决了阻燃改性、聚合、溶液流变、纺丝成形、后处理、老化等难题，成为我国又一具有自主知识产权并实施产业化的耐高温阻燃纤维新品种。

该纤维具有良好的耐热性、高温尺寸稳定性、耐腐蚀性、可纺性，可应用于过滤领域。该纤维的极限氧指数>30%，燃烧不熔融，几乎不产生收缩，燃烧后残碳量较高，燃烧气体烟密度小且毒性小。经试验证明，该纤维的热分解温度为539℃，高于同类的耐高温纤维，如芳纶1313、芳砜纶分别为414℃和422℃。

3.2 聚芳酯纤维

聚芳酯（polyarylate fiber，简称PAR）又称芳香族聚酯，是重要的热塑性特种工程塑料之一，通常是指酯基两端连接芳环的聚合物，在工业上多指用双酚A（BPA）、对苯二甲酰氯（TPC）和间苯二甲酰氯（IPC）为原料聚合制得的树脂，实际上为一共聚酯。聚芳酯纤维是经熔融聚合纺丝法获得的特种纤维，该纤维不仅强度模量可与芳纶媲美，而且具有独特的轻质高强、抗撕裂、耐湿热，高低温性能、振动衰减性能以及优良的耐酸碱、耐磨损性能等。

该纤维热分解温度达到443℃，使用温度范围较广，可在-70℃至+180℃下长期使用。具有众多优势，由于采用熔融聚合、熔融纺丝方法制备纤维，因此在整个制备过程中没有溶剂挥发和有害气体排放，纤维属于绿色环保节能低碳材料。该纤维可满足某些高科技领域应用，如美国于1996年底发射的探路者号火星探测器就使用了聚芳酯纤维作为缓冲气囊原料，该气囊成功抵抗了火星表面严酷的环境并将探测器安全送达火星表面。该纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐辐射、高技术等优良性能，可将其应用在航空航天、抗低温抗辐射、装甲防护、舰艇绳缆等国防、交通领域以及高温过滤材料、电子绝缘材料、体育用品等军民两用领域。

3.3 聚酰亚胺纤维

聚酰亚胺（polyimide fiber，简称PI）纤维集优异的机械性能、耐高低温性能、介电性能、耐磨性能、防紫外线性能、化学和尺寸稳定性能于一体，是高性能纤维家族中的重要成员之一。耐温范围在250℃～350℃，在耐光性、吸水性、耐岬确矫姹确悸诤途郾搅蛎严宋更为优越，是目前使用温度最高和力学性能最好的有机纤维之一，该纤维凭借其优异的综合性能，已成为高温过滤、国防军工、航空航天、环境产业和原子能工业等重要领域急需的纤维新材料。对该纤维的研究工作起始于20世纪60年代。

在特种防护领域，聚酰亚胺纤维拥有良好的可纺性，可以制成各类特殊场合使用的纺织品，用作隔火毯、装甲部队的防护服、赛车防燃服、飞行服等防火阻燃服装，同时可做成阻燃絮片，用作军用防寒保暖服装。在绝缘及复合材料领域，聚酰亚胺纤维也是先进复合材料的增强剂，用于航空、航天器、火箭等的轻质电缆护套、高温绝缘电器、发动机喷管及耐高温特种编织电缆等的制造，还可用于制作新一代战斗机壳体、大口径展开式卫星天线张力索、空间飞行器囊体材料的增强编织材料等[2]。

3.4 聚苯硫醚纤维

聚苯硫醚（polyphenylene sulfide fiber，简称PPS）是一种线型高分子结晶性聚合物，它以硫化钠和二氯苯为单体，在N-甲基吡咯烷酮或含碱金属羧酸盐（如醋酸钠等）的有机性溶剂中缩聚而得。该纤维在500℃前无明显的质量损失，具有很好的热稳定性。聚苯硫醚纤维具有较高的耐酸性能，对强碱、 磷酸、氢氟酸及甲酸、醋酸等也有极强的抵抗力[3]。

该纤维具有一定的耐热性，但其玻璃化转变温度和熔点都不是很高，纤维的弯曲性能不佳、耐磨性差、强度低，因纤维表面缺乏极性基团，与其他材料复合时黏结性差、吸湿性差。但聚苯硫醚具有优异的耐热性、抗化学腐蚀性、阻燃性，以及良好的电性能及尺寸稳定性，是重要的高技术工程热塑性材料，具有十分广泛的用途，在环境保护、化学工业过滤和军事等领域中的应用尤为突出；在化学行业，PPS可以制成化学品的过滤网等；在电子行业，PPS可以制成电绝缘材料、电缆白胶层、特种用纸等；在航空航天行业，PPS可以作为增强复合材料、房屋材料的材质等；在机械行业，PPS可以作为复合材料的基材、造纸机毡布、干燥剂帆布等材料；在纺织行业，PPS可以作为缝纫线、防护服、防火织物、保温材料等。

3.5 聚四氟乙烯纤维

聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene fibers，简称PTFE）纤维是以PTFE乳液为原料，以聚乙烯醇（PVA）、聚氧化乙烯（PEO）等为助纺剂，通过纺丝或制成薄膜后切割或原纤化而得到的一种特种合成纤维。PTFE纤维根据表观颜色的不同被分为棕色 PTFE 纤维和白色 PTFE 纤维。棕色 PTFE 纤维通常是载体纺丝经烧结除去基质聚合物后得到，纤维手感非常柔软，且自性良好，广泛用于航空航天和国防军事等领域。白色 PTFE 纤维通常是由膜裂法和糊料挤出法制备，用其制成的滤料具有较高的过滤截面，从而可提高过滤效率[4]。

该纤维的正常使用温度范围为-190℃～260℃，其最高瞬时使用温度可达 290℃，即使在-260℃的超低温下依然可保证一定的韧性。PTFE几乎不溶于所有的溶剂，可阻燃（极限氧指数高达95%），不吸潮，耐紫外线性能良好。纤维因具有许多优良的性能而在航空航天、石油化工、海洋作业、纺织、食品和造纸等领域都有着广泛的应用，尤其是在控制PM 2.5和制作宇航服方面起着举足轻重的作用。

3.6 聚苯并咪唑纤维

聚苯并咪唑（polybenzimidazolefibers，简称PBI）纤维，一种溶致性液晶杂环聚合物，通常由芳香族胺与芳香族二元羧酸或其衍生物缩聚而得。PBI纤维通过干法或湿法纺丝加工制成，纺丝溶剂主要有硫酸-水溶液、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）和二甲基乙酰胺（DMAc），其中DMAc较为理想。美国的制法是将3，3-二氨基联苯胺和间苯二甲酸二苯酯在DMAc中缩聚而成。

PBI 纤维的LOI值达到了41 %，属于不燃纤维。说明其具有极好的阻燃性能，在空气中不燃烧，也不熔融或形成熔滴。PBI纤维对化学药品的稳定性优异，对硫酸、盐酸、硝酸都有很好的抵抗性。PBI 纤维具有突出的耐高温性能，在300 ℃的温度下暴露60 min，能保持100 %的原有强度；在350 ℃下放置6 h，能保持其原有强度的90 %以上；在600 ℃下，PBI纤维的耐高温时间可长达5 s；即使温度高达815 ℃，PBI纤维也可以很好地耐受短时间的暴露。在长时间的暴露下，如在230 ℃下暴露 8 周，PBI 纤维仍保留原有强度的66 %[5]。

该纤维是一种综合性能优异的有机纤维，具有耐高温阻燃、化学稳定性好，力学性能、介电性、自性良好及燃烧时毒气产生少等优良性能，被誉为“阻燃之王”。其应用的领域十分广泛，涵盖航空航天、军工国防、消防保护、交通通信、环保净化等领域。例如，可被用于制作航天器重返地球时的制动降落伞及喷气飞机减速用的减速器、热排出气的储存器等；可被用行服、赛车服、救生服和消防服等等。

3.7 聚丙烯腈预氧化纤维

聚丙烯腈预氧化（polyacrylonitrile preoxidized fiber，简称POF）纤维，在一定温度下经空气氧化形成部分环化结构的黑色纤维。极限氧指数（LOI）一般在40%～60%。一种新型阻燃纤维，这种纤维不仅具有优良的阻燃、耐热性能，而且纤维的耐化学试剂性能也优于一般的合成纤维，主要用于防护服装、阻燃装饰材料、过滤材料及密封材料等。

POF的抗燃性和绝热性极佳，当其平纹织物置于手心上，上面放一枚美国硬币，用1250 ℃氧-乙炔火焰对着硬币烧时，硬币化了而布料和手心安然无恙[6]。由于POF的耐磨性较差，一般须与其他高性能纤维混织使用，取长补短，例如与间位芳酰胺纤维混纺制成军服和消防服，与对位芳酰胺纤维混纺制成漂亮的西服，用上述火焰灯对着烧，既不燃烧又不收缩和变色。POF的其他重要用途有防火毡、C/C复合材料制的飞机和汽车刹车片、耐高温坩埚、航空和航天用耐高温部件以及各种代石棉的部件等。

4 国内阻燃纤维发展现状及前景探讨

国内阻燃纤维的品种虽然很多，但主要还是传统加工生产获得，主要应用于普通民用领域。新型耐高温且具有多种复合功能的品种还较少，即使可以大批量生产的几种纤维，也在某些方面存在不足之处，如纤维的性能指标的稳定性、服用性能和耐色牢度等等方面。

国内阻燃纤维行业内的各生产企业一般都依托科研院所，有很强的产学研能力，通常能依据市场需要努力创新开发各种新型的耐高温阻燃纤维。上文中提到的聚f二唑纤维，即由江苏宝德新材料公司，无锡华东创新材料研究院和四川大学等单位合作对聚芳f二唑纤维进行了改性，2012年成功开发出耐高温阻燃改性聚f二唑纤维宝德纶（PODLON），使其阻燃等性能达到了世界领先水平，并实现了产业化，从而缓解了我国耐高温阻燃纤维长期依靠进口的局面。此项目的试验材料即取材于已经规模化生产的商品化纤维。

但是，更多的高性能纤维品种还是主要依靠进口。如美国杜邦公司的Nomex，日本可乐丽公司聚芳酯纤维，奥地利兰精（Lenzing）公司的聚四氟乙烯纤维等等。我国应加大在此领域的研发力度，不断提高产品在国际市场上的竞争力，逐步摆脱对进口的依赖。

参考文献：

[1]于伟东.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，2006：149-150.

[2] 尹朝清.聚酰亚胺纤维及其阻燃特性[J].纺织学报，2012（6）：116-120.

[3] 梁雅卿.聚苯硫醚纤维[J].台湾人造纤维工业会讯，2005.

[4] 胡友斌，安源胜，赵小平.聚四氟乙烯纤维性能及其制造工艺[J].化工新型材料，2009，37（9）：24-25.

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二、对外直接投资促进技术创新的机制

Grossman和Helpman(1991)［10］认为，技术创新与从国外获得的知识正相关，新增长理论模型也强调技术创新的“干中学”过程。假设1:对外直接投资对母国行业技术创新绩效有正相关关系。传统跨国公司理论认为，发达国家拥有技术优势，发展中国家只能被动的接受发达国家的技术转移，达到技术升级的目的，即使是发展中国家的跨国公司理论也认为发展中国家只能在自身产业升级的基础上实现向比其落后的国家进行投资。但是越来越多的实践证明，发展中国家企业可以通过对发达国家的绿地投资或者并购，实现产业创业技术升级，特别是跨国并购，通过并购成熟的发达国家企业，从而拥有了其申请的专利和相对于发展中国家比较新的产品和技术，最终实现技术创新。联想电脑对IBM的并购实现了技术的跨越式发展，获得了较多的世界市场。假设2:对外直接投资可以促进母国行业的自主创新由于既定资源的限制，对外直接投资的增加，相对就会减少母国的资金支出规模，这个支出包含了大量的科研人员支出和研发支出，相对就会减少母国的自主创新程度。这是从一般意义上的理解，但是大部分研究认为，跨国对外投资的增加会增加企业自主创新的程度，这主要是由于技术的规模经济效应。中国的很多高科技产业缺乏在关键技术的创新，陷入了技术创新的瓶颈，通过对外直接投资，或者招聘别国的优秀科研人员进行研发，或者直接并购拥有关键技术的国外企业，母国企业在拥有关键技术的情况下通过对技术的整合，实现技术的跨越式创新，也同样达到自主创新的目的，这就是和购买国外技术同样的原理，购买—吸收—创新的路径也同样适用于对外直接投资。

