胡旭晖(左)与徐敏讨论假肢手改进方案。
 深圳嘉立创科技集团股份有限公司供图

                    全球首座超临界二氧化碳光热发电实验电站。
 中国科学院电工研究所供图

 科技创新是产业创新的内生动力,产业创新是科技创新的价值实现。抓科技创新和产业创新融合,要搭建平台、健全体制机制,强化企业创新主体地位,让创新链和产业链无缝对接。近年来,我国创新主体在推动科技创新和产业创新融合方面进行了不少有益探索。记者近期探访企业创新一线,挖掘以科技创新引领产业创新的实践和成功经验。

    ——编  者

 提升科技成果转化效率

    推动商业卫星降本增效

    本报记者  刘诗瑶

    技术和成本是商业航天市场竞争的关键因素,从“不计成本”到“最优集成”,商业卫星到底如何实现降本增效?

    作为我国第一家商业遥感卫星公司,吉林长光卫星技术股份有限公司以科技创新推动产业创新,构建了科技与产业双向赋能的发展格局,在保证“吉林一号”卫星具备高指标的前提下,努力实现卫星“低成本、低重量、低功耗”的目标。

    近年来,随着“吉林一号”在轨卫星数量的不断增加,如何在有效控制卫星制造成本的前提下,提升单星对地成像的效率成为长光卫星面临的前行难题,也是商业卫星产业进一步升级的关键。

    为此,长光卫星积极开展科研攻关。2022年,“吉林一号”宽幅02A星项目正式立项,长光卫星总工程师张雷带领科研团队历时一年零四个月,成功攻克“离轴四反”光学成像技术,将该星重量由宽幅01星的1.2吨降至230千克,打造了国际上最轻的超大幅宽亚米级光学遥感卫星,150千米幅宽、0.5米图像分辨率的卫星指标,进一步提升了企业的行业竞争力。依托宽幅02A星的成功研制经验,2024年9月20日,6颗宽幅02B系列卫星完成批产并成功发射入轨,有效助力“吉林一号”星座高分辨数据获取能力跨越式提升。

    得益于“吉林一号”宽幅系列卫星优质的覆盖能力与成像水平,今年3月10日,长光卫星对外发布2025年全国0.5米分辨率卫星影像,这是我国首次实现全国0.5米分辨率卫星影像双月度业务化更新,该产品顺利上线,有效推动了下游遥感应用生态向更高分辨率、更高频次、更广覆盖范围良性发展。

    遥感卫星只是航天信息产业的服务基础,数据应用才是航天信息产业生命力的源泉。截至目前,依托“吉林一号”海量遥感数据,长光卫星已在自然资源、城市建设、农林水利等领域开展了百余个类别的精准数据服务,先后为170余个国家和地区提供了高质量的遥感信息服务,持续助力我国航天信息产业高质量发展。

    张雷介绍,截至目前,长光卫星累计投入研发经费已超14亿元,“星载一体化”整星设计制造技术实现了4次技术飞跃。“未来,我们将进一步提升科技成果转化效率,为我国商业航天的快速发展作出更大贡献。”

    创新秘诀

    只有让更多创新链上的好技术变成产业链上的新应用,才能让优质的科技成果真正转化为现实生产力。长光卫星根据产业需要,锚定技术攻关方向,通过科技创新,持续牵引商业卫星行业升级,从而实现创新链与产业链的“双向奔赴”。

 凝聚科研机构、生产企业等的智慧

    光热发电加快走向规模化

    本报记者  喻思南

    北京延庆,八达岭长城脚下,一座百余米高的白塔赫然耸立,上万平方米的定日镜场在晴空下熠熠生辉——这里是全球首座超临界二氧化碳光热发电实验电站。

    通过“光—热—功”的转化,将太阳能转换成电能,光热发电具有绿色低碳、电力输出相对平稳等优势,前景广阔,也是全球新能源探索的方向之一。然而,受制于发电效率等原因,与光伏发电相比,该技术没有成本优势,影响推广,需要发展新一代成本低、效率和灵活度高的技术。

