編者按
高端新材料是支撐高端裝備和重大工程需求的核心材料，包括高性能鋁合金、鎂合金、鈦合金等先進(jìn)基礎(chǔ)材料及高溫合金等關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和增材制造金屬材料等前沿新材料，在航空、航天、能源、交通、電子信息、武器裝備等戰(zhàn)略領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。
中國(guó)工程院丁文江院士研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2023年第3期發(fā)表《高端新材料智能制造的發(fā)展機(jī)遇與方向》。文章指出發(fā)展智能制造是我國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新升級(jí)的主攻方向，高端新材料是支撐高端裝備和重大工程需求的核心材料，推動(dòng)智能制造與高端新材料制造緊密結(jié)合，對(duì)提升高端新材料制造能力，滿足重大裝備對(duì)高端新材料的需求，具有重要意義。文章深入分析了高端新材料智能制造的必要性，在分析面向高端新材料的高性能制造、復(fù)雜構(gòu)件的整體化與輕量化制造、高端構(gòu)件的一體化與低成本綠色制造等特征基礎(chǔ)上，總結(jié)了傳統(tǒng)“試錯(cuò)法”研發(fā)模式在材料制造領(lǐng)域遇到的主要問題與挑戰(zhàn)，分析了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的高端新材料智能制造研發(fā)模式帶來的重大變革與機(jī)遇，并以材料智能加工成形為例，全面梳理了亟需發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展方向。從加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研究、構(gòu)建創(chuàng)新體系、創(chuàng)新學(xué)科交叉人才培養(yǎng)和加快成果轉(zhuǎn)化等方面，提出了加快發(fā)展高端新材料智能制造的對(duì)策建議，以縮短與國(guó)外先進(jìn)水平的差距，支撐我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代和跨越式發(fā)展。
一、前言
高端新材料是支撐高端裝備和重大工程需求的核心材料，包括高性能鋁合金、鎂合金、鈦合金等先進(jìn)基礎(chǔ)材料及高溫合金等關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和增材制造金屬材料等前沿新材料，在航空、航天、能源、交通、電子信息、武器裝備等戰(zhàn)略領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。新材料的發(fā)展始終離不開材料制造技術(shù)的進(jìn)步，典型的材料制造技術(shù)可以分為材料的合成與制備、成形與加工、改性與表面加工、復(fù)合4大類。隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的快速發(fā)展，新一代信息、通信、生物、新材料、新能源等技術(shù)不斷取得突破，并與先進(jìn)制造技術(shù)加速融合，為制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展提供了歷史機(jī)遇。為此，世界主要國(guó)家和地區(qū)相繼推出了一系列支持智能制造的政策和發(fā)展計(jì)劃，如美國(guó)的國(guó)家科學(xué)基金智能制造項(xiàng)目和先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃、歐盟的7個(gè)研發(fā)框架計(jì)劃、德國(guó)的工業(yè)4.0戰(zhàn)略計(jì)劃等。
我國(guó)緊抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的歷史機(jī)遇，在機(jī)械制造等領(lǐng)域加快發(fā)展智能制造并取得了積極成效，但整體發(fā)展仍處于初級(jí)階段；新材料智能制造領(lǐng)域尚處于起步階段。我國(guó)是材料大國(guó)，但還不是材料強(qiáng)國(guó)。在高端新材料制造領(lǐng)域，雖然已經(jīng)具備了一定的高端新材料制造能力，但受國(guó)外新材料技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)體系、產(chǎn)品壟斷等影響，與國(guó)外先進(jìn)水平相比還存在較大差距。材料制造技術(shù)水平不足，成為我國(guó)關(guān)鍵領(lǐng)域新材料研發(fā)、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化受制于人的重要因素。當(dāng)前，我國(guó)正處于高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，運(yùn)載工具、能源動(dòng)力、信息顯示、生命健康等領(lǐng)域均對(duì)高端新材料提出了重大戰(zhàn)略需求，這為我國(guó)新材料的大發(fā)展提供了難得的機(jī)遇，但也對(duì)高端新材料及關(guān)鍵構(gòu)件的制造提出了新的更高要求。
在智能化制造的國(guó)際大趨勢(shì)下，進(jìn)一步搶占先機(jī)，發(fā)展高端新材料智能制造技術(shù)，推動(dòng)材料產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代，顯得尤為急迫。為此，本文從梳理高端新材料制造的特征出發(fā)，分析傳統(tǒng)研發(fā)模式遇到的問題與挑戰(zhàn)，指出材料智能制造研發(fā)模式帶來的變革與機(jī)遇，總結(jié)高端新材料智能制造應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)，并提出對(duì)策建議，以期推動(dòng)我國(guó)高端新材料智能制造的快速發(fā)展。
二、高端新材料制造的特征
（一）材料的高性能制造
航空、航天、交通運(yùn)輸、海洋開發(fā)、深空探測(cè)、武器裝備等國(guó)家重大工程的建設(shè)和發(fā)展，對(duì)材料性能提出了更高要求，而材料的制備與加工是保證其使役性能的基本要素之一。材料的高性能制造，即要求以使役性能為第一要求，在材料成分、組織、工藝與性能綜合調(diào)控的基礎(chǔ)上，不斷提升材料的綜合性能及其一致性，并實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵構(gòu)件的幾何結(jié)構(gòu)、材料和性能一體化的高性能精密制造，以滿足高端裝備和先進(jìn)制造的不斷發(fā)展要求。
