智能制造装备专题答案 2024年智能制造装备行业整体情况和发展态势|工业互联网|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

2024年智能制造装备行业整体情况和发展态势

制造业是国家经济命脉所系，是立国之本、强国之基 。虽然改革开放以来，我国制造业快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，确立了制造业大国地位，但我国制造业“大而不强、全而不精、宽而不深 ”，发展不平衡、不充分的问题也逐渐显现。

面对这一问题，国家提出推动我国从经济大国向经济强国、制造强国转变这一发展战略，通过推行智能制造提升生产效率、节约劳动力成本，成为应对新常态，实现转型升级，新旧动能转换的必由之路。

智能制造装备是智能制造的基础，集机械运动、运动系统、电气控制系统、传感器系统、信息管理系统 等多种技术于一体，能够减少生产过程中对人力劳动的依赖，显著提高生产精度、生产质量和生产效率的设备，目前已初步形成以高档数控机床与工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等为代表的产业体系。

智能装备制造业是为国家工业生产体系和国民经济各行业直接提供技术设备的战略性产业，具有产业关联度高、技术资金密集的特征，是各行业产业升级、技术进步的重要保障和国家综合实力的集中体现。

虽然我国的智能装备制造业发展历史较短，技术相对薄弱，与发达国家相比技术水平仍存在差距，但在近年来一直保持快速发展，智能制造装备的市场规模持续扩大。根据思瀚产业研究院数据显示，2022 年我国智能制造装备市场规模已达 2.68 万亿元，预计 2023 年我国智能制造装备市场规模有望达到 3.20万亿元，2024 年达到 3.40 万亿元。

随着智能制造基本理念得到国内诸多行业的高度认可，智能制造发展已逐步从理念普及转向实际应用推广。在当下全球制造业开启“工业 4.0”进程的背景下，智能制造将在中国制造业的未来发展中起到举足轻重的作用，而智能装备制造业的发展水平直接影响我国制造业向智能化发展的进程，也是衡量国家工业发达程度的重要标志之一，未来有望保持较快的发展速度。

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加入智能制造与装备类，用智能装备铸就制造强国！

清华招生陆续推出清华招生看点系列，帮助大家了解2024年清华大学本科招生专业类及本科招生书院，从而选择一个最适合自己发展的专业领域。

智能制造与装备大类将机械工程学科与 信息、能源、生物 等学科进行深度的交叉融合，在 智能制造与机器人、微纳制造与 IC装备、生物制造与医疗装备、智能车辆与交通、智慧能源与动力 五个课程方向，打造“1+N”的跨学科创新人才培养新模式，培育具有创新学术思想和引领技术发展的新工科领军人才。来智能制造与装备类，筑梦，“造芯”！

清华大学智能制造与装备类的培养方向

智能制造与装备大类为学生提供了 最前沿的培养方向和最优质的课程资源，帮助学生实现用智能装备铸就制造强国的梦想 。王煜楠、潘飞羽和TH-MOS机器人兴趣团队来自不同的培养方向，是“学问笃实，践行创新”的优秀清华学子代表，机械设计基础教学团队培养学生严谨的工程思维及以图形为基础的空间想象、创新构形和设计表达能力，团队“学术为基，育人为要，构建新型工科基础课程教学体系”荣获2022年国家教学成果一等奖。

机械工程系朱煜教授、路新春教授带领团队二十余年磨一剑，在 光刻机工件台及精密控制、化学机械抛光等集成电路装备领域 取得了从基础研究到产业应用的重大突破，为解决我国半导体和芯片行业的卡脖子问题做出了突出贡献，在微纳制造和IC装备领域为国家培养了一大批创新引领人才。 “集成电路化学机械抛光关键技术与装备”项目获2023年国家技术发明奖一等奖。

