NSFC機械工程學(xué)科2016年度科學(xué)基金管理工作綜述

賴一楠 宋建麗 何柏巖 劉 磊

國家自然科學(xué)基金委員會工程與材料科學(xué)部，北京，100085

NSFC機械工程學(xué)科2016年度科學(xué)基金管理工作綜述

賴一楠 宋建麗 何柏巖 劉 磊

國家自然科學(xué)基金委員會工程與材料科學(xué)部，北京，100085

介紹了國家自然科學(xué)基金委員會(NSFC)機械工程學(xué)科2016年度科學(xué)基金項目的申請、評審、資助情況，以及2015年度科學(xué)基金項目的結(jié)題、進展情況，總結(jié)了項目執(zhí)行過程中存在的問題，回顧了機械工程學(xué)科在學(xué)術(shù)交流與合作、人才培養(yǎng)與團隊建設(shè)及項目布局等方面的管理舉措，列舉了2016年度該學(xué)科資助下我國機械工程領(lǐng)域取得的最新進展和典型成果，并對2017年度的工作進行了展望。

機械工程學(xué)科；科學(xué)基金管理；學(xué)科進展;典型成果

0 引言

2016年，在國家自然科學(xué)基金“十三五”規(guī)劃的總體思想指導(dǎo)下，國家自然科學(xué)基金委員會(National Natural Science Foundation of China，NSFC，以下簡稱“基金委”)工程與材料科學(xué)部工程科學(xué)二處(以下簡稱“科學(xué)處”)深入貫徹落實“科技三會”精神，秉承“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，突出“聚力前瞻部署、聚力科學(xué)突破、聚力精準管理”的戰(zhàn)略導(dǎo)向[1]，始終堅持服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展、服務(wù)國家重大需求、服務(wù)科學(xué)家和科技工作者、推進原始創(chuàng)新以蓄積長遠發(fā)展原動力，在加強原理探索、支持優(yōu)秀人才、鼓勵學(xué)術(shù)創(chuàng)新、促進學(xué)科發(fā)展等方面積極謀篇布局、狠抓落實，圓滿完成了各類項目資助任務(wù)和相關(guān)工作。現(xiàn)就科學(xué)處2016年科學(xué)基金項目評審與資助情況、相關(guān)管理工作以及典型資助成果總結(jié)如下。

1 2016年度科學(xué)基金評審與資助

1.1 申請與受理

2016年，截至12月31日，科學(xué)處共接收各類項目申請5623項，申請量繼續(xù)保持穩(wěn)中略升的態(tài)勢[2-3]。其中，面上項目2526項、青年科學(xué)基金項目2073項、地區(qū)科學(xué)基金項目327項(以下簡稱“三類項目”)。與2015年度相比，面上項目申請量減少5.18%，青年科學(xué)基金項目和地區(qū)科學(xué)基金項目申請量分別增長5.87%和10.10%。三類項目中，機械學(xué)申請2769項、制造科學(xué)申請2157項，分別占56.21%和43.79%，各代碼2015年度和2016年度的申請量如圖1所示。由圖1可見，和2015年度相比，2016年度各領(lǐng)域申請數(shù)量變化不大，機械動力學(xué)(E0503，794項)、零件成形制造(E0508，671項)、零件加工制造(E0509，590項)仍然是申請的熱門領(lǐng)域，而機械仿生學(xué)(E0507，198項)申請的項目數(shù)量相對較少；機械結(jié)構(gòu)強度學(xué)(E0504，257項)申請數(shù)量增幅最大，達到15.25%；制造系統(tǒng)與自動化(E0510，353項)申請數(shù)量降幅最大，為11.08%。三類項目申請數(shù)量前10名的依托單位申請情況如圖2所示。

圖1 2015—2016年各代碼三類項目申請情況Fig.1 Application conditions of the three kinds ofprojects in each application area during 2015—2016

圖2 2016年度三類項目申請數(shù)量前10名的依托單位申請情況Fig.2 The first 10 host institutions with the maximum applications of the three kinds of projects

經(jīng)初審，三類項目中不予受理項目111項。不予受理的主要原因有：報告正文年度研究計劃或基本信息表研究日期有誤(50.45%)；無高級職稱且無博士學(xué)位的申請人未提供專家推薦信或推薦信不符合要求(6.31%)；合作研究單位數(shù)量或相關(guān)信息不符合項目指南要求(4.50%)；在職博士研究生未提供導(dǎo)師同意函(6.31%)；申請書缺頁或缺項、缺少項目組成員簡歷(4.50%)等[2-3]。

1.2 評審與資助

1.2.1 總體情況

科學(xué)處對三類項目共4815項按不同領(lǐng)域分成444個組進行打包評審。每個面上項目和地區(qū)科學(xué)基金項目各指派5位同行評議專家進行評審，青年科學(xué)基金項目各指派3位同行評議專家進行評審，共指派評議20 003份，評議回收率100%。

