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我国制造业科技发展的战略

2009-07-02 16:30:00作者:柳百成来源:

摘要从2003年开始,国家启动了《规划》前期的战略研究,其中第三专题是“制造业发展科技问题研究”。由全国政协副主席、中国工程院院长徐匡迪担任组长,参加研究的有46名院士及260余名专家,经过近一年的研究,完成了第三专题战略研究报告。从2005年到2006年,中国工程院设立了一...

2006年,我国公布了《国家中长期科学与技术发展规划》(以下简称《发展规划》),提出2020年我国的八大目标,第一项目标就是要掌握一批关系国家竞争力的装备制造业和信息产业的核心技术,使制造业的技术水平进入世界先进行列。我参加了《发展规划》前期的战略报告研究。战略报告研究根据严格、科学的数据预测,我国2020年制造业增加值仍占GDP的37.66%。这个战略报告向温家宝总理汇报时我也在场,温总理对制造业非常重视,认为制造业是我国国民经济的重要组成部分,不只是今天要抓,到2020年仍然是我国经济的重要组成部分。在《发展规划》发布不久,我国发布了《国民经济及社会发展第十一个五年规划纲要》。最近,国务院又发布了关于《振兴装备制造业的若干意见》,这个意见经过多次修改,正式公布,提出了16项重大工程,是所有装备制造业的工程。从这一系列措施可以看出,我国对制造业十分重视。

从2003年开始,国家启动了《规划》前期的战略研究,其中第三专题是“制造业发展科技问题研究”。由全国政协副主席、中国工程院院长徐匡迪担任组长,参加研究的有46名院士及260余名专家,经过近一年的研究,完成了第三专题战略研究报告。从2005年到2006年,中国工程院设立了一个重大咨询项目“装备制造业资助创新战略研究”,由徐匡迪院长亲自担任组长。

我将从以下四个方面向大家介绍第三专题战略研究的内容。

 一、制造业及制造科技面临经济全球化的挑战

不仅是制造业,全国各行业都面临经济全球化的挑战。美国有一家非常著名的飞机制造商,飞机型号是"SIKORSKY S-92",这架飞机是不是100%美国制造呢?美国只做它的核心部件,其他都承包给各个国家,其中包括中国、西班牙、日本、巴西、台湾。可以看到,全球化的制造,将来的制造工厂是不分围墙的。制造业不仅是化工、钢铁、数控机床,也包括食品、纺织技术,我们主要要掌握高端的核心技术,否则在国际分工中就只能做低端产品,这也就是最近几年中央一再提出来我们要走新型工业化道路,而不能靠牺牲资源、能源、劳动力做低端的加工,把主要的收入让给工业发达国家。现在我国的制造业还停留在来料加工、来图纸加工、仿造、模仿,甚至还违反知识产权,这绝对不是一条可持续的道路。我国的的制造业必须从来料加工跨入创新制造,将来要在全世界取得竞争地位必须要有原创的发明。我国面临的经济全球化的竞争,必须要通过技术创新来争取发展,而不能靠廉价劳动力、资源消耗、环境污染来维持发展。

当然,在经济全球化的今天,我国也仍然还有一些相对优势。一是潜在的市场,任何一个制造业的发展都必须要有需求。美国是一个巨大的潜在市场,欧洲也是潜在市场,我国大量的产品都出口欧洲。中国有13亿人口,根据现在的预测,我们除了长江三峡以外,还要做100台以上的相当于长江三峡700万千瓦的机组。现在我们国家的重心行业,订单已经订到2008年。二是劳动力的成本。美国现在一小时工人的成本是30美金,干一天相当于我国工人干一个月,西欧24美金、日本24美金。如果我们的科学技术达到了一定水平,我们的劳动力就占据了优势。但是,巴基斯坦的劳动力是1美金,可能非洲、埃塞俄比亚还不到1美金。我国上海、北京工人工资不断增加,现在广州已经找不到临时工了,所以仅仅靠中国廉价的劳动力绝对不是中国工业发展的道路。

未来制造业及制造科技面临的六大时代特征是:全球化市场竞争;环境保护与资源有限;信息大量广泛分布;科学技术迅猛发展;产品与技术的知识含量密集;用户需求提高及个性化特性。

