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日本的60个全球顶尖科技

大可数学人生工作室

03/20 08:06

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1、

全球最大的螺旋型磁约束托卡马克装置——日本LHD

。什么是托卡马克?说得通俗一些就是“小太阳”。托卡马克(Tokamak)装置最早是前苏联在20世纪50年代发明的,该装置能够产生稳定聚变能。但之前由于技术限制,相关结果都是短脉冲产生,因此,持续时间不长。

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核聚变约束主要有两种惯性约束和磁约束。惯性约束要用到激光,属于是千赫兹的激光技术上。磁约束需要拥有封闭的磁力线来约束等离子体,因此,就出现了“甜甜圈”——大的通电线圈做成的环形。此时,形成的同心圆磁力线,内侧磁场大于外侧,等离子体受磁力梯度影响,电荷会进行分离,导致等离子体整体向外侧漂移。如果再加一个垂直环面的磁场将等离子体向内推一推,即可将等离子体稳定。因此,托卡马克装置磁场一般都由三部分构成:环形磁场+等离子体电流磁场构成环形螺旋磁场,极向磁场(垂直环形面)控制等离子体位置。

2、

全球单一

国家

中最先进的超导托卡马克装置

日本JT-60(U)和升级版JT-60SA

JT-60托卡马克装置是日本原子能研究所在1985成功运行的托卡马克装置。JT-60 是以实现临界等离子体条件(能量增益因子超过 1.0)为目的的大型托卡马克实验装置,日本的JT-60与 美国的TFTR,欧洲的JET 是世界三大托卡马克装置。

世界上可望达到等离子体临界条件的核聚变装置4座:美国的TFTR、苏联的T-15、欧洲共同体的JET和日本的JT一60。

该装置共耗资 2300 亿日元(大约 153 亿人民币)。它的主要目标是:达到临界等离子体条件;确认在此条件下的约束定标律、二级加热及杂质控制。

日本曾在2004年以2000万摄氏度的炉中温度状态下将高约束稳态等离子体维持了31分45秒,2006年在1亿度状态下将稳态等离子体由原先的16.5秒维持时间提升到了28.6秒。

3、

世界下潜

深度深海无人探测机

日本“海沟7000”“海沟7000II”

据新华网消息,日本无人海底探测机早在2013年11月25日 就拍到8000米深海视频属世界首例。深海中蕴藏极为丰富资源,比如在海底及海洋中蕴藏着6000亿亿吨的矿产资源。海底锰的藏量是陆地的68倍,铜的藏量为22倍,镍为274倍,制造核弹的铀的储藏量高达40亿吨,是陆地上的2000倍。因此,海洋是个无比巨大的能源库,全世界海洋中储存着2800亿吨石油,近140亿立方米的天然气。所以,海洋底的探测和太空探测类似,具有极强的吸引力及挑战性。

日本“海沟”号曾经创下潜水世界纪录的就是——马里亚纳海沟。马里亚纳海沟是世界上海洋中最深的海沟。

日本海洋科技中心于1995年3月24日上午7时54分,日本“海沟”号经过三个半小时,潜水器到达查林杰海渊的底部。当时深表的水深值是10903.3米,修正水深为10911.4米,由此,“海沟”号创造了事实上的世界潜深记录。

此前的世界记录是由“的里亚斯特”号在1960年创造的,潜深为10912米,由于当时的测量技术不发达,实际深度没有这么深。“海沟”号的潜水深度实际上比“的里亚斯特”号深了15米。日本“海沟”号用机械手将一块书有“海沟”字样的纪念碑树立在海底上。

2003年5月29日,日本科学家利用“海沟”号在日本高知县东南大约130公里左右的海域进行海底调查作业时失踪。“海沟”号成了日本人的骄傲。“海沟”号失踪使不少科学家痛心不已。对日本的深海科研来说,损失无法估量。一些科学家甚至将“海沟”号比作航天界的“哥伦比亚”号。他们认为,这个价值5000万美元的探测器是独一无二的,它的失踪对科学研究是一个重大损失。

4、

世界上性能最强的宇宙暗物质探测器——东京大学XMASS

日本的暗物质探测器比一般的探测器敏感度高出50倍。它除探测暗物质,还探测超低能量太阳中微子。利用双β衰变的实验探索中微子质量

所谓暗物质(Dark Matter),是一种比电子和光子还要小的物质,不带电荷,不与电子发生干扰,能够穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分。暗物质的密度非常小,但是数量庞大,因此,它的总质量很大,它们代表了宇宙中26%的物质含量。其中,人类可见的暗物质只占宇宙总物质量的5%不到。暗物质无法直接观测得到,但它能干扰星体发出的光波或引力,其存在能被明显地感受到。