經(jīng)過規(guī)定程序評審，2016年度共資助各類項目1250項，資助直接費用70 614.73萬元(以下均指直接費用)。其中，面上項目540項，資助經(jīng)費33 486萬元，資助率21.38%，平均資助強度62.01萬元/項；青年科學(xué)基金項目499項，資助經(jīng)費9986萬元，資助率24.07%，平均資助強度20.01萬元；地區(qū)科學(xué)基金項目58項，資助經(jīng)費2342萬元，資助率17.74%，平均資助強度40.38萬元/項。2016年度各類主要項目申請與資助情況見表1。

表1 2016年度機械工程學(xué)科各類主要項目申請及資助情況

1.2.2 “航天先進制造技術(shù)研究”聯(lián)合基金評審與資助

為發(fā)揮國家自然科學(xué)基金的導(dǎo)向和協(xié)調(diào)作用，促進產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，吸引和調(diào)動社會科技資源開展以航天先進制造技術(shù)發(fā)展為背景的相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究工作，提高中國航天制造業(yè)自主創(chuàng)新能力，基金委和中國航天科技集團公司于2014年11月27日共同設(shè)立了“航天先進制造技術(shù)研究聯(lián)合基金”(以下簡稱“航天先進制造聯(lián)合基金”)。目前該聯(lián)合基金已完成第一期兩個年度的評審和資助任務(wù)。

2016年度航天先進制造聯(lián)合基金包括“集成項目”、“重點支持項目”和“培育項目”三種類型，要求申請人根據(jù)航天先進制造聯(lián)合基金的定位，緊密圍繞航天系統(tǒng)的實際問題和需求，凝練科學(xué)問題，針對基金指南發(fā)布的資助領(lǐng)域和研究方向提出申請，并鼓勵與航天科技生產(chǎn)企業(yè)或科研部門聯(lián)合申報。本年度，79個依托單位申請集成項目1項、重點支持項目97項、培育項目71項，與2015年度相比，申請量增加9.03%。

經(jīng)初步審查，共計受理各類項目151項，平均初篩率10.65% 。經(jīng)函評和會評，并報請聯(lián)合基金管理委員會批準，本年度航天先進制造聯(lián)合基金資助直接費用共計4200萬元，其中，資助集成項目1項，資助經(jīng)費680萬元；資助重點支持項目13項，資助率13.40%，平均每項資助經(jīng)費239.92萬元；資助培育項目8項，資助率11.27%，平均每項資助經(jīng)費50.13萬元[4]。項目主要涉及航天大型鋁合金環(huán)件形/性精準協(xié)同制造基礎(chǔ),航天機構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計制造基礎(chǔ)，航天機電產(chǎn)品精密加工與裝調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)，航天電子產(chǎn)品高可靠制造與電氣互連技術(shù)基礎(chǔ)，航天先進制造中的數(shù)字化、智能化制造基礎(chǔ)等領(lǐng)域。

1.2.3 “共融機器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”重大研究計劃評審與資助

經(jīng)過近兩年的論證，“共融機器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”重大研究計劃于2016年獲批并正式啟動。本重大研究計劃的實施周期為8年，擬投入直接費用2.0億元。前期擬采取點面結(jié)合的方式，項目申請以宏觀領(lǐng)域指導(dǎo)下的自由申請為主，后期將著重進行項目和成果的集成。該重大研究計劃旨在面向我國高端制造、醫(yī)療康復(fù)、國防安全等領(lǐng)域?qū)踩跈C器人的需求，開展共融機器人結(jié)構(gòu)、感知與控制的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究；揭示機器人-人-環(huán)境之間交互的動力學(xué)特征與順應(yīng)機制，建立剛-柔-軟體機器人創(chuàng)新設(shè)計理論；發(fā)展多模態(tài)信息融合感知與行為意圖理解方法，形成機器人-人-環(huán)境自然交互理論；完善機器人集群控制理論和方法，以及基于分布式架構(gòu)的機器人操作系統(tǒng)；建立共融機器人的基礎(chǔ)理論和設(shè)計方法，為我國機器人理論、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)取得源頭創(chuàng)新成果提供科學(xué)支撐。

該重大研究計劃包括“重點支持項目”、“培育項目”和“戰(zhàn)略研究項目”三種類型。2016年度，71個依托單位申請重點支持項目35項、培育項目146項、戰(zhàn)略研究項目1項。經(jīng)初步審查，共計受理各類項目164項，平均初篩率9.89% 。

經(jīng)函評和會評，資助重點支持項目8項，資助經(jīng)費2342萬元，資助率22.86%；資助培育項目22項，資助經(jīng)費1460萬元，資助率15.07%；資助戰(zhàn)略研究項目1項，資助經(jīng)費300萬元[5]。

