2024全球工程前沿_293页_14mb

全球工程前沿 2024 总结

核心内容概述

《全球工程前沿 2024》是由中国工程院全球工程前沿项目组发布的年度报告，系统总结了2024年度全球各工程领域的重要研究与开发前沿。报告基于Web of Science论文数据和Derwent Innovation专利数据，结合专家研判，确定了9个工程领域共计92个研究前沿和92个开发前沿，并对其中29个研究前沿和29个开发前沿进行了重点解读。此外，还提供了各领域的发展路线图，以期为工程科技和产业创新发展提供学术引领。

主要观点与关键信息

研究方法

1. 工程前沿分类：工程前沿分为工程研究前沿（侧重理论探索）和工程开发前沿（侧重实践应用）。
2. 遴选流程：采用专家与数据多轮交互、迭代遴选的方法，结合数据分析与专家研判，形成研究与开发前沿。
3. 数据来源：
   • 论文数据：来自Web of Science数据库，涵盖SCI期刊论文和会议论文，筛选标准为高被引论文（前10%）。
   • 专利数据：基于Derwent Innovation数据库，筛选标准为高影响力专利（前10000）。
4. 发展路线图：通过可视化方式描绘工程前沿未来5~10年的发展方向与趋势，强化学术引领作用。
5. 术语解释：明确“高影响力论文”、“文献聚类主题”、“核心论文”、“专利比例”、“ThemeScape专利地图”等关键概念。

各领域前沿分析

机械与运载工程

• Top 10 研究前沿：

  • 船舶数字孪生系统：通过构建虚拟船舶模型，实现对物理船舶的监控、分析与优化。关键技术包括全要素感知、模型构建与迭代、数据处理与管理、虚实通信等。未来趋势包括一体化设计、虚实融合试验、多学科模型构建与同步演化等。
  • 海洋漂浮式光伏发电：结合海水淡化、养殖、制氢等产业，实现不占用土地资源的能源开发。研究方向包括结构优化、环境影响评估、效率提升、集成技术等。
  • 基于深度图像的场景解析：在自动驾驶和机器人导航中广泛应用，利用深度图像和RGB图像进行语义分割。未来技术趋势包括弱监督学习、多模态信息融合、网络轻量化等。

• Top 3 重点解读：

  • 船舶数字孪生系统：主要国家包括中国、德国、波兰，主要机构包括斯特拉斯克莱德大学、中国海洋大学等。未来发展方向为体系能力建设。
  • 海洋漂浮式光伏发电：主要国家为挪威、意大利、中国，主要机构为挪威国家石油公司、卡塔尼亚大学等。未来发展方向为多学科融合和规模化应用。
  • 基于深度图像的场景解析：主要国家为中国、新加坡、德国，主要机构为浙江科技大学、浙江大学等。未来发展方向为智能化与多模态融合。

其他领域概述

• 信息与电子工程：重点研究方向包括人工智能、大数据、物联网等，开发前沿涉及智能芯片、量子计算、5G通信等。
• 化工、冶金与材料工程：研究前沿包括绿色材料、高性能材料、新型加工技术等；开发前沿包括材料规模化生产、智能材料应用等。
• 能源与矿业工程：研究前沿涵盖可再生能源、储能技术、能源系统优化等；开发前沿包括智能电网、能源互联网、新能源设备等。
• 土木、水利与建筑工程：研究前沿聚焦于智能建造、绿色建筑、结构安全等；开发前沿涉及智能施工技术、建筑节能、基础设施智能化等。
• 环境与轻纺工程：研究前沿包括环保技术、资源回收、可持续制造等；开发前沿涉及绿色工艺、环保材料、环保设备等。
• 农业：研究前沿包括精准农业、智能农业、农业机器人等；开发前沿涉及农业物联网、智能灌溉、农业大数据等。
• 医药卫生：研究前沿包括生物医学工程、药物研发、医疗设备等；开发前沿涉及智能医疗、精准医疗、药物合成等。
• 工程管理：研究前沿包括工程管理理论、项目管理、风险评估等；开发前沿涉及智能管理、工程优化、管理信息系统等。

总结

《全球工程前沿 2024》全面分析了全球9个工程领域的研究与开发前沿，涵盖了机械与运载工程、信息与电子工程、化工、冶金与材料工程、能源与矿业工程、土木、水利与建筑工程、环境与轻纺工程、农业、医药卫生和工程管理等方向。通过数据挖掘与专家研判相结合的方法，为工程科技发展提供了前瞻性的指引。各领域前沿发展态势表明，绿色、智能、高效是未来工程科技的重要趋势，同时强调了多学科交叉与技术融合的重要性。报告还提供了各前沿的技术发展趋势、研究热点及国际合作情况，为政策制定者、科研人员和企业提供了重要的参考信息。