1915年,爱因斯坦根据他的相对论得出推论:宇宙的形状取决于宇宙质量的多少。爱因斯坦认为: 宇宙是有限封闭的。假如如此,宇宙中物质的平均密度必须达到每立方厘米5×10的负30次方克。但迄今可观测到的宇宙的密度,却比这个值小100倍。也就是说,宇宙中的大多数物质“失踪”了,科学家将这种“失踪”的物质叫“暗物质”。

5、

中子束照射分析设备——日本spica

全世界仅有2台能实时观察原子排列变化蓄电池用中子束照射分析设备。中子束是描述中子通量的物理量。所谓中子(Neutron),是组成原子核的核子之一。中子是组成原子核构成化学元素不可缺少的成分(注意:氢元素H不含中子),虽然原子的化学性质是由核内的

质子

数目确定的,但是如果没有中子,由于带正电荷质子间的排斥力(质子带正电,中子不带电),就不可能构成除氢之外的其他元素。

6、

世界第一的行星探测能力

日本subaru昴星为世界最大单一主镜片光学红外天文望远镜,在目前发现的距地球最遥远的10颗星系中有9个是日本科学家利用它发现的,其中包括最远的那颗,并在2012年打破了新银河的最远观测记录。

日本本subaru昴星,是一台8米口径的光学红外望远镜。它有三个特点: 一是镜面薄,能通过主动光学和自适应光学获得较高的成象质量;二是可实现0.1″的高精度跟踪;三是采用圆柱形观测室,自动控制通风和空气过滤器,使热湍流的排除达到最佳条件。

据日媒报道,日本国立天文台等组成的国际团队2016发布消息称,为寻找到太阳系中比海王星更为遥远、质量预计为地球10倍的“第九大行星”,将使用美国夏威夷岛的昴星望远镜尝试进行观测,据称,全球大型望远镜中屈指可数的昴星望远镜最适合直接观测。报道称,美国科研人员指出了“第九大行星”理论上可能存在。

7、

世界最大规模射电望远镜阵列ALMA

观测能力远超哈勃望远镜,因为哈勃望远镜无法观察从这些尘埃云团背后发出的亚毫米射线。ALMA由日本领衔建造,已正式投入使用。ALMA最终建成,它将包含66个协同工作的最先进天线,就像一台超强的毫米/亚毫米波段射电望远镜。ALMA将观测银河系中冷分子气体尘埃云的辐射,直到宇宙大爆炸后的背景遗迹,可以帮助天文学家研究星系、恒星、星系乃至宇宙的起源。

ALMA将是世界上波长在0.3-9.6毫米范围内最灵敏的望远镜,由日本主导建造)以及4座12米和12座7米天线组成的辅数组电波望远镜,由北美和欧洲主导建造50座直径12米天线组成的主数组电波远望镜。

ALMA望远镜建在了南美洲智利北方海拔5千米的沙漠,2013年3月全部竣工并投入使用。该望远镜共由66个天线构成,总长度达到9.9英里(约合16公里。ALMA望远镜是一个国际合作的天文设施,由欧洲、北美、东亚与智利共和国合作运作。

ALMA的建设和操作由以下机构实际负责:比如代表东亚的日本国家天文台(NAOJ),代表欧洲的ESO,代表北美的美国国立射电天文台(NRAO),。三家共同组建ALMA联合观测台(JAO),统一领导、管理ALMA的建设、试运行和科学操作。

8、

石化领域最关键的一种母机

——在PP PE大型挤压造粒机上,拥有完全自主设计兼制造能力的全球就3家(日本占两家),其中日本制钢所的无齿轮泵式可以做到100th(87万t年)的世界最高水准,而日本神户制钢则拥有全球最高占有率。

PP PE大型挤压造粒机组,是大型乙烯成套装备中的最核心关键设备,是将在乙烯工程中催化聚合而成的聚丙烯或聚乙烯树脂,根据工艺的要求,与其它辅料按严格的比例均匀混合,并通过机组对其进行混炼、塑化、挤出、切粒、分离干燥,最终加工成规则的树脂颗粒制品。

长达几十年,此项技术和市场一直被日本德国等国外公司所垄断。

9、

日本HTV

飞船

。世界上运载能力最强之一、唯一能向ISS运送加压和非加压货物的货运飞船的日本HTV。

日本HTV货运飞船,是日本航空航天探索局(JAXA)专门为国际空间站(ISS)计划研发、由三菱重工制造的不载人货运飞行器。2018年8年9月23日2时52分,日本在鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射一艘"鹳"号货运飞船,为国际空间站送去小型回收舱等。

HTV飞船又名“鹳”,是日本宇宙航空研究开发机构研制的一次性货运飞船,用于向“国际空间站”(ISS)运送补给物资。在欧洲自动转移飞行器(ATV)退役后,HTV已成为国外载货能力最大的现役货运飞船,仅次于中国的“天舟”货运飞船。

10、

世界上最精密的钟表“镱原子光晶格钟”