三、对外直接投资的技术创新效应的实证检验

1．模型和数据来源按照本文的基本理论框架，在实证研究中可以将影响国内技术创新的变量分为国内因素和国外因素两类构建本文的计量回归模型:lnNPV=β0+β1lnLit+β2lnODIit+β3lnRDit+β4lnRDit×lnODIit+β5lnRDit×MG+μt+εit其中，NPV代表新产品产值，新产品产值越高，表明企业的技术创新能力越强，同时笔者用行业在国内外申请的专利数量来代表技术创新;L代表行业劳动力人数，笔者用企业用于研发的劳动工时当量代替，表明企业投入研发的人力资本越多;RD代表企业用于研发的投入越高，企业技术创新能力越强;ODI代表对外直接投资数量。在研究中，对外直接投资可以显著的提高技术创新能力，但是由于对外直接投资会减少母国的技术研发投入，还需要考查RD变量对技术创新的影响，同时对RD和ODI进行交叉分析，MG是跨国并购占对外直接投资的比例，笔者还对RD与MG进行交叉分析，以确定直接投资的哪种模式对技术创新的影响较大。下标i和t分别代表行业和时间，μ和ε分别为时间变量和回归残差。由于统计范围的限制，各国对高科技产业包含哪些产业存在差异。美国国家统计局于1989年7月确定了生物技术、生命科学、光电子、信息通讯、电子、柔性制造、先进材料、航空航天、武器、核技术等10个为高科技产品，美国官方又以10位海关编码(HS－10)为基础、对“高科技产品”(AdvanceTechnologyProducts———简称ATP)做了详细的界定。根据科技部对高科技产业的定义，我国高科技产业主要包含医药制造业、航空航天制造业、电子及通讯设备制造业、计算机及办公设备制造业、医疗设备及仪器仪表制造业这五大行业，又细分为22个小行业，本文以五大细分行业为研究对象。高科技产业的新产品产值、科研投入的人力和资本状况等来源于《中国高科技产业统计年鉴》，由于数据来源的限制，我们的研究期间为2002～2013年。高科技产业的对外直接投资来源历年《中国对外直接投资报告》。技术专利申请数量来源于国家知识产权局和国际知识产权组织。2．实证研究结果在我国对外直接投资的行业分布中，由于资源禀赋的限制，我国主要投资于资源开采行业，包括石油、天然气、铁矿石等自然资源是中国对外直接投资的重点，投资的主要地域也主要集中于中东、非洲和澳大利亚等国家和地区。但是，我们看到一个非常有意思的现象，特别是2009年以来中国对美国和欧洲的制造业投资增速非常迅速，所占比例也非常高，在对美国的直接投资中，制造业的投资所占比例超过40%，其中又以高科技产业为主。与之相应的是，中国的技术创新水平近年也快速发展，根据孟祺(2014)［12］的研究，中国制造业出口附加值所占比例从2009年开始，一改以前下降的局面，出现了缓慢的上升，这说明中国的技术创新水平在不断提升。笔者主要研究高科技产业对外直接投资对技术创新的影响。根据前面的逻辑框架，主要集中于两个因变量，一个是高科技产品新产品价值，一个是专利申请数量。模型1和模型2主要针对这两个变量进行一般回归分析，对于RD和ODI的交叉变量和RD与MG(并购所占比例)的交叉变量，这两个变量都是衡量对外直接投资能否直接促进技术创新的条件。在模型3和模型4中进行了断点分析，研究2009～2013年的数据。研究发现，劳动投入当量、研发资金和对外直接投资这些变量都对技术创新产生显著的影响，但是其影响有显著差异。其中，影响最大的是研发投入，其次分别是研发人员当量，对外直接投资的影响程度较小，在模型1和模型2中，即使添加了两个交叉变量，对外直接投资的影响仅仅在10%的水平下显著，模型2的系数稍微高于模型1，这两个模型对应的是2002～2013年的数据。在模型3和模型4中进行了断点分析，以进行稳健性检验，结果发现对外直接投资的显著性水平为5%。究其原因，一方面专利申请数量是一个即时的直接变量，而高科技产品新产品价值是一个较长的变量，根据一般推论，短期对外直接投资并不直接增加新产品价值;另一方面，我国高科技产业的对外直接投资规模相对较小，还难以对技术创新产生非常大的影响。本文又对高科技产业的细分行业进行了实证，研究结果显示，电子通讯行业、计算机及办公设备的各项因素都比较显著，对外直接投资的影响也查过平均水平，而医药制造业、航空航天制造业以及医疗仪器设备行业在研发人员当量、研发资金的影响上比较显著，对外直接的影响并不显著，从交叉变量来看，RD×ODI以及RD×MG的影响在各个细分行业上都显著，但只是在电子通讯行业、计算机及办公设备行业以及医疗仪器设备行业上影响比较大，而且在5%的水平下显著，在医药制造业和航空航天制造业这两个行业的显著性水平为10%。

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中图分类号：F74文献标识码：A文章编号：1001-148X（2017）01-0084-07

按照经济合作与发展组织对高技术产品的分类标准（将高技术产品分为航空航天产品、计算机及办公设备、电子技术通信设备、医药品、科学仪器、电力机械设备、非电力机械设备、化学品和军事武器九大类），基于金砖五国高技术产品2005-2014年出口的贸易数据，本文运用计量经济模型分析金砖国家高技术产品出口的技术特征，并从金砖国家贸易与实体经济、产业结构、贸易对象的关联性及贸易优势方面，预测金砖各国高技术产品贸易未来的演化趋势，以期为提高中国高技术产品出口提供参考。

一、金砖国家高技术产品出口的现状

（一）金砖国家高技术产品出口总量比较

根据世界银行的官方数据统计，全球的高技术产品出口额（美元）在2005-2008年呈波动上升趋势，在2008-2009年因受国际金融危机影响而大幅下降至16千亿美元以下，此后至2012年呈现直线上升趋势，高达2千亿美元。目前，金砖国家的高技术产品出口也呈现各自的特征表现。据联合国贸易数据库统计，巴西的高技术产品年出口贸易额在2004-2008年呈现持续性高速增长，2008年受国际金融危机影响，贸易总额急速下降，但之后2009-2012年缓慢稳步上升，尽管2013-2014有小幅下降，但整w保持在60亿美元以上；俄罗斯高技术产品年出口贸易额在2004-2007年大幅下降，2007-2008年有较明显增长，在2008-2010年又逐渐下降至2007年的贸易额水平，但是2010年之后呈现快速上升趋势，且年出口贸易总额超过50亿美元；印度自2004-2013年均保持增长趋势，并从30亿攀升至160亿，其中2004-2008年持续递增，受2008年国际金融危机余波影响，2009-2013年呈现波动性增长；作为金砖国家出口贸易总额最高的国家，中国在2004-2013年保持高速增长趋势，尽管受国际金融经济危机影响，在2008-2009年间有小幅下降，但在2009年之后恢复高速增长，且年出口总额达到5 000亿；南非在2004-2008年的高技术产品贸易出口额保持递增，但是受国际金融经济危机影响，在2008-2009年大幅下降，随后2009-2010年有明显增长，2011-2013年有所波动，但是基本稳定在200亿美元。

如图1所示，除中国外的其他金砖国家近10年来的出口贸易额增长曲线基本一致，基本呈现波动式增长，而中国作为一枝独秀，基本保持高速增长，并且高技术产品出口贸易总额遥遥领先。

（二）金砖国家高技术产品出口类型分布情况

通过对联合国贸易统计数据库中金砖国家近10年高技术产品出口贸易的统计数据进行分析，各国的高技术产品出口类型分布特征如下：

巴西的航空航天产品占出口高技术产品中的一半以上，而计算机及办公设备、电子技术通信设备、医药品三大类较为平均地占到10%的比例，其他五大类高技术产品所占比例较小，说明巴西在航空航天行业的突出优势对高技术产品出口分布的重要影响；俄罗斯的航空航天产品占到1/4，电子技术通讯设备和科学仪器各占到1/5，化学品占到1/10，其他五大类高技术产品分布也较为平均，占到5%左右。

总体而言，基于俄罗斯在高技术产品领域发展较为全面，其出口分布较为均衡；印度的电子技术通信设备、医药品均占接近30%，航空航天产品占到20%，科学仪器、化学品各占到10%左右的，其他四大类出口所占比例微小，说明印度具有相对优势的高技术产品领域基本决定了其高技术产品出口的种类与数量；中国电子技术通信设备占高技术产品出口总额的一半左右，计算机及办公设备也占有较大比例（35%），科学仪器占10%，而其他六大类高技术产品所占比例极小，表明中国除了电子技术通讯方向高技术产品发展较为迅速且占整个高技术产品出口份额中较大比例，其他领域的发展相对较慢；南非的高技术产品出口分布中，化学品与电子技术通信设备占到30%左右，科学仪器占到16%，军事武器占到10%，航空航天产品、电力机械设备与医药品在5%左右，其他两大类出口所占比例极小，说明南非作为起步中的发展中国家，各个领域发展虽然较慢但较为均衡。由以上不难看出各国的高技术产品分布与本国的优势产业发展有密不可分的联系，在一定程度上体现了各国经济发展的特征。

二、金砖国家高技术出口产品的技术特征

基于以上对金砖国家近10年来高技术产品出口贸易数据的统计与分析，不难发现高技术产品的出口贸易额受到各国经济发展速度的影响，高技术产品出口的分布受到各国经济结构、产业结构的制约。因此，金砖国家之间的高技术产品贸易具有各国不同的经济特征，且互补性较强。据此归纳出金砖国家高技术产品的经济增长联动性、产业结构依附性、贸易互补性三大技术特征，并予以检验，旨在探析金砖各国高技术产品贸易的优势所在。

（一）基于Panel Data变系数模型的金砖国家高技术出口产品经济增长联动性特征检验

1.Panel Data变系数模型的建立及F检验。金砖国家在2004-2013年间的高技术产品出口贸易数据，符合Panel Data数据对于具备三维特征的要求，本文使用标识数字1-5分别代表巴西、俄罗斯、印度、中国、南非，指标xi代表金砖五国相应年份的GDP值，指标yi代表金砖五国当年的高技术产品出口贸易额，并选择建立含有5个国家个体成员方程的Panel Data变系数模型：

yi=xiβi+ui（i=1，2，3，4，5）（1）

写成矩阵的回归形式如下所示：

y1y2y3=x10…00x200…0xNβ1β2βN+u1u2uN（2）

其中yi是T×1维被解释变量向量， xi、ui是解释变量。xi是T×k维解释变量矩阵，yi和xi代表i地区的高技术产品出口贸易额变量的经济时间序列[1]。Panel Data变系数模型的设立覆盖了截面、时期、变量三个方向的数据，在本文中体现为金砖五国、2004-2013年的时间段和高技术产品出口贸易额与GDP值。为了确保模型形式设定与所模拟的经济现实相符合，需要检验被解释变量yit的参数βi是否对所有截面即金砖五国保持一致性，本文分别选择各国在2004-2013年间的高技术产品出口贸易额与相应年份的GDP值运用F检验进行回归，检验二者之间相关性的存在，从而确定金砖国家2004-2013年的高技术产品出口贸易数据属于Panel Data的变系数模型，保证参数估计的有效性。

2.回归结果分析与技术特征归纳。

由表1可得知对于印度的高技术产品出口贸易额的回归方程，F检验的P -value值小于005，同时R2值为0870524（大于064，具备高度相关性）；对于中国的高技术产品出口贸易额的回归方程，F检验的P -value值小于005，同时R2值为0958278（同上）；南非的高技术产品出口贸易额的回归方程，F检验的P -value值小于005，同时R2值为0809351（同上）。巴西、俄罗斯的高技术产品出口贸易额的回归方程未通过F检验。从选取金砖国家整体的高技术产品出口贸易额与相应年份的GDP回归方程来看，解释变量的系数全部为正，存在正相关的关系，且通过F检验，包括印度、中国、南非三国在内的检验结果均处于置信度之龋说明回归方程模型符合现实经济情况。巴西和俄罗斯较其他三国相比受到国际金融经济危机等经济因素影响较大，导致经济发展不稳定，而在数据采集时没有剔除相关的影响因素，因而没有表现出明显的关联性特征，但以上数据基本能够说明金砖国家基本具备高技术产品贸易的经济增长联动性的技术特征。

（二）高技术产品出口的产业结构依附性分析

1.金砖国家的产业结构数据统计。根据金砖国家各国统计局的数据，本文以各国经济基本在国际金融经济危机中复苏后2010年数据统计为依据，选择各国各产业的增加值（反映各个产业未来发展趋势）及三大产业所占比（反映各个产业在国民经济中所占地位）与当年的各国高技术产品出口分布进行对比分析。

2.金砖国家的产业结构与高技术产品出口贸易的关系分析。由表2可看出中国的产业结构以二、三产业为主导，但是中国的第一产业增速较快，第二、三产业也保持了较高的增速，中国电子技术通信设备能够占到高技术产品出口总额的绝大比例与此有密不可分的联系。

巴西的产业结构优化程度较高，第三产业作为主导产业、第二产业为支柱、第一产业所占比例较小；同时，巴西的第一产业增速最快，第二、三产业也保持了稳定的增速，巴西的航空航天产品能够出口高技术产品中的绝大部分，与巴西在第二产业稳定坚实的基础密切相关。

印度的产业结构优化程度较高，第三产业作为主导产业，第二产业、第一产业为支柱，同时各个产业增加值的比例也同所占比例呈正相关。因此，印度的各大类高技术产品出口分配比例较为均衡，与印度的产业结构升级优化及高技术产品领域的明显优势十分相关。

俄罗斯明显的以第二产业为核心，第三产业、第一产业所占比例较小，在第三产业和第二产业的增加值占三大产业的绝大部分，基于俄罗斯在第二、三产业的基础雄厚，其高技术产品的出口分布表现较为均衡。

