《全球工程前沿2018》报告

近日，中国工程院战略咨询中心、科睿唯安以及高等教育出版社在中国工程院联合发布《全球工程前沿2018》报告。报告聚焦工程科技领域具有前瞻性、先导性和探索性，遴选出年度工程研究前沿94项和工程开发前沿96项，并对其中关键的27项工程研究前沿和27项工程开发前沿从国家布局、合作态势以及发展趋势等角度进行详细剖析。

《全球工程前沿2018》报告聚焦工程科技领域具有前瞻性、先导性和探索性，对工程科技未来发展有重大影响和引领作用的主要研究和技术方向，围绕机械与运载工程、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、工程管理9个领域，遴选出年度工程研究前沿94项和工程开发前沿96项，并对其中关键的27项工程研究前沿和27项工程开发前沿从国家布局、合作态势以及发展趋势等角度进行详细剖析。

项目负责人、中国工程院院士钱旭红介绍，此次报告对不同国家或地区工程研究前沿的表现进行了定量描述，以论文平均引用量作为刻画论文质量的测度，比较主要国家或地区的表现。

中国工程院自2017年组织开展全球工程前沿研究以来，尝试在宏观战略层面将定量分析与定性研究深度结合，促进文献数据分析专家与领域技术专家深度交互，既关注工程科技的研究动向，也关注工程科技的开发趋势。

工程前沿研究规模庞大，先后动员了高校、科研院所、企业、行业协会等上百家机构以及上千名科技工作者，每年发布一次报告。

目 录

引言

第一部分 研究方法

1、工程研究前沿的遴选

1.1 文献聚类主题的获取和筛选

1.2 专家提名研究前沿

2、工程开发前沿的遴选

2.1 专利地图的获取和解读

2.2 专家提名开发前沿

3、术语解释

第二部分 领域报告

一、机械与运载工程

1、工程研究前沿

1.1 Top10工程研究前沿发展态势

1.2 Top3工程研究前沿重点解读

2、工程开发前沿

2.1 Top10工程开发前沿发展态势

2.2 Top3工程开发前沿重点解读

二、信息与电子工程

1、工程研究前沿

1.1 Top10工程研究前沿发展态势

1.2 Top3工程研究前沿重点解读

2、工程开发前沿

2.1 Top10工程开发前沿发展态势

2.2 Top3工程开发前沿重点解读

三、化工、冶金与材料工程

1、工程研究前沿

1.1 Top12工程研究前沿发展态势

1.2 Top3工程研究前沿重点解读

2、工程开发前沿

2.1 Top12工程开发前沿发展态势

2.2 Top3 工程开发前沿重点解读

四、能源与矿业工程

1、工程研究前沿

1.1 Top13工程研究前沿发展态势

1.2 Top3工程研究前沿重点解读

2、工程开发前沿

2.1 Top14工程开发前沿发展态势

2.2 Top3工程开发前沿重点解读

五、土木、水利与建筑工程

1、工程研究前沿

1.1 Top10工程研究前沿发展态势

1.2 Top3工程研究前沿重点解读

2、工程开发前沿

2.1 Top10工程开发前沿发展态势

2.2 Top3工程开发前沿重点解读

六、环境与轻纺工程

1、工程研究前沿

1.1 Top10工程研究前沿发展态势

1.2 Top3工程研究前沿重点解读

2、工程开发前沿

2.1 Top10工程开发前沿发展态势

2.2 Top3工程开发前沿重点解读

七、农业

1、工程研究前沿

1.1 Top10工程研究前沿发展态势

1.2 Top3工程研究前沿重点解读

2、工程开发前沿

2.1 Top10工程开发前沿发展态势

2.2 Top3工程开发前沿重点解读

八、医药卫生

1、工程研究前沿

1.1 Top9工程研究前沿发展态势

1.2 Top3工程研究前沿重点解读

2、工程开发前沿

2.1 Top10工程开发前沿发展态势

2.2 Top3工程开发前沿重点解读

九、工程管理

1、工程研究前沿

1.1 Top10工程研究前沿发展态势

1.2 Top3工程研究前沿重点解读

2、工程开发前沿

2.1 Top10工程开发前沿发展态势

2.2 Top3工程开发前沿重点解读

总体组成员

（3）煤炭与油气开采智能化关键工程技术、装备与材料

煤炭与油气智能开采是基于采集的海量数据，在不需要人工直接干预情况下，通过采掘环境的智能感知、采掘装备的智能调控、采掘作业的自主巡航等智能分析和信号反馈，由采掘装备独立完成的回采作业过程，或对油气生产动态进行智能调控。

煤炭与油气智能开采是环境感知、智能决策、自动控制三个技术单元的深度整合，涉及工程环境感知、数字矿山、矿山物联网、大数据云计算、装备控制自动化五个分支。

煤炭智能化开采未来的发展方向为：

①智能探测，是指对采场未知区域的自动探查和检测，包括煤岩分界、煤矸识别和超前探测等专业领域；

②智能导航，指利用先进的计算机、光电和导航技术对开采设备和人员进行自动定位，以实现安全监控和精确开采；

③智能控制，智能化采掘设备与自动调度决策集为一体，融合采煤机智能记忆截割、液压支架智能跟机自动化、工作面运输系统煤流平衡、智能集成供液、工作面可视化视频监控、远程遥控、三维虚拟现实、一键启停等多项技术。

油气开采智能化主要涉及智能化钻井、智能化完井、智能化生产三个研究方向。其中智能化钻井通过结合大数据、人工智能等，利用闭环调控、精准制导，可有效规避钻井风险，提高钻井速度，降低钻井成本，是确保完井、生产顺利开展的基础。

智能化完井是借助先进的传感、传输、自动化控制设备，结合大数据、人工智能，可对油气生产过程进行实时监测与控制，为智能生产的进行提供有力支撑。智能化生产是基于大数据对油气田全生命周期的生产进行动态管理与优化。利用研究分支间协同工作，通过资料数据、仪器设备、施工作业等有效整合，进而可实现油气开采智能化。

油气田智能化生产需要基于多元数据，通过智能分析，确定开发动态，然后利用智能调控对生产进行实时优化，数据智能采集、传输、分析、调控缺一不可，各个环节需要协同工作，因此数据智能采集 – 高效传输 – 智能分析 –智能调控一体化技术将是未来发展趋势。同时，工程装备、材料与人工智能深度融合，能够监测油气藏实时状态，进一步提高采收率，可为数据采集、分段压裂、分层生产、数据挖掘等提供有力支撑，也将是未来研究前沿。