    2019年开始,中国科学院电工研究所牵头,18家单位联合攻关,着手研制超临界二氧化碳光热发电机组。

    “这项工作没人做过,我们每一步都在‘无人区’摸索。”项目负责人、中国科学院电工研究所研究员王志峰说,任务涉及基础理论研究、技术装备开发、系统集成多个环节,每个环节都是难啃的“硬骨头”。

    以吸热介质为例,由于聚光温度超过700摄氏度,常用的二元硝酸熔盐等无法胜任。科研人员持续钻研,终于开发出耐高温的陶瓷颗粒材料和吸热器。为了提高流动性和热稳定性,还优化了颗粒的粒径分布,并设计了高效颗粒传输装置。

    “更大的挑战是如何合理确定各设备参数。”王志峰解释,一些工艺参数,定高了装备实现不了,而定低了装备的能力又没有完全发挥,达不到项目预定的性能指标。为了得出一个各方性能的平衡值,连续不断地研讨、对接、调试对团队来说是家常便饭。

    科研团队还在创新模式上动脑筋。“过去科研项目多以科研机构为核心,我们探索以设计院为运转主体的模式,串连从基础研究到系统集成的创新链条。”王志峰说,实践证明,这种模式在重大科研项目攻关上很有效。

    去年8月,历经5年技术攻关、工程建设,以二氧化碳为工质、陶瓷颗粒为介质,联合团队成功研制出全球首座超临界二氧化碳光热发电机组。

    近年来,我国光热发电发展较快,目前在建项目有30多个。王志峰表示,超临界二氧化碳光热发电技术,预计可将光热发电系统的整体效率提升至50%以上,从而较大幅度降低发电成本,助力大规模商业化应用。

    据悉,项目研制过程中,还带动了高温材料、精密制造、智能控制等领域的发展,我国相关产业链竞争力得到提升。

    创新秘诀

    对工程技术来说,从概念到产品涉及多个环节,任何一个环节存在短板,都可能影响技术落地。必须凝聚科研机构、生产企业等的智慧,协同并进,让技术真正服务于产业和市场。

    聚焦产业真正的需求和痛点

    用视觉技术赋能先进制造

    本报记者  吴月辉

    张正涛有两个身份,一个是中国科学院自动化研究所研究员,另一个是中科慧远视觉技术有限公司创始人。

    融合科学家和企业家两种特质,找到关键问题,解决重大产业问题,这是他这些年来一直在努力的方向。

    2010年,从中国科学院自动化研究所博士毕业的张正涛跟随导师参与“神光”大科学装置的科研攻关。在这个过程中,他把人工智能算法和精密光学成像系统运用于大装置光学元件的检测,在自动化光学检测领域取得多项技术突破。

    怎样才能不让新技术新装备束之高阁,而是能够实现产业化落地,获得规模化应用?在做研究的同时,张正涛一直在思考这个问题。2015年,他带领团队开始寻找产业化方向,用了一年时间深入各个工厂进行调研。

    张正涛回忆说:“在调研中我们了解到,当时由于检测技术长期被国外垄断,手机盖板等电子光学玻璃产品主要还是依靠人工检测。因为强光照射,工人3个月内视力即从1.5下降至0.6,导致有的企业人员月均流失率达到20%。同时,人工检测存在品质不稳定、效率低下等缺陷,甚至制约产能。”

    在发现手机盖板市场前景巨大后,张正涛决定从手机盖板的品质检测切入,利用计算机视觉替代人眼,来突破制造业中品质检测的瓶颈。2016年,他带领团队成立了中科慧远,把光学智能检测系统应用于包括手机盖板玻璃在内的标准化工业品的无损自动检测。

    从技术到产品化的过程充满坎坷。接下来的日子里,一个又一个难题接踵而来,如何进行产品的协同研发、如何实现规模化生产……张正涛说:“几乎每走到一个‘台阶’都有新的问题等着,但我们一步一个脚印走过来了。”