世界制造科技发展呈现四大趋势:

趋势一,绿色制造是制造科技的发展方向。目前,全世界产生的废弃物约250万亿吨,随着人口的增加,每年产生的废弃物将增加到1000万亿吨。面对日趋严峻的资源和环境约束,目前世界各国都在制定可持续发展规划。例如,德国制定了《产品回收法规》,日本等国提出了减量化、再利用及再循环的3R战略,美国提出了再制造及无废弃物制造的新理念。

趋势二,与高新技术相互融合、制造技术发展日新月异。科学技术特别是生物、纳米、新能源和新材料技术对制造业发展带来了深刻变化。制造已经从经验走向科学,从追求生产率和优化产品的可制造性走向可预测性的高品质、高技术含量的研究与开发。今后的制造将是基于科学的制造。例如,波音和空中客机竞争,空中客机推出800座位的380,但是这几年一直在延误中,而波音公司不做大飞机,做经济,它的7E7是最经济的,大量的运用了新材料,过去的飞机以金属材料为主,而它以复合材料为主。

趋势三,信息技术促进和提升制造技术水平。信息技术与制造技术相融合,将进一步给设计与制造技术带来深刻的甚至是革命性的变化。设计及制造过程的数字化、信息化与智能化的最终目标不仅是要快速开发出产品或装备,而且要努力实现大型复杂产品一次开发成功。在经济全球化的格局下,基于网络的设计与制造技术将得到广泛应用,制造装备和制造系统的柔性与可重组性将成为21世纪制造技术的显著特点。如,美国波音公司的777飞机,全部采用计算机技术,计算机“CE”技术,没有一张图纸,几百台计算机联合并行工作,它的口号是波音777是数字化设计与制造的典范,通过采用信息技术,研发周期缩短40%,工程返工减少50%。福特汽车的发动机,不仅是一个三维造型,还可以在发动机的设计过程中,事先对它的热学、动力学、受力,一直到传输数据,都可以做到模拟,这样可以做到产品的一次开发成功。

趋势四,极端条件下制造是制造技术发展的重要领域。极端制造是指在极端条件或环境下,制造极端尺度或极高功能的产品、器件和系统。当前,极端制造集中表现在巨系统制造、强场、微细制造及超精密制造等。举大和小两个方面的例子:长江三峡水轮机的叶轮,我国做出的第一台直径10米,高6米,而绝大部分长江三峡的叶轮都是进口的,一个叶轮960万美金,我国现在发展的水电、核电、火电都是要往大的方面发展。另外是小,是微细制造,纳米制造,如一个纳米齿轮。将来我们制造的车床不是要做几毫米的车床,而是要做几微米甚至到纳米级的。

归纳一下,提高竞争能力,迎接经济全球化挑战的关键就是要以技术创新为动力,发展高科技行业制造业。我国目前的制造业是低技术行业,国外把它叫做copy工业发展。要通过创新,使技术含量低的制造业变为高的技术战略,要使制造业进行跨越式发展,走新型工业化道路。

二、我国制造业的发展目标和重点领域

我国的制造业和发达国家的差距主要有三个方面:一是资源消耗大、污染严重,单位产值耗远高于国际先进水平,而污染也远高出发达国家。我国的GDP占全世界的4%,但是用了世界煤的30%、钢25%、水泥50%,靠大量的资源、能源的消耗才产生了世界GDP的4%。二是产品以了低端为主,附加值不高。出口产品主要是劳动密集型和技术含量低的产品。三是产业结构不合理。作为国家核心竞争力关键的装备制造业工业增加值占制造业的比重偏低,国民经济和高技术产业发展所需要的装备已形成依赖进口的局面。

我们做的战略研究报告归纳了三句话:制造业是国民经济的物质基础、国家安全的主要保障、国家竞争的重要体现。在战略报告中,通过200多个专家的讨论达成了一致意见,2020年我国制造业的发展目标是:进入世界制造强国,我觉得不需要在文字上做文章,美国做的飞机仍然用“made in USA”,没有说“创造在美国”。成为制造强国的主要标志:一是主体规模进入世界前列。2020年我国制造业增加值仍然占GDP的37.66%,2020年,我国制造业GDP的总体规模占世界比重要提高到10%,目前我国制造业GDP在全世界占6%左右。二是锤炼一批技术创新能力强、具有国际竞争力的大型企业。在世界200强中,我国除了银行,石油、石化等企业,制造业还没有一家。2004年以后,我国已经有两个真正的制造业,一是宝钢、一是上海汽车集团。2020年在世界200强中要有若干个中国制造业。三是形成若干在国际上知名,各具特色的制造业产业集群。