日本产业技术综合研究所曾经发表公报说,每6500万年误差1秒,此产物已被国际度量衡委员会定为下一代国际时间标准的参照物后选。

世界上但由于此前一直没有高效的计测手段,时钟精确度只能确认到小数点后14位。日本信息通信研究机构使用了独立研发的超高精确度光纤频率传输系统,将开发的“光晶格钟”与直线距离24公里外的东京大学的“光晶格钟”用60公里长的光纤连接起来,进行频率比较实验。结果显示,双方的时钟能准确地区分千万亿分之一秒的差异,相当于运转6500万年才会出现1秒的误差。

日本的公报说,这次的成果让利用日本提案的“光晶格钟”重新定义作为国际标准的1秒更具备了现实性。 如果未来精确度能再提高一个数量级,时钟还可应用于地球科学等领域。

“光晶格钟”是由东京大学科学家香取秀俊于2001年提出的一种新的光原子钟。它以获得2005年度诺贝尔物理学奖的“光梳”技术为基础。“光梳”拥有一系列频率均匀分布的频谱,这些频谱仿佛一把梳子上的齿或一根尺子上的刻度。“光梳”可以用来测定未知频谱的具体频率,其精确度目前已经达到小数点后15位。把原子封闭到被称为“光晶格”的“容器”里,这样原子的各种外来扰动被消除,可以充当钟的振荡器。

镱原子受电磁波辐射的影响小,其核自旋也较小。理论上,镱原子光晶格钟可达到运转137亿年误差不足一秒的精确度。日本产业技术综合研究所准备今后进一步提高镱原子光晶格钟的精确度和稳定性,使其成为更理想的标准器。

所谓原子钟就是以原子中电子的振动为振子的时钟,其中以光波段的电子振动为振子的时钟称为光钟。光晶格钟是光钟的一种。

11、

日本

超级计算机的巅峰

“京”

日本在另外一个超级计算机排行榜(Graph500)中再次排名全球第一,析超级计算机在模拟生物、安全、社会以及类似复杂问题时的吞吐量,而非TOP500偏重传统的数值运算能力。

日本共同社2020消息,评选全球超级计算机性能的专家项目“TOP500”曾经发布运算速度排行榜,日本理化学研究所计算科学研究中心(神户市)的新机型“富岳”以每秒41.553京次(1亿亿为1京)的运算速度,跃居全球首位,远超上次冠军美国的超级计算机。

除了运算速度,日本富岳在其他三个部门也是第一,成为全球首个“四项冠军”。其他三个部门分别为计算手法性能,用于人工智能领域的计算性能,及成为大数据解析指标的解析性能。

上一次日本在运算速度上居榜首是大约9年前,由超级计算机“京”在2011年达成。

富岳的性能被认为达到去年11月上次排行榜冠军美国橡树岭国家实验室“顶点”(每秒14.86京次)的约2.8倍,“顶点”此次退居第二。

12、

日本

超短脉冲高速快点火式人造太阳

。世界第一个兼最大的超短脉冲高速快点火式人造太阳装置。日本大阪大学激光工程研究所研发的firex-1(lfex),自上世纪80年代,日本实现全球第一个激光聚变装置GEKKO-XII起就积累了最好的光参量啁啾脉冲放大技术,保证了不需要将激光总功做到太高,但最终同样可以达到内爆的目的,事实上,根据日本大阪大学最官方成果报告来看,LFEX-II已很接近将激光功率提升到10PW级。

核聚变装置俗称“人造太阳”,它释放出的巨大能量并可用于发电。日本、欧盟等七个国家和地区将把“JT60SA”的研究成果运用到正在建造的国际热核聚变实验反应堆(ITER)中去。ITER位于法国,计划在2020年启用。

13

、全球首台重离子

加速器

。世界上首台兼性能最高的超导重离子放射线束加速器设备——日本理化学研究所RIBF。超导加速器是用超导性的加速腔或超导性的主磁体建成的加速器。它是20世纪60年代以来随着超导技术的发展逐渐成熟起来的一类有前途的新型加速器。利用超导加速腔可以在很小的微波功率下产生很强的加速电场;利用超导磁体则可以在很小的激磁功率下产生强大的约束磁场,二者都可大大缩减加速器的尺寸,降低加速器的功率消耗,使超导加速器在经济上和技术上具有巨大的优越性。

日本资本主义之父涩泽荣一1917年设立的大型自然科学研究机构——日本理化学研究所(RIKEN)成立。RIKEN的筹建工作可追溯到1913年。时年六月,有日本资本主义之父之称的涩泽荣一召集了一百二十多位社会名流在东京聚餐,听取著名化学家、“肾上腺素”发现者高峰让吉(Jokichi Takamine)的演讲。演讲中,高峰让吉认为世界上机械工业的大潮已经过去,而新一波的热潮是科学工业,即物理和化学工业。他极力要求日本政府创立一个注重纯粹科学的研究所。

