在1億分之一厘米中顯身手

人們常說，人多力量大。然而，納米世界卻并非如此。納米材料由成千上萬個原子堆積而成，其重要特點(diǎn)之一是具有表面效應(yīng)。納米材料粒度越小，材料的比表面積越大，原子利用效率越高。也就是說，當(dāng)納米材料粒度縮小至原子級，即可“以一當(dāng)十”，實(shí)現(xiàn)原子利用效率最大化。

然而，從納米尺度跨越到原子尺度，實(shí)現(xiàn)對材料結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)控制，談何容易。一個典型原子直徑約在0.1納米左右，將原子放大1億倍后，其尺寸也只有1厘米左右。解鎖原子級精準(zhǔn)制造的“密碼”，或許比“在方寸間造天地”還難。

當(dāng)前，原子級制造正開始從前沿技術(shù)邁入產(chǎn)業(yè)范疇。國內(nèi)首先開始探路的，是專注上游基礎(chǔ)研究的一批企業(yè)。于2019年在廣西南寧成立的廣西聯(lián)科華新材料有限公司(下稱“聯(lián)科華”)就是其中一員。

“基于自主研發(fā)的單原子技術(shù)，我們將其應(yīng)用于金屬材料上，以充分發(fā)揮它們的原子經(jīng)濟(jì)性。在保持產(chǎn)品各項(xiàng)性能不變的情況下，可以將金屬材料用量降低50%以上?！甭?lián)科華總工程師趙超說，企業(yè)決心要讓單原子材料走出實(shí)驗(yàn)室，走向更多產(chǎn)業(yè)，但現(xiàn)實(shí)的浪潮遠(yuǎn)比想象中洶涌。

從實(shí)驗(yàn)室走向市場應(yīng)用存在巨大鴻溝，業(yè)界稱之為“死亡之谷”?！坝捎谌狈εc下游產(chǎn)業(yè)的溝通橋梁，很難找準(zhǔn)產(chǎn)品開發(fā)方向，只能一個個行業(yè)摸，一家家企業(yè)跑。”趙超說，“我們做好了抗菌抗病毒方面的單原子技術(shù)儲備，但一開始考慮的產(chǎn)品方向市場反響并不好。”沒有好的應(yīng)用產(chǎn)品，聯(lián)科華盈利不理想，一度“活不下去”。

幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，企業(yè)瞄準(zhǔn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的應(yīng)用趨勢，開始嘗試將單原子技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)病蟲害防治領(lǐng)域。以傳統(tǒng)銅制劑為例，這一農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用普遍的殺菌劑已有上百年歷史，雖然廣譜高效，但也暴露出一些現(xiàn)實(shí)問題。

“我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，即使將銅粒徑縮小至納米級別，還是有大量銅原子被包裹在內(nèi)核無法發(fā)揮功效，而且產(chǎn)品中較高的銅含量也會對作物和土壤造成損害?！惫究偨?jīng)理吳宇波說，企業(yè)研發(fā)的單原子銅制劑，銅用量比市面同類產(chǎn)品節(jié)省80%，實(shí)現(xiàn)更加精確科學(xué)的病害防治?！霸诔浞职l(fā)揮銅原子經(jīng)濟(jì)性的同時，也減少農(nóng)藥金屬殘留對土壤的污染?！?/p>

一子落滿盤活，聯(lián)科華在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品創(chuàng)新不斷結(jié)出碩果。從有效防治動物腹瀉的單原子動物腸道調(diào)理劑，再到提高作物抗病性、促進(jìn)其生長的碳量子點(diǎn)系列產(chǎn)品……這也讓更多行業(yè)和企業(yè)找上門來：在橡膠工業(yè)領(lǐng)域，為解決高鋅污染難題，聯(lián)科華研發(fā)出可替代氧化鋅的單原子鋅橡膠硫化活性劑;在空氣凈化材料領(lǐng)域，單原子抗菌抗病毒除醛技術(shù)在涂料添加劑、空氣濾材、家電凈味除臭模塊等產(chǎn)品中“大顯身手”。

產(chǎn)品研發(fā)周期從原來的一年縮短到2個月;研發(fā)方向從降低產(chǎn)品成本，到提高產(chǎn)品性能……如今，聯(lián)科華獲得20多項(xiàng)國家發(fā)明專利，擁有千噸級單原子材料自動化生產(chǎn)線，可生產(chǎn)200多種單原子材料，在農(nóng)林畜牧、環(huán)保處理、新能源等領(lǐng)域打開另一個尺度的世界。