2 相關(guān)管理工作

2.1 進展報告和結(jié)題報告審核

2016年度，科學(xué)處共接收2011—2014年批準的各類項目的《國家自然科學(xué)基金資助項目進展報告》(以下簡稱“進展報告”)2849份。科學(xué)處對進展報告進行了認真審核，絕大部分項目按研究計劃要求進行，進展報告撰寫較規(guī)范，進展情況良好。許多項目在理論、方法和技術(shù)研究方面有一定創(chuàng)新，在國內(nèi)外重要刊物和重要國際會議上發(fā)表了論文，申請或授權(quán)了發(fā)明專利，培養(yǎng)了高素質(zhì)科技人才。

科學(xué)處共接收2011—2015年批準的各類項目的《國家自然科學(xué)基金資助項目結(jié)題報告》(以下簡稱“結(jié)題報告”)1058份。其中，面上項目535項，青年科學(xué)基金項目435項，地區(qū)科學(xué)基金項目43項，創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金1項，國家杰出青年科學(xué)基金項目4項，重大研究計劃6項，海外及港澳學(xué)者合作研究基金2項，優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目11項，應(yīng)急管理項目19項，專項基金項目2項。經(jīng)審核，絕大多數(shù)結(jié)題報告撰寫認真規(guī)范，提供的數(shù)據(jù)資料詳實；在理論、方法和技術(shù)研究以及發(fā)表論文、知識產(chǎn)權(quán)、獲獎、人才培養(yǎng)等方面取得了較好成績。據(jù)不完全統(tǒng)計，三類項目共作國際特邀報告137人次；獲國家級獎勵27項，省部級獎勵143項；發(fā)表SCI檢索論文4250篇，占發(fā)表論文總數(shù)的31.35%；出版專著249部，授權(quán)專利2529件；1013個三類項目中有805個項目發(fā)表了SCI檢索的論文。

在進展報告和結(jié)題報告審核過程中，也發(fā)現(xiàn)有部分項目存在不同程度的問題，常見與共性問題與2014、2015年類似，具體參見文獻[2-3]。為了加強管理，根據(jù)《國家自然科學(xué)基金條例》及科學(xué)基金管理辦法的相關(guān)規(guī)定，科學(xué)處采取了相應(yīng)的處理措施，對有問題的項目分別給予“提醒注意”、“退回并重新提交”等處理決定，并將報告和項目執(zhí)行中存在的共性問題匯總，在發(fā)送2016年度項目批準通知郵件時，提醒和告知新獲批項目負責(zé)人，要求在項目執(zhí)行過程中特別注意。

2.2 認真做好在研和結(jié)題項目的管理

2016年1月4—6日，“納米制造的基礎(chǔ)研究”重大研究計劃2015年度學(xué)術(shù)交流會在北京召開。會議完成了集成項目(2013年度批準)中期檢查、重點支持項目結(jié)題驗收(2011年度批準)和年度交流(2012年度批準)、培育項目年度交流(2014年度批準)和啟動(2015年度批準)等多項議程，同時召開了重大研究計劃聯(lián)合實驗室2015年度交流會和指導(dǎo)專家組會議。指導(dǎo)專家組要求各課題負責(zé)人根據(jù)與會專家提出的建議，做好后續(xù)研究工作，通過進一步努力和研討，規(guī)劃未來二十年中國納米制造研究領(lǐng)域新的研究前景，更清晰地描繪中國納米制造領(lǐng)域的宏偉藍圖[6]。

2016年2月29日，“航天先進制造技術(shù)研究”聯(lián)合基金2015年度資助重點支持項目啟動會在西安召開，基金委主任楊衛(wèi)在開幕式上致辭。楊衛(wèi)指出，基礎(chǔ)研究是科學(xué)之本、技術(shù)之源，是提升原始創(chuàng)新能力的根本途徑和無可替代的“源頭供給”。期望通過發(fā)揮科學(xué)基金的播種和導(dǎo)向作用，面向未來，布局長遠，著力解決航天科技領(lǐng)域具有前瞻性和引領(lǐng)性的科學(xué)技術(shù)問題，通過持續(xù)不斷的支持，取得若干原創(chuàng)性甚至顛覆性的重大成果，推進我國航天事業(yè)的跨越式發(fā)展。15個重點支持項目負責(zé)人按領(lǐng)域分兩組向與會專家和代表匯報了項目的主要研究內(nèi)容、研究思路和可能遇到的難點與挑戰(zhàn)；各位專家結(jié)合航天企業(yè)實際需求和技術(shù)背景，對項目研究方案和技術(shù)路線的可行性等方面提出了建議。啟動會前，基金委和中國航天科技集團公司領(lǐng)導(dǎo)赴航天科技集團六院7103廠和五院西安分院科研和生產(chǎn)試驗現(xiàn)場進行了參觀和調(diào)研。啟動會的召開為項目的順利開展和實施奠定了良好的基礎(chǔ)，同時，對進一步明確基金委與航天科技集團公司未來合作與發(fā)展，厘清航天先進制造聯(lián)合基金資助格局與戰(zhàn)略重點，科學(xué)遴選優(yōu)先資助領(lǐng)域，圍繞航天科技的重大需求實行長期穩(wěn)定支持和超前部署具有重要意義[7]。