高峰让吉的演讲让涩泽荣一大受鼓舞。后者继而在1917年的一篇文章里写到,“让一个国家从模仿变的有创造力,纯粹的物理和化学研究是唯一的方法,而这就是为什么我们需要一个理化学研究所”。在高峰让吉等人的极力推动下,RIKEN于1917年3月20日正式创立。

14

世界最高强度质子线加速器

。日本大强度质子加速器(J-PARC)的一个核心设备2008年正式启用,今后科研人员将主要利用加速器产生的中子进行高性能材料和新药开发等研究。

位于茨城县东海村的日本大强度质子加速器是由日本原子能研究开发机构和高能加速器研究机构共同建设的。它由一个330米长的线性加速器和两个同步加速器组 成。质子速度经过3个阶段提升可接近光速。用如此高速度的质子轰击金属的原子核,原子核会被击碎并释放出中子、反质子、μ介子、K介子等粒子。

利用释放出的中子,科研人员可探究物质的细微构造,以帮助开发新药、高温超导材料、纳米材料以及燃料电池新材料等。

质子加速器是探索宇宙形成和粒子微观物质结构的基础研究装置之一,日本大强度质子加速器是该领域利用中子进行研究的重要设备,也是目前全球最重要的大强度质子加速器。

15、

日本

世界最高脉冲强度中子源 u介子发生装置

。值得一提的是,这个中子源 u介子发生装置将自己保持的纪录提升14倍。世界最高脉冲强度中子源 u介子发生装置——是日本j-parc-mlf专用生成设施。

16、

全球唯一一套GeV级超核gamma分光探测设备

。由日本东北大学prof.hirokazu tamura开发。日本东北大学是一所国立大学,是继东京大学、京都大学之后日本第三个国立大学,是规模巨大的综合性国立大学。2002年诺贝尔化学奖获得者田中耕一等均出自此校。

17、

日本的

世界最精密光学天象仪

。经世界吉尼斯纪录认定的世界最精密光学天象仪——来自日本五藤光学,这台当今世界上最先进的光学天象仪能准确投影1亿4千万颗恒星,日本五藤光学和日本柯尼卡美能达加起来在此领域已握有全球7成左右份额。

日本五藤光学研究所向多摩六都科学馆(东京都西东京市)交付的天象仪“CHIRON II”被吉尼斯世界纪录认定为“最先进的天象仪”。该天象仪使用LED光源,可在大型穹顶上投影的恒星总数多达1.4亿颗,获得业界好评。

CHIRON II曾经利用12张恒星原版,可投影出共计1.4亿颗星星,其中除了7万颗8等星之外,还包括构成银河的18等星。“凭借可显示暗至18等星的细致表现力,可清晰反衬出银河中的黑暗部分”(五藤光学研究所)。

星体的亮度通过在恒星原版表面的金属膜上用蚀刻工艺形成的开孔大小来表现,最小的开孔直径仅为数μm。能够演示出1.4亿颗星体的星象仪目前世界上只有CHIRON和CHIRON II这两台。星体的位置及亮度等以美国海军天文台及名古屋大学等的大量观测数据为基础。

18

、日本先进的

重粒子癌放疗设备

成为全球医疗硬件的巅峰

全球仅有的6台投入使用的重粒子癌放疗设备曾经有5套在日本,全球选择不开刀而接受重粒子线放疗的患者中有80%是在日本进行的。

所谓重离子放疗,是当前国际上先进的肿瘤放射治疗方法之一。在传统的放疗中,放疗在杀伤癌细胞的同时,仍然伤害正常细胞,从而产生很大的副作用。而重离子放疗可以准确靶向肿瘤病灶,实现定点照射,在强力杀灭肿瘤细胞的同时,可以较大程度减少对健康组织和器官的损伤,日本重离子放疗水平处于世界领先水平。1994年日本在世界上率先开展重粒子线治疗。

重离子被国际上公认为21世纪最理想的放疗用射线,特别适宜于外科手术、化疗、常规放疗无效或易复发的难治病例。

19

、日本

质子束放疗加速器

。是日本医疗科技硬件两大最高峰的另一个,由日立与北海道大学发明,整套设备售价2亿dollar+,全球装机量不超15台。

所谓质子束疗法,其原理是利用物理方法裂变粒子,医学上常使用氢原子。让质子从氢原子核中裂变出来,然后经同步或回旋加速器加速到接近光速后直接高速轰击癌细胞,破坏癌细胞核内的DNA从而杀死癌细胞。

质子疗法相对于传统放疗的治疗目标更加精准,对癌旁正常组织损伤更小,特别是脑肿瘤或部分儿童实体肿瘤患者案例,质子束疗法应用效果最佳。

临床上,质子束疗法通常可以治疗前列腺癌、头颈部肿瘤、部分儿童肿瘤、胰腺癌,甚至部分早期乳腺癌和肺癌等。

质子粒子极其微小,一万亿个质子排成直线只有一毫米长。质子带正电,可以经电场使之高速运动,达到极高的能量。使用质子加速器产生高能质子束,在精确控制下射入人体,将能量准确地释放到病变部位,达到治疗效果,这就是质子治疗的技术优越性。

