术如何让矿山运营更经济、更具市场竞争力，为产业实践提供明确指引。 卫星技术矿山应用白皮书（2025） 参编单位（排名不分先后） 建筑材料工业信息中心 空天信息大学前沿技术产业创新研究院 四川开物信息技术有限公司 四川开物星空航天科技有限公司 昆明理工大学 北京星际开发科技有限公司 中兵北斗卫星通信有限公司 ... 36 卫星技术矿山应用白皮书（2025） 1 第一章 引 言 1.1 背景与意义 矿业是国民经济的重要基础，其发展深度关乎能源与原材料供应的根本稳定。 当前，行业正处于迈向智能化、绿色化的关键阶段，而在这一进程中仍存在若干核 心瓶颈：资源分布偏远与动态变化掌握不清，依赖传统勘察与管理方式精度与时效 不足；矿区环境与生态影响难

脑机接口 4. AI 内生安全 第三章 数学 1. 基础理论 2. 优化 3. 统计 4. 科学计算 5. 复杂系统 第四章 物质科学 1. 物理 2. 化学 3. 材料 4. 能源 第五章 生命科学 1. 合成生物学 2. 医学 3. 神经科学 4. 医疗 5. 演化 第六章 地球与环境科学 1. 大气科学 2. 环境科学 源的实现 5。加州大学伯克利分校和劳伦斯 伯克利国家实验室利用机器人执行实验，机 器学习规划实验并结合主动学习优化实验过 程，研发用于无机粉末固态合成的自动实验 室 A-Lab，显著提高了材料合成效率 6。 2.2 前沿科学问题与突破路径 2.2.1 如何构建跨尺度的科学智能模型 科学研究涉及从原子尺度到宏观系统的 跨尺度建模，但当前 AI 模型通常仅适用于 单一尺度，缺乏有效的多尺度耦合机制。 可以更有效地探索解空间，生成高质量的候 选假设。例如，在纯数学领域，机器学习可 以辅助数学家发现新的猜想和定理 5。科学 研究依赖于实验评估理论。传统的实验设计 和优化方法依赖人工经验和反复试错，成本 高且效率低，如材料合成以及核聚变。人工 智能与机器人技术结合可以实现实验的自动 化设计与执行，并根据实时数据调整实验参 数，优化实验流程和候选对象。 总之，人工智能可以有效整合不同学科 的数据和知识，打破学科壁垒，促进多学科

光计算面临的挑战及建议........................................................................................13 3.1 材料与器件................................................................................................ 算”均指片上光计算。） 2.2 光计算总体技术架构 光计算技术架构包括硬件层、基础软件层、模型算法层和应用层，整体架构 和内容仍在持续完善过程中。 图 1 光计算总体技术架构  硬件层：为光计算提供光学材料、基本光学器件，并将一系列光学器件 组合成基本计算单元，通过光电协同或全光处理实现信息的传输、计算、 存储，是实现高算力与高能效的根基。目前，业界对于硬件层的研究重 点聚焦于硅光/铌酸锂异质集成、MZI 技术路径： 基于基于马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zender Interferometer, MZI) 阵列、基于 微环谐振器(Microring Resonator, MRR)阵列、基于相变材料（Phase Change Material, PCM）和亚波长衍射结构。 2.3.1 基于 MZI 阵列的矩阵向量乘法 线性代数中，任意规模的矩阵都可以通过奇异值分解，被表示为两个酉矩阵

TMS 入库管理 库内管理 出库管理 策略管理（上架、分配、周转、审单、拣货、货主） … 基础数据管理 账号权限管理 平台配置管理 全局接口管理 供应链系统架构全景图 执行层 原材料采购 原材料仓 原材料配送 生产加工 成品入仓 销售订单 库存分配 调度派车 拣货 集货发运 经销仓库 城市配送 门店 战略层 运营层 PART 3 | 生产物流协同场景-一体化协同体系的构建 一盘货 其快速熟悉系统与应用。 2.AI助手能解答系统操作、故障排查与数据维护等进阶问题， 帮助用户深化使用。 价值体现 1.使用简单：用户只需要简单输入关于系统的问题，系统就 会从上传的产品手册、培训材料、FAQ等资料中检索答案， 就和网上聊天一样简单高效。 2.数据实时更新：我们可以不断上传和更新最新的产品资料， 保证用户能够获得最准确和最新的信息。 3.节省资源降低成本：为用户降低实施上门的培训成本，减 盘点损益 移库管理 下游协同层 内部部门协同 外部供应商交互 车间工位 发布物料 需求 库存同步 退料/退还/换料 领料出库单 ERP VMI库存监控 PLM 预约到货 供应商仓 原材料仓 半成品仓 线边仓 成品仓 智能制造数字化解决方案 C-WMS解决方案，通过赋能供应商协同、VMI库存、原料及成品仓储的精细化运营，有效串联生产与仓储环节，驱动企业供应链向精益化、 智能化升级，构建持续降本增效的核心能力。

