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沈烈初:读《中国制造2025》与“德国工业4.0”后的思考
2015-12-15    来源:中国机电工业    发布者:王继宏

业及制造业大而不强,产品大都处在产业链的中下端。劳动技术与技术劳动密集型产业及产品有比较优势,而劳动、资源、能源、污染密集型产业已逐渐丧失优势,因为各方所付出的成本太高。高技术与资金密集型的产业与产品的竞争力与制造业发达国家尚有不少差距。所谓在国内建立的合资或独资的外资高新技术企业,仅仅是把制造高新技术产品过程中的劳动、能源、污染工序转移到中国来生产,其核心技术与配套的关键零部件还是从所在国进口,利润也随之外流。因此“中国制造2025”只是三步走(三个十年计划)的第一步,目标是缩短与发达国家的差距,使部分行业的排头兵企业进入强国之列。

  2.从制造业的基础来讲,专业化社会化大生产方式比较薄弱。企业家的思维中还没有完全摆脱“大而全”、“小而全”的发展模式。特别“三基”(基础零部件与元器件、基础工艺、基础材料)或四基(“三基”加基础技术)不强,很多还受制于工业强国之手。德国制造业的特点是一个金字塔形的企业组织结构,有强大的塔基,就是按细分市场进行专业化、社会化生产,具有创新能力极强的中小企业,生产“三基”或“总成”,其中不少虽是家族式股份制企业,经过长期的优胜劣汰的考验,留下来的企业都有其特点,具有强大的生命力,有的家族式股份制企业已传承了若干代,积累了丰富的技术与管理经验,具有自己独特的工艺诀窍(Know How)。据德国资料报导,它拥有一千二百家这样的“隐形冠军”,其生产的零部件产品有的在世界上处在垄断地位。加上欧共同体有众多像这样的中小型企业,使德国主机及成套设备的生产过程中与其配套的产业链中上下游企业,可进行协同创新,已有很长的历史传统,因此产品研发周期短,产业化快,一次又一次地很快占领制高点。我国只有长三角、珠三角地区的劳动或劳动技术密集型产品的制造采用社会化专业化的生产模式比较发达,商品意识强,转型升级可能更快一些。因此“德国工业4.0”中提出的“端”到“端”,靠互联网快速传递各种信息,方便纵向到横向集成,进行定制化生产,满足个性化需求,比较容易实现。最近资料报导,德国有一家Horn刀具公司,在中国已建立生产销售企业,为用户提供专用复杂刀具,据称与用户从咨询、协商到签订合同,生产到交货、试用一般仅需两个星期,有的几天就可以了,大大提高了机加工特别是数控机床的加工效率,在中国的工厂不到100人。

  3. 从信息化与工业化深度融合来讲,德国比我国早、广、深。从第一章“历史回顾”中的案例来看,我国与德国差距还是比较大。笔者在上世纪七、八十年代到美、日、德、英、法等发达国家考察,已出现无纸化车间及工厂,日本Fanuc的主板生产已是无人化,从24小时、48小时、72小时最长可达一个星期无人化操作,当然还需要人管理,根据产品输入程序,更换工序,更换工装,更换加工工具,亦即物流、信息流都要更换,设备也需实行强制性维修。

  随着大规模和超大规模集成电路技术(LSI/VLSI)的出现与进步,芯片的集成度越来越高,线宽越来越小,性价比按所谓摩尔定律发展,加上专用电路多样性,电力电子进入第三代,两化融合越来越向高端发展。

  4. 从人员素质来讲,包括领导、员工等素质看,我国与德国差距更大。这是“软件”,是用钱买不来的。德国的管理经验、技术传承、各种生产中的Know How都藏于技术人员、管理人员、生产人员的头脑中,特别是掌握诀窍,具有很多绝技的操作人员、技师、工匠,大大高于并多于我国目前的一线工人。过去“八级工”是受人尊敬的,是“宝贝”,因为机械工业与一般行业不一样,不管什么装备都是由工人双手生产调试而成的,这就是“软件”,没有十年、二十年不可能培养出一个身怀绝技的工匠。工业4.0与中国制造2025是人制定的,必须也由人来实行的,没有合格的人,没有勤劳、勇敢、智慧的人,完成不了这一历史任务。