2016年8月10—12日，由東北大學(xué)、沈陽工業(yè)大學(xué)、沈陽航空航天大學(xué)和沈陽建筑大學(xué)聯(lián)合承辦，美國吳賢銘基金會、中國機械工程學(xué)會、遼寧省科學(xué)技術(shù)協(xié)會協(xié)辦的第十二屆設(shè)計與制造前沿國際會議(ICFDM2016)在沈陽舉行。來自美國、德國、英國、澳大利亞和中國等多個國家的近千名海內(nèi)外專家學(xué)者參加了會議。德國弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究所所長Fritz. KLOCKE教授，美國普渡大學(xué)Karthik RAMANI教授，美國工程院院士、密歇根大學(xué)副校長S. Jack HU教授分別作了大會報告。會議期間，24位專家通過邀請報告分享了設(shè)計與制造科學(xué)領(lǐng)域的最新研究進展；50項基金結(jié)題項目、50篇會議論文進行了口頭報告；近200項基金項目成果進行了墻報展示。大會評選了10項國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀結(jié)題項目和10篇優(yōu)秀會議論文，多篇會議論文被推薦到國內(nèi)外知名期刊發(fā)表。優(yōu)秀結(jié)題項目名單如表2所示。

2016年11月11日，由廈門大學(xué)承辦，華僑大學(xué)、廈門理工學(xué)院協(xié)辦的NSFC機械工程學(xué)科2016年度青年/地區(qū)科學(xué)基金項目交流研討會在廈門召開。來自全國200多所高校與科研院所的600余名專家學(xué)者和機械工程學(xué)科2016年度青年/地區(qū)科學(xué)基金項目負責(zé)人參會。中國科學(xué)院院士、廈門大學(xué)田中群教授以《漫談理工學(xué)科交叉的科研創(chuàng)新和人才成長》為題，結(jié)合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和科研經(jīng)驗，指出做好科研的三要點為“敢為先，重細節(jié)，合為貴”，鼓勵青年學(xué)者要首先確定科研目標、選題和方向，并重視基礎(chǔ)細節(jié)，才能成大事。兩位國家杰出青年科學(xué)基金項目獲得者和10位優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目獲得者圍繞各自研究方向，結(jié)合個人成長經(jīng)歷作了精彩報告，分享了在科學(xué)基金項目研究工作中的心得體會。迄今為止，本會議已經(jīng)舉辦了7屆，在鼓勵和督促青年/地區(qū)科學(xué)基金項目承擔者自主創(chuàng)新與潛心探索，扶持青年人才獨立開展科研工作，高質(zhì)量完成科學(xué)基金項目方面起到了重要作用。

表2 ICFDM2016評選的優(yōu)秀結(jié)題項目清單(按項目批準號排序)

2.3 精心組織學(xué)術(shù)會議，研討學(xué)科發(fā)展方向

2.3.1 促進交流合作，研討高端裝備數(shù)字化設(shè)計與制造

2016年1月16—17日，由西安交通大學(xué)承辦的第五屆數(shù)字化設(shè)計與制造高層研討會在西安召開。研討會以基金委機械工程學(xué)科的創(chuàng)新研究群體為平臺，對高端裝備數(shù)字化設(shè)計與制造的前沿、內(nèi)涵和科學(xué)問題等進行了重點研討。來自上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)、大連理工大學(xué)、西安交通大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)的6位項目負責(zé)人先后匯報了群體的最新創(chuàng)新成果，并就相關(guān)問題進行了交流。與會專家認為，“中國制造2025”和國家創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃為制造業(yè)和機械工程學(xué)科的發(fā)展帶來了新機遇，要充分發(fā)揮科學(xué)基金的基礎(chǔ)研究特色，籌建先進制造科學(xué)研究中心，集中優(yōu)勢資源，推動學(xué)科交叉融合，長期穩(wěn)定地支持優(yōu)秀科學(xué)家在科學(xué)前沿潛心研究，形成若干具有重要國際影響的研究中心和搶占學(xué)科發(fā)展方向的學(xué)術(shù)高地[8]。

