
摘要:“超限制造”通过对传统生产在量子视域和微纳米维度上的解构,打造针对化、微缩化和集成化的“掌上工厂”,实现生产制造安全、高效、绿色、智能的目标。为培育新质生产力扎实推进高质量发展提供了如下探索经验:一是充分解放超限理念,重塑生产制造未来态;二是高维构建技术关联,提升创新集成融合度;三是全面提升要素质量,系统规划产业孵化网。针对运用“超限制造”概念建设“掌上工厂”提出如下对策建议:一是重视新概念研究,颠覆性探索新的制造原理;二是鼓励多学科交叉,融合性开发新的制造途径;三是引导全资源合作,协同性突破新的共性技术;四是开放全信息网络,平台性搭建新的生产关系;五是规划产业试验区,跟踪性设计新的适配制度。
2024年1月31日,习近平总书记在中共中央政治局第十一次集体学习时强调,“加快发展新质生产力,扎实推进高质量发展”。新质生产力作为中国深化改革开放、全面建设社会主义现代化的核心动能,其根本要点在于凸显与传统生产力“质”的区别。“超限制造”是将传统生产精细到量子和微纳米的微观程度,从而颠覆传统生产逻辑,追求制造和研发过程中的针对化、微缩化和集成化,实现生产制造安全、高效、绿色、智能的高质量目标。目前,“超限制造”概念主要应用于生物医药、医疗器械等小范围领域,以“芯片上工厂”和“掌上工厂”为典型,是新质生产力推动传统业态突破原有制造极限,实现生产模式质态变革的重要尝试。
一、运用“超限制造”概念建设“掌上工厂”的探索经验
(一)充分解放超限理念,重塑生产制造未来态
建设“掌上工厂”实现“超限制造”这一颠覆性创新建立在“超限理念”的发展和应用之上。“超限理念”的核心在于超越局限、界限和极限,超越离散知识点,超越单一思维模式和体系,推动工业制造切入量子时代和纳微米维度。在工业领域,特别是化工、材料、制药等涉及化学反应的环节,生产设备往往规模庞大、资本密集、能耗高、污染重、效率低。这是因为现实条件下很难实现物质的充分反应。传统宏观视角一般依托“大进小出”“用频率换精度”的模式增产增效,但从微观视角重新审视生产过程,如果能将各种反应条件、设备条件优化到极限,就可以从量子范畴颠覆传统生产原理。例如将输送管道直径细小到200纳米左右,就可使原本自由运动的反应物分子以一致的方式行进,从而使反应效率得到质的提升。这种“量子视角”正是上海医药集团将原本占地120平方米、高5米的生产车间,高度微缩为占地不到2平方米、高度仅2米的“超限魔坊”,运用“超限制造”概念建设“掌上工厂”的核心原理。事实上,“掌上工厂”仅是超限理念在量子与微纳米技术层面的应用体现,在更多领域和更深维度上突破理念限制,才是推进未来产业集群式、系统化发展的关键。
(二)高维构建技术关联,提升创新集成融合度
“掌上工厂”的重要特征体现为制造和研发过程中的针对化、微缩化和集成化。针对化要求精确聚焦产品需求,实现产品在某些特殊需要和特定标准方面的个性化定制,例如榆林化学超限设备制造厂就烟气洗涤需求的86台超限设备制造,均涉及材料、物理、化学等不同专业领域的精细条件。微缩化要求极大地提升生产效率,以极小的空间和投入条件实现足额产量。例如生产治疗艾滋病药物齐多夫定所需的叠氮化钠,基于三维微纳流芯片工艺的超限制造,可将传统占地2300平方米、反应时间长达60小时的设备,优化到占地180平方米、反应时间约10分钟,原料投入降低2/3的程度。集成化要求在微缩空间内实现多技术集成,例如“超限魔坊”生产丹参酮的磺化反应要求实现线红外检测、自动进料、温度和压力监测、控制模块等多技术的AI智能化协调。由此可见,“掌上工厂”在本质上是对多领域多技术的“超限”突破和系统集成,必须打破传统技术和研究领域的边界和局限,协力破解共性技术梗阻,实现不同技术在量子范畴和纳微米视域下的统一,同时借力AI智能架构,实现多项技术在微缩芯片上的集成、协调和配合,激发全业态融合创新。
(三)全面提升要素质量,系统规划产业孵化网
运用“超限制造”概念构建“掌上工厂”并不单纯涉及技术或生产问题,更是全社会要素协同升级和重组整合的问题。“掌上工厂”的落地和孵化需要合理调配多方资源、动态优化实施方案、切实得到政策支持。一是“掌上工厂”的设计建立在技术、人才、资本等多项要素的系统升级与转型的基础之上。这也正是目前“掌上工厂”的相关项目往往依托高校和研究院,在深化与企业市场对话的同时,高度重视“超限理念”在人才培养中应用的原因。作为“超限制造”概念的原生地,华东师范大学正尝试推进融合“超限理念”的人才培养方案。二是“掌上工厂”的实施需基于多群体联合,充分获取反馈信息并调整和优化方案。例如上海新药创制产业学院基于“超限制造”为老年痴呆症研发的TrkB抗体,就是基于“产学患医”四位融合,构建工业界、学术界、患者和医院共同体推进研发“逆向转化模式”实现的。三是对“掌上工厂”的扶持和监管必然要求原有社会制度和监管方案的改革创新。目前针对“掌上工厂”在实际商业化、安全与环保监管、融资与政策扶持等方面的制度设计基本属于空白,微纳工厂的监管体系变革是政府推进“掌上工厂”深入实践的工作重点。