  5. 从制定方法上讲也有不同。“德国工业4.0”是由西门子、博世等跨国大企业集团,集合一些智囊团、专家、教授研究、讨论和提出的,得到德国政府首肯,即是“自下而上”,因而它比较符合实际情况,当然“工业4.0”制定与实施首先考虑企业的自身利益与在世界制造业竞争格局中的地位。而“中国制造2025”是中国工程院组织数以百计的专家教授经过两年艰苦努力后提出的,并得到国家首肯,同时根据实际情况进行调整后,作为国家的发展战略,这似乎是“自上而下”,现在多省市纷纷制订本地区的制造业发展实施规划。从过去的经验教训来看,切忌同质化、重复生产、重复投资,最后造成社会资源的极大浪费。太阳能及风能发展的教训要汲取。现在工业机器人又要步它们的后尘,全国遍地开花,所以切忌用群众性运动方式,无序发展来实施“中国制造2025”,在这方面政府要进行协调,有所作为,目前情况看似乎不容乐观。

  三、智能制造概念初探

  笔者在上世纪1985年登载在《科学学研究》第三卷第四期上一篇文章“新技术革命与机械工业发展战略”中,提出“机电仪一体化是机械工业迎接新技术革命的战略重点”。现将这一节的文章内容转抄如下:

  “新技术革命内容很多,还将不断出现新的前沿科学。但目前可预见的,对机械工业产生巨大影响的是微电子及计算机技术的应用,这是现代机械装备的重要标志。微电子及计算机技术在机械工业的应用有两大方面:一方面用于机械工业自身技术进步与技术改造,包括从设计、制造、测试、检验等生产全过程,也包括采用计算机进行信息处理、生产、物资、财务等企业现代化管理。当前,一些经济发达国家为发展生产力提供了最有效的机械装备。把机械技术、电子技术和仪器仪表技术从系统工程出发,对它们进行有机的组织和综合,实现机械装备的整体最佳化。也就是机、电、仪一体化,并不是机械、电子、仪器仪表(传感器)技术的简单叠加,而是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的应用技术,为发展社会生产力提供各种高效率、高精度的、自动化的、高经济效益的新型机械装备”。“又如汽车自动化、发电机组自动化、轧钢设备自动化等等,都离不开机、电、仪一体化的广泛应用。这种新一代的机械产品,将使社会建立在一个新的技术基础上,推动人类历史进程”。“仪器仪表(传感器)是一个技术密集、知识密集、产品更新期短,质量要求高的行业。它既是信息社会的重要支柱,也是现代机械装备不可缺少的组成部分。在机、电、仪一体化产品中,如果说机械部分是‘骨骼系统’和‘肌肉系统’,电子计算机技术是‘大脑’,那么仪器仪表(传感器)则是‘感觉器官’。新技术革命是以信息技术为中心的。信息技术包括三大部分,一是测量控制技术,二是通讯技术,三是计算机技术。仪器仪表(传感器)是获取信息并实现局部控制功能的技术工具,因此仪器仪表(传感器)不但在机、电、仪一体化中是不可缺少的组成部分,也是各种信息技术、包括军事情报、经营管理、科技信息、商业信息、气象信息、资源信息等等不可缺少的工具”。

  三十年过去了的今天,重读过去笔者的预测,还具有现实意义。这三十年中信息技术发展极为迅猛,当年大规模集成电路LSI芯片的线宽为0.2微米,三十年以后的今天超大规模集成电路VLSI线宽仅为32纳米,实验室芯片线宽仅为个位数纳米,集成度及运算速度有很大提高,价格大大下降,可靠性也大大提高。但是笔者没有预见到网络技术,特别是互联网的迅猛发展与广泛使用,因为那时看到的企业内都是专网,卫星通讯技术还刚开始发展。

  因此今天提出的“智能制造”又增加了新的特点。对机械工业来说,为各行各业提供的装备必须是数字化、网络化、智能化的、节能减排的,这样用户才能进行智能制造及绿色制造。作为装备工业制造智能化、绿色化,必须要求其工作母机,即机床工具产品,铸、锻、焊装备产品及在线测量仪器必须是数字化、网络化、智能化及节能减排的。

  作为“智能制造”目前尚没有确切定义,笔者在工信部装备司张荣翰处长及机械工业仪器仪表综合技术经济研究所欧阳劲松所长提供的资料基础上,根据机械工业实际情况,增加若干见解(见黑体字)作抛砖引玉探讨之用。

智能制造是一个不断向深度与广度发展的过程,是基于新一代数字与网络信息技术,贯穿用户、设计、工艺、生产、检测、管理、服务,及上下游企业等制

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