在1億分之一厘米中顯身手

人們常說(shuō)，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(wàn)個(gè)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(shuō)，當(dāng)納米材料粒度縮小至原子級(jí)，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(duì)材料結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)控制，談何容易。一個(gè)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(jí)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(jí)制造正開(kāi)始從前沿技術(shù)邁入產(chǎn)業(yè)范疇。國(guó)內(nèi)首先開(kāi)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。”聯(lián)科華總工程師趙超說(shuō)，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(chǎng)應(yīng)用存在巨大鴻溝，業(yè)界稱之為“死亡之谷”。“由于缺乏與下游產(chǎn)業(yè)的溝通橋梁，很難找準(zhǔn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向，只能一個(gè)個(gè)行業(yè)摸，一家家企業(yè)跑。”趙超說(shuō)，“我們做好了抗菌抗病毒方面的單原子技術(shù)儲(chǔ)備，但一開(kāi)始考慮的產(chǎn)品方向市場(chǎng)反響并不好。”沒(méi)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(shì)，開(kāi)始嘗試將單原子技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)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(wèn)題。

“我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，即使將銅粒徑縮小至納米級(jí)別，還是有大量銅原子被包裹在內(nèi)核無(wú)法發(fā)揮功效，而且產(chǎn)品中較高的銅含量也會(huì)對(duì)作物和土壤造成損害。”公司總經(jīng)理吳宇波說(shuō)，企業(yè)研發(fā)的單原子銅制劑，銅用量比市面同類(lèi)產(chǎn)品節(jié)省80%，實(shí)現(xiàn)更加精確科學(xué)的病害防治。“在充分發(fā)揮銅原子經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，也減少農(nóng)藥金屬殘留對(duì)土壤的污染。”

一子落滿盤(pán)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(dòng)物腹瀉的單原子動(dòng)物腸道調(diào)理劑，再到提高作物抗病性、促進(jìn)其生長(zhǎng)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(mén)來(lái)：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(lái)的一年縮短到2個(gè)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(guó)家發(fā)明專利，擁有千噸級(jí)單原子材料自動(dòng)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(kāi)另一個(gè)尺度的世界。

“每一點(diǎn)技術(shù)進(jìn)步，每一個(gè)成功的市場(chǎng)應(yīng)用，都建立在長(zhǎng)時(shí)間的凝練和積累之上。”趙超說(shuō)，“這既是我們的信念，也是企業(yè)的方法論。”

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(hào)以每小時(shí)12節(jié)的航速穿梭。這艘集成高級(jí)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(jì)航程已超4.8萬(wàn)海里，自主決策次數(shù)突破100萬(wàn)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(jiǎn)稱“智慧航海”)在智慧航運(yùn)領(lǐng)域深耕10年的成果。

近年來(lái)，傳統(tǒng)航運(yùn)業(yè)海員用人成本不斷升高，約占萬(wàn)噸級(jí)船舶運(yùn)營(yíng)成本的三分之一。同時(shí)，航運(yùn)業(yè)還面臨海員結(jié)構(gòu)性短缺問(wèn)題。航運(yùn)業(yè)權(quán)威組織波羅的海國(guó)際航運(yùn)公會(huì)與國(guó)際航運(yùn)公會(huì)在2021年7月發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)年全球僅高級(jí)船員缺口就達(dá)2.6萬(wàn)余人，預(yù)計(jì)2026年達(dá)近9萬(wàn)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(zhǎng)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(guò)北斗高精度定位與5G通信技術(shù)，使“智飛”號(hào)實(shí)現(xiàn)了從泊位到泊位的全流程自主航行，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