2.3.2 關(guān)注基礎(chǔ)問題，促進切削加工共性數(shù)據(jù)共建共享

2016年2月14—15日，由北京理工大學(xué)承辦，上海交通大學(xué)、山東大學(xué)和哈爾濱理工大學(xué)聯(lián)合協(xié)辦的切削加工數(shù)據(jù)庫共性基礎(chǔ)研討會在北京召開。會議總結(jié)分析了2015年自然科學(xué)基金面上項目群申請的特點，對獲資助項目研究內(nèi)容和方案給出了建議。會議提出將原“切削數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)”推進為“切削制造大數(shù)據(jù)”的設(shè)想，并達成以下三點共識：一是建立“切削制造大數(shù)據(jù)”項目群信息共享平臺；二是申請“切削制造大數(shù)據(jù)”企業(yè)需求現(xiàn)狀調(diào)研項目；三是規(guī)劃“切削制造大數(shù)據(jù)”項目群研究路線圖。此外，為了明確“切削制造大數(shù)據(jù)”的內(nèi)涵、外延及發(fā)展趨勢，宣傳切削制造大數(shù)據(jù)的重要性，強調(diào)基金委組織開展該項目群研究的意義，建議由參會代表共同撰寫“切削制造大數(shù)據(jù)”發(fā)展綜述。

2.3.3 集中優(yōu)勢力量，助推復(fù)雜零件/構(gòu)件設(shè)計制造創(chuàng)新

2016年3月25—27日，由機械科學(xué)研究總院承辦的復(fù)雜零件/構(gòu)件材料結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計與制造基礎(chǔ)研討會在北京召開。杜善義院士、盧秉恒院士、林忠欽院士、郭東明院士、王華明院士以及來自機械、材料和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的專家學(xué)者80余人參加了會議。通過研討，與會專家達成以下共識：一是“材料-結(jié)構(gòu)-性能一體化設(shè)計與制造”是一項科學(xué)的系統(tǒng)工程，應(yīng)進一步加強多學(xué)科的交叉和協(xié)同；二是應(yīng)加強新材料/新結(jié)構(gòu)，多尺度/跨尺度，多場耦合和控形、控性等問題的研究，提高高端裝備可靠性及服役性能；三是應(yīng)加強原創(chuàng)性新原理、新方法和顛覆性新技術(shù)的研究，取得引領(lǐng)性的基礎(chǔ)研究成果。在本次研討會基礎(chǔ)上，科學(xué)處組織專家論證的“高性能構(gòu)件材料結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計與制造”重大項目建議已經(jīng)通過審批，詳見2017年項目指南[9-10]。

2.3.4 著眼創(chuàng)新設(shè)計，探討機構(gòu)學(xué)和機器人發(fā)展新趨勢

2016年8月3—5日，由燕山大學(xué)承辦的第二屆中國機構(gòu)學(xué)發(fā)展中青年學(xué)者論壇和空間機構(gòu)學(xué)與并聯(lián)機器人學(xué)術(shù)研討會在秦皇島舉行。50余家國內(nèi)外高校和科研院所的120余名專家學(xué)者參加了本次論壇和研討會。大會共安排9場特邀報告、11場專題報告和3場主題研討。與會專家圍繞機構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)理論與方法、機器人關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用、先進制造與高端裝備等主題，全方位、多角度交流了機構(gòu)學(xué)的最新研究成果及心得感悟，剖析了“中國制造2025”背景下我國機構(gòu)學(xué)面臨的機遇與挑戰(zhàn)，研討了我國機構(gòu)學(xué)與機器人領(lǐng)域存在的問題與發(fā)展方向，對推動我國機構(gòu)學(xué)理論的持續(xù)發(fā)展，進而助力智能裝備制造具有重要的意義[11]。

2.3.5 探索儀器創(chuàng)新，凝練機械傳感測試前沿交叉方向

2016年10月21—22日，由中北大學(xué)和中國電子科技集團公司第四十一研究所共同承辦的第四屆現(xiàn)代機械測試理論與技術(shù)基礎(chǔ)中青年學(xué)者高層論壇在太原召開。國內(nèi)35所高校及研究機構(gòu)的150多位測試與制造領(lǐng)域的知名專家和學(xué)者出席了論壇。鐘掘院士、譚建榮院士、葉聲華院士、蔣莊德院士、尤政院士、譚久彬教授、年夫順研究員、劉俊教授分別作了特邀報告。與會代表圍繞“微納傳感與儀器科學(xué)技術(shù)”進行了討論，總結(jié)了我國機械測試技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果，分析了近年來面臨的機遇與挑戰(zhàn)，著重探討了如何通過關(guān)鍵核心技術(shù)突破或集成創(chuàng)新進行原創(chuàng)性科研儀器設(shè)備的研制，并對機械工程學(xué)科機械測試領(lǐng)域“十三五”期間發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃提出了資助建議。

2.4 注重人才培養(yǎng)，打造優(yōu)秀團隊

2016年度，華中科技大學(xué)彭芳瑜、西北工業(yè)大學(xué)詹梅、清華大學(xué)王建強、北京航空航天大學(xué)魏振忠和西安交通大學(xué)劉紅忠獲得機械工程學(xué)科國家杰出青年科學(xué)基金項目資助。這五位青年學(xué)者在多項國家自然科學(xué)基金的資助下，潛心開展機械工程領(lǐng)域基礎(chǔ)研究，已分別成長為數(shù)控技術(shù)與裝備、塑性成形、智能車輛、測試技術(shù)、微納制造等領(lǐng)域的青年學(xué)術(shù)帶頭人。

