极引导工程科技和产业创新发展。 2024年度全球工程前沿研究项目依托中国工程院9个学部及中国工程院《工程》系列期刊开展研究工作。 研究以数据分析为基础，以专家研判为核心，遵从定量分析与定性研究相结合、数据挖掘与专家论证相佐证、 工程研究前沿与工程开发前沿并重的原则，凝练获得 92 个工程研究前沿和 92 个工程开发前沿，并重点解 读 29 个工程研究前沿和 29 个工程开发前沿。 为提高 个领域报告，分别描述与分析各 领域工程研究前沿和工程开发前沿概况，并对重点前沿进行详细解读。 工程前沿研判是一项复杂且有挑战性的工作。八年来，项目研究聚焦全球工程科技发展的热点和难点， 将前沿研究、学术论坛与期刊建设紧密结合，相互促进，逐步探索出一条别具特色的研究路径。工程前沿 研究得到了来自我国工程科技界各领域、各机构近千位院士和专家的支持，在此向所有指导工程前沿研究 的院士、参与工程前沿研究的专家表示感谢！ 第一章 是通过共被引聚类形成文献聚类主题、共词聚类形成专利地图，获得前沿主题；专家研判，主要是通过前 沿主题筛选、前沿名称修订、专家研讨等方法逐步筛选确定前沿。同时，为弥补因数据挖掘算法局限性或 数据滞后带来的前沿性不足，鼓励领域专家结合定量分析结果修正、归并、扩充前沿。研究实施流程如图 1.1 表 1.1 9 个领域前沿数量分布 领域 工程研究前沿 / 个 工程开发前沿 / 个 机械与运载工程 10 10 信息与电子工程 10

有的密集活跃期，人工智能技术的崛起，特别是大模型的广泛 应用为传统工业发展带来全新范式。汇聚了算力、数据、算法 及知识的工业互联网，已经成为人工智能技术落地的重要载体。 通过工业知识注入，实现工业机理与通用人工智能大模型的有 机结合，一系列具备工业文本生成、知识问答、理解计算、代 码生成及多模态处理等核心能力的工业大模型不断涌现，进一 步助力实体经济的数字化转型。 （二）全球工业互联网的发展 工业互联网概念由 GE 公司于 保证 能源供应的稳定性和安全性。 三、工业互联网赋能体系架构 工业互联网赋能能源化工行业转型体系架构的关键是以平 台为核心，在通用体系架构的边缘层、资源层、平台层、应用 层四层体系基础上，结合能源化工行业特征和业务需求，开展 各功能模块的优化与创新，推动能源化工行业智能化、协同化、 个性化、服务化等行业新生态，如图 2 所示。 图 2 工业互联网赋能能源化工行业数字化转型体系架构 台整合 Building Information Modeling（BIM）三维建模、虚 拟现实（VR）及增强现实（AR）技术，实现设计全环节可视化 协同。利用参数化建模工具自动生成三维构件模型，结合仿真 工具验证设计性能，并通过云端数据平台集成设计工具链，实 时同步多专业数据。部署轻量化渲染引擎快速生成高精度三维 可视化模型，支持 VR 沉浸式评审与 AR 现场叠加比对，同时引 入 AI