以航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心零部件復(fù)雜空心高溫葉片為例，定向凝固技術(shù)使合金的結(jié)晶方向平行于葉片的主應(yīng)力軸方向，基本消除了垂直于應(yīng)力軸的橫向晶界，提高了合金的塑性和熱疲勞性能；單晶生長(zhǎng)技術(shù)消除了全部晶界，因而省去了可導(dǎo)致合金初熔點(diǎn)下降的晶界強(qiáng)化元素，進(jìn)一步發(fā)揮了合金的潛力，實(shí)現(xiàn)高溫強(qiáng)度和承溫能力的提高。除提升材料自身性能之外，通過在葉片上設(shè)計(jì)復(fù)雜的冷卻通道和冷卻孔，對(duì)渦輪葉片進(jìn)行復(fù)合冷卻（對(duì)流、沖擊式、氣膜結(jié)構(gòu)、發(fā)散冷卻等），可以使葉片的工作溫度（渦輪前溫度）相比承載溫度高出約400 K。在新一代渦輪葉片中，采用雙層空心壁冷卻技術(shù)增加內(nèi)部的冷卻通道，可以進(jìn)一步提升冷卻效率，但也使葉片的成形更加困難；此外，通過先進(jìn)的熱障涂層制備技術(shù)，在葉片表面打造一層“金鐘罩”，可使葉片在遠(yuǎn)高于合金熔點(diǎn)的溫度下工作，大幅提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，服役壽命增加了1倍以上。
（二）復(fù)雜構(gòu)件的整體化、大型化與輕量化制造
輕量化是航空、航天、交通運(yùn)輸、武器裝備等領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。戰(zhàn)斗機(jī)的重量若減輕15%，則飛機(jī)滑跑距離可縮短15%，航程增加20%，有效載荷可提高30%。傳統(tǒng)燃油車重量每減少10%，燃油能耗可降低6%~8%，二氧化碳排放降低13%。而隨著電池技術(shù)和智能技術(shù)時(shí)代的來臨，新能源汽車在全球范圍內(nèi)迅速崛起，輕量化也被認(rèn)為是新能源汽車?yán)m(xù)航的另一塊“電池”。
輕量化對(duì)大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件及其成形提出了新的要求和挑戰(zhàn)。高性能大型精密鑄件是航空、航天領(lǐng)域大量使用的一類關(guān)鍵熱加工金屬構(gòu)件，包括高溫合金鑄件、鈦合金鑄件和鋁合金鑄件等，通常具有外廓尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、各部位尺寸變化大、形狀尺寸精度要求高等特點(diǎn)。新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)大型結(jié)構(gòu)件尺寸更大、壁厚更薄、薄壁面積更大、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對(duì)其結(jié)構(gòu)剛度、表面質(zhì)量以及可靠性提出了更高的要求。近年來，隨著最大鎖模力超過6000 t的超大型、智能化壓鑄裝備獲得突破，鋁合金車身結(jié)構(gòu)件一體化成型技術(shù)取得了進(jìn)展，極大推動(dòng)了新能源汽車輕量化的發(fā)展，降低了生產(chǎn)制造成本，提升了新能源汽車的性能。一體壓鑄不僅顛覆了汽車車身工程的百年制程，也直接推動(dòng)了免熱處理高強(qiáng)高韌壓鑄鋁合金材料的開發(fā)應(yīng)用與迭代升級(jí)，極大促進(jìn)了鋁合金材料的創(chuàng)新與發(fā)展。
（三）材料、結(jié)構(gòu)與工藝的一體化制造
增材制造技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，為高端裝備大型關(guān)鍵金屬構(gòu)件的加工制造提供了一種變革性的技術(shù)途徑。增材制造過程具有獨(dú)特的超高溫微小熔池、熔體強(qiáng)對(duì)流等超常冶金條件和超高溫度梯度、超快冷卻速度等非平衡凝固條件，不僅可以克服傳統(tǒng)鑄錠冶金偏析嚴(yán)重、疏松、凝固組織粗大等固有冶金缺陷，還為突破傳統(tǒng)鑄錠冶金的合金化限制，設(shè)計(jì)制造新一代高性能復(fù)雜超常合金材料提供了可能。此外，增材制造逐點(diǎn)連續(xù)熔凝沉積成形過程中可實(shí)現(xiàn)對(duì)合金成分、組織及性能的在線精確控制，可在新型高溫合金等復(fù)雜構(gòu)件設(shè)計(jì)與制造、結(jié)構(gòu)功能一體化及梯度材料等新材料加工成形方面，具有對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的顛覆性優(yōu)勢(shì)。
（四）高端構(gòu)件的低成本綠色制造
高端構(gòu)件除了對(duì)高質(zhì)量、高性能的不斷追求外，低成本及低消耗制造也是其核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要組成部分，是高附加值和高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的具體體現(xiàn)。材料及其加工產(chǎn)業(yè)是能源和資源的主要消耗者以及污染環(huán)境的主要責(zé)任者之一，隨著能源和環(huán)境危機(jī)的日益嚴(yán)重，基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)中能耗高、污染大的制造技術(shù)已經(jīng)成為阻礙社會(huì)發(fā)展的瓶頸問題，而高端新材料及其構(gòu)件的低消耗與綠色制造成為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的必然選擇。
三、傳統(tǒng)高端新材料研發(fā)模式遇到的問題與挑戰(zhàn)
材料的高性能化、構(gòu)件的復(fù)雜化與輕量化、生產(chǎn)的高效化與低成本化等重大需求，對(duì)材料制造過程的精確控制提出了越來越高的要求。我國(guó)高端新材料制造領(lǐng)域研究長(zhǎng)期處于型號(hào)牽引下的任務(wù)攻關(guān)模式，跟蹤性強(qiáng)，基礎(chǔ)理論研究薄弱，多采用經(jīng)驗(yàn)積累和以簡(jiǎn)單循環(huán)試錯(cuò)為特征的“經(jīng)驗(yàn)尋優(yōu)”方式，致使新材料的科學(xué)性差、偶然性大、研制周期長(zhǎng)、成本高。究其原因，是對(duì)材料加工制備過程的研究不深入、不系統(tǒng)，過程控制水平較低，致使材料內(nèi)部冶金缺陷、外形尺寸超差、殘余應(yīng)力大等諸多問題長(zhǎng)期和普遍存在。新材料產(chǎn)品質(zhì)量的一致性與穩(wěn)定性偏差，成為高端制造的“卡脖子”難題。傳統(tǒng)高端新材料“試錯(cuò)法”研發(fā)模式遇到的問題與挑戰(zhàn)，主要集中于以下3個(gè)方面。
（一）基礎(chǔ)理論與機(jī)理模型不健全