南非的第三产业所占比例占一半以上，第二产业也占了较大比例，而第一产业比例极小，三个产业增值速度同产业结构分配呈现相关性。南非的高技术产品出口分布较为均衡，但是所占比例不够协调，与其在第二、三产业的发展速度相对较缓慢有明显联系。

（三）金砖国家间贸易互补性检验

本文运用Finger 和Kreinin 提出的出口相似度指数，测算金砖国家在第三方市场上所出口产品的相似程度，公式如下：

ESI=∑IminXIacXac，XIbcXbc×100 （9）

其中ESI即为出口相似度指数，变动范围介于0 到100 之间。XIac与XIbc代表a、b两国各自向共同市场c国出口某项产品I的总值，Xac与Xbc则表示a、b两国各自向共同市场c国的出口的所有产品总值。ESI数值越大说明a、b两国向c国出口的商品结构越相似，进而说明二者在国家间的贸易互补性越低。通过选择2004-2013年间中国与巴西、俄罗斯、印度、南非等金砖国家各自对世界各国的高技术产品出口贸易额及对世界各国的全部出口总额，可以分析得出中国与其他各国之间的出口相似度指数，如图2所示。

由图2可看出中国与其他金砖国家的出口相似度基本稳定在某个水平，并且总体呈现出口相似度下降的趋势。其中，中国与巴西的高技术产品贸易出口相似度最高，2004-2010年在60以上，但自2010年之后逐步下降，并保持在30左右。中国与俄罗斯的出口相似度指数最低，基本维持在20以下，自2005年起二者的指数水平持续保持在10左右，表明二者的贸易互补性较强。中国与印度的出口相似度指数在2004-2008年基本维持在40左右的水平，但2008年受国际金融危机影响而上升至60的水平，之后开始逐步下降，恢复至40，但2013年又有所增加。中国与南非的处于与金砖国家出口相似度指数的中间水平，较为稳定的保持在20-40之间，且2005年开始有小幅下降，基本在30之下。由以上数据可知，中国与巴西、俄罗斯、印度、南非等金砖国家的出口相似度指数保持在一个较低的水平，说明中国与其他金砖国家之间的贸易出口产品相似度较低，彼此之间可以开展的贸易种类较多，相互之间的贸易互补性较强，即中国与其他金砖国家高技术产品的贸易具有明显的贸易互补性技术特征。

三、金砖国家高技术产品出口趋势的预测

根据上文对近10年来金砖国家高技术产品出口贸易技术特征的分析，不难发现金砖国家高技术产品贸易的三大技术特征具有一定的稳定性，现对金砖国家高技术产品贸易的未来演化趋势进行预测，探究其未来可能的变化。

（一）ARMA模型简介及模型建立

作为平稳时间序列建模的一种，ARMA模型可以用来进行时间序列分析，主要应用于分析经济变量的变化规律，其主要表达式为：

ut=c+1ut-1+…+put-p+εt+θtεt-1+…+θqεt-q（t=1，2，…，T）（10）

鉴于本文所研究的金砖国家高技术产品出口贸易演化趋势是基于金砖国家过去的高技术产品贸易数据，在平稳的时间序列对其未来演化趋势进行预测，因此可定性其为向量本身进行回归分析。可将所需预测的指标即各国的高技术产品出口贸易额，随着时间的推移形成的序列看作随机序列，而其所具有的依存关系则体现了原始数据在时间上的延续性。通过该模型的建立不但可以分析各因素的影响，还可以观察其自身变动规律[2]。因此，本文选取ARMA模型，运用Eviews60软件进行预测。

（二） 数据选取与模型平稳性检验

本文选取联合国贸易数据库中自1988-2013金砖各国的高技术产品出口贸易数据作为分析基础，通过对其平稳性检验及其时序图所体现的特征确定所建模型形式进行预测分析，并仅以中国为代表进行模型的建立与未来演化趋势的预测。

本文选择中国1992-2013年的高技术产品出口贸易额作为数据基础，对其未来几年的对外高技术产品贸易情况进行预测。数据生成的时序图显示其有明显趋势，为非平稳序列，而且其自相关系数在滞后一阶之后没有迅速减小趋于零，显示为非平序列，不是白噪声。从相关图可知自相关系数（ACF）明显拖尾，偏自相关系数（PACF）为一阶截尾，考虑拟合AR模型进行一阶差分再讨论，结果显示一阶差分平稳。建立AR模型之后，结合一阶差分的均值情况，平均值为263E+10。基于平稳序列建模需要满足0均值的条件，对多原序列进行零均值化。

（四）数据处理结果

根据联合国贸易数据库及上文搭建模型所做预测数据进行整理，并运用同样的方法对其他金砖国家的高技术产品贸易数据进行预测分析，可得结果如表3所示。

由上图可做出基本预测：作为金砖国家中高技术产品出口贸易额最大的国家，中国贸易额的增速居高不下，在2015年可突破600亿美元，并且在两年内实现100亿美元贸易额的增长，在未来呈现更加快速的发展。

俄罗斯高技术产品出口贸易蓬勃发展，2015年将突破80亿美元，2019年突破90亿美元，伴随着世界经济的发展与科学技术进步，其对外高技术产品出口呈现出飞速增长的特征。预测巴西在2015年达到80亿美元的贸易成交额，在2020年能达到接近100亿美元的高技术产品出口贸易额，呈现稳定的增长特点。因印度基期的出口贸易额数额较大，加上其较为迅猛的发展趋势，预测印度在2018年可实现200亿美元的高技术产品出口贸易额，实现较大的突破。与其他金砖国家类似，南非的高技术产品出口贸易额呈现出明显的增长趋势，但是鉴于发展基础较为薄弱，没能实现较大的贸易额的突破，在2020年可以增长到30亿美元，总体发展趋势欣欣向荣。

（五）结果分析及贸易趋势预测

基于以上分析可以发现金砖国家之间高技术产品的贸易呈明显增长趋势，这不仅有利于促进各国本土高技术产品行业的发展，也有利于实现金砖国家在国际市场掌握更大的话语权。在未来没有较大经济波动的环境下，金砖国家的高技术产品贸易出口将呈现持续性上涨趋势，并且占各自对外出口贸易总额的较大比例，而且会逐渐成为本国出口贸易的核心部分，但实现的周期较长；同时，得益于高技术产品贸易的优化升级，金砖国家的高技术产品出口分布得以优化，九大类高技术产品出口分布将呈现本国优势产业所占份额较大，其他类别亦能占到较为合理比例，在相对弱势领域的高技术产品贸易额有所增长，可以实现本国高技术领域改革创新、经济模式向技术拉动型的转变。

金砖国家之间的经济互补优势明显，因为各国的核心及高端优势产业有所不同，且彼此之间门槛限制较低，从资源优化配置和经济效益最大化的角度出发，金砖国家之间增强高技术产品贸易往来，努力扩展彼此之间高技术产品领域多产品种类的贸易，有利于促进贸易方式、贸易种类呈多样化发展。

四、对策建议

1.结合金砖国家高技术产品的三大贸易技术特征，我国在经济领域采取加快发展经济、优化产业出口分布、加强各国贸易往来等举措。

第一，中国高技术产品出口与经济发展水平有密不可分的联系，中国应当发挥中国高技术产品出口经济联动性技术特征优势，努力促进高科技附加值GDP增长，实现无损耗式的良性循环，以科技带动经济，用经济为科技发展提供物质基础[3]；在保持经济平稳增长的同时，中国应当大力发展创新型经济，鼓励高技术产品行业的自主研发和创新，支持高科技龙头企业充分发挥先锋示范的带头作用，促进国家经济结构的布局调整和优化，促进高技术产品贸易的开展；只有在足够强大的经济基础支撑和足够高度的经济发展水平的前提下，中国才能为高技术产品出口贸易在国际市场中取得有影响力的地位、突破发达国家设置的贸易壁垒、实现贸易顺差提供条件。

第二，产业结构的优化升级对高技术产品出口贸易结构的调整有重大影响，中国应当发挥中国高技术产品出口产业结构依附性技术特征优势，借鉴金砖国家中产业结构分布较为合理的国家的经验，努力促进产业结构优化升级，形成以第三产业为主导、第二产业为支柱、第一产业为基础的产业结构，从而促进第二、三产业中的高技术产品行业的发展，带动相应产业内的高技术产品贸易增长，形成较为均衡的高技术产品出口分布，不但有益于国内的技术进步与创新，同样有利于综合国力的增长。

第三，在未来金砖国家贸易呈快速发展的趋势下，我国应继续保持贸易互补性的技术特征优势，加强同各国贸易的往来。中国与其他国之间具有明显贸易互补性的技术特征优势，中国应当加强发挥该优势，努力扩大与其他金砖国家在高技术产品贸易领域的经济往来，促进本国优势产品出口，引进其他国家的优势产品，促进本国高技术产品贸易结构多元化、成熟化，努力实现贸易方式的多样性，深化高层次的高技术领域经济对话机制[4]。

2.结合对金砖各国高技术产品出口贸易的预测情况，我国应不断优化与各国的互动机制，做好防御与发展双重应对机制，争取更大话语权。

第一，结合高技术产品出口正向增长的演化趋势预测，优化同各国贸易互动机制。基于对金砖国家未来几年的高技术产品贸易额的预测情况，可以推测未来几年金砖国家高技术产品贸易额总体将会获得较大幅度的提升，并保持彼此之间的密切经济联系。因此，中国应当加强与金砖国家之间的贸易往来，在政治上深化对话机制，加强各国经济纽带联系，形成良好的贸易背景，为实现更大范围内的资源优化配置提供可能[5]。尤其应当优化与其他国家的贸易往来机制，加强与其他金砖国家在优势高科技产品领域的贸易互动，引进高科技产品，增强本国的研发能力，丰富本国的高科技产品种类，提升高科技产品的层次，形成优势互补，在节约资源的同时加强彼此经济联系，为实现更大的经济利益而深化合作。

第二，基于金砖各国的演化趋势预测未来出现大幅变动，应做好防御与发展的双重应对机制，争取贸易话语权。通过ARMA模型对金砖国家的高技术产品贸易发展情况预测，可以获知其整体的高技术产品贸易领域的发展将有新的突破。在经济全球化、政治多极化大背景下，中国应通过建立经济动态监测机制做好经济动荡的防御和准备工作；应深化与金砖国家之间的贸易关系，巩固新兴经济体的地位，增加话语权和贸易主动权，抓住发展的机遇及时的调整经济政策和方针，促进本国产品贸易、尤其是高技术产品领域的发展。

参考文献：

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本文对《空气动力学》课程实行“理实一体化”的有效教学，对提供学员的综合素质提高有着重要的促进作用，在有效教育教学策略方面的研究能够提高该课程的教学质量，能够对空气动力学教学的改革给予极大的帮助。

 

随着时代的发展、科技的进步，空气动力学作为力学的一个重要分支进入到了各高等学府的学科培养计划之内，并随着航空航天行业以及喷气推进技术的发展逐渐成长起来。介绍空气动力学的研究意义、应用范围，基本数学知识，流动的描述方法及流体力学基本方程。而对这一新兴学科的教学就需要从科技新时代的角度进行一定的深入探讨与全面改革。

 

一、“理实一体化”的基本概述

 

理实一体化教学法即理论实践一体化教学法。让教师充分发挥主导作用，通过老师来设定教学任务和教学目标，让教师和大学生双方教学做三者相结合，重新构建素质和技能培养框架，加强课堂和实践教学每个环节，提高教学质量。在整个教学环节中，理论和实践相互交替进行，直观和抽象相互交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而理中有实，实中有理。

 

1.理实一体化有效教学含义辨析。在《空气动力学》课程的教学过程中，实行“理实一体化”有效教学的策略，对教学的质量提高有很大的促进作用。所谓的理实一体化有效教学，就是理论实践一体化的教学方法，是理论与实践相结合理论、有效教学理论、生活教育理论在当代教育中的最为鲜活的表述、最为生动的呈现、最为典型的建构模式;对于理论和实践分离的情况能够进行改善，并能够将教学中的各个环节得到合理的串联。

 

2.空气动力学概述。空气动力学也有着一定的历史，早在人类对鸟类或弹丸飞行时所受的力进行受力分析时，就有了种种猜想，科学家们根据对物体在空气中所受阻力的估算，以及应用力学的原理和演绎方法，最终得出了物体在空气中的受力情况，直至19世纪末期，已经形成了经典流体力学的基础。自上个世纪以来，随着科技的进步，航空航天事业飞速发展，经典流体力学便衍生出了新的分支——空气动力学。

 

二、空气动力学教学改革的必要性

 

我国的高等教育已逐步从发展人才数量转变为发展人才质量，在此基础之上，提高教学质量这一问题就成为了我国相关教育部门所关注的重点。

 

不同于以往传统学科、有着悠久的历史、贯穿在学生们大学阶段的空气动力学作为一个新兴学科，教学方式与教学理念就也不能与以往传统教学相一致。针对不同特点的不同课程，教师应采取不同的方式方法进行教学与授课。现如今，随着经济的发展，家庭生活条件的逐渐提高，学生们的成长环境也产生着翻天覆地的变化，21世纪的独生子女们享受着最优的教育环境，因而也有着各自独立并且完善的思想体系，从而使得教学也相应产出了一系列的问题与矛盾。所以，“以学生为中心”的教学理念是当前我国教学改革的根本，也是时展的必然结果。