届时，高价值且可延展的自动化技术将 全面应用于端到端业务流程，智能工厂 具备完全集成的IT/OT技术栈，无处不 在的高阶数据分析成为新常态，基于标 准化解决方案的半开放式平台生态应用 普遍，数字化集成和AI赋能的人机结合 运营模式全面实现，大幅提升制造行业 生产效率。 中国高度重视智能制造和工业自动化 发展。国务院、工信部、发改委、科技 部等有关部门陆续出台了一系列政策鼓 励和支持行业发展。《“十四五”智能制 造发展规划》提出推进智能制造的总 细分市场包括三大领域： （一） 适合连续流制造业的自动化设 备1。流程工业在工业自动化产 品上的支出最高。这些行业使用 混合、煮沸、搅拌等工艺，根据 公式和配方将原料混合。该流程 分批次进行，最终的产品成份一 旦结合就无法再度分离。迄今为 止，流程工业在传统设备自动化 上的投入最多，因为其控制系统 通常较为庞大，并且购买周期较 长。根据预测，2025年全球市场 相关支出将达到约760亿美元， 高于2019年的640亿美元，复合 虑。企业为了吸引和保留员工，需要支付 更高的工资和福利，用工成本上涨。在 这样的大背景之下，生产制造自动化替 代将进一步加速。 其次，整个行业正面临自动化技术的颠 覆性突破。人工智能的加速发展使得 “人机结合”的制造环境变为现实。根 据麦肯锡全球研究院的预测，伴随着 自动化技术和人工智能技术的发展， 到2030年，预计全球将有8亿个工作岗 位被机器取代。若发展相对缓和，也将 有4亿个工作岗位被取代。工业人工智

https://sciencebasedtargets.org/resources/files/Target- Validation-Protocol.pdf a. 为什么这样做？ • 从企业自身开展碳管理和气候风险管理角度，结合实际碳排放变化趋势设定的减碳目标，可作为监测企业短、 中、长期低碳转型目标达成进度和成效的重要依据，对企业评估自身碳管理绩效至关重要，也可通过减碳目 标内容和设置的达成时间线了解企业转型计划。 告一致。采用一致的披露范围， 一方面有利于与同业开展基于公开产量、经济数据的碳排放强度对比，体现企业的减碳效果，为气候风险定量分 析提供基准数据；另一方面支持其他数据使用方进行二次处理，如投资者结合企业碳指标进行量化分析、投融资 机构运用标的数据计算范围三排放等。 15 中国银行间市场交易商协会 , 可持续发展挂钩债券（SLB）十问十答 , 2021. https:// www.nafmii 下管理能源使用时间及用量、改善工艺流程、调整产品设计；以及开展能源和物料回收再利用等 • 消除排放。主要指通过工程或自然解决方案消除已经排放的温室气体，包括树木恢复、农业土壤管理等自然 策略；以及大气碳捕获与封存工程项目等 1）结合企业生产经营业务现状及未来规划产线类型，评估可行减碳路径。常见的减碳路径可分为避免排放、减少用量、消 除排放三大类型 18： 此外，对于无法避免、减少和 / 或消除的温室气体，企业可以通过购买自

网：源荷互动，数链多级 随着清洁电力加速渗透，未来电网将呈现出高弹性主网与分 散灵活微电网并存互补的形态。大电网以远距离输电技术实 现资源的大范围平衡调度，海量分布式清洁发电设施结合储 能设施形成自治微电网，为园区、建筑、乡村等场景提供可 及的供能方案，实现清洁能源的就地平衡、就地消纳，成为 大电网的有力补充。 在这种多层次的电网结构中，源荷互动将成为电网运行的核 心 节性资 源，达成动态平衡以保障系统安全稳定运行，从而促进清洁能 源的大规模消纳。数字化技术将聚合多时间、多空间、多类型 数据信息，利用机器学习等人工智能技术，实现精准气象预测 和功率预测，并结合储能策略，平抑波动性。 资源整合与调度： 高比例新能源接入电网和负荷端用能设施的多样化，对电网供 需平衡能力提出极大考验。仅靠硬件设施的扩容将带来高昂的 资金投入与资源消耗。因此，电网必须基于对发电出力特性和 电成本已下降70%，实现平价上网，但海上风电距离平价却仍 有差距2。要进一步挖掘清洁电力降本潜力，“数智化”有望 成为新的突破口。例如，基于对各个组件的实时监测和数据分 析，实时掌握风机的工况和发电性能，并结合风机的运行状态 和外部环境变化自动调整运行参数，从而提升发电效率、延长 设备寿命。 优化用能方案： 峰谷分时电价、绿电绿证交易等电力市场化机制支持用户通过 优化用能策略来自主控制用能属性与成本，而基于数智化技术

