引言

跨领域工程技术融合创新是“中国制造2025”与“互联网+”行动计划的重要内容之一，是推动工程建设领域供给侧结构性改革和创新驱动发展的重要抓手。近年来，随着我国科技体制改革的不断深入，跨领域工程技术融合创新的政策环境不断优化，研究成果日益丰富。然而，当前跨领域工程技术融合创新仍然面临着理论与实践发展不均衡、关键技术研发与应用相对滞后、跨领域工程技术融合创新组织与管理机制尚不完善等问题。

一、跨领域工程技术融合的理论基础

跨领域工程技术融合创新是指在现有的知识基础上，将两个或多个领域的知识进行交叉融合，形成新的知识体系、新的技术体系和新的产品体系。从本质上看，跨领域工程技术融合创新是将创新成果从一个领域传递到另一个领域，使新的知识在不同领域得到应用。基于此，可将跨领域工程技术融合创新划分为三种类型：一是基于现有知识基础的跨领域工程技术融合创新，二是基于多学科交叉与融合的跨领域工程技术融合创新，三是基于互联网思维的跨领域工程技术融合创新。

二、跨领域工程技术融合的关键技术与方法

1.信息技术与工程技术的融合

信息技术与工程技术的融合，可以解决工程中存在的一些难题。例如，在制造中，产品设计阶段所采用的三维建模与仿真、产品装配设计与仿真等信息技术，可以为产品的加工制造提供必要的依据。同时，信息技术还可以应用于工程问题的诊断与处理。在工程问题诊断中，计算机仿真、虚拟现实、专家系统等信息技术可以为工程人员提供更好地解决方案。例如，通过对大量的设计数据进行处理和分析，可以提取设计中所需的知识、经验和模型等信息；同时，设计人员还可以运用信息技术快速而准确地完成工程问题诊断。

2.机械与电子工程的协同创新

机械与电子工程的协同创新，是指将机械与电子工程两个领域的知识与技能进行有机结合，使其在项目立项、研发、生产和使用过程中发挥各自的优势，促进跨领域工程技术的深度融合。这种协同创新模式以机械技术为核心，以电子技术为关键，两者通过信息技术将各自领域的知识技能进行有效融合，形成新的工程技术。协同创新主要包括机械和电子工程两个学科领域的协同、两个学科领域间的协同。机械与电子工程的协同创新将是一种开放式、集成化、数字化、智能化和绿色化的设计方法与制造模式。协同创新模式主要包括基于CAD/CAM技术的计算机辅助设计与制造、基于仿真技术的虚拟现实设计等。

3.新材料技术在工程施工中的应用

新材料是指由新工艺、新技术、新设计等手段研制开发的具有良好性能和使用价值的材料。随着国民经济的发展和科学技术的进步，建筑施工领域对新材料技术的需求越来越迫切。近几年，我国先后研制了一批具有自主知识产权的高标号混凝土和新型干法水泥生产技术，开发了钢筋与钢结构连接技术、快速建造技术、装配式建筑体系等。同时，也逐步推广使用了一批以高性能混凝土、高性能外加剂等为代表的高性能材料，提高了建筑材料性能与质量，促进了新技术、新工艺在施工中的应用，为我国建筑业实现可持续发展提供了重要支撑。

三、跨领域创新应用案例分析

1.跨领域融合在大型基础设施建设中的应用

近年来，我国大型基础设施建设快速发展，在技术创新方面，我国已初步掌握了大型基础设施建设过程中的大型结构安全与控制、重大设备安全与控制等核心技术，并在应用推广方面取得了重大突破。如中国三峡集团采用BIM技术为三峡大坝进行三维建模，不仅实现了工程全生命周期信息共享与管控，而且能有效提高大坝安全监测水平，解决了大坝安全监测与评估的难题；上海洋山深水港项目中采用的虚拟施工平台、智能视频监控、BIM技术等，不仅实现了工程全过程可视化管理，而且大大提高了生产效率、降低了现场管理成本。这些例子表明，大型基础设施建设中的跨领域融合应用正在不断深化。

2.智能建筑工程中的技术融合创新

智能建筑工程中，结合物联网、人工智能、大数据、云计算等技术，融合BIM和BIM+GIS技术，形成智能建筑工程智慧化建设解决方案，可实现对建筑全生命周期的监测与管理。以智能建筑工程中的物联网技术为例，其工作原理是通过传感器将建筑物的环境参数等数据实时传输到云端进行存储和分析，然后通过人工智能算法对数据进行处理和分析，并对建筑运行状态进行预测、分析和评估。因此，在智能建筑工程中应用物联网技术时需要关注两个方面：一是传感器的集成技术；二是人工智能算法的优化与发展。这两方面均需借助多学科交叉融合的方式进行创新。

四、跨领域融合创新在工程施工中的挑战与对策

1.技术融合面临的主要挑战

我国在工程施工领域对新技术的融合与创新，主要面临以下三个方面的挑战：一是，国外已有成熟技术与国内行业企业之间存在一定程度的“知识鸿沟”，我国企业在技术融合方面仍面临“卡脖子”风险；二是，国内建筑行业企业主要依赖于国外施工装备与技术的引进，在自主创新方面缺乏必要的资金投入与支持；三是，我国建筑业企业自身发展不足，企业规模普遍较小、组织结构不健全、创新能力不足、专业人才匮乏，难以满足工程建设领域对技术融合创新的要求。

2.风险控制与质量保障措施

对于工程技术创新而言，需要关注的风险有：第一，由于项目具有多学科交叉特点，其安全风险会因不同学科、不同领域而有所区别。例如，在桥梁工程施工中，需要考虑混凝土的施工质量控制、钢结构与混凝土结构的连接质量控制等问题。

第二，新技术和新材料的应用会带来新的风险。例如，在钢结构施工中，采用BIM技术进行设计优化和可视化施工可以避免现场出现不必要的返工。

第三，不同领域的知识和技术体系存在差异，因此需要建立质量保证体系、规范和标准体系，以及管理制度等保障措施，以确保创新技术在项目中顺利应用。

结论

跨领域工程技术融合创新与应用的目的是更好地解决工程中存在的问题。对于项目而言，跨领域工程技术融合创新不仅可以实现不同领域知识的融合，也可以实现不同领域人员的交叉。为了更好地解决问题，项目需要建立跨领域团队协作机制，同时应制定跨领域协作策略、构建知识共享平台以及建立质量保证体系和规范标准体系。在项目实施过程中，应注意避免过度依赖某一种技术或设备，需要根据实际情况灵活调整不同学科、不同领域之间的关系。此外，为了确保项目顺利进行，还需要制定风险控制与质量保障措施，以确保创新技术在工程中的应用。

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