关键和新兴技 术清单》，将“能源存储和电池技术”列入其中。欧盟围绕净零排放 技术攻关和自主制造能力培育，发布《净零工业法案》《先进材料产 003 2024 年国际新型储能发展形势 业领导力通报》等文件，重点布局电池技术攻关，优先发展新型储能 相关的先进材料。英国通过较为成熟的电力市场机制促进新型储能快 速发展，新型储能可以参与中长期双边交易市场、日前集中交易市 场、平衡机制及辅助服务市场等获得多重收益。日本发布《第七次战 吉瓦时 / 年。韩国发布《能源技术开发路线图》，提出未来十年能源 技术发展方向，包括压缩空气储能等技术攻关。澳大利亚发布《国家 电池战略》，提出到 2035 年成为具有全球竞争力的电池技术和电池 材料生产国，打造安全、弹性的电池供应链。拉美和中东地区是新型 储能发展的重要新兴市场，巴西计划大规模采购电池储能系统，为电 力系统提供调峰服务；智利积极发展风光储项目，通过《电力服务总 法》明确新 A。全球储能系统出货量为 2.4 亿千瓦时，同比增长超 60% B。 （三）新型储能技术不断拓展应用 2024 年，各国持续开展新型储能技术创新探索。电化学储能领 域，澳大利亚推动新型锂离子电池硅负极材料应用；美国和日本布局 以铁 - 空气和锌 - 空气为代表的金属空气电池技术研究，正在推动技 术示范。长时储能领域，美国、德国、日本等多国正在推进绝热压缩 空气储能技术研究，英国建设了 350 千瓦

Electronic Integrated Circuit）组成。 其中PIC主要包含调制器（MOD, Modulator）和探测器（PD, Photo- -detector），基于硅光子或III-V族化合物材料实现光信号的调制、 探测、解调和滤波等功能。其中，调制器负责将光信号调制成与电接 口匹配的带宽能力，多采用硅光调制器，包括马赫-曾德尔调制器（MZM, Mach-Zehnder Modulator）、微环调制器（MRM 基于硅光技术的CPO交换设备示例（博通CPO交换机） 2.2.2. 三大技术路线并驾齐驱，硅光或成未来主流 行业内已提出并应用了多种芯片级光互连（如CPO）的实现方案， 这些方案可按材料分类，也可按激光器的放置位置分类，而材料与激 光器位置往往密切相关。业界目前有三大主要技术路线：其中基于硅 光的集成方案通常采用外置激光源，属于间接调制（即需要一个独立 的调制器来对光进行编码）；而基于垂直腔面发射激光器（VCSEL 合， 为短距互连带来一种能效与密度兼具的潜力方案。 图 2-17 AVICENA MicroLED的光引擎方案示例 基于Micro-LED的光互连方案技术趋势着重于优化驱动电路、改进 量子阱材料结构、延长激光源使用寿命以适配大规模集群的高可靠性 需求。 总体来看，硅光方案因其性能优、CMOS工艺集成高等特性已形成 较成熟的产业和标准牵引，VCSEL阵列依托既有的短距应用在NPO方案

PLC：80% DCS：20% ① 汽车整车生产设备：冲压设备、焊装 设备、涂装设备、总装设备等； 锂电池 PLC：75% DCS：25% ① 关键材料加工设备：主要包括高效配 混系统、连续式加热烧结系统、先进粉碎 系统、高镍材料水洗系统、包装系统、高 速高精度粉体输送系统等； ② 极片制造设备：主要包括高速自动化 正负极粉料系统、大容量匀浆搅拌机、高 性能挤出式混料设备、高精度高速宽幅 封机、封箱设备等。 电子元器件和 电子材料 PLC：80% DCS：20% ① 电子材料生产加工设备：清洗设备、 气相沉积设备、显影设备、刻蚀设备、熔 炼设备、真空包装设备等； ② 电子元器件关键部件成型设备：注塑 机、数控机床、键合机、光刻机、固晶机、 划片机等； ③ 电子元器件加工组装设备：点胶机、 调频机、焊接机、成型机等； ④ 电子元器件与材料先进检测设备：视 觉检测设备、光学检测设备等。 件、传感器、骨骼和血管脏器模型等样品 制备设备； ② 整机制造设备：精密加工机床、焊接 设备、锻造设备、注塑设备等； ③ 关键零部件制造设备：复合加工中 心、走心机、切割机、精密减薄机、绕线 机、导管成型设备、材料烧制、薄膜沉积 等制造设备，激光、刻蚀微纳加工工艺设 备等生产设备及配套测试系统。 医药 DCS：60% PLC：40% ① 化学药生产设备：制粒设备、压片设 备、胶囊设备、软胶囊设备、大容量注射