网：源荷互动，数链多级 随着清洁电力加速渗透，未来电网将呈现出高弹性主网与分 散灵活微电网并存互补的形态。大电网以远距离输电技术实 现资源的大范围平衡调度，海量分布式清洁发电设施结合储 能设施形成自治微电网，为园区、建筑、乡村等场景提供可 及的供能方案，实现清洁能源的就地平衡、就地消纳，成为 大电网的有力补充。 在这种多层次的电网结构中，源荷互动将成为电网运行的核 心 节性资 源，达成动态平衡以保障系统安全稳定运行，从而促进清洁能 源的大规模消纳。数字化技术将聚合多时间、多空间、多类型 数据信息，利用机器学习等人工智能技术，实现精准气象预测 和功率预测，并结合储能策略，平抑波动性。 资源整合与调度： 高比例新能源接入电网和负荷端用能设施的多样化，对电网供 需平衡能力提出极大考验。仅靠硬件设施的扩容将带来高昂的 资金投入与资源消耗。因此，电网必须基于对发电出力特性和 电成本已下降70%，实现平价上网，但海上风电距离平价却仍 有差距2。要进一步挖掘清洁电力降本潜力，“数智化”有望 成为新的突破口。例如，基于对各个组件的实时监测和数据分 析，实时掌握风机的工况和发电性能，并结合风机的运行状态 和外部环境变化自动调整运行参数，从而提升发电效率、延长 设备寿命。 优化用能方案： 峰谷分时电价、绿电绿证交易等电力市场化机制支持用户通过 优化用能策略来自主控制用能属性与成本，而基于数智化技术

修订中央和地方定价目录。 七、加强组织实施 完善价格治理机制必须坚持党的全面领导和党中央集中统一领导，把党的领导贯彻到 价格治理工作的各领域全过程。各地区各部门要高度重视价格治理工作，切实加强组织领 导，结合实际抓好本意见贯彻落实。要认真研究工作中出现的新情况新问题，稳妥有序推 进落实各项部署，合理把握改革时机和节奏，及时总结评估并研究完善兜底保障政策。要 积极回应社会关切，加强价格政策解读。重大事项及时按程序向党中央、国务院请示报告。 （二）推动消费新热点转化为就业新渠道。健全绿色消费激励机制，发展新能源、循 环利用、节能环保、节水减污等产业，扩大绿色低碳复合型人才需求。加快文旅与科技及 相关产业融合，培育文化创意、电竞娱乐、冰雪经济、演艺、赛事等业态，结合落实过境 免签政策支持开展国际旅游服务，扩大文旅就业机会。布局培育便民生活圈、商品集散中 心、骨干农产品批发市场，打造“夜经济”等消费场景，发展数字消费，带动商贸领域就业。 利用相关引导基金，促进服务外包高质量发展扩大就业。 品牌培育，实施巾帼家政数字化服务项目，扩大家政服务从业规模。加强康养托育领域人 力资源服务，推动相关生活性服务业高质量发展。发展重度残疾人托养照护服务，推进精 神障碍社区康复服务，加强康复、心理治疗等专业人才队伍建设。结合房地产开发竣工进 度，及时扩大物业服务人员配备。 （五）拓宽劳动者城乡基层服务空间。推进乡村全面振兴，培育壮大县域富民产业， 更好带动农民参与产业发展、分享增值收益，创造更多家门口就业机会。加大社区专职工