 

三、空气动力学教学改革的高效策略

 

1.重视学生的特点与知识需求。空气动力教学要时刻秉承着“以学生为中心”这一教学理念进行展开，而“以学生为中心”的前提就是全面并且深入地了解学生们对知识的需求方向以及学生们的学习方法与学习习惯，从而根据学生们的特点进行教学改革，找出适合学生们接纳知识、吸收知识、理解知识的最优方法。由于学生群体数量庞大，一定的教学改革前的基础调查就显得十分有必要。教师要根据上课前对学生们往日学习习惯与学习方法的调查以及课后学生们对听课情况的反馈与建议，来改善我们空气动力学教学的教学理念与教学方法，从而提高空气动力学这门新兴学科的教学质量，进而提升学生们对空气动力学这门课程的学习成效。还要在这些改革的过程中，让学生建立起高效的学习方法与认真的学习态度。

 

2.注意教学教材的选取。空气动力学这门课程作为新兴课程，相关书籍不同于以往传统课程较为普及，因此教材的选择就成为了空气动力学教学的一个重点。作为基础课，《空气动力学基础(Fundamental of Aerodynamics)》(Anderson，J.D.著，航空工业出版社出版)适合程度较好的同学进行拓展学习。

 

3.重视教学方法的改进。(1)合理利用现代化教学设施形象教学。教师要充分利用现代化的教学设施，从而加大直观教学的力度。传统的观察教学模式以及利用板书、模型以及挂图等方式来进行教学，具有局限性，无法调动学生积极思考、有兴趣参与到课堂中来。在空气动力学教学过程中，应充分利用好网络以及多媒体的现代化教学手段，将设备、模型等二维图样以三维动画的形式展现给学生们，从而展示其内部具体结构以及加工过程。例如，讲解对相对气体的实现应用时，就可以播放直流式风洞、回流式风洞以及风洞实验等相关视频，更直观更形象，使学生们更能接纳并充分理解吸收课堂上的知识。

 

(2)将书本理论映射到生产实践当中。要将课堂理论与实际操作相结合，就要求空气动力学这门课程安排相关实验课时，使学生们在全面理解并充分掌握理论知识的前提下，切实从实践的角度对空气动力学这门课程进行理解与深入。课堂着重讲解理论知识的重点，着重介绍解题的方法与思路，然后让学生们自主练习，学会一种学习方法、培养一种学习态度。在理论与实验课的基础之上，学校还可联系相关企业，为学生提供参观实习的机会。通过真正地置身于生产加工环境中，体会空气动力学在实际生产生活中的应用方法，进而来深入感受空气动力学的精髓，从而对空气动力学有更深入的理解，培养学生对空气动力学浓厚的学习兴趣，从而从根本上降低空气动力学教学的教学难度。

 

(3)要将引导与讨论融入课堂教学。在空气动力学的课堂教学中，部分内容若采用引导与讨论相结合的教学方法与教学模式会起到一定的积极的促进作用。引导与讨论相结合的教学模式可以使得学生们由被动授课转变为主动吸收知识，能够充分调动起学生们的积极性，使得学生们切实参与到空气动力学的课堂中来。经教师引导后，在讨论的过程中充分挖掘学生们的潜力、开发学生们的创造力，从而改变学生们的思维方式。

 

例如，在讲低速空气动力学这一章节的时候，为培养学生独立思考的能力和创造思维能力，可以采用引导与讨论的教学模式进行教学。在讲授流体模型化时，可以对学生进行提问：什么是流体?流体有哪些分类?流体的特点是什么?接着播放相关教学录像片，使学生们对流体模型化有一个全面直观的认识。然后结合实物及模型进行授课以及课堂的讨论。在授课过程中重点讲解流体的分类以及低速空气动力学的相关计算公式，让学生自己分析并在课堂上展开讨论。在讨论过程中老师要注意引导、启发以及相应的总结。

 

四、结语

 

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随着当前社会发展与环境、资源之间矛盾的日益加剧，作为制造业支柱之一的汽车行业也必须跟随时代的发展，对高污染、高能耗发动机的改进变得越来越迫切。新能源发动机也呼之欲出，新能源发动机动力主要以电能为主，优点在于低排放、低噪音。大力发展新能源发动机，对解决我国汽车工业可持续发展面临的能源和环保问题具有重大现实意义。轻量化、低排放的新能源发动机自然成为了各汽车企业追逐的方向，汽车铸件可铸造的合金有铝合金、锌合金、镁合金、铜合金，还有铸钢，其中铝合金具有密度低，比强度、比刚度高等一系列优点，被广泛应用于航空航天行业，同时也是作为汽车轻量化最理想的材料[1 ，2]。本文采用模拟软件对一款新能源汽车驱动电机的铝合金电机壳的低压铸造工艺进行CAE分析，并结合工艺技术人员经验，对工艺方案作出调整，最大限度地降低缩孔、缩松倾向，重要部位杜绝缩孔、缩松的产生。

1 定子壳体总成开发过程中难题

某型电机定子壳体总成内腔为封闭式水道，为某公司生产的新型汽车电驱动电机定子壳体，目前正处于开发验证阶段。内腔为封闭式水道，上下水道壁厚最薄处仅为2mm，铸造工艺方案的策划（瓶颈过程）确定存在不可预知的缩松缺陷产生的结构，这个难题需要借助工艺开发人员和CAE模拟软件进行优化分析，对低压铸造成形过程进行了模拟，最终确定可行的工艺方案。

2CAE分析

2.1CAE分析的模型建立

本文将使用CAE软件对设计出来的工艺方案进行充型、凝固模拟分析，依据模拟分析结果确定应用于实际生产的最优工艺方案。

2.2 设定铸造工艺参数

材料选用的是美标牌号对应中国标准牌号ZL101A，其热物性参数如表1 所示。

2.3 凝固模拟结果分析

凝固缺陷预测结果及分析用Anycasting概率缺陷参数模块中的残余熔体模数来预测缺陷的产生，为减小初始条件设置误差对模拟准确性的影响，分析是在6 次循环之后得到的结果。采用概率缺陷参数之残余熔体体积分析其缩松情况，凝固过程数值模拟结果如图1 所示，对凝固模拟结果分析后得出，铸件凝固过程中存在以下特点：整体上看，铸件达到完全凝固所需要的时间为105.8551s。随着铸件的凝固，在水道与螺孔相交处、水道内侧厚大部位，由于壁厚变化较大，补缩通道断开了（见图1c），这导致了孤立液体收缩得不到补缩而产生了缩松、缩孔。

3 缺陷分析与工艺整改措施

3.1 分析产生缩松原因，完善工艺方案

由铸件的凝固结果可知，浇注系统的设计和工艺参数的选择使得凝固过程中产生较多的缩孔、缩松。由图1c可知，补缩通道断开了，补缩不充分，所以需要在一定程度上提高其补缩能力，在缩松部位增加4 个暗冒口再次进行数值模拟。

3.2 优化工艺方案模拟结果

金属液在型腔中的凝固时间设定为184.0438s（如图2 ），由优化后的凝固模拟结果（图2b、c）可知，没有发现缩松部位，相比于图1d铸造缺陷，铸件的缩孔、缩松基本消除，达到了预期的目标（如图2d所示）。

4 结语

基于流体力学传热学基本方程和有限差分方法，利用铸造模拟软件，采用残余熔体模数预测缩孔、缩松缺陷，用确定性模拟方法模拟微观组织，将铸造的充型凝固宏观模拟与微观组织模拟相结合，实现了铸造成型过程从宏观缺陷到微观组织进行完整的模拟。以某型铝合金电机壳体的模具设计为例，证明了该模拟方法能够指导模具工艺结构优化，减少反复修模、试模所造成的资源和能源浪费[3]，提高工艺成品率，从而为实际生产提供一定的参考价值，缩短产品开发周期，降低产品开发成本。

参考文献

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但3D打印技术将对它能接触到的

一切领域特别是制造业产生冲击

新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。各国都在加大科技创新力度，推动3D打印（业内称“增材制造”）等领域取得新突破。

3D打印对经济的影响将是广泛而深远的。15世纪中叶的印刷术、18世纪中叶的蒸汽机、20世纪中叶的计算机，都曾经给当时的世界带来翻天覆地的变革。然而在当时，没有人曾准确预测到这些新技术对人类的深刻影响。同样，今天也没有人能准确预测3D打印对当前经济模式产生的深远影响。但3D打印技术将对它能接触到的一切领域特别是制造业产生冲击。

随着《中国制造2025》及重点领域技术路线图的，提高制造业创新能力的呼声日益突出。作为一项传统制造技术的颠覆性创新，3D打印技术备受瞩目。

3D打印是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术，体现了信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合，是先进制造业的重要组成部分。当前，3D打印技术已经从研发转向产业化应用，其与信息网络技术的深度融合，或将给传统制造业带来变革性影响。加快3D打印技术发展，尽快形成产业规模，对于推进我国制造业转型升级具有重要意义。

Wohlers Report 2015报告显示，3D打印在2014年覆盖了41亿美元的市场。该行业仅在2014年就增长了逾10亿美元份额，在过去三年里的复合年增长率为33.8%，增长强劲。2015年略有放缓，2016年全球总销售额将增加至73亿美元，2018年这个数字将是127亿，到2020年市场预计将达到212亿美元。

曾经默默无闻的3D打印现在越来越受到国家的重视。8月21日下午，国务院总理主持国务院专题讲座，讨论加快发展先进制造与3D打印等问题。主讲人卢秉恒是我国机械制造与自动化领域著名科学家，也是我国3D打印领域唯一的工程院院士。

听完专家讲解后指出，以信息技术与制造技术深度融合为特征的智能制造模式，正在引发整个制造业的深刻变革。3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术，实现了制造从等材、减材到增材的重大转变，改变了传统制造的理念和模式，具有重大价值。

今年2月28日，工信部、国家发改委、财政部联合《国家增材制造产业发展推进计划 （2015-2016年）》。该计划指出，把培育和发展增材制造产业作为推进制造业转型升级的一项重要任务，以直接制造为增材制造产业发展的主要战略取向，兼顾增材制造技术在原型制造和模具开发中的应用，面向航空航天、汽车、家电、文化创意、生物医疗、创新教育等领域重大需求，聚焦材料、装备、工艺、软件等关键环节，实施创新驱动，发挥企业主体作用，加大政策引导和扶持力度，营造良好发展环境，促进增材制造产业健康有序发展。

制造业面临内忧外患

“三期叠加”之下，“中国制造”正遭遇着空前的困难。中国物流与采购联合会、国家统计局服务业调查中心最新的2015年9月份中国制造业采购经理指数（PMI）为49.8%，虽然比上月上升0.1个百分点，但仍处于50%荣枯临界值以下，而且这是自2014年10月份以来连续12个月同比下降，显示中国制造业发展持续放缓。

此外，国家统计局公布的2015年8月份工业品出厂价格指数（PPI）为94.1，自2012年3月份以来一直处于负增长，工业企业的利润大幅被挤压，说明高投资速度放缓以后，工业产能严重过剩。

国务院发展研究中心原副主任刘世锦表示，以往中国经济高增长主要依托于高投资，高投资中主要包括三块，基础设施大体占20%到25%，房地产占25%左右，制造业投资占30%以上，这三项合起来是中国投资的80%到85%，其中制造业投资直接依赖于基础设施和房地产的投资以及出口的增长。中国的高投资要调整到位，就要有三个“落地”，通俗称为基础设施、房地产和出口这三只靴子要落地。目前基础设施投资和出口这两个靴子已经相继落地，房地产投资也开始回落。

据统计，我国出口总值由过去每年20%以上的增长回落到2012年以来的5%到8%的增长区间。2015年上半年，我国进出口总值11.53万亿元人民币，比去年同期下降6.9%。其中，出口6.57万亿元，增长0.9%，出口形势更加严峻。

许多专家表示，出口下降涉及国际和国内多重因素，一方面，一些东南亚国家正在中低端制造业上发力，凭借比中国更加廉价的劳动力，抢夺中国成本优势地位，而原本在华生产的外资高端制造业也回流发达国家，“前后夹击”让中国制造生存空间变狭小；另一方面，由于我国的劳动力、土地、环境等要素成本以及汇率水平的上升，使得我国的出口竞争力在下降。

面对经济下行压力以及发达国家先进技术和发展中国家低成本竞争的的双重挤压，一些制造企业已经扛不住了，不断传来停产半停产、破产倒闭的消息，以东莞、苏州、温州最为突出。2014年12月，先是知名手机零部件代工厂苏州联建科技宣布倒闭，随后联建的兄弟公司，位于东莞的万事达公司和联胜公司相继倒闭。同样位于苏州的诺基亚手机零部件供应商闳晖科技也宣布关门停产，并遣散了大部分员工。