20世紀(jì)后期以來，材料加工技術(shù)呈現(xiàn)出過程綜合、技術(shù)綜合、學(xué)科綜合的總體發(fā)展趨勢(shì)；材料制造過程呈現(xiàn)出多物理場(chǎng)耦合、多參數(shù)交互作用、多學(xué)科交叉的顯著特點(diǎn)。傳統(tǒng)的理論解析、實(shí)驗(yàn)回歸建模和數(shù)值模擬等機(jī)理模型雖然能夠闡明材料加工成形過程中某些基本的、確定性的規(guī)律，但在解決材料加工過程中成分?組織?性能?工藝之間關(guān)系的非線性、應(yīng)力?形變?相變之間復(fù)雜的交互作用、溫度/力學(xué)/電磁等多種外場(chǎng)的耦合作用以及各種擾動(dòng)引起的邊界條件及工藝參數(shù)的時(shí)變性等科學(xué)問題方面進(jìn)展緩慢，相關(guān)基礎(chǔ)理論的研究進(jìn)展仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)實(shí)踐的需要，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)全過程模擬、多尺度?多目標(biāo)?多參數(shù)綜合優(yōu)化非常困難，而這也成為制約高端新材料制造的瓶頸問題。
（二）“形”“性”一體化控制存在瓶頸
傳統(tǒng)裝備及零件的設(shè)計(jì)與機(jī)械制造是在選定材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行零件幾何設(shè)計(jì)、公差確定與制造實(shí)現(xiàn)的過程，多以幾何尺寸公差為關(guān)注點(diǎn)。而高端新材料的制造則不同，不僅要關(guān)注外在形狀?尺寸?表面質(zhì)量的變化，更要關(guān)注內(nèi)在性能及其決定性因素組織和缺陷的演化過程，實(shí)現(xiàn)內(nèi)在組織?缺陷?性能與外在形狀?尺寸?表面的一體化控制。我國(guó)制造業(yè)大而不強(qiáng)，部分重要零部件的壽命低、可靠性差，其重要的根源就在于制造過程中重成形制造、輕控性基礎(chǔ)工藝。以航空用高性能大型整體金屬鍛件為例，組織缺陷和性能對(duì)成形過程和工藝參數(shù)敏感性大，成形過程溫度場(chǎng)、金屬流動(dòng)與應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)精確控制水平低，難以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部組織場(chǎng)、性能場(chǎng)、殘余應(yīng)力場(chǎng)與服役應(yīng)力場(chǎng)相匹配，導(dǎo)致鍛造成品率低、尺寸精度低、質(zhì)量一致性差、成本高。
（三）材料制造過程全流程精確調(diào)控難
材料制備加工成形過程具有多物理場(chǎng)強(qiáng)耦合作用，過程強(qiáng)時(shí)變擾動(dòng)，內(nèi)稟關(guān)系非線性、多變量與多目標(biāo)等特點(diǎn)，組織結(jié)構(gòu)演化貫穿全過程，影響因素多、孤島控制對(duì)象多、綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)困難，難以解決全過程建模、綜合優(yōu)化和智能調(diào)控的問題，導(dǎo)致全過程綜合優(yōu)化，特別是快速自動(dòng)尋優(yōu)困難。此外，在材料加工過程中，內(nèi)部的組織轉(zhuǎn)變和缺陷演化往往難以實(shí)時(shí)測(cè)量與感知，致使材料控性成為制造過程數(shù)字化與信息化的一個(gè)盲區(qū)，使這一過程成為難以把控的“黑箱”。很多材料制造過程，特別是熱制造，是能量場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、濃度場(chǎng)與材料相變等高度耦合的不可逆的動(dòng)態(tài)過程，即使能通過計(jì)算機(jī)仿真建模等手段進(jìn)行模擬計(jì)算和缺陷預(yù)測(cè)，也很難對(duì)這一過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的干預(yù)和調(diào)控。
四、高端新材料智能制造研發(fā)模式帶來的變革與機(jī)遇
20世紀(jì)80年代中期以來，通過綜合利用計(jì)算機(jī)、人工智能、數(shù)據(jù)庫(kù)和先進(jìn)控制技術(shù)，材料智能化成形加工技術(shù)逐漸興起，成為21世紀(jì)前期材料制備與成形加工新技術(shù)中最富發(fā)展?jié)摿Φ那把匮芯糠较?。該技術(shù)可將材料組織性能設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)、制備與成形加工過程的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和反饋控制融為一體，其目標(biāo)是以一體化設(shè)計(jì)與智能化過程控制方法取代傳統(tǒng)材料制備與加工過程中的“試錯(cuò)法”，實(shí)現(xiàn)材料組織性能的精確設(shè)計(jì)與制備加工過程的精確控制，獲得最佳的材料組織性能與成形加工質(zhì)量。但受制于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，早期的智能化技術(shù)研究，主要采用基于物理建模和基于數(shù)學(xué)物理模型、先驗(yàn)知識(shí)的專家系統(tǒng)的技術(shù)路線。
近10年來，以材料高效計(jì)算、高通量實(shí)驗(yàn)和大數(shù)據(jù)技術(shù)為特征的材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將材料傳統(tǒng)順序迭代的“試錯(cuò)法”研發(fā)模式，變革成全過程關(guān)聯(lián)并行的新模式，全面加速了材料發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用等全過程的進(jìn)程，促進(jìn)新材料研發(fā)和工程化應(yīng)用。材料基因工程的工作模式大致可分為實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)、計(jì)算驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)3種。其中，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式提出了一種新的材料創(chuàng)新范式，即所謂的材料研發(fā)第四范式，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，借助材料信息學(xué)的方法建立模型，利用人工智能如機(jī)器學(xué)習(xí)解析多參數(shù)間復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可能產(chǎn)生顛覆性的效果，大幅度提升材料研發(fā)效率和工程化應(yīng)用水平，推動(dòng)新材料快速發(fā)展。