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■高福榮及其團隊研發的「批次過程高性能控制系統」中的注塑機，該研究榮獲2012年度國家教育部自然科學獎一等獎。 莫雪芝 攝
——獲自然科學一等獎 料兩年內成熟助國家產業升級
香港文匯報訊（記者 龐嘉儀）中國被稱為「世界工廠」，製造業佔國民生產總值四成以上，地位舉足輕重。不過，現時內地製造業仍以勞動密集型為主，特別是高附加值工業方面的產值效能有所欠缺。針對有關情況，由香港科技大學學者領導的研究團隊於「批次過程高性能控制系統」研究取得突破，大大提高小規模而高技術零件於自動化製造過程中的效率及精準度；以塑膠行業廣泛應用的注塑機製作為例，系統可令精密度較現有高15倍至25倍，而成本則只是歐美先進國家的約十分一。該項目獲頒2012年度國家教育部自然科學獎一等獎，並與企業開展合作，預計可於1年至2年達成熟階段，可望促進國家產業升級。
是次研究自上世紀90年代起開展，港科大化學工程及生物分子工程學系教授高福榮及浙江大學科研人員針對現有製造業5方面問題，包括程序控制、過程監測、過程設定、優化及新型品質測量，於理論及技術層面提出嶄新思維，並取得顯著突破。高福榮在接受訪問時表示，中國雖是製造業大國，產量增幅連續20年居全球之首，但企業多屬勞動密集型，高端產品缺乏核心技術，尤其是要求較高的小批量及高附加值產品，包括機械零部件、電子產品、食品加工、生物製藥等。因此，該類產品只能依賴進口。
建模難精準差 難直接質量控制
高福榮解釋，以製造業常見的注塑成型為例，內地注塑機製品質量不穩定，報廢率高，耗能高且附加值低，雖然注塑機產量佔全球七成，但對應產值只有9%，技術效能低，「實際上出口的只是（製機器的）鋼鐵」。目前內地業內面對機理建模困難，而且批次過程採取開環控制，精準較差，又欠缺有效檢測方法，難以實現直接的質量控制。
不增成本 提升質量
針對有關問題，研究團隊首先根據加工程序的過程相似性，提出了「模型移植」的概念及快速建模方法；其次在過程控制中，參考批次過程中的動態信息，提升控制精度，又建立「關鍵時段」、「關鍵量變」分析等線上監測估算方法，同時研發了「電容感測器」，以測量成型產品的品質。
整個高精密控制系統，大大提高了產品精準度及製造效率。高福榮指，目前內地注塑機「開/鎖模定位」可精細至約3毫米至5毫米，利用新研發的系統能收緊至0.2毫米，精密程度達15倍至25倍，甚至比歐美、日本等地先進注塑機精細至0.5毫米更佳。成本上，以50噸鎖模力注塑機為例，德國製機器價格約為50萬元人民幣，而內地使用新系統的機器則只須約5萬元；新技術可在不增加成本的前提下，達到產品質量的提升。
兩年內產業化 獲多項國際肯定
高福榮表示，研究團隊目前正積極於南沙的科大霍英東研究院進行應用測試，並與兩所塑膠製品企業展開合作計劃，期望能於1年至2年內達至技術成熟及產業化。項目成果亦已獲多項國際肯定，長遠而言，更可望為全中國的製造業帶來改革契機，推進技術革新和產業升級。
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