日立的质子束癌症放疗设备。日本的质子束癌症放疗设备曾经在全世界医院癌症科NO.1的美国MD安德森进行了2400+实例。日立的质子束癌症放疗设备同时已在欧洲最大规模肿瘤科的德国海德堡大学医院为癌症患者进行放疗。

20、

全球唯一一台突破纳米级加工精度的慢走丝电火花加工机

——来自日本沙迪克。沙迪克公司是全球数控电火花加工制造厂商的先驱者。创业以来,通过电火花加工控制的研究和数控系统开发,使得加工精度飞跃提高,为全世界的物品制造做出巨大贡献。沙迪克公司著名的口号:“世界上没有的东西由我们自己制造”。事实上,所有沙迪克的产品,也都继承了这种开发精神。

21、

日本发那科

数控机器人

。 日本法那科数控工业机器人全球销量稳居第一,并且曾经占据了全球70%市场份额,

法那科全球机器人销量曾达20万台,至今无可突破。东京巴黎银行分析师佛斯特曾如是评论道:“在一般人看来,发那科可能有些默默无闻,但其实他们是机器人界的微软。如果富士山爆发摧毁了发那科,全球都会因此停止运作。”

发那科公布全球安装统计数据显示,截至2019年,发那科机器人全球累计安装台数超过60万台,刷新了工业机器人单一品牌的全球装机量记录。从全球汽车制造到iPhone订单,可以说到处都有发那科机器人的身影。发那科尤其以高收益闻名,净利率长期保持20%以上、毛利率常年维持在40%以上。

22、

世界最高精度与第2臂展的引力波望远镜

——日本LCGT(kagra)(激光干折计超过3km的实物只有美国的2台)。引力波蕴含着宇宙起源的奥秘。探测引力波能够让科学家们验证宇宙起源和演化模型,探寻宇宙起源之谜。

引力波是物体移动时引起空间扭曲如波浪一般发散的现象。若引力波望远镜互相配合或与传统光学望远镜协作,则有望从更多方面解析宇宙结构。

望远镜工作原理为,从实验室朝着蓝宝石镜同时发射激光,观测反射回来的光。若引力波造成空间扭曲,则可通过光反射回来的时间差获知。

阿里原初引力波项目首席科学家张新民曾经说,世界上海拔最高的引力波探测望远镜目前已经在西藏阿里地区建成观测仓,预计将于2020年开启对原初引力波的追寻。据其介绍,海拔5000多米的西藏阿里大气透射率高、水汽含量少、环境清洁,能够很好地避免信号干扰,为探测原初引力波开辟了一个得天独厚的窗口。

美国激光干涉引力波天文台(LIGO)在2016年宣布成功探测到由双黑洞并合产生的引力波,三位科学家次年即因此荣获诺贝尔奖。

23、

日本的

大型衍射光栅刻划机

光学产业最重要母机之一的大型衍射光栅刻划机,全球只有3-4个国家有能力造,日本日立保有最高刻划精度10000g/mm。

日本日立公司的衍射光栅在世界多个领域获得了高度评价。比如日本的国立基础生物学研究所的冈崎教授曾经使用90cm*90cm的衍射光栅(刻有36条15cm*15cm的光栅格子)实现了一种人造彩虹,其强度是赤道处太阳光的20倍。美国宇航局发射的探测卫星的极紫外分光光度计也采用了日立变间距平面和凹面衍射光栅。

光栅刻划技术是世界上一种罕见的技术之一,使用机刻光栅能够制造出高质量的单色器。日本日立公司优异的衍射光栅刻制技术,能够将光栅刻槽精确到nm级别。光栅刻划机一般使用金刚石刀具,这样制作的光栅衍射效率高,同时凹槽设计具有像差校正功能。

24、

日本的

原子纳米级全息电镜

。具有可以将微观世界探索带入另一个时代的全球唯一一台原子纳米级全息电镜也已经被日本开发成功了——来自日本日立。

1969年,日立开始着手开发FE-SEM技术,仅仅三年时间后,日立将FE-SEM技术实现实用化,并于1972年将其配备在扫描电子显微镜上,研制成了世界第一台商用FE-SEM——HFS-2型。2012年初,为表彰1972年由日立制作所、日立高新开发出的FE-SEM的实用化功绩,电气和电子工程师协会(IEEE)授予日立场发射扫描电子显微镜“IEEE里程碑(IEEE Milestones)”奖。