据了解，联建科技曾是苹果手机屏幕供应商，后来与小米也有过几年合作，鼎盛时有员工两万多人，2014年业务则每况愈下，至倒闭前还有3000多名员工。万事达公司和联胜公司两家工厂倒闭时共拥有员工7000人。

2015年1月，东莞手机零部件制造商奥思睿德世浦电子的老板欠债1.35亿元跑路。而在以制造服装、眼镜、鞋、打火机等小商品闻名世界的温州，2009年以来每年都有数十家大小加工制造企业倒闭，正在经历着制造产业的空心化。

由于2008年后疯狂扩张，中国建筑陶瓷和卫浴的年产能全世界人民即使全部使用中国货也需要二到三年才能消化完成。去年以来，随着房地产转趋冷淡，倒闭潮接踵而来。

家具业同样不能幸免，大型家具企业倒闭层出不穷。去年深圳家居巨头华源轩、富之岛宣告破产，今年5月3日拥有23年历史的广州标卓家私破产，有“东莞家具航母”之称的东莞永信家具制造有限公司也相继倒闭。据最新数据统计，两年来仅深圳龙岗、东莞厚街、佛山龙江三个镇倒闭的家具厂多达849家。

提质增效升级是出路

尽管各地接连出现企业破产倒闭，但也有不少制造企业顺势而为，锐意创新，利用3D打印、机器人、“互联网+”等新兴技术，不仅生存了下来，甚至提高了市场竞争力。

据了解，浙江一些传统制造企业早已意识到3D打印技术的广阔前景，并积极投入研发，其中还有企业与卢秉恒院士进行3D打印技术合作。据统计，目前浙江约有1万家企业在使用3D打印新技术，其中民企占了很大比例。

此外，积极应用3D打印技术、加快转型升级的典型企业还有家电行业的海尔、美的；汽车行业的比亚迪、吉利；机械行业的玉柴机器、新界泵业；化工行业的上海家化等。

实际上，美国经济如今有所“复苏”，3D打印新技术的推广功不可没。2011年，杰里米・里夫金重磅推出的新书《第三次工业革命》，将3D打印推向了经济发展战略高度；2012年，美国总统奥巴马宣布斥资3000万美元建一个新的国家级制造创新研究所，即3D打印实验室和培训中心，推动了3D打印技术的应用。奥巴马政府认为3D打印技术是一项重要的战略产业，它能颠覆传统制造业，完全改变大多数产品的设计和生产模式，并且成为未来新兴产业的必争领域。

如今在美国，3D打印技术已进入电动汽车的车身和底盘、航空航天和国防军工领域金属零件、牙齿骨骼等多个制造领域，推动美国在高科技和高端装备制造领域继续保持领先优势。

浙江省3D打印联盟相关负责人表示，“美国经济复苏的成功经验，也可以借鉴到我们传统经济的转型升级中。3D打印新技术，可以促使中国人创新能力和设计能力的极大释放，堪称经济转型升级的‘牛鼻子’，从而解决一般‘中国制造’缺乏创新和美感等难题，最终推动‘中国制造’转向‘中国创造’。”

国务院参事室特约研究员姚景源认为，在新常态，创新才是经济结构改革的动力。“过去我们在国际化的分工中，基本上处在国际产业链的末端，缺少自主知识产权，贴牌生产，赚微薄的辛苦费。现在我们要通过国际化不断提升自己的核心竞争力。”

中国制造的根本问题在于大而不强。据了解，中国的机床占到世界产量的38%，但是高档的数控机床基本得靠进口；中国钢铁产量世界第一，但是港口码头上高吨位起重机的钢丝绳和航空母舰的甲板得进口。中国的铝产量是世界第一，但是飞机上用的铝需要进口；中国给每人每年平均做3套半衣服，但是这么大的出口服装基本上都是贴牌。

姚景源举例说，苹果手机相当一部分是在中国生产，“而我们每生产一部苹果手机，其中49%的利润被美国拿走了，日本拿走了30%多，韩国还拿走了百分之十几，剩下我们中国拿3.63%。”

姚景源认为，低成本的时代一去不复返了。中国制造业想要在全球市场上拿到话语权，就要勇于转型升级，推动中国制造业结构调整，提高创新能力，从过去更多地依赖传统优势转变为新的优势，比如科技优势、高素质劳动力优势，以及整个社会的综合配套优势，只有在这些方面下工夫，才能在国际大品牌中看到更多的中国品牌。

实际上，中国制造提升的空间还是相当大的。财经作家吴晓波写了篇《去日本买只马桶盖》的文章风靡网络，他提到中国的中产阶层到日本去买电饭煲、吹风机、马桶盖、保温杯、陶瓷菜刀等商品。这些在中国遍地都是的商品为何能大卖特卖？因为它们更精细、更贴心、更好用。

现在，中国已经是制造业大国，不能再一味用“市场换技术”的后发战略和贴牌仿制的低端路子了，必须提高设计研发水平，实现技术上的不断创新，才能缩短中国制造的“最后一公里”。

总理在8月份的国务院专题讲座上表示，促进中国制造上水平，既要在改造传统制造上“补课”，同时还要瞄准世界产业技术发展前沿，加快3D打印等新技术新装备的运用和制造，以个性化定制对接海量用户，以智能制造满足更广阔市场需求，以绿色生产赢得可持续发展未来，使中国装备价格优势叠加性能、质量优势，为国际产能合作拓展更大空间，在优进优出中实现中国制造水平跃升。

3D打印注入制造业新活力

2015年9月初，来自法制晚报的一则“清华毕业生研发“3D煎饼打印机” 可用电脑操作打印百变卡通煎饼” 的新闻爆红网络。这7名清华大学软件学院的毕业生去年8月发现3D打印很有市场，于是创办了生产3D打印机的北京清软海芯科技有限公司。他们生产的打印机，原本都是制作各种物件，在受到一个卖煎饼的朋友启发后，他们将科技与美食结合――打印煎饼。

由于第一代煎饼打印机的外形太大、过于笨拙，加热也不均匀。他们又接着做第二代煎饼打印机，今年7月终于研发成功，可用平板电脑操作。他们打印煎饼的食材有面粉、牛奶、黄油、鸡蛋、糖和泡打粉，未来会增加更多口味。据了解，一台煎饼打印机的成本约为3000元，他们还在继续改良中，希望可以将图案打印得更精美，并加快打印速度。目前已经获得了徐小平千万元的天使投资。

除了打印食品，还可以3D打印汽车。美国的设计公司KOR Ecologic、数字制造商RedEyeOn Demand以及3D打印制造商Stratsys合作完成了第一款用3D打印制造的高燃油效率混合动力车Urbee 2，车辆除了底盘、动力系统和电子设备等，超过50%的部分都是由ABS塑料打印而来。2014年，Local Motors公司推出了升级版的3D打印电动汽车Strati（斯特拉迪），此车的进步之处首先在于它的底盘部分也采用了3D打印技术制造，其次它的打印时间仅为44个小时。如果加上组装时间，最新的数据表明只需要三天就能造出Strati。从超过100天到3天，效率的飞速提升预示着3D打印汽车的未来发展不可预估。

华曙高科董事长许小曙博士表示，目前3D打印在汽车中的应用主要有五大方面：1、用于设计；2、结构复杂零件的直接制作；3、汽车上的轻量化结构零件的制作；4、定制专用的工件和检测器具；5、整车模型的制作。

经过多年的发展，我国3D打印技术与世界先进水平基本同步，在高性能复杂大型金属承力构件增材制造等部分技术领域已达到国际先进水平，成功研制出光固化、激光选区烧结、激光选区熔化、激光近净成形、熔融沉积成形、电子束选区熔化成形等工艺装备。3D打印技术及产品已经在航空航天、汽车、生物医疗、家居、电动工具、复杂模具制造、食品、服装、玩具、建筑、工艺品等领域得到了初步应用，涌现出一批具备一定竞争力的骨干企业，譬如滨湖机电、华曙高科、陕西恒通、北京隆源、太尔时代、先临三维等。

世界3D打印技术产业联盟首席执行官罗军表示，航空航天行业将成为3D打印技术的率先受益者，通过使用3D打印技术和快速成型技术，可以降低航天器的生产成本。3D打印通过大量使用基于金属粉末和丝材的高能束流增材制造技术生产飞机零件，从而实现结构的整体化，降低成本和周期，达到“快速反应，无模敏捷制造”的目的。

在航空航天领域，北航王华明教授3D打印的的钛合金结构件已经应用到了我国的飞机上，滨湖机电为欧洲航天局打印飞机机匣蜡模、为空客公司打印大型钛合金铸件蜡模，华曙高科用3D打印技术为中国航天科工生产固体火箭发动机点火装置壳体结构，实现地面试车一次成功。

3D打印技术在医学领域的新应用层出不穷，不仅能够打印医疗模型、医疗器械，还可以根据患者需要打印出相应的器官，精准指导手术。中国工程院院士戴∪炙担未来3D打印机或许可以定制出与人体原来器官一样具有生物活性的人造器官，实现个性化治疗方案，为器官功能衰竭的患者带来福音。

目前，国内3D打印牙齿、骨骼修复技术已经成熟，并在各大骨科医院、口腔医院快速普及；而3D打印细胞、软组织、器官等方面的技术还需要进一步研发。国内3D打印在医疗领域的已有案例包括假肢、气管支架、肝脏、牙齿等。

汽车制造领域，华曙高科与德国化工巨头联合开发适用于汽车工业的3D打印装备与材料，实现汽车功能件的直接制造，已在德国、美国知名汽车制造厂商启动测试验证；核电装备领域，核泵上的关键零件原来依赖进口，现在国内许多生产核泵的企业纷纷与滨湖机电合作，采用3D打印技术来开发。

在今年3月份的中国家电博览会（AWE 2015）上，海尔推出了一款面向市场的功能齐全的3D打印空调，这是全球首款3D打印空调。据了解，这款空调采用了可定制的3D打印部件，用户可根据个人的喜好，自由选择空调的颜色、款式、性能、结构等。而且，这款空调也具有液晶显示屏，也是3D打印一体完成，能显示温度和状态。

据现场海尔空调的工作人员介绍，此台3D打印空调是海尔智慧空气生态圈的高端定制产品。目前，只是打印外观，后续空调内所有结构包括电脑板等都将实现3D打印。这款3D打印空调定价6395美元（约合人民币4万元）。在9月4日举办的2015年德国IFA展上，海尔再次推出了可以送风的3D打印空调，让参观者目瞪口呆。

卢秉恒院士在会上说，以3D打印为代表的“增材制造”的前景是“创材”，即按照材料基因组，研制出超高强度、超高耐温、超高韧性、超高抗蚀的新材料。目前3D打印已制造出了耐温3315摄氏度的合金，用于“龙飞船2号”，大幅增强了飞船推力。进而可以从“创材”到“创生”，即打印细胞制造器官，甚至把基因打印在细胞里实现基因变异。

神奇的3D打印技术，不仅可以提高劳动生产率，解决传统制造所不能解决的技术难题，而且能够为传统制造业的创新发展注入新鲜动力，是传统制造史上一次重大突破。

3D打印有利于降低生产成本，主要表现在：一是提高生产效率。具体为：1、提高产品设计效率。在现有生产技术条件下，产品设计环节还难以实现标准化生产，3D打印技术的应用使制造业中快速原型环节制作效率大大提高，使产品设计环节更高效、更经济。2、缩短产品研制周期。在传统制造方式中，模具的投入与开发占据企业较高成本，3D打印无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品研制周期。3、简化工艺流程。3D打印利用由三维CAD模型制造形状复杂的原型，省去了许多传统的工序。美国3DSystem公司已经把这项技术的覆盖面扩大到直接制造上，不再需要复杂的机加工和供应。4、减少生产时间。3D打印可一步将零件加工到最终形状，制造时间降低为以前的1/10到1/5，从概念到制出成品的事件将缩短50-80%，从而加快上市时间。5、提高劳动效率。3D打印极大地解放劳动力，一个技术工人可以看管数台打印机，使劳动效率数倍甚至数十倍地提高。二是降低生产线投资。3D打印免除了对生产线投资，由于“数字化生产工厂”的出现，企业不再需要将大量资金花在投资设备上。三是减少原材料投入。3D打印运用“增材制造”技术，使企业在原材料上的投入减少，所需的原材料仅为传统制造技术的1/10左右。四是减少废料与浪费。

3D打印对生产管理及商业模式具有颠覆性影响，主要体现在：（1）可以实现按需定制，避免产能过剩。传统制造是大规模生产，3D打印可以满足个性化定制生产，产品上市时间缩短，同时不再需要库存大量零部件，也不需要大量生产。

（2）柔化供应链。3D打印更大的颠覆性在于产生了柔性供应链。在传统制造模式中，客户提出生产需求时，须根据市场预期确定每批生产数量后开展批量生产，一旦工厂投入运作，即使供过于求或供不应求，生产线都很难再停下。而3D打印则可先打印实验性产品，依据市场反馈效果后再做决定，更易于根据市场的反馈进行产品的优化升级，根据市场的需求可以随时调整产量，并通过用户的使用反馈来进一步修改设计。