“智飛”號(hào)在進(jìn)行海試

“航行輔助系統(tǒng)”為船員提供實(shí)時(shí)避碰建議，“船用360系統(tǒng)”通過(guò)視覺(jué)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(dòng)態(tài)航線規(guī)劃……新技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(hào)實(shí)現(xiàn)了我國(guó)船舶自動(dòng)駕駛領(lǐng)域從0到1的系統(tǒng)突破。它集高級(jí)輔助駕駛、自主避碰、自動(dòng)靠離泊等功能于一體，通過(guò)船岸協(xié)同技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與實(shí)時(shí)決策。該船感知準(zhǔn)確率達(dá)99.2%，各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)際已公開(kāi)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)顯示，與傳統(tǒng)船舶相比，“智飛”號(hào)船員配置減少30%，同時(shí)將人為事故風(fēng)險(xiǎn)降低80%，每月節(jié)省綜合運(yùn)營(yíng)成本20萬(wàn)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(gè)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(jìng)爭(zhēng)本質(zhì)是數(shù)據(jù)生態(tài)的競(jìng)爭(zhēng)，我們已掌握全球領(lǐng)先的實(shí)船運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)，單船日數(shù)據(jù)量達(dá)1TB。”朱慎超說(shuō)。

為避免國(guó)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(kāi)發(fā)由國(guó)產(chǎn)化通導(dǎo)感知設(shè)備組成的綜合態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)。此外，作為交通運(yùn)輸部“交通強(qiáng)國(guó)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(chǎng)、智能航運(yùn)產(chǎn)業(yè)集群，推動(dòng)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(shuō)，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(chǎng)事關(guān)古老行業(yè)未來(lái)前途的智能革命中，以智慧航海為代表的中國(guó)企業(yè)已從追隨者變?yōu)橐?guī)則制定者。智慧航海董事長(zhǎng)姜海鷹說(shuō)，未來(lái)公司計(jì)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(chǎng)，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(chē)間內(nèi)，機(jī)械臂正以毫米級(jí)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(shí)折射出幽藍(lán)光澤……10多年前，蝸居在電腦城的一間小倉(cāng)庫(kù)內(nèi)創(chuàng)業(yè)的幾個(gè)年輕人未曾想過(guò)，他們手里的“組裝機(jī)”，有朝一日會(huì)銷(xiāo)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(chǎng)。彼時(shí)正值臺(tái)式電腦銷(xiāo)售的黃金時(shí)代。在四樓的一間倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，武漢攀升鼎承科技有限公司(以下簡(jiǎn)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。“那時(shí)組裝全靠手工，一天幾十個(gè)訂單就會(huì)手忙腳亂。”攀升科技聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)劉立鑫說(shuō)。

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(tái)激增至上千臺(tái)，“小作坊”手工裝機(jī)的效率一度捉襟見(jiàn)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(jià)走量時(shí)，攀升科技選擇深耕“個(gè)性化定制”賽道。憑借差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在電商平臺(tái)上，攀升科技的電腦銷(xiāo)量排名開(kāi)始從百名開(kāi)外逐步“爬榜”至行業(yè)銷(xiāo)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(xiāo)售覆蓋全球135個(gè)國(guó)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(wàn)臺(tái)。

攀升科技生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)，工人正在組裝電腦主機(jī)

“定制化不是簡(jiǎn)單的硬件堆砌，而是對(duì)需求的深度解構(gòu)。”在攀升科技智能工廠3層，攀升科技市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人王俊帶半月談?dòng)浾邊⒂^了公司的柔性生產(chǎn)線。4條自動(dòng)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(gè)性化難以兼得，如何破局?半月談?dòng)浾呖吹剑谂噬萍嫉闹悄芘女a(chǎn)系統(tǒng)上，消費(fèi)者下單一臺(tái)二次元圖案的電競(jìng)主機(jī)，系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)拆解出127個(gè)零部件需求，并同步到倉(cāng)庫(kù)“照單抓藥”。

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

要讓每臺(tái)機(jī)器既獨(dú)特又穩(wěn)定顯然不易。在自動(dòng)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(jì);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(cāng)庫(kù)到全世界，從貼牌組裝到手握281項(xiàng)專利，攀升科技是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中的一塊拼圖。站在攀升科技園內(nèi)，辦公樓后可見(jiàn)圍擋起來(lái)的大片空地。劉立鑫告訴半月談?dòng)浾撸痪玫膶?lái)，新的智能工廠將從這里拔地而起。