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式也為發(fā)展材料制造加工全過程綜合優(yōu)化、智能調(diào)控新原理和新方法提供了重要機(jī)遇。數(shù)字化是智能化的前提和基礎(chǔ)?？焖侔l(fā)展的材料高效計(jì)算模擬、集成計(jì)算材料工程（ICME）等技術(shù)，為材料制造過程提供了大量仿真數(shù)據(jù)；同時(shí)，在材料制造過程中各種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能感知技術(shù)的應(yīng)用，又提供了有關(guān)材料工藝與質(zhì)量的大數(shù)據(jù)。隨著以深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)的革命性突破，通過數(shù)據(jù)融合和挖掘，為基于數(shù)據(jù)模型而非物理模型實(shí)現(xiàn)全過程數(shù)字化建模和實(shí)時(shí)仿真提供了可能。在此基礎(chǔ)上，與智能控制相結(jié)合，有望真正解決材料制造過程復(fù)雜多物理場(chǎng)耦合作用、時(shí)變擾動(dòng)以及內(nèi)稟關(guān)系非線性、多變量和多目標(biāo)優(yōu)化等難題。
當(dāng)前，世界主要先進(jìn)工業(yè)國(guó)家正在開展高端構(gòu)件的數(shù)字化、智能化制造加工技術(shù)研究，從傳統(tǒng)的“經(jīng)驗(yàn)+試錯(cuò)法”向“數(shù)字化仿真+智能控制”研發(fā)模式轉(zhuǎn)變，基于數(shù)字化和信息化的數(shù)字孿生和虛擬制造技術(shù)得到越來越多的應(yīng)用。為了縮小與國(guó)外先進(jìn)水平的差距，快速?gòu)浹a(bǔ)短板，我國(guó)應(yīng)抓住機(jī)遇，集中力量研究和探索智能化制造國(guó)際大趨勢(shì)下的材料智能制造研發(fā)模式，應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)分析等前沿技術(shù)，發(fā)展數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的集“成分設(shè)計(jì)?工藝優(yōu)化?過程控制”為一體的材料制造新原理和新方法，發(fā)展數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能加工成形共性關(guān)鍵技術(shù)與工藝，搶占先機(jī)，引領(lǐng)我國(guó)高端新材料制造加工工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)換道超車、跨越式發(fā)展。
（1）注重發(fā)展機(jī)遇，開展高端新材料智能制造研究，搶占學(xué)科發(fā)展前沿。在以人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用為重要標(biāo)志的第四次工業(yè)革命的新形勢(shì)下，智能制造是未來全球高端制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，也是我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前國(guó)際上在基于智能控制的材料加工成形研究與應(yīng)用方面仍處于起步階段，抓住難得的發(fā)展機(jī)遇，開展高端新材料智能制造相關(guān)研究，對(duì)于促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，搶占學(xué)科國(guó)際發(fā)展前沿具有重要意義。
（2）應(yīng)用集成計(jì)算材料工程、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等前沿技術(shù)，發(fā)展高效研發(fā)模式，提升原始創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的“試錯(cuò)法”研究模式，難以解決材料加工成形過程中的組織、缺陷及性能的跨尺度關(guān)聯(lián)復(fù)雜性、交互作用、形成與演化的時(shí)變復(fù)雜性，為此，通過綜合應(yīng)用集成計(jì)算材料工程、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等前沿研究技術(shù)，發(fā)展高效研發(fā)模式，提升原始創(chuàng)新能力，是突破高端新材料制造技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵。
（3）突破高端新材料智能制造關(guān)鍵技術(shù)，建立材料及其構(gòu)件加工成形過程綜合優(yōu)化、精確控制新原理和新方法，支撐材料產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代和跨越式發(fā)展。解決材料加工過程影響因素多、復(fù)雜多物理場(chǎng)耦合與多目標(biāo)參數(shù)交互作用、組織結(jié)構(gòu)與缺陷演化貫穿全過程等瓶頸難題，為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量制造提供技術(shù)支撐，滿足高端關(guān)鍵材料的國(guó)家急需，支撐材料產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
（4）促進(jìn)材料加工?虛擬制造?人工智能學(xué)科交叉，發(fā)展材料加工全過程數(shù)字建模與智能調(diào)控理論與方法，引領(lǐng)材料加工工程學(xué)科發(fā)展。
五、高端新材料智能制造共性關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展方向
目前，高端新材料智能制造的發(fā)展重心為融合人工智能與制造技術(shù)，突破材料智能制造共性關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建全生命周期、全流程、多尺度的智能制造系統(tǒng)。“料要成材，材要成器。”材料成形與加工在高端新材料制造中占有重要地位，正在開展智能技術(shù)研究的細(xì)分領(lǐng)域包括但不限于：鑄造、鍛造、增材制造、焊接、熱處理、半固態(tài)成形、熱處理、粉末注射成形等。以材料智能成形加工技術(shù)為例，亟待發(fā)展的材料智能制造共性關(guān)鍵技術(shù)主要包括：①面向工程應(yīng)用的材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)；②應(yīng)用先進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)、集成計(jì)算和人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)材料性能與成形工藝一體化設(shè)計(jì)的智能設(shè)計(jì)技術(shù)；③材料成形過程工藝參數(shù)、材料組織和性能等的在線檢測(cè)與智能感知技術(shù)；④材料成形與加工處理全過程的預(yù)測(cè)與控制技術(shù)；⑤材料智能成形系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能成形全過程的虛實(shí)交互、協(xié)同控制與發(fā)展。