（3）提高价值链反应速度。3D打印可随时即开即停，降低各个环节和各业务单元的协调成本，有效地降低生产过程的刚性，提高价值链的反应速度，提高过程的连续性。

破解3D打印产业化障碍

对于我国3D打印发展的现状，卢秉恒院士介绍，相比国外，我国的研究起步并不晚，技术并不落后，某些方面还处于领先地位，但产业发展太慢，企业规模不足。我们国家应该及时拿出自己的应对策略来。

上海产业技术研究院李小丽博士认为，在我国，3D打印产业的发展至少面临五大障碍。首先是打印耗材。耗材是目前制约3D打印技术广泛应用的关键因素。目前已研发的材料主要有塑料、树脂和金属等，而3D打印技术要实现更多领域的应用，就需要开发出更多的可打印材料。为此，要根据材料特点深入研究加工、结构与材料之间的关系，开发质量测试程序和方法，建立材料性能数据的规范性标准等。在一些关键产业领域，寻找合适的材料也是一大挑战。例如空客概念飞机的仿真结构，要求机身必须透明且有很高的硬度。为符合这些要求就需要研发新型的复合材料。目前对金属材料进行3D打印的需求尤为迫切，如工具钢、不锈钢、钛合金、镍基合金、银和金等，但目前这些打印技术尚未完全突破。

其次是打印机本身。世界上目前只有一种3D打印机能够同时打印出多种材料的产品。由于3D打印工艺发展还不完善，快速成型零件的精度和表面质量大多不能满足工程直接使用要求，只能做原型使用。3D打印产品由于采用叠加制造工艺，层与层之间连接得再紧密，目前也很难与传统锻件相媲美。

再者是3D打印的价格。目前，3D打印不具备规模经济的优势，价格方面的优势尚不明显。目前，1kg打印材料少则几百元，多则要4万元左右。因此，3D打印技术在一段时间里还无法全面取代传统制造技术。但是在单件小批量、个性化订制和网络社区化生产方面，对于大多数产品来说，不管打印1件还是100件，价格都相差无几，因而3D打印具有无可比拟的优势。

知识产权保护问题。3D打印技术的意义不仅在于改变资本和工作的分配模式，而且也在于它能改变知识产权的规则。该技术的出现使制造业的成功不再取决于生产规模，而取决于创意。然而，单靠创意也是很危险的，模仿者和创新者都能轻而易举地在市场上快速推出新产品，极有可能就像当初的音乐领域一样面临盗版的威胁。

政策方面。3D技术的研发需要大量的政府投入或产业界的资金支撑。如在医疗领域，可能会因缺少食品和药品监管部门的许可，造成许多临床医疗产品应用的滞缓等。

今年2月的《国家增材制造产业发展推进计划 （2015-2016年）》也指出，我国增材制造产业化仍处于起步阶段，与先进国家相比存在较大差距，尚未形成完整的产业体系，离实现大规模产业化、工程化应用还有一定距离。关键核心技术有待突破，装备及核心器件、成形材料、工艺及软件等产业基础薄弱，政策与标准体系有待建立，缺乏有效的协调推进机制。

该计划提出，到2016年，初步建立较为完善的增材制造产业体系，产业销售收入实现快速增长，年均增长速度30%以上，整体技术水平有望与国际同步。并明确了五项政策措施。其中在加大财税支持力度方面，通过国家科技计划（基金、专项等）支持增材制造技术的研发工作。落实好增材制造设计及工艺控制软件的税收支持政策。对增材制造领域国家支持发展的装备适时纳入到重大技术装备进口税收政策支持范围。

在拓宽投融资渠道方面，采取政策引导和市场化运作相结合的方式，吸引企业、金融机构以及社会资金投向增材制造产业。鼓励符合条件的增材制造企业通过境内外上市、发行非金融企业债务融资工具等方式进行直接融资。

北京工业大学3D打印国际合作基地主任陈继民认为，3D打印技术或将改变现在的生产、生活模式。他举例说，现行的生产模式是集中式生产，工人们集中在流水线上，分段承担制造工序；而随着3D打印技术出现，一个人在家就能够凭借自身的创造力，生产一件完整的产品，将实现高科技的小作坊“回归”。在大众创新、万众创业时代，这种分布式生产将极大激发创造者的活力。

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热真空试验是针对航天产品特有的试验项目，其一般参照相应的试验标准和方法进行。但是，如果标准中规定的试验条件过松，则有可能达不到检测产品的真实性能的目的；如果试验条件过严，则又可能导致过试验现象，影响产品的性能。因此，对航天产品热真空试验的相关标准进行了对比分析，以期对该试验项目相关标准的正确选择和应用提供一定的参考。

关键词：

航天产品；热真空试验；试验标准；试验方法

0引言

航天产品在使用的过程中出现故障时一般不能维修或极不易维修，因此，其一旦出现故障，就极易造成整体停止运行的事故，从而带来严重的经济损失和政治后果。同时，由于产品要求高可靠、长寿命，因而有必要在产品投入使用前对产品的环境适应性进行检验，以降低使用风险，保证产品安全、可靠地运行。为了实现上述目的，在科研和生产过程中一般广泛地采用人工模拟环境试验对产品的环境适应性进行验证。热真空试验属于热试验的一部分，是空间环境模拟试验中非常重要的试验之一，被广泛地应用于卫星组件、分系统和整星的鉴定和验收中[1]。目前，航天产品的热真空试验一般都参照相关的标准和试验方法进行，但是，不同的标准对于试验条件的要求又有细微的差别，因而本文对航天产品的热真空试验标准与方法进行了分析，以期为航天机构合理地参照相关标准，选择适用的试验方法提供一定的借鉴。

1热真空试验相关标准与方法的作用

对太阳幅射、冷黑环境和真空环境进行的工作模拟试验被叫做热真空试验。环境热真空试验是指在规定的压力与鉴定级或验收级热真空试验温度条件下，暴露航天产品的设计与工艺问题，评定其工作性能，验证其飞行功能的试验。过松的试验条件无法达到检测产品的真正性能的目的，从而无法为航天产品的具体使用提供有效的依据，使得有质量隐患的航天产品冒险工作[2]；过严或不适当的试验条件与试验措施又会导致过试验，影响航天产品的性能，产生隐患，进而影响航天产品的后续使用。因此，美国、欧洲和我国都颁布了一系列的试验标准，各监测与试验单位也起草了各自的企标与试验方法，以指导热真空试验的顺利开展。热真空试验应力条件是随着社会科技水平、制造组装工艺的发展和人们对空间试验（热真空试验）的认识的提高而不断地发展的[3]，我国的热真空试验标准与欧洲、美国的标准有一定的差别，这也是由于产品具体的工艺水平、各自对空间试验的认识和产品的实际应用的环境存在一定的差异所带来的结果。此外，各种标准经过试验一段时间后要进行重新修正，颁布新的试验标准，也是基于以上的原因。

2各版热真空试验标准的分析

目前，各国热真空试验中常使用的标准有：欧洲标准化组织标准ECSS-E-10-03（1998）；美军标MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994、MIL-STD-1540d-1999和IL-STD-1540E-2002；我国的国军标GJB1027-1990[4]与GJB1027A-2005。我国还有监督单位或试验单位编制的部分企业热真空试验方法标准或规范，包括：QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》[5]《集成电路热真空试验方法与和程序》《微波组件热真空试验方法》《固态微波放大器热真空试验技术规范》和《空间行波管热真空试验技术规范》等。国军标GJB1027-1990在编制过程中借鉴了MIL-STD-1540B-1982的部分内容，后期颁布的GJB1027A-2005在编制过程中也根据我国的国情参考了美军标MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002；此外，各个企标编写时也参考了美军标MIL-STD-150B-1982、MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002与国军标GJB1027-1990和GJB1027A-2005。因此，这里我们着重讨论MIL-STD-1540C-1994、MIL-STD-1540E-2002、GJB1027-1990和GJB1027A-2005，并简单地讨论一下在空间试验（热真空试验）中各试验单位较常使用的QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》。

2.1美军标MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994与MIL-STD-1540E-2002的比较

美军标MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994与MIL-STD-1540E-2002之间的差异如表1所示。对比美军标MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002发现，这3个标准中，MIL-STD-1540C-1994规定的试验条件最为严格，但在使用了几年后，颁布的MIL-STD-1540E-2002的要求较MIL-STD-1540C-1994又有了一定程度的降低，有回归MIL-STD-1540B-1982的迹象。究其原因，主要有3点：1）社会科技水平、制造组装工艺有了一定的发展，因而试验要求可以相应地降低；2）使用MIL-STD-1540C-1994后美国航天业出现了几次航天事故[2]，这些事故与当时所使用的MIL-STD-1540C-1994要求的试验严酷，造成过试验多少有些关联；3）从表1的数据来分析，MIL-STD-1540C-1994的循环次数过多和总试验时间过长，造成了试验室试验能力的浪费，影响了整个产品的正式交货周期。而MIL-STD-1540E-2002使用至今未改动，已经完全代替了先前使用的标准，且现在各国航天部门在编制各自的航天试验标准时均较多地参照了MIL-STD-1540E-2002，这也说明了MIL-STD-1540E-2002已是一部趋于成熟的航天产品的试验标准。

2.2国军标GJB1027-1990与GJB1027A-2005的比较

GJB1027-1990与GJB1027A-2005的比较如表2所示。GJB1027-1990与GJB1027A-2005的差别主要体现在以下几个方面。

a）循环次数不同GJB1027-1990是参考美军标MIL-STD-1540B-1982的部分内容编写的，因此，其规定循环次数至少为3次；GJB1027A-2005是参照MIL-STD-1540C-1994与MIL-STD-1540E-2002，再结合国内航天行业的实际情况编写的，因此，其规定循环次数最多为9次，鉴定试验循环次数为6.5～8.5次，验收试验的循环次数是2.5～4.5次。0.5次是为了遵循航天产品的高进高出（高温开始高温结束）原则，这也是人们对空间试验的认识有所提高的结果。

b）循环时间不同GJB1027-1990中规定的保持时间为12h，这是因为航天器上天工作的白昼时间转换为12h[3]。但是，由于热真空试验设备技术水平与试验手段的提高，1h内热真空设备内已经基本能够达到温度平衡，工作4h后航天器产品本身也达到了热平衡状态，因此4h就已足够考验航天器的性能。时间过长，一方面可能会造成过试验，对航天产品的性能产生隐患；另一方面则是会造成资源的浪费，所以GJB1027A-2005中将试验保持时间修改为了4h。

c）试验压力不同GJB1027-1990要求真空压力≤1.3×10-3Pa[3]，而GJB1027A-2005将这一要求降低到≤6.65×10-3Pa，这是因为，在≤6.65×10-3Pa的真空环境下也足以考验航天器的性能；另外也是考虑到目前国内热真空设备的性能存在差异，降低真空压力的要求能够让更多的试验单位进行热真空试验；再三，真空度的降低还可以节约整个试验的时间，保护试验资源等。

d）压力误差不同GJB1027-1990与GJB1027A-2005对压力误差的规定的差异主要体现在当施加的压力小于0.133Pa时，即：GJB2027-1990规定，当压力<0.133Pa时，允许误差为±50%；GJB1027A-2005规定，当压力<0.133Pa时，允许误差为±80%。原因同上，考虑到试验设备的要求，许多真空设备的真空检测部件采用电离规或冷规，它们的误差范围是随着真实度的提高而偏离增大的；而当真空压力≤6.65×10-2Pa后，真空微放电现象已经趋于稳定，现在使用的GJB1027A-2005规定的真空压力≤6.65×10-3Pa足够检验产品的性能，所以这时候（<0.133Pa）的误差范围可以增大。

e）温度误差不同GJB1027-1990规定的温度误差是±3℃[3]，而GJB1027A-2005则规定允许的温度误差为低温（T+40）℃/高温（T0-4）℃，这与MIL-STD-1540E-2002替换MIL-STD-1540C-1994的目的一样，都是为了避免过试验产生，以保证热真空试验的安全与可靠。GJB1027A-2005与GJB1027-1990相比，在试验时间、循环次数、首循环高（低）温开始试验、试验容差和试验范围等方面都有不小的改变，现在空间试验中，已基本不再使用GJB1027-1990，而是选择GJB1027A-2005，这是产品的生产工艺进步的结果，也是人们对空间试验认识的提高的结果。