“每一點(diǎn)技術(shù)進(jìn)步，每一個成功的市場應(yīng)用，都建立在長時間的凝練和積累之上?！壁w超說，“這既是我們的信念，也是企業(yè)的方法論?！?/p>

智慧船舶駛向深藍(lán)

在山東沿海，全球首艘自主航行集裝箱商船“智飛”號以每小時12節(jié)的航速穿梭。這艘集成高級輔助駕駛、遠(yuǎn)程遙控駕駛與全自主航行系統(tǒng)的船舶，累計航程已超4.8萬海里，自主決策次數(shù)突破100萬次，遙控靠離泊作業(yè)200余次。這是智慧航海(青島)科技有限公司(以下簡稱“智慧航?！?在智慧航運(yùn)領(lǐng)域深耕10年的成果。

近年來，傳統(tǒng)航運(yùn)業(yè)海員用人成本不斷升高，約占萬噸級船舶運(yùn)營成本的三分之一。同時，航運(yùn)業(yè)還面臨海員結(jié)構(gòu)性短缺問題。航運(yùn)業(yè)權(quán)威組織波羅的海國際航運(yùn)公會與國際航運(yùn)公會在2021年7月發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)年全球僅高級船員缺口就達(dá)2.6萬余人，預(yù)計2026年達(dá)近9萬人。人力短缺也推高了安全隱患，平均每年近3000次海損事故中，人為因素高達(dá)80%。

智慧航海技術(shù)副總經(jīng)理朱慎超表示，傳統(tǒng)航運(yùn)業(yè)長期依賴進(jìn)口導(dǎo)航系統(tǒng)與傳感器，技術(shù)壁壘高企。智慧航海自主研發(fā)船舶智能航行系統(tǒng)，通過北斗高精度定位與5G通信技術(shù)，使“智飛”號實(shí)現(xiàn)了從泊位到泊位的全流程自主航行，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

“智飛”號在進(jìn)行海試

“航行輔助系統(tǒng)”為船員提供實(shí)時避碰建議，“船用360系統(tǒng)”通過視覺感知消除駕駛盲區(qū)，“智能電子海圖”則整合氣象、水文數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)航線規(guī)劃……新技術(shù)通過數(shù)據(jù)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)決策，將船舶運(yùn)輸效率提升30%以上。

據(jù)了解，“智飛”號實(shí)現(xiàn)了我國船舶自動駕駛領(lǐng)域從0到1的系統(tǒng)突破。它集高級輔助駕駛、自主避碰、自動靠離泊等功能于一體，通過船岸協(xié)同技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與實(shí)時決策。該船感知準(zhǔn)確率達(dá)99.2%，各項(xiàng)測試指標(biāo)均優(yōu)于國際已公開數(shù)據(jù)。統(tǒng)計顯示，與傳統(tǒng)船舶相比，“智飛”號船員配置減少30%，同時將人為事故風(fēng)險降低80%，每月節(jié)省綜合運(yùn)營成本20萬元。

在智能技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的加持下，航運(yùn)業(yè)作為一個綿延千年歷史的傳統(tǒng)行業(yè)，正駛向高端化、智能化、綠色化的新藍(lán)海。“智能船舶的競爭本質(zhì)是數(shù)據(jù)生態(tài)的競爭，我們已掌握全球領(lǐng)先的實(shí)船運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，單船日數(shù)據(jù)量達(dá)1TB?！敝焐鞒f。

為避免國外通導(dǎo)感知設(shè)備廠商在智能航行技術(shù)上“卡脖子”，智慧航運(yùn)積極與業(yè)內(nèi)數(shù)十家通導(dǎo)設(shè)備廠商合作，開發(fā)由國產(chǎn)化通導(dǎo)感知設(shè)備組成的綜合態(tài)勢感知系統(tǒng)。此外，作為交通運(yùn)輸部“交通強(qiáng)國建設(shè)試點(diǎn)單位”，智慧航海以“技術(shù)模塊化+生態(tài)聯(lián)盟”模式，依托青島海上試驗(yàn)場、智能航運(yùn)產(chǎn)業(yè)集群，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新。智慧航海副總經(jīng)理姜雨函說，企業(yè)創(chuàng)新研發(fā)的模塊化產(chǎn)品，讓傳統(tǒng)船舶生態(tài)鏈上的合作伙伴找到了發(fā)展新契機(jī)。

如今，在這場事關(guān)古老行業(yè)未來前途的智能革命中，以智慧航海為代表的中國企業(yè)已從追隨者變?yōu)橐?guī)則制定者。智慧航海董事長姜海鷹說，未來公司計劃以綠色化、智能化為基礎(chǔ)，拓展液化天然氣運(yùn)輸船等高端船型市場，輸出模塊化技術(shù)，助力全球傳統(tǒng)船舶“煥新”。