学生心得

用数学赋能智能制造

王煜楠于2018年考入清华大学机械工程系，曾获清华大学本科生特等奖学金、第五届中国机械行业卓越工程师教育联盟“恒星杯”毕业设计大赛个人项目金奖（唯一）等荣誉，本科毕业后直接攻读清华大学机械工程系博士研究生。机械系科研团队鼓励学生自主探索，强调理论研究与工程实践结合。王煜楠爱好数学，本科期间辅修了数学二学位。在导师胡楚雄教授的鼓励和指导下，他发现看似曲高和寡的数学理论居然在集成电路装备的精密运动控制这个大舞台上有着广阔的应用，通过自主摸索，他决定将机械和数学交叉， 主攻最优控制领域的经典难题—高阶积分链系统框约束下的时间最优控制 。用数学赋能智能制造，同时体现应用数学和机械的元素。

在紧张的学习和科研工作之余，王煜楠在清华也有丰富的课外生活。从大一担任班长到现在担任学生辅导员，学生工作一直是他在机械系最重要的“第二课堂”。他多次赴海内外参加社会实践，以脚步践行科技兴邦，用行动感知机械力量。

——2018级机械工程系本科生王煜楠

王煜楠获中国机械行业卓工联盟“恒星杯”毕业设计大赛个人项目金奖（唯一）

学生心得

生医机械助力健康生活

潘飞羽目前在机械工程系智能与生物机械课题组攻读博士学位，她曾获清华大学研究生特等奖学金、清华大学未来学者奖学金等荣誉。她热爱运动，曾获清华大学校运会女子100米甲组第一名（破纪录）、4*100米甲组第一名（破纪录）、首都高校田径运动会女子200米甲组第二名等成绩。在季林红教授指导下，她所在的课题组以解决老年人和残障人士的活动不便、提升人的能力为目标， 致力于研发医疗机器人系统与智能生医装备 ，在助老与助残领域潜心耕耘了数十载。

在北京冬残奥会上，季林红教授担任了“科技冬奥”重点专项“冬残奥运动员运动表现提升的关键技术”项目负责人，该项目在 运动员的分级选材、训练监控、技术动作优化、专项辅助器具装备、伤病预防和康复等方面形成全方位科技保障 。潘飞羽承担了冬残奥运动员加热辅具的研发，成功助力北京冬残奥会中国体育代表团取得历史最佳成绩。当看到课题组研究成果在赛场上开花结果，中国代表团一骑绝尘高居奖牌榜榜首，她在由衷感到高兴之余，也逐渐明白作为一名清华科研人所肩负着的重大责任与使命。运动员们更是激励着她一次次磨练自己的身躯与意志，最终得以突破自我，打破了尘封多年的校百米女子纪录，站上了自己心目中的“领奖台”。

——机械工程系博士生潘飞羽

潘飞羽获得清华大学67届“马约翰杯”学生田径运动会女子100米甲组第一名（破纪录）

会踢足球的机器人开启具身智能时代

清华大学TH-MOS队是2004年成立的仿人机器人足球队，以机械工程系学生为主，鼓励学科交叉和自主探索。他们以 参加RoboCup机器人世界杯类人组赛事 为导向，目前已经研发出第八代机器人，向着世界冠军的目标进发。机器人世界杯 (RoboCup) 是当前全球规模最大、水平最高、影响力最广的机器人专业赛事之一。比赛通过提供有挑战性的赛题，旨在激发参赛者提升机器人技术，促进智能机器人、人工智能及相关领域的研究和应用。

在夜以继日的努力和严谨求实的态度下，TH-MOS队发展迅猛， 攻克了机器人步态、感知、决策等多项技术难关 。在2023年RoboCup国际赛中闯进四强，创造了十年来的最好成绩。在随后2023年RoboCup中国赛中拿到亚军（国内队伍第一名），2024年中国赛斩获冠军。目前，团队建立了一整套的青训体系，在机械工程系实验中心主任刘莉老师的指导下，开设了《创新设计与探究-仿人足球机器人综合实践》课程，旨在帮助爱好机器人但专业知识尚有缺乏的本科生同学尽快入门，着手开发属于自己的人形机器人。

