科睿唯安-中国工程院：2024年全球工程前沿报告

前言 1第一章 研究方法 31.1 工程研究前沿遴选 51.1.1 论文数据获取与预处理 51.1.2 论文主题挖掘 51.1.3 研究前沿确定与解读 61.2 工程开发前沿遴选 61.2.1 专利数据获取与预处理 61.2.2 专利主题挖掘 71.2.3 开发前沿确定与解读 71.3 发展路线图 71.4 术语解释 7第二章 机械与运载工程前沿 92.1 工程研究前沿 102.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 102.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 142.2 工程开发前沿 232.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 232.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 27第三章 信息与电子工程前沿 373.1 工程研究前沿 383.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 383.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 433.2 工程开发前沿 553.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 553.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 60第四章 化工、冶金与材料工程前沿 714.1 工程研究前沿 724.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 724.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 754.2 工程开发前沿 864.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 864.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 90第五章 能源与矿业工程前沿 995.1 工程研究前沿 1005.1.1 Top 12 工程研究前沿发展态势 1005.1.2 Top 4 工程研究前沿重点解读 1055.2 工程开发前沿 1175.2.1 Top 12 工程开发前沿发展态势 1175.2.2 Top 4 工程开发前沿重点解读 122第六章 土木、水利与建筑工程前沿 1336.1 工程研究前沿 1346.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 134目录全球工程前沿Engineering FrontsI全球工程前沿Engineering Fronts6.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 1386.2 工程开发前沿 1496.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 1496.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 154第七章 环境与轻纺工程前沿 1637.1 工程研究前沿 1647.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 1647.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 1687.2 工程开发前沿 1777.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 1777.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 182第八章 农业前沿 1898.1 工程研究前沿 1908.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 1908.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 1948.2 工程开发前沿 2068.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 2068.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 210第九章 医药卫生前沿 2199.1 工程研究前沿 2209.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 2209.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 2259.2 工程开发前沿 2349.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 2349.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 239第十章 工程管理前沿 25110.1 工程研究前沿 25210.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 25210.1.2 Top 4 工程研究前沿重点解读 25710.2 工程开发前沿 27210.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 27210.2.2 Top 4 工程开发前沿重点解读 276总体组成员 289II1前言全球工程前沿Engineering Fronts前 言工程科技是改变世界的重要力量，工程前沿代表工程科技未来创新发展的重要方向。当今时代，世界之变、时代之变、历史之变正以前所未有的方式展开，新一轮科技革命和产业变革持续深入演进，人类社会面临前所未有的挑战。前瞻把握世界科技发展动向，准确识变、科学应变、主动求变，已成为各国的共同选择。为研判工程科技前沿发展趋势，敏锐抓住科技革命新方向，中国工程院作为国家工程科技界最高荣誉性、咨询性学术机构，自 2017 年起开展全球工程前沿研究项目，每年研判并发布全球近百项工程研究前沿和工程开发前沿，以期发挥学术引领作用，积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。为提高前沿研判的科学性，在前七年实践经验的基础上，2024 年度的研究工作继续在研究最初阶段完善技术体系，明确九大领域的技术边界和结构，梳理各分支技术之间的关联关系；继续在重点前沿解读过程中利用发展路线图工具，研判重点工程前沿未来 5~10 年的发展方向和趋势。本书为 2024 年度全球工程前沿研究项目的成果，由两部分组成：第一章主要说明研究采用的数据和研究方法；第二章至第十章为机械与运载工程，信息与电子工程，化工、冶金与材料工程，能源与矿业工程，土木、水利与建筑工程，环境与轻纺工程，农业，医药卫生和工程管理 9 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  研究方法 4全球工程前沿 2024全球工程前沿Engineering Fronts工程是人类借助科学技术改造世界的实践活动。工程前沿指具有前瞻性、先导性和探索性，对工程科技未来发展有重大影响和引领作用的关键方向，是培育新质生产力的重要指引。根据前沿所处的创新阶段，工程前沿可分为侧重理论探索的工程研究前沿和侧重实践应用的工程开发前沿。2024 年度全球工程前沿研究采用专家与数据多轮交互、迭代遴选研判的方法，通过专家研判与数据分析深度融合，在 9 个领域共遴选出 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。各领域前沿数量分布如表 1.1 所示。工程前沿研究基本流程包括三步：数据对接、数据分析和专家研判。数据对接，主要是领域专家和图书情报专家依据各领域的技术体系，制定论文和专利数据检索式，明确数据挖掘的范围；数据分析，主要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