二、运用“超限制造”概念建设“掌上工厂”的对策建议
(一)重视新概念研究,颠覆性探索新的制造原理
一是重视对“超限制造”等创新概念、理论研究相关项目的扶持力度。加大对量子物理、纳微米视域等基础研究的投入力度和普及程度,联合业界拓展经费来源,保障和监管相关经费落实,增设项目赛道,加强共享性设施条件建设,例如共享数据库、案例库等,有条件地放开限项。二是鼓励对“超限制造”“量子技术”等概念的全新解读和多视角分析。颠覆性探索空中楼阁或是无中生有,而是在充分理解现有概念的基础上,从不同领域或全新视角进行更高维度的科学解读。深入挖掘与其他学科的内在关系,探索“掌上工厂”在现有领域之外的创新应用。三是集成全民智慧,借助AI等智能技术,密切关注国内外学术界、政商界、产业界、民众界等不同领域不断涌现的新概念,对其进行深入解读,挖掘内在含义和产生原因,结合客观现实激发理念的创新灵感,实现对“掌上工厂”与“超限制造”等相关理念的补充拓展。
(二)鼓励多学科交叉,融合性开发新的制造途径
一是加大对学科交叉研究、联合技术开发的支持和培育力度,重视技术在量子芯片的微观集成。增设相关研究项目,鼓励项目成员的多领域、多专业配置。重点关注不同学科领域就解决“掌上工厂”特定制造环节问题的技术合作,推进量子微纳米技术升级,探索多领域技术在量子视域下的融合和集成实现。二是增强学术研究与实践部门、政府服务部门等的多方合作,重视相关人才的协同培养。运用“超限制造”概念建设“掌上工厂”的路径设计需要实现理论、应用与政策的多维统一,必须根据具体路径环节实现生产制造、政策设计、人才培养等更大范围的融合创新。三是重视产出成果的实践落地和相关项目的承接性研究。“掌上工厂”的建设不能仅停留在理论和试验层面,更不可能只依赖阶段性研究。必须重视理论设计的现实可行性,以及研究创新的可持续性,设置承接性项目强化对阶段性研究结论的进一步拓展和递延,接力推动理论方案切实扎根落地。
(三)引导全资源合作,协同性突破新的共性技术
一是结合不同产业特征,提前做好“掌上工厂”的产业规划,围绕产业链布局创新链,不断细分具体技术目标,分批次设立“超限制造”产业孵化项目,成熟一项启动一项,有计划有步骤有阶段的推进技术创新和成果转化,加强过程管理,避免项目流产。二是针对核心共性技术成立攻坚小组,针对技术集成、智能管理等“超限制造”的共性技术目标,联合不同产业界、学科界、国内外专家及各领域专业人士,依托产业集群、研究机构、政府部门,充分利用多领域多专业技术手段,协力实现技术攻坚。同时加强转化和普及机制,助力技术落地。三是加强“掌上工厂”和“超限制造”等相关概念的社会宣传和普及,推动和开展产业规划、项目招标、创新创业大赛等相关活动,鼓励高校、企业对关键领域人才进行联合培育,对关键技术进行合作突破,充分发挥市场机制效益,设计相关的优惠扶持政策,引导和调动社会各方资源参与“掌上工厂”共建共享。
(四)开放全信息网络,平台性搭建新的生产关系
一是搭建“掌上工厂”在供需两端以及社会宣传等方面的信息传播平台。及时公开“超限制造”“量子技术”“纳微米芯片”等前沿技术和先进理念,普及创新知识,发布技术信号,建立供需沟通和中介协调机制,充分挖掘市场需求,促进新领域合作。二是构建“掌上工厂”与同类型产业、上下游等其他相关产业的沟通互动平台。就生产技术、项目合作、产品情况等进行及时沟通,充分获取最新前沿信息,不断构建新的生产关系,及时优化现有产业结构。三是借助数字化、智能化技术搭建公开信息系统。更新和完善“掌上工厂”和“超限制造”等创新概念和专业表述,出台规范性解释说明文件,公开进行统一化管理,降低信息理解和传播壁垒,为促进跨业态信息传递、激发融合创新提供便利。
(五)规划产业试验区,跟踪性设计新的适配制度
一是依托现有工业体系和产业园区规划,根据实际产业结构合理布局未来产业试验区,对“掌上工厂”等新兴业态的管理、监控和试验,既要保证相对独立性,又要留足与传统产业沟通合作的空间,还要注意设计“防火墙”和“隔离带”,有效控制双向风险波及。二是重视制度设计的前瞻性和灵活性,优先出台“掌上工厂”等未来产业孵化政策,避免在政策滞后条件下盲目布局造成产业流产。制度设计必须深度结合产业实际,密切关注“掌上工厂”运营切实所需,全程跟踪产业发展情况,不断形成反馈机制,及时调整和优化政策。三是深入探索新旧产业包容过渡的制度优化方案,不断完善包括税收、补贴、金融、知识产权、人才引进等在内的相关配套政策,基于制度创新实现创新动能、创新业态对传统产业的引导和改造,助力全社会新旧动能转型的平稳过渡,从“超限制造”视角落实新质生产力促进中国社会主义市场经济体系高质量发展的强劲效果。
刘梦,南京工业大学经济与管理学院讲师,江苏省苏科创新战略研究院研究员。
陈庭强,南京工业大学经济与管理学院教授、副院长,江苏省苏科创新战略研究院研究员。