 

三、我国制造业科学与技术现状

从我国的科学技术来讲还存在三个问题:一是自主创新能力不强。二是核心制造技术基础薄弱。制造技术基础薄弱的问题可以长江三峡第一个水轮机叶轮仍从加拿大进口为例,也可以航空工业燃汽轮叶片的核心制造技术为例。从20世纪60年代初期等轴晶高温合金实心涡轮叶片发展到90年代中期单晶高温合金空心涡轮叶片,叶片的承温能力提高了400左右。单晶高温合金涡轮叶片已在F100、Fll0、JT9D、CFM56、V2500、Pw2000、Pw4000、E90、EJ200等航空发动机上获得广泛应用。在这方面,我国与美国等工业发达国家相比,仍有较大差距。三是以企业为主的技术创新体系还没有形成。

最近,温家宝总理特别强调科学技术不能单纯凭科学家的兴趣,而是要依据国家的目标,我们把制造业大国变成制造业强国,有很多的目标,所以提出了2020年制造科技的总体水平要进入国际先进行列的目标。主要标志:一是自主创新能力大大增强;二是部分行业制造技术等达到国际领先水平;三是国民经济和国防建设所需要的重大装备及高技术产业所需装备同国内制造和成套的比例大幅度提高;四是高技术产业产值占制造业产值的比重大幅度提高;五是形成健全的、以企业为主体的技术创新体系,造就一支强大的、富有活力的技术创新队伍。

在规划中,对于我国制造科技发展提出了三个重点领域:

(1)重大成套装备和高技术装备。掌握重大成套装备和高技术产业所需装备的核心技术,提高可靠性,大幅度增强自主创新能力和成套集成能力。我国已经能包刻故60万千瓦的核电机,而现在的任务是要做超临界60万千瓦,超超临界60万千瓦。超高界、超超临界就是蒸汽的压力更高、蒸汽温度更高,火电发电效率更高、排出的废弃物更少,更合理。这从材料、工艺上提出了一系列问题,需要科技工作者努力。

(2)新一代绿色制造流程与装备。以绿色化和信息化为核心,研究开发具有高技术含量产品制造、能源转换和大宗社会废弃物资源化三项功能的新一代制造流程及相关装备。如国家的钢铁产量去年超过三亿吨,已经等于世界上的老二美国加世界上老三日本,还加上世界老四欧洲的总量,可以看出我国这几年发展迅速,但是钢铁工业污染重、能耗大,所以钢铁工业提出要开发具有产品制造、能源转换和废弃物资源化等三项功能的流程与装备。

(3)数字化、信息化设计、制造与基础装备。将以信息技术为代表的高新技术融人制造业企业的产品设计、制造过程,以及制造业的产品和装备。重点是数字化设计、制造与数字化装备。我们认为制造业的信息化不要停留在采购、供销、招标、人事管理层面,以信息技术为代表的高新技术应融人制造业企业的产品设计与制造过程,以及制造业的产品和装备。这方面我国也取得了一些可喜的成绩。

所谓制造业的信息化,就是把制造的全过程,在计算机屏幕上从头到尾演示一遍,争取缩短研发时间,一次研发成功。例如,成飞设计的飞机,飞机的结构受力分析,可以在计算机上虚拟驾驶飞机。

数字化加工制造。我最近去了银川,有个工厂数字化加工设备、数字化生产管理、数字化测量、数字化物流管理系统,数字化饭金加工、数字化产品数据管理,加工车间都有一个数控管理,这个厂里全部是数控机床,它可以知道哪一台机床在修、在加工,哪一台机床可以调出来,加工了多长时间、停工了多长时间,每台数控机床的时效提高了80%。这就是我理解的数字化制造。