曾獲得多項科學(xué)基金項目資助的中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所劉維民院士、北京航空航天大學(xué)焦宗夏教授獲2016年度何梁何利科學(xué)與技術(shù)進步獎；華南理工大學(xué)瞿金平院士獲2016年度何梁何利科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎。

2016年度，湖南大學(xué)韓旭教授團隊申請的“汽車碰撞安全性分析與優(yōu)化設(shè)計”獲創(chuàng)新研究群體項目資助。該團隊多年來針對汽車碰撞安全分析與優(yōu)化中的關(guān)鍵科學(xué)問題展開基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究，在薄板接觸碰撞仿真理論、人體損傷生物力學(xué)與損傷機理、高效結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面獲得一系列創(chuàng)新性理論成果，為我國汽車工業(yè)的自主創(chuàng)新提供了重要理論支撐。項目將圍繞下一代汽車安全設(shè)計中的輕量化新構(gòu)型的耐撞性、材料與結(jié)構(gòu)一體化、汽車結(jié)構(gòu)時變可靠性分析與優(yōu)化等關(guān)鍵理論和方法，開展原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究。

大連理工大學(xué)郭東明教授團隊申報的創(chuàng)新研究群體項目“精密制造理論與技術(shù)基礎(chǔ)研究”獲得第二個3年的延續(xù)資助。截至2016年，科學(xué)處共資助了10個創(chuàng)新研究群體。

3 典型資助成果

3.1 交叉創(chuàng)新，提升國際學(xué)術(shù)影響

科學(xué)處鼓勵機械工程與仿生學(xué)、材料科學(xué)、微納科學(xué)等學(xué)科的交叉與基礎(chǔ)研究，相關(guān)研究機構(gòu)在仿生表面研究等方面取得原創(chuàng)性成果，國際頂級期刊Nature上出現(xiàn)了機械工程學(xué)科中國本土科學(xué)家的身影。

2016年4月7日，Nature在線發(fā)表了北京航空航天大學(xué)陳華偉教授、張德遠教授和江雷研究員等的合作研究成果“ContinuousdirectionalwatertransportontheperistomesurfaceofNepenthesalata”。該研究揭示了生物體表面結(jié)構(gòu)無動力液膜搬運現(xiàn)象的原理，為機械表面/界面仿生設(shè)計與生物制造奠定了理論與技術(shù)基礎(chǔ)。

該研究團隊深入分析了豬籠草口緣區(qū)表面微觀結(jié)構(gòu)上的液膜鋪展過程，首次發(fā)現(xiàn)液膜定向連續(xù)搬運的神奇現(xiàn)象，提出了梯度泰勒毛細升、閉口梯度泰勒毛細升理論計算模型，揭示了液膜定向連續(xù)搬運機理，發(fā)展了傳統(tǒng)泰勒毛細升理論。在進一步研究表面親水、疏水特性對液膜定向搬運能力的影響規(guī)律后，他們提出了基于楔形盲孔正向搬運、拱形邊緣反向阻止的液膜定向連續(xù)搬運仿生機械表面/界面設(shè)計原理，基于生物復(fù)制成形方法實現(xiàn)了逼真形貌的轉(zhuǎn)移制造，如圖3所示。該研究成果可應(yīng)用于醫(yī)療器械、MEMS、航空航天等裝備的表面/界面自潤滑、抗磨損、防黏附等。該研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項目(批準號：51290292)和面上項目(批準號：51175020，51475029)的資助[12-13]。

圖3 翼狀豬籠草與液膜定向連續(xù)搬運過程[13]Fig.3 Nepenthes alata and the directional water transport process[13]

3.2 持續(xù)資助，孕育豐碩科研成果

我國學(xué)者在超快激光微納制造、強韌與潤滑一體碳基薄膜、靈巧假肢及其神經(jīng)信息通道重建、混合驅(qū)動水下航行器等領(lǐng)域取得了豐碩成果。2016年度機械工程領(lǐng)域獲國家自然科學(xué)獎1項、國家技術(shù)發(fā)明獎7項、國家科技進步獎2項。這些成果和團隊都獲得了學(xué)科長期和重點資助。如第一獲獎人北京理工大學(xué)姜瀾教授、中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所王立平研究員、上海交通大學(xué)朱向陽教授、天津大學(xué)王樹新教授、西北工業(yè)大學(xué)楊合教授、華中科技大學(xué)王新云教授、南京航空航天大學(xué)李迎光教授、武漢大學(xué)劉勝教授、華南理工大學(xué)湯勇教授、西南交通大學(xué)張衛(wèi)華教授等，都是機械工程領(lǐng)域的“杰青”獲得者、重點項目負責(zé)人/參與者或“優(yōu)青”等。

