高端制造是当今经济发展的重要方向之一，它以科技创新和智能化生产为核心，推动着各行业的升级和转型。高端制造的发展不仅提升了产品的质量和性能，还提高了生产效率和竞争力。从航空航天、电子信息到新能源汽车，高端制造正逐渐成为各个领域的关键支撑。然而，高端制造也面临着挑战，如技术壁垒、人才短缺等。为了推动高端制造的可持续发展，我们需要加强创新能力，培养高素质人才，同时加大政府支持力度，为高端制造提供良好的发展环境。

近日，由中国科学院和北京市联合举办的第五届雁栖湖会议举行"2023年高端制造前沿十大科学问题"发布会。中国科学院院士、华中科技大学丁汉教授和中国科学院院士、清华大学雒建斌教授，与来自德国、俄罗斯、英国等国家的学者共同向全球发布会议凝练的2023年高端制造前沿十大科学问题。

这些问题分别是：如何实现原子级可控制造;机器人化制造如何影响未来制造范式;高能束增材制造如何实现精准控形控性;如何基于任意元素与结构创制新物质;如何实现机器人类人技能作业;极端光场制造中载能粒子的时空演化机制及效应是什么;如何实现异质异构跨尺度制造;如何实现性能驱动的高附加值制造;如何实现高效高性能多尺度激光制造;如何实现面向未来制造的机器人系统。

激光是由受激辐射的光放大产生的辐射。其中激光器是产生、输出激光的器件，是激光加工系统的核心器件。激光加工设备由激光器、数控系统、冷却系统、传统系统、加工辅助系统及机械部位组成。激光加工可以分为热加工和光学加工。激光广泛应用于光纤通信，激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光美容、激光扫描等行业。激光产业是上述所有设备、技术、应用领域的汇总。

在未来国家一系列产业结构调整及工业结构改造过程当中，激光产业拥有广阔的市场前景。根据《激光制造商情》预测，工业激光市场规模预估会有20%以上的增长，预计2025年工业激光及相关产品市场规模将达到2650亿元。根据2021年激光产业整体市场规模和20%的年复合增长率，前瞻初步核算激光产业2022-2027年从两千亿元增长到六千亿元。

工业机器人及成套设备可广泛地应用于工业各个生产环节，如焊接、机械加工、搬运、装配、分拣、喷涂等。工业机器人及成套设备的应用不仅能将工人从繁重或有害的体力劳动中解放出来，解决当前劳动力短缺问题，而且能够提高生产效率和产品质量，增强企业整体竞争力。具体来看，工业机器人具有如下优点：

当前，新一轮科技革命和产业变革加速演进，新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料等与机器人技术深度融合，机器人产业迎来升级换代、跨越发展的窗口期。在政策和市场需求的推动下，我国工业机器人出货量持续增长，2021年，全国工业机器人实现出货量26.82万台，占全球出货量的51.88%，位居全球第一。根据工信部、发改委等十五部门联合印发的《“十四五”机器人产业发展规划》，未来几年我国工业机器人行业仍将保持高速发展态势，至2025年，机器人产业营业收入年均增速超过20%。形成一批具有国际竞争力的领军企业及一大批创新能力强、成长性好的专精特新“小巨人”企业，建成3~5个有国际影响力的产业集群。

未来五年间随着伺服电机和谐波减速器上的国产替代深入，以及需求端的大幅放量，在工业机器人中低端市场将引来一波强劲增长，在中高端市场中随着技术突破国产品牌亦将占据更多的市场份额，销售量预计年增长率将在30%左右并逐年提高;另一方面，随着中低端市场技术成熟、竞争激烈，预计年平均售价将逐年略有降低，但市场规模仍将保持快速增长。

预计2022年中国工业机器人行业年行业规模达540亿元;2027年行业规模达超过1800亿元，2022-2027年间CARG达28.20%。

丁汉和雒建斌表示，十大科学问题是对高端制造领域科学问题的凝练与聚焦，这些问题围绕激光制造、微纳制造、机器人化智能制造3个方向，从100余个覆盖不同领域的候选问题中研讨凝练而成，并面向全球公开发布，以激励更多的科学家对新的科学问题发起挑战，进一步推进高端制造相关科学领域的发展和进步。

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