（一）面向工程應(yīng)用的材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)
面向工程應(yīng)用的材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)重點(diǎn)包含材料綜合性能數(shù)據(jù)、制造工藝數(shù)據(jù)、高級(jí)計(jì)算機(jī)輔助工程仿真所需數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及材料供應(yīng)商信息等，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式將不同來源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至永久化內(nèi)存或云端。材料數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取技術(shù)、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、材料數(shù)據(jù)云技術(shù)設(shè)施、材料數(shù)據(jù)交換技術(shù)等。
歐洲、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)自20世紀(jì)90年代起開始發(fā)展材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)，如歐洲的Total Materia、Matmatch數(shù)據(jù)庫(kù)和美國(guó)的MatWeb數(shù)據(jù)庫(kù)。國(guó)內(nèi)近年來也發(fā)展了例如鋼研·新材道、材易通和尋材問料等在線數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)平臺(tái)。但我國(guó)材料數(shù)據(jù)的發(fā)展歷史較短，在數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)量、數(shù)據(jù)量和全民積累數(shù)據(jù)與共享數(shù)據(jù)理念方面明顯落后于世界先進(jìn)水平。
總體而言，我國(guó)面向材料成形加工的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)和質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)較為稀缺，面向工程應(yīng)用的材料數(shù)據(jù)資源整合和數(shù)據(jù)體系建設(shè)尚待發(fā)展，材料數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取技術(shù)與軟件發(fā)展相對(duì)滯后，材料數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、權(quán)益保障與激勵(lì)機(jī)制尚顯不足。為此，今后應(yīng)圍繞材料研發(fā)、生產(chǎn)、認(rèn)證、應(yīng)用、服役全鏈條，進(jìn)一步整合現(xiàn)有材料產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)資源，開展面向材料研發(fā)和制造過程的數(shù)據(jù)自動(dòng)抽取、實(shí)時(shí)采集、高效管理、智能檢索與可視化、數(shù)據(jù)挖掘等大數(shù)據(jù)技術(shù)研發(fā)，形成系統(tǒng)化、成體系的材料數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品鏈，創(chuàng)新突破和持續(xù)輸出材料數(shù)據(jù)、關(guān)鍵技術(shù)、軟件和產(chǎn)品服務(wù)，形成面向工程應(yīng)用的材料數(shù)據(jù)賦能生態(tài)。
（二）高端新材料成形智能設(shè)計(jì)技術(shù)
1. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的材料成形智能設(shè)計(jì)
借助機(jī)器學(xué)習(xí)建立材料性能與特征工藝參量之間的映射關(guān)系，利用這一映射關(guān)系預(yù)測(cè)未知材料性能，再對(duì)新材料的成形工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，是一種典型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的材料成形智能設(shè)計(jì)策略。有文獻(xiàn)提出了一種基于最小二乘支持向量機(jī)（LSSVM）的Al-Zn-Mg-Cu系合金時(shí)效工藝參數(shù)?力學(xué)/電學(xué)性能預(yù)測(cè)模型，結(jié)果表明，與反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合梯度下降訓(xùn)練算法相比，LSSVM模型具有更好的廣義預(yù)測(cè)能力。此外，利用優(yōu)化算法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)算法指導(dǎo)下一步實(shí)驗(yàn)，通過迭代反饋的方式快速優(yōu)化模型，指導(dǎo)新材料開發(fā)，也是一種典型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)材料成形智能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。有文獻(xiàn)提出了一種機(jī)器學(xué)習(xí)輔助策略的多目標(biāo)性能優(yōu)化方法，通過迭代方式推薦下一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以加速完成多目標(biāo)優(yōu)化。面向未來，發(fā)展具有可解釋性的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，發(fā)展材料多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)，突破復(fù)雜材料的多性能需求、內(nèi)在作用機(jī)理復(fù)雜等難題，將成為重要發(fā)展方向。
