氣候變暖、源短缺及環(huán)境污染已經(jīng)成為制約全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的突出問(wèn)題,推動(dòng)綠色高質(zhì)量發(fā)展成為全球共識(shí)。輕量化在降低能耗和碳排放的同時(shí)能夠滿足日益增長(zhǎng)的高質(zhì)量發(fā)展需求。
裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需要
汽車產(chǎn)業(yè)面臨著日趨苛刻的能耗和排放標(biāo)準(zhǔn)與持續(xù)擴(kuò)大的社會(huì)需求之間的矛盾,其技術(shù)和產(chǎn)品向低碳化發(fā)展成為全球趨勢(shì),節(jié)能和新能源汽車成為高質(zhì)量發(fā)展的重點(diǎn),輕量化是關(guān)鍵共性技術(shù)之一。沃茲汽車(美國(guó)汽車行業(yè)三大刊物之一)的調(diào)查顯示,輕量化是汽車行業(yè)為滿足2025平均燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)(CAFE指標(biāo))時(shí)策略考慮的首選。研究表明,汽油乘用車每減重100kg將節(jié)油0.39L/100km,汽車質(zhì)量每降低10%,降低油耗6%-8%,排放下降4%。中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)預(yù)測(cè),2004-2020年,為滿足節(jié)能減排要求,全球乘用車平均質(zhì)量年均需減少0.9%??紤]到同平臺(tái)的新能源車重于燃油車以及電池能量密度低的現(xiàn)狀,輕量化對(duì)加速新能源汽車的推廣。軌道交通裝備制造業(yè)將重點(diǎn)發(fā)展節(jié)能環(huán)保的綠色智能譜系化產(chǎn)品,建立世界領(lǐng)先的現(xiàn)代軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)體系,其中重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵零部件有齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)用輕合金箱體鑄造,關(guān)鍵共性技術(shù)有鎂鋁合金、高分子復(fù)合材料等車體材料、高強(qiáng)度輕量化等新型車輛車體技術(shù)。船舶工業(yè)深化結(jié)構(gòu)調(diào)整加快轉(zhuǎn)型升級(jí)行動(dòng)計(jì)劃(2016-2020年)提出,面向綠色環(huán)保主流船舶、高技術(shù)船舶、海洋工程裝備及核心配套設(shè)備等重點(diǎn)領(lǐng)域,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)等基礎(chǔ)共性技術(shù)研發(fā)。
輕量化自身創(chuàng)新發(fā)展的需要
輕量化涉及鋼鐵、有色、化工、建材等行業(yè)以及機(jī)械制造行業(yè),在行業(yè)共性技術(shù)支撐體系方面,這些行業(yè)面臨著共同的問(wèn)題。資源整體配置和運(yùn)行分散化、封閉化、低效化。共性技術(shù)創(chuàng)新周期長(zhǎng),3-5年難以取得實(shí)效,需要長(zhǎng)期持續(xù)支持。受體制制約,經(jīng)費(fèi)來(lái)源單一,多為國(guó)家全額撥款,社會(huì)融資缺失,且資金分散、效率低;課題制形式難以對(duì)共性技術(shù)研發(fā)提供連貫性支持;技術(shù)共享及轉(zhuǎn)移機(jī)制不健全,共性技術(shù)擴(kuò)散效率低,難以輻射整個(gè)行業(yè)輻射。行業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新主體缺失。原科研院所轉(zhuǎn)制企業(yè)后,在經(jīng)濟(jì)效益考核指揮棒下,創(chuàng)新動(dòng)力不足;國(guó)家工程研究中心、技術(shù)研究中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等,多掛靠依托單位建設(shè),本身沒(méi)有獨(dú)立法人地位,不能獨(dú)立對(duì)外承接項(xiàng)目,沒(méi)有利益分配自主權(quán),成果全行業(yè)轉(zhuǎn)化難;企業(yè)由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),投入多用于擴(kuò)大生產(chǎn),對(duì)共性技術(shù)投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。
應(yīng)對(duì)國(guó)外輕量化加速發(fā)展的需要
美國(guó)、日本、歐盟以科技計(jì)劃形式,支持共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),鼓勵(lì)和支持跨產(chǎn)業(yè)合作,如USCar、EUcar(Horizon 2020)、WorldAtuoSteel等。美國(guó)成立了輕量化材料創(chuàng)新中心,聚焦破解關(guān)鍵技術(shù)“死亡之谷”,開展競(jìng)爭(zhēng)前共性技術(shù)研究及示范、供應(yīng)鏈的技術(shù)集成、支持中小企業(yè)、各個(gè)層次勞動(dòng)力的技能教育與培訓(xùn)等。英國(guó)成立了彈射中心,以加快研究成果的商業(yè)化,其中,輕量化工作主要由高價(jià)值制造彈射中心負(fù)責(zé)。德國(guó)成立“國(guó)家電動(dòng)汽車平臺(tái)”(NPE)成立,重點(diǎn)任務(wù)之一是發(fā)展輕量化車身。韓國(guó)以國(guó)家戰(zhàn)略確立輕量化產(chǎn)業(yè)布局,重點(diǎn)發(fā)展鈦、鎂、鋁、碳纖維四大輕量化材料。