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    先進裝備制造業的突破之路有哪些

    易電五金機電網 / 2019-02-28

    ●主持人語

    高端裝備制造業是戰略性新興產業的重要組成部分。大力培育和發展高端裝備制造業,是提升我國產業核心競爭力的必然要求,是搶占未來經濟和科技發展制高點的戰略選擇,對于加快轉變經濟發展方式、實現由制造業大國向強國轉變具有重要戰略意義。

    我國雖然已經是世界公認的制造大國,但還不是制造強國。與發達國家相比,我國裝備制造業無論從技術水平還是從全球產業價值鏈中的地位來看,仍存在著明顯差距。在全球制造業格局深刻調整、新一輪科技革命加速推進的背景下,如何加速培育和發展高端裝備制造業,實現我國裝備制造業升級,建設制造強國、質量強國,是當前需要回答的重大課題。

    裝備強則國強。中共中央、國務院近日發布的《粵港澳大灣區發展規劃綱要》提出,以珠海、佛山為龍頭建設珠江西岸先進裝備制造產業帶。探索新時期下裝備制造業升級的現實路徑,是廣東、佛山肩負的光榮使命。

    ■專家觀點

     

    提要

    裝備制造業被譽為“工業母機”,是制造業的基石。我國已經將裝備制造業作為戰略性產業寫入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》,中央也出臺了一系列振興裝備制造業的政策措施,形成了“基礎研究-共性技術研究-產品開發-產業化”的完整技術創新體系。目前我國裝備制造業規模已達2.3萬億美元,規??偭恳丫邮澜绲谝晃?。但中國裝備制造業大而不強,基本上還處于全球產業鏈中低附加值的底部,特別是缺少自主知識產權的核心技術、研發創新能力較弱、依存度太高、基礎薄弱等問題,亟待破解之道。

    高端裝備制造發展亟待解決的問題

    從發達國家裝備制造業發展經驗來看,這是一個技術難度高、充滿挑戰的領域,具有投資多、周期長、風險大的特點,需要國家大量的投入和長期的經驗積累。目前我國高端裝備制造業發展中存在如下亟待解決的問題:

    1.在國家層面整合資源、推動發展。我國已經將高端數控機床與基礎制造裝備、極大規模集成電路制造裝備與成套工藝等確立為國家重大科技專項,為長期投入奠定了基礎。目前亟待解決的問題是尋找高端裝備制造業的技術突破口,并整合現有資源,實現核心技術的突破。

    2.實現“產學研用”的結合,加快科技成果產業化。發達國家的經驗證明,裝備制造業發展中需要以“用”為導向,避免研發的盲目性,“用”是技術創新的出發點和落腳點并應貫穿技術創新整個過程,要將“產學研”緊密結合以突破核心技術,通過“用”,將科技創新成果轉化為現實生產力。實質上,“產學研用”的結合與資源在國家層面的整合,都是胡錦濤在清華大學百年校慶講話中提出的“協同創新”,應該說,這也是我國社會主義體制能集中力量辦大事這一優越性的體現。

    3.同步發展高端制造裝備與高端技術服務。高端技術服務是高端裝備制造發展的必要配套,也是發展國產高端裝備制造的瓶頸,裝備制造與技術服務是當今制造業不可分割的一個整體,目前亟須克服傳統“重主機、輕配套”的觀念,大力發展高端制造裝備的配套技術。以高端五軸數控機床為例,需要高檔主機、數控系統、編程系統和制造工藝的結合,才能發揮五軸高性能機床的優勢。

    裝備制造業“由大到強”的突破口

    我國要向制造強國轉變,必須發展高端裝備制造業,如超大型多軸復合機床、高速高精度制造裝備、巨型重載制造裝備、極大規模集成電路制造裝備等,裝備制造“由大到強”的突破口可以分為以下三個方面:

    1.技術指標接近物理極限的制造裝備。高端數控裝備首先是指技術上的高端,表現為知識、技術密集,體現多學科和多領域高、精、尖技術的集成,而技術指標接近物理極限的制造裝備往往是高端制造裝備的典型代表,例如光刻機是極大規模集成電路制造的重要裝備,需要實現大尺度運動和大慣量負載下多自由度的納米定位精度,是對運動控制極限的挑戰。