日本的日立(HITACHI)公司,被称为隐秘的日本制造之王。这家企业从创立至今,已超百年历史。企业从最初一家制造电机的修理车间发展成为涵盖家电、能源、重型机械、信息通讯等多元化企业,业务类型超过18种。几乎很少有人知道它的收入排在索尼、松下、软银之前。日立背后事实上控制着1000多家子公司,曾经被业界形容为“可以生产一切”。

25、

日本的

全自动对刀仪

。根据统计,全世界70%的精密机床都搭载着由日本Metrol研制的世界最高精度的微米级全自动对刀仪。所谓对刀仪是为了应对机械在随工作时间加长切削轴热膨胀加剧后切削刀尖产生磨损,至使坐标跑偏的必备测量兼修正工具。

对刀仪的核心部件是由一个高精度的开关(测头),一个高硬度、高耐磨的硬质合金四面体(对刀探针)和一个信号传输接口器组成(其他件略)。四面体探针是用于与刀具进行接触,并通过安装在其下的挠性支撑杆,把力传至高精度开关;开关所发出的通、断信号,通过信号传输接口器,传输到数控系统中进行刀具方向识别、运算、补偿、存取等。对刀仪的使用,减少了机床的辅助时间,降低了返工和废品率。

美德龙株式会社(METROL)是由松桥章先生于1976年创立,在1976年发明了世界上第一台用在数控车床上的数控机床用对刀仪。1995年,metorl的创始人被日本科技省授予科技长官奖。

26、

全球唯一一台

激光弧焊机器人

。全球唯一一台世界最高速度7轴激光弧焊机器人6 MOTOMAN——来自日本著名的安川。

日本安川电机(Yaskawa Electric),1915年创建。日本安川电机株式会社,是一家在机器人、驱动控制、运动控制及系统工程领域拥有强大品牌影响力的国际巨头。该公司率先提出了著名的“机电一体化”概念。

1977年,安川电机研发出日本首台全自动工业机器人,并将其命名为“莫托曼1号”(MOTOMAN)。随后,安川电机又研发出了焊接、搬运、装配、喷涂等多种类型的工业机器人。该公司生产的机器人在树脂橡胶、汽车制造、电子电气、机械加工等行业都有十分广泛的应用。

全球机器人四大家族在各个技术领域内各有所长,比如瑞士ABB 的核心领域在控制系统,德国KUKA 在于系统集成应用与本体制造,日本发那科在于数控系统,日本安川在于伺服电机与运动控制器领域。值得一提的是,安川的AC伺服和变频器市场份额稳居世界第一,

日本安川是从电机开始做起的,因此它可以把电机的惯量做到最大化。安川的机器人最大的特点就是负载大,稳定性高,在满负载满速度运行的过程中不会报警,甚至能够过载运行。因此安川在重负载的的机器人应用领域,比如在汽车行业市场应用是相对较大的。

相比日本发那科机器人来说,安川机器人的精度没那么高,但在同等价格的基础上,若客户要求精度高的话,往往会选择发那科的机器人。但安川机器人价格优势十分明显,可以说是四大品牌中价格最低,性价比较高的。

27、

日本

HDS

谐波减速机

。世界上任何尖端工业机械上都不可缺少的的传动部件,日本HDS的高精密大扭矩轻量化回力小的谐波减速机在全球拥有40%以上份额,特别是欧洲空中客车公司、德国著名光学巨头蔡司外科手术镜等都是靠它来传递反馈设备的停走动力转向精度定位的。

28、

日本的全球

最大证件母机制造商

。世界最大证件母机制造商日本unomatic,曾经包括面向中国出货的存折制造设备,我们的公民的2代身份证的设备。

29、

日本金融系统纸币鉴别模

块。

日本日立金融系统通过高性能纸币鉴别模块,具有同机存取款伪钞识别、拒收迅速、支持新纸币高速纸币传送、处理自助办卡等丰富功能,其中,工、交、光、招行均采用此设备。

30、

日本希森美康的血细胞分析仪

。日本希森美康的血细胞分析仪曾做为某些国家标准,以此来审查检测所有血细胞计数设备的质量和日常精确度管理的提升。

31、

全球氧化锌避雷器领先企业

日本东芝三菱电机产业系统株式会社(tmeic)向世界上线路最长的天然气输送项目——国内的西气东输二线工程提供全部高压变频器与高速电机。东芝三菱电机产业系统株式会社同时保有世界最大容量的电压源型变频器与高速电机。

32、

日立的

光伏逆变器

日立曾与东方电气集团在华的合资公司东方日立,向国内乃至全球最大规模水力光伏互补光伏发电站提供上百台高出力高转换率的光伏逆变器。光伏逆变器是将太阳能电池所发出的直流电逆变为交流电,并承担系统保护作用的光伏电站关键设备之一。