2. 集成計(jì)算驅(qū)動(dòng)的成形智能設(shè)計(jì)
集成計(jì)算集成了橫跨原子、微觀、介觀到宏觀等跨尺度的計(jì)算方法，包括第一性原理計(jì)算、分子動(dòng)力學(xué)、相圖計(jì)算、相場(chǎng)模擬、有限元等方法。通過跨尺度、多層次地將計(jì)算模擬、理論模型和實(shí)驗(yàn)工具結(jié)合起來，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)法的合金開發(fā)模式轉(zhuǎn)換成事前預(yù)測(cè)模式，顯著促進(jìn)了新材料、新工藝的發(fā)展。作為材料基因組計(jì)劃的重要組成之一，集成計(jì)算驅(qū)動(dòng)成形智能設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)外已得到廣泛認(rèn)可。工程上應(yīng)用的材料一般是復(fù)雜的多元合金體系，其生產(chǎn)和服役溫度跨度較大，運(yùn)用集成計(jì)算驅(qū)動(dòng)成形智能設(shè)計(jì)有利于全流程綜合考慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)，縮短研發(fā)時(shí)間和減少研發(fā)成本。
相較于機(jī)器學(xué)習(xí)黑箱模型，集成計(jì)算具有物理可解釋性，計(jì)算方法有明確的數(shù)理方程，能夠顯式指導(dǎo)材料成形智能設(shè)計(jì)。此外，目前集成計(jì)算所使用的計(jì)算軟件具有通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有統(tǒng)一的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行橫向比較和多人協(xié)作完成模型構(gòu)建。但集成計(jì)算驅(qū)動(dòng)成形設(shè)計(jì)在應(yīng)用中仍然面臨一定的挑戰(zhàn)，如計(jì)算量和需要的計(jì)算資源需求量巨大，缺乏廣泛普適的計(jì)算方法，存在跨尺度、多物理場(chǎng)的耦合困難等。因而，未來仍需加強(qiáng)集成計(jì)算驅(qū)動(dòng)的成形智能設(shè)計(jì)計(jì)算方法、理論模型和多功能數(shù)據(jù)庫(kù)的研發(fā)，從而加速實(shí)現(xiàn)面向應(yīng)用的多層次、跨尺度的集成計(jì)算材料模擬平臺(tái)的建立。
3. 工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的成形智能設(shè)計(jì)
隨著第四次工業(yè)革命的深入展開，工業(yè)大數(shù)據(jù)日漸成為工業(yè)發(fā)展重要的戰(zhàn)略資源，是推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的關(guān)鍵生產(chǎn)要素。在傳統(tǒng)的材料加工過程中，積累了大量的材料成形數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含的知識(shí)可以輔助新材料成形設(shè)計(jì)。此外，隨著高通量計(jì)算和高通量實(shí)驗(yàn)的發(fā)展，高通量成形技術(shù)可以輔助新材料成形數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。通過高通量計(jì)算、高通量實(shí)驗(yàn)手段，可在短時(shí)間內(nèi)快速獲取較多數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。然而，目前存在工業(yè)過程全流程、多模態(tài)數(shù)據(jù)采集困難，數(shù)據(jù)噪聲和波動(dòng)大，數(shù)據(jù)信息密度低等問題制約了該領(lǐng)域的發(fā)展。為此，發(fā)展多源異構(gòu)數(shù)據(jù)協(xié)同挖掘，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)、計(jì)算和工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，成為未來工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的成形智能設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向。
（三）高端新材料成形過程在線檢測(cè)與智能感知技術(shù)
在高端新材料成形過程中，常見的在線檢測(cè)系統(tǒng)通常由核心傳感器、傳輸系統(tǒng)、處理系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)組成。目前，高端新材料成形過程主要的傳感器及測(cè)量技術(shù)有：①材料塑性成形過程的參數(shù)測(cè)量，主要包括應(yīng)變、應(yīng)力及殘余應(yīng)力；②尺寸測(cè)量，主要包括工件長(zhǎng)度、寬度、厚度以及復(fù)合層或涂層的厚度、直徑、不圓度、版型等；③表面粗糙度、表面缺陷及內(nèi)部缺陷檢測(cè)；④成形工藝和設(shè)備參數(shù)測(cè)量，主要包括在加工過程中的力、扭矩、變形量、振動(dòng)、張力、溫度、軋機(jī)的輥縫、軋件速度、機(jī)架應(yīng)力以及電流、電壓、功率等。
智能感知是賦能機(jī)器視覺、機(jī)器人、掃描和檢測(cè)等工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)之一，在薄片厚度測(cè)量、工件裂縫以及工件的缺損檢測(cè)等方面已取得了顯著進(jìn)展。高端新材料生產(chǎn)過程智能感知主要包括數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)分析與挖掘以及感知技術(shù)3個(gè)方面。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)由射頻識(shí)別（RFID）、分布式傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組成；大數(shù)據(jù)分析與挖掘包括數(shù)據(jù)的挖掘?分析?融合以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)?集成；感知技術(shù)包括生產(chǎn)狀態(tài)感知、設(shè)備狀態(tài)感知以及設(shè)備之間的智能感知。與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的高端新材料成形過程在線檢測(cè)與智能感知技術(shù)相比，我國(guó)在核心傳感器國(guó)產(chǎn)化率、系統(tǒng)集成度、系統(tǒng)穩(wěn)定性、檢測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)成形控制能力、“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)同示范應(yīng)用等方面還存在較大差距。未來，需圍繞這些關(guān)鍵問題，針對(duì)性開展技術(shù)突破，形成高精度快速檢測(cè)和智能化感知模態(tài)。