    2.高經濟附加值的制造裝備與配套技術。

    高經濟附加值也是高端制造裝備的主要特征,2010年我國機床工具產品的進出口逆差高達86.8億美元,高經濟附加值的多軸復合數控機床主要依賴進口是主要原因之一,因此高端數控機床和配套技術是我國提升制造水平的重要突破口。需要特別指出的一點,高端制造裝備的配套技術也是重要的突破口,傳統的“重主機、輕配套”模式導致我國的配套技術嚴重落后,而高端制造裝備的配套技術具有較高的經濟附加值,多軸數控機床的數控系統和編程系統是高經濟附加值配套技術的典型代表,例如國外向我國銷售葉輪、葉片加工用的高性能五軸數控機床時,往往會綁定相應軟件產品,價格接近主機裝備。

    3.我國航空、航天和國防等關鍵領域需要的關鍵專用制造裝備。這類制造裝備是維護國家安全的重要組成部分,但一直被西方所禁運,很難從發達國家直接引進,需要依靠自主研發。例如加工大型螺旋槳的五軸聯動重型數控機床,是降低潛艇噪音的重要制造裝備,這類裝備也是提升我國制造業水平的重要突破口。中國科學院院士 楊叔子

     

    提要

    互聯網、云計算、大數據、人工智能為主要內容的新一代信息技術的發展,深刻影響著高端裝備智能制造,正在形成以資源全球化和制造過程協同化為主要特征的全新產業生態和制造模式。我國作為裝備制造業大國,如何抓住新一代信息技術帶來的發展機遇,鑄就大國重器,在裝備制造智能化的浪潮中取得國際話語權,事關國家經濟安全和國防安全,必須有所作為。

    習近平總書記在第19次院士大會上說到:世界正在進入以信息產業為主導的經濟發展時期,我們要把握數字化、網絡化、智能化融合發展的契機,以信息化、智能化為杠桿,培育新動能。

    信息化浪潮下,工業互聯網應運而生。工業互聯網準確地說不是簡單的互聯網+工業,不是簡單的互聯網+,它有自身特定的核心技術。工業互聯網是指通過相關的工業信息標準和互聯網,把分布在各地的多層次制造資源和創新資源相互連接起來,再通過數據感知、數據分析和智能計算實現物理系統與虛擬系統的融合,從而形成機機互聯、人機互聯,且無縫對接的制造產業體系。工業互聯網拓展了智能制造的深度和廣度,為智能制造環境下的技術創新、制造模式創新和商業模式創新提供了堅實的技術基礎。

    在面向工業互聯網的智能制造工程領域,有很多關鍵的科學技術問題。如果把這些科學技術問題研究透了,有成果了,再通過app加以推廣,將是一條非常好的信息化、工業化的道路。

    面向工業互聯網的技術標準體系。面向工業互聯網的智能制造,不僅需要單項技術或裝備的突破與應用,更需要建立跨行業、跨領域的工業互聯網平臺架構與技術標準體系,解決智能制造的數據集成、互聯互通等基礎瓶頸問題,從而滿足不同行業的智能制造需求,掌握智能制造的技術發展主動權和話語權。也就是工業互聯網本身需要尋找適合工業領域應用的技術標準體系,這是現在的互聯網經濟沒有的。

    面向工業互聯網的技術創新體系。工業互聯網打通企業邊界,主體企業、參與企業、數據資源和邊界資源通過跨界協作實現協同研發、協同制造、用戶參與設計,引發了產業價值鏈、產品系統構造、生產方式、制造資源組織方式、服務模式的重大變革,進而對工業企業的技術創新體系提出了重要挑戰。有了工業互聯網,企業本身的技術創新體系應該發生變革。

    面向工業互聯網的制造模式創新體系。制造模式也會發生變革,基于工業互聯網平臺,建立全程透明的信息服務,實現用戶需求與制造全流程的無縫對接。通過精準高效的柔性生產、用戶驅動的產品迭代,從以企業為中心的大規模制造向以用戶為中心的大規模定制模式轉變,實現整個制造價值鏈的升級。