    最终,凭借着多年来在计算机视觉等领域的技术积累,中科慧远研发的盖板玻璃成品检测仪能在1.5秒完成一片手机盖板玻璃的检测,相较于人工,效率提升了20倍以上。如今,中科慧远也从最初3个人的团队发展到500人,成为盖板检测领域国内最早可以提供从设备到服务整体解决方案的供货商,做到了细分领域的“隐形冠军”。

    一路走来,因为有着双重身份,张正涛对科技创新和产业创新如何深度融合有着更深刻的认识。

    “一是要聚焦产业真正的需求和痛点,二是将小而散的科研‘游击队’聚集形成‘集团军’,当然也离不开国家和社会各方的支持。”张正涛说,“在这个过程中,科研院所和创新型企业要充分发挥各自的体制机制优势,拧成‘一股绳’。”

    创新秘诀

    瞄准产业需求和痛点,从理论方法到关键技术,再到产业应用,然后从产业发展技术瓶颈再反馈形成科研问题,最终得以实现良性循环。

    构建开源开放的技术体系

    “电子印刷术”支撑硬件创新

    本报记者  谷业凯

    在东南大学机器人实验室,助理教授胡旭晖正带领团队,对假肢手进行新一轮研发迭代。去年在瑞士举行的“第三届全球辅助技术竞赛”上,中国选手徐敏佩戴这款假肢手,与数十支全球一流团队同台竞技,最终斩获“上肢义肢”组冠军。

    “备赛过程中,我们几乎每天都要调整假肢手,这意味着从印制电路板(PCB)设计打样到组装调试,整个流程要在一天内完成。这期间,深圳嘉立创科技集团股份有限公司为我们提供了电子设计自动化、电路板智造、表面贴装、3D打印等一站式技术保障。”胡旭晖说。

    印制电路板是电子产品的基础组件,电子产品的功能、设计都需构筑其上。

    嘉立创是一家电子及机械产业链一站式基础设施服务商。基于自研的“智能拼板算法”,嘉立创实现海量印制电路板打样散单的批量化智造,使“不到1平方米的板材就能承载数百个创意订单”,单次打样成本从数千元降至几十元,交付周期从数周压缩至最快12小时,如今日均能完成2万多份不同尺寸、要求各异的订单的组合生产,成为硬件创新和成果转化的“加速器”。

    “电子印刷术”实现了“一个概念进,一个产品出”。如今,越来越多的工程师不再选择奔走电子城“淘宝”,而是通过在线服务获取支持。“我们打通了前端下单界面与后端柔性智造工厂之间的链条,工程师在线下单,就能获取所有服务。如今这一模式已累计服务全球超620万用户,覆盖人工智能、新能源汽车、航空航天、机器人等多个行业。”嘉立创相关负责人表示。

    近年来,“开源”浪潮从软件向硬件和设计领域延伸。开发者只需提供材料清单、原理图、计算机辅助设计以及详细说明等“源代码”,就能完成物理硬件的开发。2019年起,嘉立创打造开源硬件平台,聚集开发者、工程师、爱好者和企业,累计孵化超3万个开源作品。

    “距离下一场比赛只剩不到12小时,参赛的步兵机器人却突然出现故障。”深圳大学在校生陈博钦印象最深的,是去年机甲大师赛前的一个夜晚。陈博钦回忆说:“我们逐一排查,从底盘的静电到超电控制板反复拆装,现场用嘉立创加急打样替换,最终在比赛前1小时解决了主控板电磁干扰问题,赢下了当天的比赛。”

    自2021年以来,嘉立创面向以高校学生为主的工程师群体,提供每月2次印制电路板免费打样服务,去年完成免费订单数量上百万笔,大大降低了高校学生群体在硬件创新前期的投入和试错成本,从而激发科技成果转化的积极性。

    创新秘诀

    从设计到智造的一站式服务,使创新“人人可得”。通过构建开源开放的“工程师生态”,不仅让知识、经验和成果能够自由流动与共享,还加速了技术迭代与应用落地。