33、

世界最先进

HFC

-23分解回收装置

日本月岛环境工程与旭硝子株式会社、大金工业根据《京都议定书》中的清洁发展机制项目(CDM)、世界最先进的有效破坏率超过99.99%的HFC-23分解回收装置,占据了全球销毁HFC-23气体所需设备的3成以上份额。

HFC-23又称氟利昂23,是全球气候变暖的元凶,属极难销毁型,必须控制它流入到空气中。

34、

极具相当话语权的

海水淡化

废水利用

日本在海水淡化、废水再利用、超纯水制备中被广泛使用的反渗透膜等膜工业领域,尤其以日东电工、东丽、帝人、旭化成为首的日本化工企业在全球拥有掌握相当的话语权。

35、

全球常年排名第一的

加氢反应器

加氢反应器是大型化工厂的必备,在唯数不多有能力建造加氢反应器的国家中,日本神钢与日钢的热壁加氢反应器常年保持在全球第1,2位(最大外径、重量、温度、壁厚),神钢同样是唯一在设计 核心材料、组装的整条制造过程中具备完全自主能力的厂商。

36、

核心卷绕设备皮带张紧机

全球9成以上份额被日本JDC的RB21和Beltbridle两种型号霸占。在所有板材加工领域(钢板、汽车、家电、建筑)都必要用到的给与板材张力的核心卷绕设备皮带张紧机。

37、

焦炭生成器

住友重机械是全球老牌的化工母机制造商,掌控着冶金制铁,基础原料焦炭的焦炭生成器大部分市场,美中英及中东大型石油公司都是其客户。

38、

全球领导力的

动力总成精密测试设备

有人说,无论是是天上飞、海里游、还是地上跑的,只要是移动型的机械物体就需要发功,而发功的前提是测功——日本Horiba(堀场制作所)在引擎传动制动底盘排放等全套动力总成精密测试设备领域具有全球压倒性领导力,尤其在汽车,坦克,飞机等领域都有不可或缺的作用。

39、

日本的

特殊类钢材

世界最大特殊类钢材制造商日本daido steel,它出品的引擎用传动轴和船舶柴油引擎用开关阀分别占到了全球3成、6成份额,特别在传动轴市场是当之无愧的全球NO.1,历来是波音及空客旗下主力客机引擎之首选。

40、世界最快速

全成型电脑横机

世界最快速全成型电脑横机记录保持者,来自日本和歌山市的岛精机制作所。同时它还握有此领域全球6成份额。电脑横机与工业缝纫机并称为纺织业界的两大母机。

值得一提的是,日本岛精机出品的电脑横机在崇尚高端时装的欧洲人眼里被称为针织机械界的“劳斯莱斯”,董事长岛正博先生曾被授与意大利国家级荣誉勋章。

41、

日本在

热转化处理领域

世界最大处理能力、最高耐压的工业冷却板式热交换器——日阪制作所,其份额与瑞典阿法拉伐并列全球第一,另外,日阪制作所利用热转换技术首创于全球的高温高压灭菌系统,已被广泛应用在生产医疗输液器械、中草药制剂、家常菜食材、调味料、啤酒、软包装饮料等领域的杀菌工序环节中,市场占有率7成。

42、

电波暗室

全球最大规模电波暗室制造商是日本TDK,被称为磁学的顶峰。全球各种机械、电子成品只要身上存在半导体零件就需要进行电磁波环境测试,测量电磁兼容最重要的设备就是电波暗室。

43、

日本的

高端光缆

nict与住友电工、横滨国立大学、optoquest株式会社共同开发出36光芯兼每条光芯都可以3种模式传递信息的世界最强性能多功能光纤,并成功开辟了利用单根光纤进行10pbps级超大容量传输的可能性 。

44、

SDN-软件定义网络

日本曾经以nec为首的日本IT企业在研发应用化阶段处于绝对的全球领跑位置。

最新兴前沿的IT技术——software defined network(SDN-软件定义网络),在加强底层选择度与系统集成性并提升对网络和资源访问控制精细度的低成本平台下,让运营商或企业机构以更灵活的可编程化实现不同业务特性适配,使网络的流量控制和转发依赖于硬件设备的传统模式架构发生跟本性改变。SDN的最初概念由stanford大学研究组提出,

45、

物联网安全解决方案

成为今后物联网发展的重点。日本三菱电机与立命馆大学利用大规模集成电路在作动时产生的独特微细个体差异,创造出目前最先进的IoT(物联网)安全防护解决方案——lsi指纹id。

4

6、

日本的

化妆品产业

化妆品行业需要精细化工,医疗,生物方面的科研积累,同时还需要营销,设计。世界上化妆品产业份额基本被日本、法国,美国,德国占领。

化妆品产业拥有很大的利润,比如欧莱雅来说, 早在2016年欧莱雅在全球销售总额为258.4亿欧元(约合1892亿人民币),营业利润为45.47亿欧元(约合333亿人民币)。