2.3QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》

在企标中，QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》对热真空试验的阐述是比较详细的，对试验的实际开展具有较强的指导意义，现在被国内热真空试验单位使用得较多，这里也对其进行简单的介绍。QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》是一部专门关于热真空试验的试验方法，它阐述了热真空试验的目的、试验环境、试验设备、试验程序与方法、试验中断处理和试验记录等内容，指导性与可操作性都较强。例如：在QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》中，关于控温传感器的布置的规定如下所述。1）产品的热交换方式以传导为主时（低温），控温传感器安置在产品的底板上；2）产品的热交换方式以幅射为主时（高温），控温传感器安置在产品外壳的热平衡处[4]。在实际操作时，热真空循环既包括高温循环也包括低温循环，但是，目前许多热真空设备并不具有双控温传感器，在这种情况下，只能折中地布置控温传感器。在热真空试验过程中，高温更要求控温精确，尤其是对于大功率产品而言，因此，从保护产品的目的出发，此时控温传感器应安置在产品外壳的热平衡点上。在有了MIL-STD-1540E-2002与GJB1027A-2005标准后，我们还要使用QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》，这主要是因为前两个标准都只是对空间试验的要求作了定质要求，由于航天产品的功率、频率和噪声等参数要求各不相同，因此，不同的产品的热真空试验的方法或要求也就应该有所区别，而这种区别在MIL-STD-1540E-2002与GJB1027A-2005中并没有得到体现。值得称道的是QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》对热真空试验的目的、环境、设备、试验程序和方法等都进行了量化规定，这对于具体试验的实施有着极大的指导意义。不同的航天产品的工作目的一般都是不同的，因而其功率、频率和噪声等参数也不尽相同。有些航天产品由于其自身的特点，其试验条件要求更高，已超出了现有标准的规定，对这些航天产品进行热真空试验时，可以在原有标准的基础上，在补充协议中加以规定，但原则上不能降低要求。例如：功放产品对温度变化率较为敏感，所以其热真空试验要求其变温速率大于1或1.5，甚至更高；且对工作温度偏差要求较高，要求高温（T+40）℃，低温（T0-4）℃。这时按早期的MIL-STD-1540B-1982与GJB1027-1990或现在的MIL-STD-1540E-2002与GJB1027A-2005进行试验都无法达到检验目的，由此就应该针对产品本身的特点来制定一些补充规定和要求，以保证达到检验目的。有些航天产品根据其自身的特点，其试验条件的要求可以降低，例如：在达到试验目的的前提下，非功率产品在热真空试验中仅要求升降温时变温速率大于0.5，平均变温速率大于或等于1即可。这些可以在其补充规定和要求中加以体现，这也是对试验资源的一种保护。所以，现在热真空试验也不是全部依照MIL-STD-1540E-2002、GJB1027A-2005和QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》等直接去进行试验，试验过程中还根据航天产品自身的特点编制了许多的检验验收技术要求（或协议）与补充协议（或要求），这都是允许的。

3结束语

GJB1027A-2005从2006年颁布至今已有10年时间了，这10年也正是我国航天事业井喷的10年，并且还在持续地发展中。这也反映了GJB1027A-2005的合理性，或是说其较适合指导我国航天产品的热真空试验[2]。QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》（中国航天工业总公司）从起草到现在已有20年的时间，但还在使用，许多监督单位或试验单位在编制新的航天航空标准或试验方法的时候也在借鉴其部分内容，说明了其广泛的适用性。目前的做法是，进行航天环境试验时，其依据标准较多地选择了MIL-STD-1540E-2002与GJB1027A-2005；其试验方法则较多地选择QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》。这是因为，前面两个标准是已经趋于成熟的标准，适用于我们现在的工艺水平，反映了我们对空间试验的认识程度；后面这个试验方法对于我们进行具体的空间试验有着较高的指导价值。

参考文献：

[1]柯受全.卫星环境工程和模拟试验[M].北京：中国宇航出版社，1993.

[2]中国航天标准化研究所.运载器、上面级和航天器试验要求：GJB1027A-2005[S].北京：国防科委军标出版发行部，2005.

[3]刘中华，李树杰，刘国强.热真空试验设备中的控温方式研究[J].电子产品可靠性与环境试验，2012，30（4）：7-11.

篇11

高新技术产业特点及高新技术标准的作用

目前，以电子信息、通信设备和生物为主的高新技术产业已成为全球范围内渗透性、扩张性、竞争性最强，发展最快、规模最大的主流产业。经济发达国家凭借其经济和技术上的优势，主导着高新技术产业的形成与发展。并期望在全球特别是中国这个巨大市场的开放过程中占领市场，获取超额利润。经济全球化的趋势和高新技术产业的特点决定了其产业形成和发展的诸要素之间存在着内在和互动的关系，标准作为要素之一，其作用是通过与其他要素的综合作用发挥出来的。

我国高新技术产业的特点

信息技术产业是增长最快、潜力最大、融合度最高、竞争最激烈的产业，作为我国经济发展的支柱，一方面表现出高新技术产业所固有的特点，如：以坚实的科学理论和综合技术为基础；需要一个在资金、管理、政策、法规等方面的良好运行环境；高投入、高附加值回报、高技术含量；在技术持续高速发展的过程中出现大量的技术创新，技术和产品的变化非常快，同时具有跨越式发展的趋向；引导消费、培育市场的全新理念及与之相应区域的新的市场运作和技术开发方式以及明显的市场全球化趋势。另一方面又表现出以下的特殊性：

由于国情不同、产业基础和技术基础的差距以及历史原因使得我国的信息产业在技术基础、技术创新、资金、管理等方面与发达国家相比均处于劣势；

――虽然发达国家政府通过法规、政策、标准等一系列手段进行调控，但高新技术产业发展的原动力主要还是来源于占有市场和技术优势的大企业集团，而我国高新技术产业中的龙头企业与国外的大企业集团相比，在规模、管理、技术实力和市场竞争力等方面还有很大差距，尚不能脱离政府的强力引导、调控和扶持；

――我国高速发展的经济和巨大的市场为高新技术产业的发展提供了非常好的机遇和空间。

产业发展各要素与高新技术标准内在互动的关系

在发达国家高新技术产业的发展过程中，发挥标准等诸要素的作用对其进行综合运用的通常做法是：

由于世贸组织成员国之间必须要遵守WTO/TBT协议，并最大可能采用国际标准，所以国际跨国公司在瞄准、引导市场的同时往往采取以下步骤――

第一步制定标准。凭借其雄厚的资金、技术、人才的优势，在产品开发过程中使用了大量新技术，并以专利和KnowHow(技术诀窍)的方式进行知识产权保护，将含有具有专利的技术纳入其企业或联盟标准中。

第二步推荐标准。积极参与国际标准化活动，在承担国际标准化工作的同时，努力把自己的标准推荐为国际标准。或者直接推荐给发展中国家，为其打开市场铺平道路。

第三步享用标准带来的超额利益。发展中国家一旦接受了这些含有专利技术的标准，其企业在生产制造含有这些专利技术的产品时，必须向专利权持有者交付专利授权使用费，这将意味着企业市场竞争力的大大降低和产业发展的阻滞，迫使发展中国家总是处在对发达国家高新技术依赖的状态下，低水平发展自己的高新技术产业。

第四步及时修订标准保持优势。跨国公司借助高新技术产业发展变化快的特点，凭借其技术领先优势，根据技术水平的变化及贸易和市场的需求不断地对标准进行修订，达到保护其技术优势和本国市场的目的。

高新技术标准在产业发展中的巨大作用

控制标准的制定。赢得市场

中国入世后，以往通过关税和政府行政干预保护市场和国内企业的手段明显削弱。而WTO/TBT协议的签订使标准和技术法规成为能否合理利用其保护本国的市场、企业和消除他国壁垒走入国际市场的一柄双刃剑。

发达国家已认识到：在经济全球化的进程中和WTO公平的原则下，标准在高新技术产业的发展过程中起着巨大作用。标准已成为进入市场的通行证，但符合标准并不意味着就能赢得市场。在全球的高新技术市场中，游戏规则的制定者才是市场的主宰。而造就这些规则的原因之一就是国际标准、事实标准、国家标准、行业标准及与之相关的技术法规，就是市场游戏中以先进技术为依托的、代表国家意志的、隐含着国家和企业巨大利益的标准。日本和欧洲国家一向重视标准工作，他们积极参与国际标准化活动。并承担了大量的国际标准化工作。美国也在大力加强国际标准化工作。

掌握关键核心技术并制定标准

谁掌握了高新技术产业中的核心技术，谁就掌握了标准制定的主动权。标准的制定权及其在高新技术产业中的巨大作用是以关键核心技术及相应专利保护为依托发挥出来的。基础、关键核心技术的掌握及相应的经费投入和高素质的人才，能为产业形成和发展创造条件。否则，制定标准就成为无源之水、无本之木，标准的制定就会陷入照搬照抄国外标准的歧途，标准这柄双刃剑就会伤及自身，并严重影响产业的形成和发展。在以核心技术为依托自主制定标准时应积极采用国际标准和国外先进标准。自主研制并不意味着不参考、不学习、不借鉴先进标准和技术，对先进标准的合理利用是一种有效的技术途径，可以大大地促进整体技术水平的提升，加速实现产业的跨越式发展。问题的关键是在研究、掌握、采用国外先进标准的同时要有变通、有突破。

用技术创新支撑标准，才能掌握主动

由于我国起步相对较晚。技术积累和基础相对薄弱，企业在资金、技术、规模等方面与国外大企业相比处于劣势，但我国拥有潜力巨大的市场等特点决定不能贪多求全，要科学合理地选择产业发展中技术突破的重点，集中投入，树立突破关键核心技术的决心；重视对国外先进标准的跟踪、研究，因为包含在标准中具有基本专利的技术往往是核心技术，通过标准研究找到国外关键技术的保护特点，组织有针对性的技

术攻关，并以技术突破为支撑点制定具有自主知识产权的国家或行业标准，适时、及时修订并作为国际提案积极向国际标准化组织推荐，使之成为国际标准或在双边贸易中凭借市场优势，以具有自主知识产权的国家或行业标准作为标准合作交换和专利交易授权、技术引进与合作等活动中的有效砝码。保证国家利益最大化。产业发展诸要素作用的综合发挥将使我国在制定标准的主动权争夺中处于有利地位，真正发挥标准的作用。

我国高新技术标准体系现状

高新技术最显著的特点是发展快、变化快、更新快、技术含量高。当前，随着我国高新技术产业化的快速发展。高新技术的标准化问题已十分突出地摆到我们面前。近几年来。在高新技术相关领域，国家有关主管部门对所涉及的高新技术标准化工作给予了极大的关注。通过各方的共同努力以及相关标准化技术委员会的辛勤工作，我国高新技术领域的标准化工作已取得了较为喜人的成果，主要体现在以下几个方面：

信息技术标准化

在信息技术标准化方面，我国目前已形成了与信息技术国际标准化组织相互配套的技术机构，它们是：

――全国信息技术标准化技术委员会(对口ISO/lEC/JTCO)

―全国电子业务标准化技术委员会(对口ISO/_rCl54)

――全国信息与文献标准化技术委员会(对口ISO/TC46)

――全国工业自动化标准化技术委员会(对口ISO/TCl84)

―全国地理信息标准化技术委员会(对口ISO/TC211)

――全国金融标准化技术委员会(对口ISO/1-C68)

标准化工作与信息化工程建设和应用系统开发紧密配合，大大加快了我国国民经济信息化的进程，诸如“金关工程”、“金卡工程”、“金桥工程”、“金税工程”等等。为配合这些工程建设，在有关部门的组织下，由中国标准研究中心和中国电子技术标准化研究所等标准化研究机构共同组织，适时编制了《金融电子化系统标准化总体规范》、《EDI系统标准化总体规范》、《CAD系统标准化总体规范》、《三金工程标准化指南》等标准化指导性技术文件，这些标准化指导性技术文件在相关的信息化工程建设和应用系统的开发过程中发挥了重要作用。

为适应信息技术标准化的发展趋势，我国相关的标准化机构均以十分积极的态度紧密跟踪和研究。如针对多媒体技术的MPEG4标准的跟踪和研究，对电子商务安全技术标准的跟踪研究，对Internet域名体系标准的研究，对电子商务标识体系的研究等等。通过这些跟踪研究，将以最快的速度尽快制定适合我国信息技术发展的相关标准。

通信标准化

经过近20年的努力，我国的通信技术在传送网、业务网、接入网、支撑网、电信新业务与远程信息处理、多媒体通信等方面的标准化工作得到大幅度发展和完善，基本形成了一整套科学完整的电信标准体系。截至2004年，已经制定的电信标准包括：国家标准342项，行业标准627项，内部标准140项。这些标准化工作对我国电信事业的发展起到极大的促进和推动作用。并为我国逐渐成为电信大国做出了积极的贡献。

能源标准化

高新技术在能源领域主要体现在新能源与可再生能源的开发利用以及能效提高新技术。主要负责能源领域标准化工作的有中国标准研究中心、全国能源基础与管理标准化技术委员会(对口于ISO/TCl 80)、风力机械标准化技术委员会(对口于lEC/TC88)、核能标准化技术委员会(对口于ISO/TC85)、太阳能光伏能源系统标准化技术委员会(对口于IEC/TC82)。截至2004年已制定出2项有关太阳能热利用方面的标准、6项沼气能标准、18项光伏方面的标准、2项地热标准、6项风能方面的标准以及53项核能标准。

我国能效标准制定和研究工作刚刚起步，只有3N4年时间，但是与其他类型标准相比，我国能效标准的研究工作起点较高，标准的制定速度也较快。《家用冰箱能效限额与节能评价值》和《管形荧光灯镇流器能效限额与节能评价值》两项能效标准已实施，中小型电动机、空调、风机、水泵、自镇流荧光灯、管形荧光灯等能效标准的制定工作均已展开。

