未来的制造业模样
按:10月25日,由中国建投和财新传媒联合主办的JIC投资论坛在北京召开,本次论坛聚焦高端制造业全球投资新趋势、全球前沿技术与企业制造、互联网时代的制造业之策等话题,分享高端制造业在我国发展的新路径及其投资价值,为国际国内高端制造业的未来发展提供指引和启示。第四次工业革命的脚步正日益临近,未来10 到15年间,高科技技术与传统制造业的整合将对全球制造业发展产生巨大的影响。专栏也将分三期内容对本次论坛上的精彩内容加以呈现和分享。
■ 柳百成
众所周知,装备制造业是国民经济和国防建设的支柱性产业,对建设创新型国家具有重要的战略和现实意义。我国虽已经是制造大国,但还远不是制造强国。
究其原因,主要是我国制造业创新能力不强。我国的大飞机C919进展很快,目前正在上海组装,但发动机都是依赖于进口。我国有16项重大科技专项,其中一个就是高速机床,我国投入了400多个项目,但都因为可靠性差,很多项目没有得到验收。其次,我国存在着严重的资源浪费和污染问题。我国GDP在2010年占世界的7.5%,我国的人口占全世界16.6%,也就是说我们靠了大量的能源、劳动力才取得了世界GDP份额的7.5%,我国单位能耗是世界平均能耗的2.6倍,空气污染十分严重,这是必须要改进。
工业发达国家要重新发展制造业,这是金融危机以后西方国家痛定思痛之后的结论。发展以信息技术与制造技术深度融合为主要特征的新一轮的科技与产业革命,这既是挑战也是机遇。最近美国号称大数据有很大的优势,因为全世界的超级计算机美国占了一大半,全世界的重要的工业软件80%是美国开发的。我国的造船工业、航空工业所应用一些软件都是美国开发的。与此同时,新能源、新材料也推动了产业革命。
而环顾国际先进制造业,可以归纳出四大趋势可供我们学习借鉴:
其一,制造技术与高技术的集成。以航空发动机为例,现在燃气发动机进口已经到了1740,超过了柴油的熔点,现在已经发展到单机叶片,所以制造技术本身要和高技术相结合。
其二,善用数字化、智能化的制造技术。关于数字化智能化的问题,美国国防高级研究计划署早就提出来了,美国通用电气公司采用超级计算机模拟优化,用50到100万CPU时间模拟和优化了航空发动机喷嘴的燃烧过程,大大地降低了制造成本。另外,数字化和智能化也成为了一个制造单元,机器人制造在我国还有若干个关键的元器件没有掌握。汽车发动机的钢体组成了一个单元,这个制造单元是三个机器旁边配若干个机器人,从材料到成品完成形成了一个制造单元,数字化软件加上机器人完整组成了一个智能化的装备。
其三,极端工作条件下的高追求制造技术。现阶段,我国已经能做出世界上最大的520吨铸件,国外最大的铸件仅为400吨,但是,在铸件质量上,我国和国外仍有相当的差距,以日本为例,锻件的质量成品率可达100%,而我国的成品率仅为70%。
其四,注重轻量化、精密化、绿色化的制造需求。绿色可持续发展制造技术就是简单化、再回收,其重要的组成概念就是提高产品质量,降低废品率提高生产率,减少研发投入。众所周知新能源汽车是未来的方向,但我们还要关注到能源节能车的重要的特征,每降低10%的汽车重量可以提高热效率7%,可以降低污染10%,目前我国的汽车产量是2000万辆,今年预计电动车到5万辆。而美国通用汽车公司大概12年前就已经通过采用铝合金将每辆汽车减轻了325镑,与此同时,在汽车制造厂主厂房在压缩零件的同时,会有另一个车间进行回收处理,自然形成了可持续循环的发展。
制造业特别是装备制造业是建设创新型国家的重要产业,现如今,我国正在制定“中国制造2025”,他山之石可以攻玉,但不可照抄,我们的目标是到2025希望中国的制造大国能进入到制造强国的行列。什么是制造大国的标志?第一,要有雄厚的产业规模,我们有13亿人;第二,要有强大的创新能力、要有优化的产业结构、要有良好的质量效益;当然,最重要的,还要有持续的发展潜力。
(作者系清华大学机械工程系教授,材料科学家,中国科学院院士)
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