    面向工業互聯網的商業模式創新體系。面向工業互聯網,以眾創、眾包、眾智、眾籌、協同創新和服務創新等形式進行商業模式創新,構建以消費者為中心,以個性化營銷、柔性化生產和精準化服務為主要特征的線上線下結合的產品服務體系,從而進一步拓展企業線上平臺支撐和線下服務的商業鏈條,整個的商業模式需要重新構建。

    面向工業互聯網的制造服務創新體系。以實現產品服務化和制造過程服務化為目標的制造服務價值網絡具有制造與服務跨界融合關聯、增值機理復雜多樣、業務協同動態多邊等特征。圍繞制造企業主導的制造服務價值網絡,有很多科學技術問題需要解決。例如制造與服務融合的價值網絡重構技術、制造服務價值網絡運行控制技術、基于故障診斷與質量改進的服務全生命周期閉環質量控制技術。中國工程院院士 楊善林

    ■他山之石

     

    德國裝備制造業高度發達,既與德國政府、商會等各類組織的大力推動密切相關,也與德國人精益求精的工匠精神、嚴謹認真的作風、優秀的服務品質、可持續發展的理念等密不可分。

    一是從國家戰略高度推動“工業4.0”,裝備制造業的支撐作用更加突出。為進一步增強國際競爭力,德國在2011年舉行的漢諾威工業博覽會上提出了“工業4.0”概念,隨后上升為國家戰略。在2015年的漢諾威工業博覽會上,由德國政治、經濟、行業、科學和工會等各界共同參與建設的“工業4.0共同平臺”正式啟動,該平臺是德國推動工業數字化轉型的核心網絡?!肮I4.0”是以信息物理系統為基礎的智能化生產,其主要特征就是綜合利用第一次和第二次工業革命創造的“物理系統”和第三次工業革命帶來的日益完備的“信息系統”,通過兩者之間的融合實現智能化生產。

    二是大型骨干企業領跑,智能工廠發展領先一步。博世、西門子、大眾汽車、寶馬等大型企業是“工業4.0”的堅定倡導者和主要推動者,在這些大型企業的領跑下,德國很多企業在智能工廠建設方面已經領先于其他國家同行業企業。

    三是以隱形冠軍為代表的中小企業發達,大中小企業間建立起緊密的分工合作體系。德國制造除了如西門子、奔馳、寶馬、大眾、巴斯夫等大企業外,還有大量品質優異的中小企業,尤其是一些在國際市場上處于領先地位的“隱形冠軍”。這些“隱形冠軍”專注于本行業,專注于持續改進產品和研發新技術,逐步形成了行業霸主地位。德國深知產業升級需要產業鏈上、中、下游的緊密合作,采取各種措施鼓勵工業企業之間的合作,并設立專門的法律法規促進中小企業發展壯大。

    四是多元創新體系支持實體經濟,助力提升德國制造品質。德國科研創新體系主要包括聯邦和州政府、大學、公共研究機構、企業研究機構和基金會等。德國政府大力支持產學研相結合,全國應用科學大學占高等院校一半以上,政府為高校和科研機構提供資助,建立大量科技園和技術孵化中心,鼓勵人才到企業發展。德國企業高度重視研發投入,研發經費約占國民生產總值3%,位居世界前列。

    五是“雙元制”職業教育體系得到高度認同和廣泛應用。德國高度重視專業技術人才培養,規定企業有義務為青年員工提供技術培訓,年輕人必須參加相關技術培訓,其獨具特色的“雙元制”職業教育被譽為“德國制造”的基石、德國經濟騰飛的“秘密武器”?!半p元制”職業教育學制2~3.5年,教育對象主要是中學畢業生,分別在企業和職校交替進行。同時,充分發揮經濟界自治組織作用,將商會納入職業教育全過程。職校、企業、商會和政府機構等各類行為主體分工協作,不僅能培養企業實際需要的技能型人才,而且能夠及時對工業和職業變化做出敏銳反應和調適。

    六是行業協會充分發揮了橋梁紐帶作用。德國約有30萬個商會、協會等行業組織,分為公法性質和私法性質兩種。其中,具有公法性質的是商會,目前全國有82家,企業必須依法參加;私法性質的協會是私人經濟組織自愿聯合形成的,其主要職能是在協會自治的框架內代表其經濟利益。無論商會和協會為政府提供的大都是有償服務,政府對他們的調控手段主要是相關法律,他們代表的是所有會員的利益,在經濟生活中發揮著重要作用。