滿足“千人千面”的電腦需求

在湖北武漢黃陂攀升科技園的生產(chǎn)車間內(nèi)，機(jī)械臂正以毫米級精度裝配主板螺絲，定制機(jī)箱隨傳送帶有序流轉(zhuǎn)，箱體上的標(biāo)識折射出幽藍(lán)光澤……10多年前，蝸居在電腦城的一間小倉庫內(nèi)創(chuàng)業(yè)的幾個年輕人未曾想過，他們手里的“組裝機(jī)”，有朝一日會銷往全世界。

2008年，廣埠屯華中數(shù)碼城，武漢最繁華的電子市場。彼時正值臺式電腦銷售的黃金時代。在四樓的一間倉庫內(nèi)，武漢攀升鼎承科技有限公司(以下簡稱“攀升科技”)的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)擠在20平方米的狹小空間“背靠背”組裝電腦?！澳菚r組裝全靠手工，一天幾十個訂單就會手忙腳亂。”攀升科技聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長劉立鑫說。

2012年，團(tuán)隊(duì)敏銳抓住線上渠道紅利，創(chuàng)建攀升IPASON和武極VTG兩大品牌，并將電腦產(chǎn)品推向電商。轉(zhuǎn)型初期，各種挑戰(zhàn)接踵而至，電腦裝機(jī)訂單從每日數(shù)十臺激增至上千臺，“小作坊”手工裝機(jī)的效率一度捉襟見肘。為滿足業(yè)務(wù)需求，團(tuán)隊(duì)先后3次輾轉(zhuǎn)搬遷辦公地點(diǎn)。

當(dāng)同行追逐低價走量時，攀升科技選擇深耕“個性化定制”賽道。憑借差異化競爭優(yōu)勢，在電商平臺上，攀升科技的電腦銷量排名開始從百名開外逐步“爬榜”至行業(yè)銷售冠軍。如今，攀升科技已發(fā)展為定制電腦領(lǐng)域的頭部品牌，產(chǎn)品銷售覆蓋全球135個國家和地區(qū)。其在武漢黃陂的科技園，投入5條柔性化定制電腦生產(chǎn)線，年產(chǎn)能可達(dá)360萬臺。

攀升科技生產(chǎn)車間內(nèi)，工人正在組裝電腦主機(jī)

“定制化不是簡單的硬件堆砌，而是對需求的深度解構(gòu)?！痹谂噬萍贾悄芄S3層，攀升科技市場部負(fù)責(zé)人王俊帶半月談記者參觀了公司的柔性生產(chǎn)線。4條自動化流水線旁，工人們正在組合裝配不同顏色的機(jī)箱、顯卡、散熱器，定制化的奧秘，就藏在其中。

傳統(tǒng)制造業(yè)的效率、成本和個性化難以兼得，如何破局?半月談記者看到，在攀升科技的智能排產(chǎn)系統(tǒng)上，消費(fèi)者下單一臺二次元圖案的電競主機(jī)，系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)拆解出127個零部件需求，并同步到倉庫“照單抓藥”。

“有人要求在機(jī)箱印上女兒的畫作，有人定制粉色主機(jī)作為禮物。”王俊說，工廠每天要生產(chǎn)數(shù)千臺電腦，每臺配置皆可“量體裁機(jī)”，“即使用戶想在機(jī)箱內(nèi)裝魚缸養(yǎng)魚，我們也能做到”。

要讓每臺機(jī)器既獨(dú)特又穩(wěn)定顯然不易。在自動化流水線上，從主板到散熱片，90%以上的部件由企業(yè)自主設(shè)計;在產(chǎn)品展廳內(nèi)，基于“星閃”技術(shù)的鼠標(biāo)在5米障礙物外仍能靈敏響應(yīng)，延遲近乎為零;在實(shí)驗(yàn)室中，技術(shù)工程師反復(fù)調(diào)試AI主機(jī)的算法模型。劉立鑫認(rèn)為，滿足“千人千面”的需求，不僅要有堅(jiān)韌的供應(yīng)鏈支撐，更要有強(qiáng)大的研發(fā)創(chuàng)新能力。

從小倉庫到全世界，從貼牌組裝到手握281項(xiàng)專利，攀升科技是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級中的一塊拼圖。站在攀升科技園內(nèi)，辦公樓后可見圍擋起來的大片空地。劉立鑫告訴半月談記者，不久的將來，新的智能工廠將從這里拔地而起。