—— 学生科创社团TH-MOS队

清华大学TH-MOS仿人机器人足球队

学术为基，育人为要

构建新型工科基础课程教学体系

机械设计基础教学团队

获国家级教学成果一等奖

机械设计基础讲述工程制图和设计表达等机械工程理论和知识，是智能制造与装备类人才培养的重要学科基础课，重点培养学生以图形为基础的空间想象、创新构形和设计表达能力，课程探讨的核心对象“工程图”是连接设计和制造、传递和交流设计思想的桥梁。课程注重从学科交叉的角度塑造学生的创新思维，将文化、艺术、科学、哲学和工程等素养与课程基础知识进行深度融合，全面展现了现代机械装备的古典设计美学和未来科技魅力，构建了面向学生全方位成长的全景工程图。未来，面对新科技革命背景下的国家重大战略需求，课程将继续坚持学术为基、育人为要，以“厚基础、强交叉、重实践”为导向、引领拔尖创新人才培养的高质量课程建设。

在北京市教学名师、清华大学新百年基础教学教师奖获得者田凌教授的带领下，团队近年来获得了 首批国家级一流本科课程、首批国家精品在线开放课程、教育部课程思政示范课程、北京高校优质本科课程、首届全国优秀教材（高等教育类）二等奖 等国家和省部级荣誉。尤其值得一提的是，该课程教学团队在2022年获得了高等教育（本科）国家级教学成果一等奖。

田凌教授带领机械设计基础教学团队获得国家级教学成果一等奖

摘取“精密机械皇冠上的明珠”

集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。 我国集成电路产业发展严重受制于集成电路制造装备，尤其是技术难度最高、最核心的装备——光刻机。 工件台作为光刻机最核心的子系统，为满足更苛刻的光刻线宽需求，工件台系统极为复杂、性能不断挑战极限，被誉为 “精密机械皇冠上的明珠”。

朱煜教授带领团队于2002年开始光刻机工件台研发，2003年申请国内第一项双工件台专利；2004年研制出了10纳米同步精度的超精密运动平台；2006年到2008年，团队缺乏国家经费支持，自筹经费投入工件台研发，在困境中顽强坚持；2008年，集成电路装备正式被列入国家16个科技重大专项，2009年团队承担了光刻机双工件台样机研发项目；2012年，为推进工件台产业化，团队在北京市政府和清华大学支持下创办了华卓精科科技股份有限公司；2014年，团队研制出国内首个气浮平面电机双工件台样机，打破了国外技术垄断。2018年，团队完成的 “纳米运动精度光刻机超精密双工件台技术与应用”研究成果获得北京市科学技术奖一等奖。

光刻机超精密双工件台的研发历程

从基础研究到产业应用

集成电路化学机械抛光关键技术与装备获2023年度 国家技术发明奖一等奖

2024年6月24日上午，国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。清华大学机械工程系路新春教授团队“集成电路化学机械抛光关键技术与装备”项目获2023年度国家技术发明奖一等奖。 化学机械抛光（CMP）是光刻等集成电路制造工艺进行的前提和保障，装备长期被国外垄断。 项目揭示了抛光过程流场运动规律和晶圆全局压力调控机制，首创直线运动式新型抛光单元，发明了双面喷淋清洗与表面张力梯度辅助竖直旋转干燥技术，建立了亚纳米膜厚测量与摩擦力终点检测技术，发明了模块化柔性布局整机架构。突破了国外专利壁垒，为芯片制造提供了全系列CMP装备，经济社会效益显著，对我国高端芯片制造自主可控起到重要支撑作用。

路新春教授团队自2000年起开展化学机械抛光（CMP）基础研究，承担国家重大科技攻关任务十余项，成功孵化华海清科，并研制出我国第一台12英寸“干进干出”CMP装备及系列产品，整体技术达到国际先进水平，实现28nm工艺量产，并具备14纳米及以下CMP工艺拓展能力，创造了多项国产装备纪录。