培育发展新质生产力，加快实现新型工业化。 政策驱动行业向高端化与全球化迈进。2023年出台的《石化化工行业稳增长工作方案》和 《关于促进炼油行业绿色创新高质量发展的指导意见》均强调，要通过技术创新提升产业链 竞争力，推动高端化工材料国产化，减少对外依赖。同时，2024年《精细化工产业创新发展 实施方案》进一步聚焦高附加值产品，鼓励企业增强国际竞争力。基于前述政策指引，中国 石油石化行业不能仅满足于规模优势，而需向高附加值、高技术壁垒领域突破，以应对全球 勘探开发、管 道储运、炼化生产、产品销售各阶段的全产业链一体化优化，以及风险控制、财务管理、科 技研发等领域的创新。当前，政策不仅推动单点技术升级，更注重构建可持续的智能运营体 系。例如，《原材料工业数字化转型工作方案（2024—2026年）》强调建立基于数据的数字 化决策机制，《智能制造典型场景参考指引（2025年版）》则系统提炼可复用的智能运营� 模式。企业需突破局部数字化，打造覆盖 来源：石化盈科 & IDC 整理，2025 以提质升级、降本增效、绿色安全为最终目的，着力夯实数字化转 型基础，深化数字技术赋能应用 加快推进原材料工业高端化、绿色化、安全化、高效化发展，全面提 升行业核心竞争力，构筑国际竞争新优势 《原材料工业数字化转型工 作方案（2024—2026年）》及 《石化化工行业数字化转型 实施指南》 工业和信息化 部等九部门 2024年1月 扩大

国天眼”遥测宇宙，到“东数西算”织就算力网络；再到“祝融号”登陆火星、 “嫦娥号”月背探秘，一项项新时代的重大工程，其规模之宏大、系统之复杂、 学科交叉之深度，都远超以往。这些超级工程早已不是单一学科知识的线性延伸， 而是需要融合材料、信息、控制、能源、生命等多学科知识的庞大异构系统。如 何实现跨领域知识的高效整合与涌现创新，如何应对极端工况与未知环境下的动 态不确定性，如何确保超大规模系统在全生命周期中的极致安全、高效与可持续， 智能制造典型应用场景。在制造领域，工程智能的深刻作用贯穿于产品设计、 生产实施、供应链管理和设备维护的各个阶段。在机械产品设计中，生成式人工 智能能够基于预定义需求快速生成多样化的设计方案，实现材料和结构形式的优 化，从而在保持性能的前提下，减少材料使用并降低成本。在运营环节，人工智 能驱动的实时监控和预测分析彻底改变了工厂运营，能够以更快的速度检测和缓 解缺陷，显著提高产品良率。同时，人工智能驱动的预测性维护通过预测设备故 的战略性定义，包括明 确功能需求、性能指标、法规约束和商业目标，回答项目“是什么”和“为什么” 的核心问题；“设计”则聚焦于将策划蓝图转化为具体可行的技术方案，包括概 念生成、结构与系统建模、材料与工艺选择、性能仿真与多目标优化，解决“如 何实现”的关键路径。人工智能（AI）正在深刻重塑这一阶段，推动其从依赖人 类经验的、线性的、迭代式的传统模式，向数据驱动的、并发的、生成式的智能 新范式演进。

力觉传感器、视觉传感器等技术的不断 进步，一体化关节将集成更先进的传感器与计算单元，让机器人具备更复杂的决策能力和任 务执行能力，显著提升自主性；同时，依托制造工艺和材料科学的进步，一体化关节模组还 将采用更先进的制造材料与产品结构设计，通过降低自身重量、减小自身体积，助力机器人 19 整机降低能源消耗。 GGII 数据显示，2024 年中国一体化关节模组市场规模约为 8 等领域，进一步拓展到新能源、半导体、物流仓储、建材等细分行业。高精度协作机器人能 够满足精密制造、电子产品装配和高精度加工等任务的严苛要求，在消费电子的涂胶、粘合、 密封，汽车制造行业的焊接、装配，航空航天领域的复合材料的切割、雕刻、钻孔等应用场 景中具有极大潜力。 在商用场景应用中，随着协作机器人价格的下降，以及安全性、灵活性、智能化程度不 断提高，拓展了其在服务、零售、医疗健康、物流、教育等多个行业的应用范围，提高了工 动力输出，同时具备快速响应特性，满足机 器人高速运动和精准定位的需求。 减速器作为协作机器人的关键传动部件，要求具备高减速比、高效率、低回程间隙等特 性。自研的谐波减速器，通过优化齿轮齿形、材料选型和加工工艺，确保了在传递大扭矩的 同时，保持较高的传动精度和使用寿命。伺服驱动系统则负责接收控制器的指令，精确控制 电机的转速、位置和扭矩，其响应速度和控制精度直接影响机器人的运动性能。遨博智能通