    ■城市觀察

     

    珠海目前已形成“海陸空+智能制造”的特色產業體系,格力智能裝備、中航通飛、云洲無人船、中興智能汽車等一批掌握核心科技的裝備企業迅速崛起。數據顯示,2018年1月~10月,珠海實現裝備制造業增加值328.52億元,工作母機類裝備制造業增加值47.26億元,裝備制造業投資94.57億元。

    以中航通飛、云洲智能等為代表的企業,是珠海裝備制造創新發展的縮影。近幾年,珠海以高欄港經濟區、航空產業園富山工業園為主要載體,以“海陸空”和智能制造產業為主攻方向,先進裝備制造產業發展勢頭迅猛、成效明顯,推動了珠海實體經濟的加快發展和經濟向中高端水平躍升。

    從自主研發推出世界第一艘環境測量無人艇、中國第一艘海洋調查無人艇,到相關產品先后參與第34次南極科考、青藏高原冰川湖泊科考以及西沙南沙島礁調查等重大任務,云洲無人船應用鏈條正從環保向測繪、安防、軍用乃至貨運橫向拓展,駛向無人船的藍海。

    在智能制造領域,格力智能裝備已成功實現減速機、控制器和電機三大核心部件的自主研發,成為國內第一家同時掌握機器人三大核心部件生產技術的企業。

    以abb和格力智能裝備為龍頭,云洲智能、運泰利自動化、廣浩捷等一大批本地培育的智能制造企業茁壯成長,珠海初步形成機器人本體制造、核心零部件生產、系統集成、自動化解決方案的產業鏈條。

    在科技創新的引領下,珠海多家裝備制造企業瞄準行業內的關鍵核心技術持續發力,部分產品已取得突破性的成果,其技術水平、市場占有率走在行業前列,逐步搶占行業制高點,掌握發展的主導權。歐比特公司成功發射“珠海一號”遙感微納衛星星座02組衛星,完成7顆衛星組網布局;珠海納睿達研發的智能化相控陣雷達填補了國內空白;臺金科技攻克了工業機器人伺服電機自主核心技術;飛馬傳動自主研發生產rv減速器,打破了國外企業壟斷。

    深圳:智能裝備制造異軍突起

    海洋工程裝備產業鏈基本成型,工業機器人和交通裝備制造企業扎堆,在無人飛行器領域被業界稱作“無人機之都”……深圳經過近年來的政策引導和培育,高端智能裝備制造業異軍突起,目前正補齊產業結構領域的裝備“短板”,并呈現“海陸空”齊頭并進的良好勢頭。

    深圳近年來不斷完善政策支撐體系,加大戰略性新興產業和未來產業扶持力度,推動裝備制造業向精密制造、高端智能制造方面轉型升級,以“互聯網+先進制造”為重點深化制造業與互聯網融合發展等舉措,大力發展裝備制造業。深圳的高端制造政策導向明顯,主攻智能制造,即主要圍繞機器人、可穿戴設備和智能裝備產業,兼顧航空航天和海洋裝備工程等領域。據統計,深圳高端裝備制造業已步入發展提升階段,目前企業總量逾4300家,近3年年均增長600家。

    在海洋工程裝備方面,深圳的產業鏈已基本成型,包含設計、制造、修理等細分行業,相關企業近300家。其中,專用設備制造及修理行業的企業占比均近五成,典型產業代表企業有中集集團、海油工程、友聯船廠、招商重工等。

    截至2018年6月,深圳智能制造裝備產業領域相關企業中,涉及工業機器人制造的企業占比超過60%。據市標準院專家介紹,深圳擁有激光加工設備生產的“領頭羊”大族激光,機器人領域的安科、中智科創、創世紀機械和領益科技等資本規模較大的企業。智能制造裝備產業中約35%的企業涉足智能測控設備制造,其中以工業自動控制系統裝置制造企業居多。

    深圳被全球無人機愛好者稱作“無人機之都”。統計顯示,目前全市無人機行業企業達2000余家,其中涉足無人機制造的有600多家。數據顯示,深圳無人機年產值達300億元,占全球民用無人機市場70%以上。

     

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