（四）高端新材料成形過程預(yù)測(cè)與控制技術(shù)
高端新材料成形過程預(yù)測(cè)與控制技術(shù)主要從工業(yè)信息物理系統(tǒng)、數(shù)字孿生系統(tǒng)以及工業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能3個(gè)方面入手，建立起具有動(dòng)態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策和精準(zhǔn)執(zhí)行功能的智能成形技術(shù)，把握材料生產(chǎn)數(shù)據(jù)價(jià)值，構(gòu)建針對(duì)不同成形技術(shù)的材料數(shù)據(jù)庫(kù)，并結(jié)合實(shí)際案例不斷進(jìn)行優(yōu)化。
1. 工業(yè)信息物理系統(tǒng)
面向成形過程的工業(yè)信息物理系統(tǒng)主要包含物理系統(tǒng)、信息交互層和信息系統(tǒng)等要素。物理系統(tǒng)包含材料成形過程涉及的各種物理裝備和控制系統(tǒng)；信息系統(tǒng)為通過數(shù)字化建模技術(shù)建立的與物理空間相對(duì)應(yīng)的虛擬空間；物理空間與虛擬空間需要通過信息交互層連接，集成先進(jìn)的感知、計(jì)算、通信、控制等信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)相互映射、適時(shí)交互和高效協(xié)同。基于信息物理系統(tǒng)的智能工廠正在引領(lǐng)制造方式向智能化方向發(fā)展。
2. 數(shù)字孿生系統(tǒng)
數(shù)字孿生指在計(jì)算機(jī)虛擬空間建立的與物理實(shí)體高度保真的信息模型。西門子公司、通用電氣公司等較早將其應(yīng)用到航空、醫(yī)療、能源等工業(yè)領(lǐng)域，引起了廣泛關(guān)注和高度重視。最近，在美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）發(fā)布的《2040愿景：材料體系多尺度模擬仿真與集成路徑》中，提出采用混合數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)制造工藝過程進(jìn)行分析和改進(jìn)，顯示了這項(xiàng)前沿技術(shù)在材料成形加工中的巨大應(yīng)用前景。由于材料成形過程的復(fù)雜性、時(shí)變性以及數(shù)據(jù)難以獲取，建立材料成形過程的數(shù)字孿生系統(tǒng)具有極大的挑戰(zhàn)性。目前，這方面的工作尚處于起步階段。高端新材料成形過程的數(shù)字孿生體建模理論與方法有待完善，全流程數(shù)字建模、實(shí)時(shí)仿真、數(shù)字主線構(gòu)建、互操作等關(guān)鍵技術(shù)亟需突破。
3. 工業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能
無論是工業(yè)信息物理系統(tǒng)還是數(shù)字孿生系統(tǒng)，都離不開工業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的支撐。工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，包括數(shù)據(jù)規(guī)劃、采集、預(yù)處理、存儲(chǔ)、分析挖掘、可視化和智能控制等，可使材料成形過程相關(guān)的各種數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的價(jià)值得以挖掘和展現(xiàn)。用于材料智能系統(tǒng)構(gòu)建的人工智能的核心技術(shù)主要包含：深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語(yǔ)言處理和數(shù)據(jù)挖掘等。模擬、新數(shù)據(jù)源、互操作性、可視化、儀器、平臺(tái)等多方面的進(jìn)步共同推動(dòng)了上述技術(shù)的快速發(fā)展。隨著新一代信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、新材料技術(shù)等系列新興技術(shù)的發(fā)展，高端新材料成形過程預(yù)測(cè)與控制技術(shù)還將持續(xù)得到優(yōu)化。未來，需充分利用模型、數(shù)據(jù)、智能，并集成多學(xué)科技術(shù)，面向產(chǎn)品全生命周期，發(fā)揮連接物理世界和信息世界的橋梁與紐帶作用，提供更加實(shí)時(shí)、高效、智能的服務(wù)。
（五）高端新材料智能成形系統(tǒng)
為了突破高端新材料規(guī)模化制備的成套技術(shù)與裝備，需要堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和數(shù)字賦能相結(jié)合，聚焦國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，大力發(fā)展材料智能化制備與成形加工技術(shù)與智能制造系統(tǒng)。目前，國(guó)際上典型的材料智能成形系統(tǒng)有智能增量成形系統(tǒng)、智能無模拉拔系統(tǒng)、智能自動(dòng)焊接系統(tǒng)、智能粉末注射成形系統(tǒng)、智能軋制成形系統(tǒng)等。構(gòu)建高端新材料智能成形系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)在于集成策略的開發(fā)和實(shí)時(shí)信息傳遞與反饋機(jī)制的建設(shè)。先進(jìn)智能成形技術(shù)的集成策略要求具有統(tǒng)一的技術(shù)銜接標(biāo)準(zhǔn)、可靠的銜接橋梁和高的技術(shù)穩(wěn)定性，而實(shí)時(shí)信息傳遞與反饋機(jī)制要求各先進(jìn)技術(shù)的時(shí)效性，即能在極短時(shí)間完成計(jì)算與輸出過程。因此，攻克上述集成技術(shù)難題將成為高端新材料智能成形系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。
六、發(fā)展高端新材料智能制造的對(duì)策建議
（一）加強(qiáng)對(duì)材料智能制造軟/硬件、關(guān)鍵技術(shù)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研究