与电网辅助服务，并通过配电网侧储 能增强电网韧性。用户侧以工商业储能为主，通过分时电价机制实现峰谷套利，同时与分布式光伏、 充电桩形成光储充一体化系统，降低企业用电成本。在偏远地区，储能与微电网结合为离网区域提供 稳定供电，并逐步拓展至5G基站、数据中心等新领域。随着电力市场化改革推进，储能正通过多种模 式深度参与电力交易，推动构建新型电力系统。 从2024年储能装机应用场景来看，电网侧储能是新增装机主力，占比达到60 盈利模式方面，现阶段工商业储能的主要收益来源于峰谷套利，但受限于午间谷电、一充一放等 因素，部分地区并不具备可投资性，灵活调整“容需模式”并通过需量管理所获收益可实现一充一放下 的可观项目盈利，故峰谷套利与需量管理的结合将成为2025年工商业储能最主要的盈利模式。更长期 分析，工商业储能将凭借虚拟电厂的资源聚合实现在电力市场的相关盈利，故未来现货市场套利有望 成为最主要盈利手段。 地区发展方面，江浙粤三省仍依 观增速80%；中观增速100%；乐观增速150%），同时按照江浙粤三省为主要增长省份，皖、川渝和 鲁等为二类增长省份进行不同权重分配，且考虑到随着工商业光伏的持续上量必定会催生更多的配储 需求，结合我国存量厂房和园区的屋顶光伏开发进度，叠加更细分行业的场景投运，预计2025年工商 业储能装机将达到12.5GWh。悲观情况下，资方因电价政策调整频繁且各地合规政策趋严和以往项目 收益较预期偏差

户侧需求解决方案。“商业楼宇”场景提供综合智慧零碳电厂的绿电产出与消纳、节能降耗、 需求响应、智慧用能等解决方案。“工业用户”场景提供帮助工业用能大户绿电接入与消纳、 提高用电可靠性、节约能源、减少用能支出等解决方案。“美丽乡村”场景结合乡村振兴发展 要求，提供了清洁供暖、植物工厂、厨余垃圾处理、生物质发电等解决方案。“生态公园”场 景面向用户侧供用电直流化趋势及需求特点，展示光储直柔、光储充直流微电网解决方案。 综合智慧零碳电厂样板间 技术模式创新：本光伏站利用已有建筑物屋顶，不存在压矿，无地上、地下文物保护单位 和文物遗存分布问题。 为优化能源结构、响应山东省“发展绿色能源、助力动能转换”任务要求，因地制宜建设 本项目，积极开发利用当地太阳能资源，并结合清洁能源就近分散接入、就地平衡消纳的原则， 采用“自发自用，余电上网”模式，利用厂区现有闲置屋顶和车棚顶建设光伏电站，厂区光伏 发电量作为各生产车间厂用电消纳。 本项目任务以发电为主，充分开发 发自用、余电上网”的清洁模式，帮助各类用户绿色用能，实现低碳、甚至“零碳”排放。 项目概述 常州凤翔科技园位于武进区凤翔路与镜湖东路交叉路口，园区占地面积 232 亩，是常州市 武进国家高新区重要标准厂房之一。 结合园区各厂房用电特点，规划园区 / 企业微电 网综合能源解决方案，设计共配套 32 台 eBox-215 工 商储能系统，总容量为 3.2MW/6.88MWh，平均每天“吞 吐”电量 1.37 万

降低开发难度 单一数据源 多个领域，同一平台 正向设计、协同设计 高可扩屐性 千万构件级大装配工程 首个目标行业-BIM 基于中望成熟稳定的三维内核技术 结合中望二维CAD核心技术，实现高度可用的二三维结合设计和成果交付 结合行业应用模块创建解决方案，实现BIM软件国产化 设计仿真一体化、二三维设计一体化 转变传统协同设计模式，强化实时操作性驱动产品全生命周期的一体化解决方案 中望Cloud 信创政策知识、国产工业软件基础知识 国内外CAD异同、特色功能 掌握岗位(工程制图)实践技能、理论、实操 政策扶持 国资委和教育部密切协同，选拔一批推进安 可工作的技术技能人才 国有企业要结合实际将高技能人才培养规划 的制定和实施情况纳入考核评价体系 教学资源 课程资源、专业师资队伍 研发级培训服务 中望建筑/机械CAD工程师技能培训系统 信创人才培养 解决方案 中望信创人才培养解决方案