在设计及营销方面做得最好的是法国,日本技术实力最强,尤其以资深堂,花王,kose等为代表;而美国则是二者兼有。

值得一提的是,日本资深堂是全球唯一23次获得IFSCC最优秀奖的化妆品厂家,遥遥领先其他国际化妆品公司。

47、

日本的

乐器行业

全球乐器行业为日本,德国二分天下。但世界乐器界的绝对王者——雅马哈。

雅马哈钢琴是全球顶尖钢琴家们的选择,也被世界众多的学校和音乐学院所推崇。日本雅马哈在乐器界的具有崇高地位,特别是在中高端领域都是全球霸主。除吉他较低外,其余都具有相当的存在感,雅马哈曾经占股全球乐器市场的23%,具有压倒性优势。

48、

日本的上游

电池

材料。

未来汽车行业,势必是电动车,氢动力,混合动力汽车的天下最重要的核心属于电池,目前仍然由日韩垄断。在上游电池材料供应中,日本住友化学,东丽, 昭和电工,三菱化学在纯电动汽车EV上游产业链有压倒性的优势。其中,东丽,住友化学为松下,LG供货。

49、

日本的

海底电缆

目日本住友电工在此领域技术为全球第一,由其开发的全球最轻海底输电电缆曾经向英国和比利时的海底电缆供货,长度约130公里,价格为300亿日元。

50、日本的

cpu/gpu异构式超算系统

日本的cpu/gpu异构式超算系统的提倡者兼此平台程序软件的先驱开发者、超级计算机界最高峰学术赏sidney fernbach award的得主是——东京工业大学全球科学信息计算中心prof.satoshi matsuoka。

全球几乎所有高性能超算系统都是此架构的支持者,matsuoka博士也因此获得了象征超级计算机领域个人最高荣誉的sidney fernbach award。

51、

日本的

光纤传输

nict kddi研究所和古河电工在太平洋横断光纤传输实验中,通过结合三方软硬技术,成功实现全球首次使单根光纤的容量距离积达到1Exabps 级别,打破了ntt先前保持的世界纪录。

52、

量子计算

东京大学在世界首次采用III族氮化物普及材料(GaN-氮化镓)作为量子点单光子源成功生成可于常温下操作的单一光子,迈出了量子计算的第一步。

53、

激光光量子计算机的电路板

日本和澳大利亚的研究人员已经在可扩展性的用激光光量子计算机的电路板取得了突破性的进展。东京大学和澳大利亚国立大学已经看到最多数量的量子系统汇集在一个单一的组件跳转从14到10000。

54、

矢量超级计算机

日本NEC宣布已开发完成最新型SX系列矢量超级计算机——SX-ACE。这台采用sun架构的矢量超算虽然其总体运算能力(130TFLOPS)排不进世界前五,但却具备世界第一的单核性能(64GFLOPS)和世界第一的单核内存带宽(64GB/s),并利用独到的工业设计实现紧凑化与低耗能。

55、

电脑多头秤

电脑多头秤的发明者、世界最大计量包装解决方案提供商——日本ishida(石田)在如今全球电脑多头组合秤量机市场占有7成份额。比如联合利华、达能这类具备巨量产能的跨国食品企业是ishida的忠实支持者。

5

6、

三维图形转换软件

日本静冈县滨松市不足70名员工的elysium开发的三维图形转换软件,自本世纪初开始为各非盈利型机构、跨国公司如NASA 波音、达索、IBM、autodesk、西门子、戴姆勒、宝马、福特等的主要项目提供支持。

elysium的高精确高保真度3D数距转换软件,多年来一直贯穿波音、雷诺F1车队的整个研发周期。

57、

复合材料热压烧结炉

川崎重工曾经为应对波音b787-9 b787-10增产和未来更大777x系列机型而最新设计打造了——世界最大复合材料热压烧结炉。

58、

太阳帆飞船等

世界首个成功展开并成功实现光子加速推进技术的太阳帆飞船(太阳辐射加速星际风筝)朝金星进发——日本宇宙航空研究开发机构IKAROS。

59、

世界首艘NGH专用运输船

天然气水合物(NGH),日本三井造船在全球首次成功完成一整套“陆上天然气水合物运送流程”的研究,并建造出世界首艘NGH专用运输船。以三井造船为首的日企在本领域不仅具备有形资产,无形资产也在世界遥遥领先。

60、微型巨头

冈野工业

日本的冈野工业,员工仅6人,注册资本金不足1000万的绝对微型家庭作坊。但其在民用领域,拥有移动设备用锂电池不锈钢外壳的几乎100%份额;在军工领域,是美国隐型战机和NASA御用的炭素精加工技术提供者,比如是美国国防省激光反射器用抛物面天线指定供应商;在医疗领域,利用自己发明的世界第一的冲压技术、成功帮助terumo研发出世界最细的针尖只有0.02mm的胰岛素注射针,从此使糖尿患者打针不再疼痛。

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