北京理工大學(xué)姜瀾教授團隊針對超快激光微納制造中機理、方法及新材料制備進行了十余年的研究，取得了豐碩成果。一是建立了量子等離子體模型，揭示了超快激光加工絕緣體機理，首次實現(xiàn)預(yù)測飛秒激光加工形狀，并預(yù)測了一系列反常效應(yīng)，后被多個國家研究組實驗確認。如圖4所示，當加工作用時間短到飛秒和尺寸小到納米量級時，材料的局部瞬時特性變化極為關(guān)鍵，許多經(jīng)典的理論不再適用。二是建立了改進雙溫度方程，揭示了超快激光加工金屬的機理。微納熱傳導(dǎo)基石之一的經(jīng)典雙溫度方程僅適用于峰值電子溫度遠低于費米溫度的情況(如超快激光低能量加熱)，不能正確描述高能量密度情況下超短脈沖與金屬的相互作用(如超快激光加工)。姜瀾教授團隊建立了改進雙溫度方程，成功破解了這一難題，極大地擴展了雙溫度方程的適用范圍。三是提出超快激光微納制造新方法并獲得了重要應(yīng)用。根據(jù)理論預(yù)測，提出了脈沖序列設(shè)計和共振吸收的超快激光微納制造新方法，使加工重鑄層高度降低了約60%，效率提高了5～56倍，深徑比/深寬比極限提高了30余倍。基于該方法設(shè)計并加工了新型光纖微傳感器及不同維度石墨烯器件。該團隊申報的“超快激光微納制造機理、方法及新材料制備的基礎(chǔ)研究”項目，獲2016年度國家自然科學(xué)二等獎，相關(guān)研究工作得到了國家杰出青年科學(xué)基金、重大研究計劃重點支持項目和集成項目等的持續(xù)資助(批準號：51025521，90923039，51105037，91323301)。

圖4 量子等離子體模型理論預(yù)測Fig.4 Theoretical prediction of the quantum plasma model

4 2017年工作展望

2017年是“十三五”規(guī)劃的第二年，科學(xué)處將繼續(xù)營造寬松的科研環(huán)境，充分尊重科學(xué)家的學(xué)術(shù)興趣，重點關(guān)注中青年人才培養(yǎng)，鼓勵探索創(chuàng)新；注重頂層設(shè)計，打破條塊分割，瞄準國際前沿和國家重大需求，孕育重點突破，穩(wěn)步推進“共融機器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”重大研究計劃和“航天先進制造技術(shù)研究”聯(lián)合基金以及“高性能構(gòu)件材料-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計與制造”重大項目的評審工作；做好“納米制造基礎(chǔ)研究”重大研究計劃結(jié)題評估工作；在一些前沿交叉和顛覆性技術(shù)方向，如新能源裝備、量子傳感與精密測量等領(lǐng)域召開多學(xué)科研討與交流會議；優(yōu)化在研和結(jié)題項目管理流程，最大限度地釋放創(chuàng)新潛力，促進新原理、新方法的快速涌現(xiàn)。

致謝：2016年度的學(xué)科工作得到了李景彬、艾超、朱明亮、秦紅玲、盧文龍、張恩政等多位兼聘專家的大力支持和幫助，特此致謝。

[1] 國家自然科學(xué)基金委員會.國家自然科學(xué)基金“十三五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/nsfc/cen/bzgh_135/index.html. Nature Science Foundation of China. The 13th Five Year Development Plan of the National Natural Science Fund [EB/OL].[2017-01-10]. http:// www.nsfc.gov.cn/ nsfc/ cen/ bzgh_135/ index.html.

[2] 賴一楠，宋建麗，何柏巖，等. NSFC機械工程學(xué)科 2015 年度管理工作綜述[J].中國機械工程，2016, 27(6):785-790. LAI Yinan, SONG Jianli, HE Baiyan, et al. Review on Fund Management of Mechanical Engineering Discipline of NSFC in 2015[J]. Mechanical Engineering, 2016, 27(6):785-790.

[3] 王國彪，賴一楠，宋建麗，等. NSFC機械工程學(xué)科2014年度基金管理工作綜述[J].中國機械工程，2015，26(3):782-789. WANG Guobiao, LAI Yinan, SONG Jianli, et al. Review on Fund Management of Mechanical Engineering Discipline of NSFC in 2014[J]. China Mechanical Engineering, 2015，26(3):782-789.

[4] 宋建麗，賴一楠，何柏巖，等. 2016年度國家自然科學(xué)基金委員會-中國航天科技集團公司航天先進制造技術(shù)研究聯(lián)合基金項目完成評審[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab90/info53315.htm. SONG Jianli, LAI Yinan, HE Baiyan, et al. Review Procedure of the “NSFC-China Aerospace Science and Technology Corporation Joint Fund for Advanced Aerospace Manufacturing Technology Research” has been Completed[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab90/info53315.htm.