数字化装备就是模拟仿真。我们做一个波形的阀门,可以在屏幕上模拟灌溉过程。我们有病了到医院里面做CT扫描,通过模拟仿真,可以看到CT扫描的图,可以看到这个病灶是良性还是恶性的。

四、制造业科技发展的战略及对策

现在,我国与国外相比有一定的差距,而且是阶段性的差距,不是一年、两年,是五年、十年甚至十五年。制造业如何发展,我们提出了五个方面:

1、开放式自主创新战略

把制造科技进步的基点从主要依赖引进国外技术,逐步转移到增强自主创新能力。要充分利用有利的国际环境及发达国家向我国产业转移的机遇,在积极引进国外先进技术的同时,加大研究开发和对引进技术消化吸收的投入,大幅度提高设计方法和制造技术的自主创新能力。

加快企业成为技术创新主体的进程。企业必须成为研发经费投人的主体、技术开发和技术创新的主体。大型企业均应建立和完善企业技术中心,加大研究开发经费投人。鼓励企业与高校、科研单位合办工程研究中心和产学研联合技术中心。鼓励中小企业采取联合出资、共同委托的方式进行合作研究开发。国家应明确制定有关支持和激励的政策。

要重组产业共性技术研究体系及建立产业共性技术研究开发平台。当前,我国广大中小型企业无力自主开发,绝大多数企业无力支持共性、基础性及竞争前技术的研发。国家应建立共性技术平台,支持并形成一支高水平、精干的研究队伍,重点承担产业原创性技术、共性技术及战略性关键技术的研究开发,要建设若干个先进制造技术国家实验室和国家工程技术研究中心。

2、资源节约、环境友好的可持续发展战略

制造业是大量消耗资源的产业,同时对环境质量造成很大影响。要走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。

要制定相应的产业政策,限制以至禁止发展资源消耗高的产业以及对生态环境有严重影响的技术和产业,运用经济手段促进环境污染的治理。

要积极发展资源节约型和环境友好型产业、产品及技术。要在产品开发、设计、制造、装配、包装、运输、销售、售后服务及废旧产品回收、再制造等产品全生命周期中各个环节充分考虑资源和环境因素,最大限度地优化利用资源和减少环境污染。只有通过科技进步和向循环经济方向发展,才能从根本上减缓资源消耗总量和污染排放的增长。

3、重点突破装备制造业、提高装备设计与制造及系统集成与成套能力战略

装备设计能力、制造能力和集成创新能力是构成制造强国的最核心能力。一是要发展重大成套装备、高技术装备和高技术产业所需装备,推进重大装备的国产化;二是要将提高单机和系统可靠性作为关键;三是要大力发展为装备提供零部件、元器件和基础材料等的产业,实现专业化和大规模生产;四是要加强成套技术的开发,培育一批具有国际竞争力,集系统设计、成套工程总承包和服务为一体的工程公司,实现制造商与用户、制造工艺流程与制造装备的紧密结合。

4、用高新技术促进与提升制造技术水平战略

推进以信息技术为代表的高新技术全面渗透和融入制造业。用信息技术改造、提升传统制造业和老工业基地,大力推进制造业信息化,是以信息化带动工业化的主要内容。制造业信息化的重点是:数字化、信息化设计与制造及数字化、信息化基础装备。

同时,还应该密切注意先进制造技术、新材料技术、新能源技术、生物技术和环境保护技术等高新技术的发展动向,有效地应用相关技术对制造业进行改造和提升。

5、培养创新意识人才和高级技能人才战略

要成为制造强国,需要大批高水平的科技人才,需要大批熟悉国际国内市场、具有现代管理知识和能力的企业家,需要大批能熟练掌握先进技术、工艺和技能的高级技能人才。

我们在人才战略里专门加了一条“高级技能入才”,一提创新人才就想到科学家、博士生,我们特别强调科学技术发展特别离不开高级技能人才。这几年的研发投入有所增加,全世界的研发和国民经济的比值,工业发达国家都在2.5以上,我们国家现在是1.3,差得很多,现在比较好的是芬兰、瑞典,达到了4、5。根据我们得到的数字,很多企业的研发投入,只是销售的1%,国际上有一个统计,研发投人不到5%,这个企业不会进入到可持续发展和良性循环。■(责编:Catherine)


(本文不涉密)
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