航空航天标准化

早在上世纪80年代。我国航空工业部门就组织制定了《航空工业标准体系表》，经过多次修改和完善，形成了最新版本，并成为国防科技工业标准体系的一部分。航天标准化，伴随着我国航天工业的发展，也正在发展。目前航天行业标准(QJ)有4000项左右，同时还有国军标(GJB)级和国标(GB)级与航天有关的标准几百项。产品质量和可靠性问题，是航空产品和航天工程的核心问题，因此，标准化作为质量管理和质量控制的基础，有其特殊的重要性。

生物医学标准化

生物技术在医药领域的应用，是一种新生事物。随着生物技术医药的发展，为了保障人民用药安全、有效，起到对疾病的预防和治疗作用，各国都要在原制定的指南或质控要点的基础上，对已经批准使用的药品，针对每个具体药品的特点，制定出对每一种药品的质量控制和评价指标。这些指标在药品的生产和应用过程中应该是强制执行的，在我国其具体标准有《中国药典》和《中国生物制品规程》前者主要是化学药品和中药的国家标准，后者则是对生物制品包括生物技术产品的国家标准。此两项强制性的国家标准，将药品这种特殊商品的生产、应用过程纳入法制化管理，从而保证人民用药安全有效，使之发挥防病治病的作用。以上是我国高新技术的几个主要方面标准化工作的概况，其他如新材料等方面工作在此不再赘述。

加大高新技术标准在产业化的作用大力加强政府调控力度

政府主管部门合理规划，调动一切积极因素，形成局部优势，并使优势通过标准的作用发挥出来，营造产业发展的优良环境。在高新技术标准体系形成的各要素中，市场对企业的吸引是产业发展的力量源泉。人才、技术突破与创新是关键。投入是必要保证，标准是联结市场、企业、技术、专利的纽带，是发挥各要素作用的催化剂。

健全适应产业发展节奏的标准化工作运行机制

以往的标准化工作比较注重标准体系的建立、国外先进标准的转化，标准的主要作用是控制生产、控制质量、提高技术水平并规范市场。随着高新技术产业的兴起，高新产业的特点和经济全球化的趋势以及入世的背景赋予标准化工作更多更新的内涵、更高的要求和更为复杂的操作方式。标准化工作必须重新审视积极采用国际标准、国外先进标准和自主制定的关系标准制定和技术创新及知识产权保护的关系标准的研发和技术攻关、产业化的关系；标准快速制定、适时、及时修订和高新技术产业快节奏的关系；政府、专业标准化机构、标准化组织和企业的关系；标准中包含了技术因素、市场因素、国际关系因素和各方利益因素等多种具有复杂关系的因素。

为企业提供满意的标准化技术服务

在高新技术产业形成和发展过程中标准化工作面临的任务艰巨而又复杂，政府要通过标准这条主线对产业加强调控，需要依托一个强有力的专业标准化机构对作为纽带的、与产业发展各要素密切相关的标准化工作进行及时的控制，通过标准体现国家的与意志。这就对专业标准化机构提出了很高的要求，标准化机构除了像以前那样通过协助政府做好项目计划管理、技术审查、标准归档、承担标准化技术委员会秘书处工作等行政赋予的权力与手段开展标准化管理工作外，还要站在国家和政府的高度，代表国家和政府的利益深入了解高新技术产业各要素、各工作环节运行方式和特点，跟踪国内外相关技术、标准、法规、市场准入规定、WTO相关协议和协定、技术组织和标准化组织发展变化的情况，并及时进行深入的分析研究，在产业发展的各个阶段向政府主管部门及时提供综合技术信息、报告及产业发展改革及标准工作建议。

为此，标准化机构要加速改革、调整和建设，为适应产业发展的需要进行组织机构、专业、人员的调整和设置，为政府培养、提供、保留一批合格的专业标准化技术管理、研究人才。

建立标准统一的协调机制

高新技术的一个显著特点就是跨学科、跨领域，如生物工程中的一些技术与农业、卫生、轻工、环保等部门都有关。这种跨学科的技术研究，体现在标准的制定上。也出现了与某一标准相关的研究部门都在分别制定相同类型的标准的情况。因此，国家标准化主管部门应对高新技术标准的制定明确分工，统一步调，合理调整资源配置。保证标准制定的同步和协调。

加大对标准化工作的专项投入

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一、 测量在工程建设中的作用

可以这样说，没有测量工作为工程建设提供数据和图纸，并及时与之配合和进行指挥，任何工程建设都无法进展和完成。那工程测量在建筑工程中承担了什么角色？

在规划设计阶段，要求提供完整可靠的地形资料；在施工阶段,要按规定精度进行定线放样;在经营管理阶段，要进行建筑物的变形观测，判断它们的稳定性，以保证工程质量和安全使用，并借以验证设计理论和施工方法的正确性。

规划设计阶段的测量工作 主要是提供大比例尺地形图。采用的方法主要有地面人工测图和摄影测量成图两类。①地面人工测图。是根据由总体到局部的原则，先在测区内建立平面和高程控制网点，然后根据控制点测绘地物、地貌。近年来，随着电子速测仪和机助制图系统的发展，可以应用多功能整体式或组合式的电子速测系统取得地物和地貌特征点的三维坐标数据，输入制图系统自动成图。②摄影测量成图。是对地面进行摄影，对像片加以判读、量测和处理，以获得所需资料。最先应用的是地面摄影测量，即在地面上用摄影经纬仪摄取测区的像片，据以成图。后来发展为航空摄影测量，它已成为目前测绘地形图的最主要、最有效方法。近年来,随着摄影器材和测图仪器的改进,除了模拟测图方式以外，发展了解析测图方式，即利用立体坐标量测仪对像片量测进行解析处理，获得地形的数据资料。解析测图仪除了与一般模拟立体测图仪一样测图外,还可进行区域网点加密和数字化测图,获得数字地图。地面形态的数字表达称为“数字地面模型”，它可用来解决工程设计中绘制断面图、计算土石方量等问题。

二、测量中的误区

由于工程测量在工程建设勘测、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序中扮演着重要的角色，因此在工程测量过程中减少差错就尤为重要，那么工程测量常见的错误有哪些呢？

1、测量人员流动性大，仪器管理混乱

2、测量仪器的操作不当，且日常保修不到位。

3、测量人员素质及能力参差不齐

4、测量人员与设计、技术部分沟通协调不畅。

5、测量的质量监管与控制不到位。

在现代工程项目的建设中，测量是一门实践性、技术性、专业性很强的工作，对于工程项目的整体进度和质量都具有重要的影响。在工程测量中常见的错误主要是由人为和技术原因引起的，因此，加强测量人员的技能训练是提高实践技能的重要环节，在测量中必须明确测量工作的任务和作用，并要养成认真、负责、严格的实事求是的科学态度和工作作风，进而才能更好的服务于工程项目的建设与管理。所以测量技术目前的发展趋势将决定我们在国民经济建设和国防建设的发展方向。

三、测量技术与仪器发展趋势

1.测量技术与仪器涉及所有物理量的测量，对于材料、工程科学、能源科学关系密切。目前的发展趋势有以下几点： (1)以自然基准溯源和传递，同时在不同量程实现国际比对。如果自己没有能力比对就要依靠其它国家。 (2)高精度。目前半导体工艺的典型线宽为0.25μm，并正向0.18μm过渡，2009年的预测线宽是0.07μm。如果定位要求占线宽的1/3，那么就要求10nm量级的精度，而且晶片尺寸还在增大，达到300mm。这就意味着测量定位系统的精度要优于3×10的-8次方，相应的激光稳频精度应该是10的-9次方数量级。 (3)高速度。目前加工机械的速度已经提高到1m/sec以上，上世纪80年代以前开发研制的仪器已不适应市场的需求。例如惠普公司的干涉仪市场大部分被英国Renishaw所占领，其原因是后者的速度达到了1m/sec。 (4)高灵敏，高分辨，小型化。如将光谱仪集成到一块电路板上。(5标准化。通讯接口过去常用GPIB，RS232，目前有可能成为替代物的高性能标准是USB、IEEE1394和VXI。现在，技术领先者设法控制技术标准，参与标准制订是仪器开发的基础研究工作之一。

2.我国仪器科技的发展现状

(1)由于长期习惯于仿制国外产品，我国的仪器仪表工业缺乏创新能力，跟不上科学研究和工程建设的需要。(2)我国仪器科学与技术研究领域积累了大量科研成果，许多成果处于国际领先水平，有待筛选、提高和转化，但产业化程度很低，没有形成具有国际竞争力的完整产业。

3.未来发展趋势

(1)配合数控设备的技术创新(如主轴速度，精度创成)数控设备的主要误差来源可分为几何误差和热误差。对于重复出现的系统误差，可采用软件修正；对于随机误差较大的情况，要采用实时修正方法。对于热误差，一般要通过温度测量进行修正。我国机床行业市场萎缩同时又大量进口国外设备的原因之一就是因为这方面的技术没有得到推广应用。为此，需要高速多通道激光干涉仪：其测量速度达60m/min以上，采样速度达5000次/sec以上，以适应热误差和几何误差测量的需要。空气折射率实时测量应达到2×10的-7次方水平，其测量结果和长度测量结果可同步输入计算机。 (2)运行和制造过程的监控和在线检测技术综合运用图像、频谱、光谱、光纤以及其它光与物质相互作用原理的传感器具有非接触、高灵敏度、高柔性、应用范围广的优点。在这个领域综合创新的天地十分广阔，如振动、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。(3)配合信息产业和生产科学的技术创新为了在开放环境下求得生存空间，没有自主创新技术是没有出路的。因此应该根据有专利权、有技术含量、有市场等原则选择一些项目予以支持。根据当前发展现状，信息、生命医学、环保、农业等领域需要的产品应给予优先支持。如医学中介入治疗的精密仪器设备、电子工业中的超分辨光刻和清洁方法和机理研究等。

2）优先领域

在基础研究的初期，对于能否有突破性进展是很难预测的。但是，当已经取得突破性进展时，则需要有一个转化机制以进入市场。 (1)纳米溯源技术和系统。 (2)介入安装和制造的坐标跟踪测量系统。关键理论和技术：超半球反射器(n=2或在机构上创新)，快速、多路干涉仪(频差3～5兆)，二维精密跟踪测角系统(0.2″～0.5″)，通用信号处理系统(工作频率5兆)，无导轨半导体激光测量系统(分辨率1μm)，热变形仿真，力变形仿真。、这些内容不局限于一种技术方案，而是几种不同技术方案中概括出来的共同点。如采用无导轨干涉仪，对跟踪系统的要求可以降低；采用二维精密跟踪测角系统在1M3测量范围内可以得到高精度；有了超半球反射镜可以提高4路跟踪方案的精度。在现场进行介入制造和装配不能等待很长时间，力和热变形的补偿是必须的而且需要足够快，现在的技术还有相当大的差距，所以这些进展是关键性的。

应用范围：新型并行机构机床的鉴定，飞机装配型架的鉴定，大型设备安装，用于生物芯片精密机器人校准等。

(3)非接触测头以及各种扫描探针显微镜

航空航天行业对此已经提出迫切要求，这是今后坐标测量机发展的关键技术。目前接触式测头已完全被国外所垄断，非接触测头还没有发展成熟，我们有参与竞争的机遇。以前较多采用的激光三角法原理受到很多限制，难以有突破性进展，但可在原理创新上下功夫。应该突破0.1～0.5μm分辨率。

(4)计算机辅助测量理论

信号处理系统的标准化、模块化、兼容和集成。例如，目前多数采用ISA总线、IEEE488口，今后计算机可能取消ISA总线，用于笔记本电脑的USB接口将广泛应用。过去，我国生产的仪器满足于数字显示，没有数据交换接口，难以进入国际市场。国外生产的仪器普遍配备IEEE488(GPIB)口。RS232：目前有可能成为替代物的高性能标准是USB、IEEE1394和VXI。在此转折期为我们提供了机遇。目前虚拟仪器的工作频段在千赫数量级，对于干涉信号处理显得太低，可以采取联合互补的方法形成模块系列，同时降低成本，从总体上提高研发工作的效率。根据已有基础，发展特长，有利于克服重复研究。

(5)新器件，新材料

过去，科研评价体系存在偏重于整机和系统，忽视材料和器件的趋向。新的突破点可能出现在新光源、新型高频探测器。目前探测器的响应频率只有10的9次方，而光频高达10的14次方，目前干涉仪实际上是起着混频器的作用，适应探测器的不足(如果探测器的响应果真能超过光频，干涉仪也就没有用了)。如果探测器的性能得到显著提高，对于通讯也是很大的突破。

(6)半导体激光器计量特性的研究和创新

半导体激光器用于计量需要解决很多问题(如线宽、定标、变频等)。但如果解决了诸多问题以后，半导体激光系统比气体激光系统更复杂，就不会有竞争力。有些问题在物理层面上也没有完全解决。例如半导体激光器如果能形成双频，无疑是一种十分重要的特性，如果既能扫频又有两个相近的频率扫描，就会成为一种新的无导轨测量工具。

四．工程测量的趋势

工程测量学在以下方面将得到显著发展：

1. 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其应用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强；

2. 在变形观测数据处理和大型工程建设中，将发展基于知识的信息系统，并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种 问题 。

3. 工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量，如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理；

4. 多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用，如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成，可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。

5. GPS、GIS技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。

6. 大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。