[5] 何柏巖，賴一楠，宋建麗，等. 國家自然科學(xué)基金重大研究計劃“共融機器人基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”2016年度項目評審會在京召開[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab90/info53316.htm. HE Baiyan， LAI Yinan， SONG Jianli， et al. Review Procedure of the Major Research Plan “Theory and Technology of Tri-Co Robots” has been Held in Beijing[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/ publish/ portal0/ tab90/ info53316.htm.

[6] 劉磊，宋建麗，賴一楠. 國家自然科學(xué)基金重大研究計劃“納米制造的基礎(chǔ)研究”2015年度學(xué)術(shù)交流會在京舉行[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab110/info51669.htm. LIU Lei, SONG Jianli, LAI Yinan. The 2015 Academic Exchange Forum of NSFC Major Research Plan “Fundamental Research on Nanomanufacturing” has been Held in Beijing[EB/OL].[2017-01-10]. http:// www.nsfc.gov.cn/ publish/ portal0/ tab110/ info51669.htm.

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[8] 賴一楠,何柏巖,黎明.第五屆數(shù)字化設(shè)計與制造高層研討會在西安召開[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab110/info51667.htm. LAI Yinan, HE Baiyan, LI Ming. The 5th High-Level Forum on Digital Design and Manufacturing has been Held in Xi’an[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab110/info51667.htm.

[9] 宋建麗,賴一楠,黎明.“復(fù)雜零件/構(gòu)件材料結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計與制造基礎(chǔ)”研討會在北京召開[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab110/info52083.htm. SONG Jianli, LAI Yinan, LI Ming. The Symposium on “Material-structure Integrated Design and Manufacture of Complex Parts & Components”[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/ publish/ portal0/ tab110/ info52083.htm.

[10] 國家自然科學(xué)基金委員會. 2017年度國家自然科學(xué)基金項目指南[M]. 北京:科學(xué)出版社，2017. Nature Science Foundation of China. National Natural Science Foundation of China Guide to Programmes 2017[M]. Beijing: Science Press Ltd., 2017.

[11] 劉辛軍,于靖軍,王國彪,等.機器人研究進展與科學(xué)挑戰(zhàn)[J].中國科學(xué)基金，2016,30(5):425-431. LIU Xinjun, YU Jingjun, WANG Guobiao, et al. Research Trends and Scientific Challenges of Robotics[J]. Bulletin of National Natural Science Foundation of China, 2016,30(5): 425-431.

[12] 賴一楠,何柏巖,王國彪.我國學(xué)者在仿生表面研究方面取得重要進展[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab88/info52067.htm. LAI Yinan, HE Baiyan, WANG Guobiao. Important Progress on Bionic Surface Research Obtained by Domestic Scholars[EB/OL].[2017-01-10]. http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab88/info52067.htm.

[13] CHEN H, ZHANG P, ZHANG L, et al. Continuous Directional Water Transport on the Peristome Surface of Nepenthes Alata[J]. Nature, 2016, 532(7597):85-89.

(編輯 王艷麗)

Review on Science Fund Management of Mechanical Engineering Discipline of NSFC in 2016

LAI Yinan SONG Jianli HE Baiyan LIU Lei

Department of Engineering and Materials Sciences,National Natural Science Foundation of China，Beijing，100085

The applications, evaluations and fundings of projects in the mechanical engineering discipline of National Natural Science Foundation of China(NSFC) in 2016 were reviewed. The research progresses of undertaking programs and the achievements of finished programs in 2015 were summarized, problems occurred in the program implementation were indicated. The management measures on academic exchange and cooperation, talent cultivation, academic team construction, and project arrangement were introduced. The latest progresses and typical achievements obtained in the fields of mechanical engineering supported by the discipline in 2016 were listed, and the future work in 2017 was also proposed.

mechanical engineering discipline; management of science fund; progresses in mechanical engineering discipline; typical achievement

2017-01-18

TH-3

10.3969/j.issn.1004-132X.2017.04.011

賴一楠，女，1971年生。國家自然科學(xué)基金委員會工程與材料科學(xué)部機械與制造科學(xué)處副處長、教授。宋建麗，女，1969年生。國家自然科學(xué)基金委員會工程與材料科學(xué)部機械與制造科學(xué)處項目主任、教授、博士研究生導(dǎo)師。何柏巖，男，1973年生。國家自然科學(xué)基金委員會工程與材料科學(xué)部機械與制造科學(xué)處項目主任、教授。劉 磊，男，1980年生。國家自然科學(xué)基金委員會工程與材料科學(xué)部機械與制造科學(xué)處項目主任、教授。