建議在國(guó)家各類科技計(jì)劃中設(shè)置高端新材料智能制造專項(xiàng)，統(tǒng)籌各方資源，加大政策扶持及引導(dǎo)力度，形成穩(wěn)定的資金支持，推動(dòng)該領(lǐng)域基礎(chǔ)理論、工業(yè)軟/硬件、關(guān)鍵技術(shù)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等研究工作。推動(dòng)材料智能制造戰(zhàn)略研究，制定發(fā)展規(guī)劃，明確下一步發(fā)展路徑。緊抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的歷史機(jī)遇，通過學(xué)科交叉和創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，重點(diǎn)突破材料數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)字化建模、實(shí)時(shí)仿真、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工藝智能設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生等共性關(guān)鍵技術(shù)，形成面向材料制造過程的大數(shù)據(jù)軟/硬件平臺(tái)。以若干種典型高端新材料和具有代表性的成形加工工藝為突破口，爭(zhēng)取在較短時(shí)間內(nèi)取得原創(chuàng)性成果，打造高端新材料智能制造的成功應(yīng)用案例，以在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生示范引領(lǐng)效應(yīng)。
（二）加強(qiáng)高端新材料智能成形創(chuàng)新體系與創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)
高端新材料智能成形共性技術(shù)涉及到系統(tǒng)、硬件、軟件、基礎(chǔ)理論等多個(gè)方面，建議整合完善產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新資源，充分調(diào)動(dòng)企業(yè)的積極性，構(gòu)建該領(lǐng)域覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)的創(chuàng)新聯(lián)盟，統(tǒng)籌國(guó)家需求、技術(shù)攻關(guān)和資源共享，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和前沿技術(shù)攻關(guān)布局，打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的協(xié)同創(chuàng)新體系與平臺(tái)，提高從基礎(chǔ)研究到工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)化能力。在基礎(chǔ)研究方面，充分發(fā)揮高校、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，積極開展國(guó)際合作與交流，爭(zhēng)取原創(chuàng)性成果。在工程應(yīng)用方面，夯實(shí)企業(yè)創(chuàng)新主體地位，以需求為引領(lǐng)，匯聚創(chuàng)新要素，打造高端新材料智能制造的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在科技創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)方面，建設(shè)面向材料制造的數(shù)字云平臺(tái)，提供數(shù)據(jù)共享、數(shù)字化建模等基礎(chǔ)服務(wù)，為企業(yè)在云上構(gòu)建高度仿真的數(shù)字孿生系統(tǒng)提供支撐。
（三）創(chuàng)新人才培養(yǎng)與評(píng)價(jià)體系，培養(yǎng)學(xué)科交叉工程人才
加快人才培養(yǎng)是發(fā)展高端新材料智能制造的重要支撐。材料智能成形（數(shù)字孿生）系統(tǒng)構(gòu)建，需要材料科學(xué)與工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、控制科學(xué)與工程等多個(gè)一級(jí)學(xué)科交叉與合作。如何將材料制造的相關(guān)專業(yè)知識(shí)、機(jī)理、數(shù)據(jù)、模型轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能理解、可處理的信息，是實(shí)現(xiàn)高端新材料智能制造的關(guān)鍵，其重要性不亞于掌握機(jī)器學(xué)習(xí)算法等人工智能專業(yè)知識(shí)。目前，既懂材料制造，又熟悉人工智能方法與技術(shù)的復(fù)合型人才非常稀缺，建議增設(shè)“材料智能制造”專業(yè)，創(chuàng)新人才培養(yǎng)與評(píng)價(jià)體系，培養(yǎng)該領(lǐng)域卓越工程人才。
（四）加快成果轉(zhuǎn)化，引領(lǐng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
按照國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，人工智能將成為帶動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的主要?jiǎng)恿?。隨著人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景從熱門的互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)大深入到各個(gè)行業(yè)，人工智能賦能工業(yè)將成為人工智能新的爆發(fā)點(diǎn)。高端新材料制造產(chǎn)業(yè)覆蓋范圍廣、產(chǎn)品價(jià)值高、對(duì)先進(jìn)裝備的支撐作用大，是人工智能應(yīng)用落地的理想場(chǎng)景。建議從政策、財(cái)政、金融、稅收、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面，引導(dǎo)支持社會(huì)資本進(jìn)入材料智能制造領(lǐng)域，培育獨(dú)角獸企業(yè)，加快技術(shù)創(chuàng)新步伐。鼓勵(lì)“產(chǎn)學(xué)研”深度結(jié)合，破除成果轉(zhuǎn)化壁壘，加快科技成果轉(zhuǎn)化，通過智能制造研發(fā)模式的變革，不斷推動(dòng)和引領(lǐng)傳統(tǒng)材料制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
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