二十一世纪中国制造业面临的挑战与机遇

慧聪工程机械网   2005-05-31 09:31   来源:中国机械工程学会理事长、中国科学院院长  作者:路甬祥

前言:20世纪以来,信息技术、生物技术、新材料技术、能源与环境技术、航空航天技术和海洋开发技术等六大科学技术的迅猛发展与广泛应用,引领了整个世界范围内传统制造业的大发展,引起了整个世界制造业的巨大变革。

前言:20世纪以来,信息技术、生物技术、新材料技术、能源与环境技术、航空航天技术和海洋开发技术等六大科学技术的迅猛发展与广泛应用,引领了整个世界范围内传统制造业的大发展,引起了整个世界制造业的巨大变革。与此同时,经济全球化趋势正不断加强,各个领域的技术交流、经贸交流日益扩大。世界上发生的这些进步、变革与发展,使当代制造业的生态环境、产业结构与发展模式等都发生了深刻变化。科学发展观对制造业提出了新的要求,我国制造业正面临着新的发展机遇与挑战。


1 全球化市场经济根本改变了制造业的整体格局和生态环境


1.1 21世纪制造业面临的是全球多样化、个性化的需求



20世纪50年代以后,机械化、自动化技术的应用,标准化大批量生产方式的急速发展,使得全球制造业生产能力不断扩大,生产规模和效率迅速提高。进入70年代,工业发达国家制造业的供给能力已经大于市场需求。世界主要市场开始进入需求导向的时代。消费观念也出现了结构性变化,消费需求趋向多样化和个性化。


20世纪90年代,制造业的跨国活动迅速发展,全球制造能力进一步扩张,出现全球性能力过剩的局面,产能与市场需求的矛盾日益突出,在新产品更新速度加快的同时,市场饱和周期也在缩短。同时随着货运、集装箱运输以及信息技术等的应用,产品的销售半径不断增大,制造商必须面对处于不同地域、不同文化和不同环境下的全球用户。进入21世纪,全球市场需求的多样化趋势更加明显,制造业面临全球性多样化、个性化需求的挑战。


在用户差别越来越大的全球市场上,社会、经济、文化、艺术、技术等多种因素都影响需求的个性化选择趋向。用户出于对功能、安全、效率、环保、节能、舒适、休闲、新颖、个性、时尚、趣味、娱乐、价格等个性化考虑,要求制造商利用不同的材料,不同的成型工艺手段,不同的造型设计,不同的结构,不同的操作系统和时空配置,不同的表面处理和装饰,实现工业设计和制造的个性化,并实现产品的多样化,性能或功能的多样化,款式的多样化,规格的多样化,包装的多样化,价格层次的多样化。


如何对市场环境急剧变化做出快速反应,及时把握用户需求,有效地生产和提供令用户满意的产品和服务,是21世纪制造业面临的挑战。


目前,我国制造业正面临个性化、多样化需求和标准产品大量需求并存的局面。一方面,国际市场和一部分国内市场需求已经呈现式样化、个性化的趋势,国内制造业还不能充分适应;另一方面,我国标准产品的大批量生产方式的发展还不充分。影响大规模生产效率和效益的决定性因素,如专业化分工、科学的生产管理、标准化、自动化等,还需要进一步完善。因此,市场和我国的国情要求我们一方面要努力满足用户个性化需求,主动推进生产方式向小批量、多品种发展;另一方面,也继续通过大规模生产方式,高效低成本地生产价廉物美的标准产品,满足国内外市场的需要。对在设计和制造方面具有模块化特征的产品,如IT产品、家用电器、服装、汽车等,则应通过规模化生产的基础要素——标准化、专业化与先进制造技术结合,实现大规模订制生产,高效低成本地满足个性化和多样化的需求。


1.2 21世纪制造业面临的是全球市场的竞争与合作


经济全球化给制造商利用全球资源,积极参与全球竞争与合作带来了前所未有的机遇。利用全球资源(包括人力资源、自然资源、技术资源、资金资源、市场资源)进行的产业国际分工,使制造业企业能够迅速成长。


21世纪,世界制造业的全球市场竞争与合作将在三个层面展开。一是发达国家制造企业之间围绕高端产品、尖端技术研发,以及全球市场战略布局的竞争与使用;二是制造业产业内,在上下游产业之间,如开发设计与生产之间,生产与营销之间,零部件与整机之间,品牌厂商与外包加工企业之间展开的产业链的全球合作以及供应商、营销商之间的全球竞争与合作;第三是世界主要制造中心,即各个产业生态圈或区域之间的竞争与合作。


在对全球资金和技术资源吸引力强,产业内国际分工活跃的领域与区域,随着制造能力、技术水平的大幅提升,逐渐形成了产业生态系统。而新产品的提供,很大程度上要依靠生态系统各成员的共同努力来完成,并推动整个产业的进步。在这个生态系统中,成员之间有着共生、共荣、竞争、合作等复杂的关系。以往那种企业与企业之间对抗性竞争被协同竞争所取代。用户、供应商、研发中心、制造商、经销商和服务商等具有互补性的企业间建立紧密合作,利益共享,风险共担,相互依赖,共同发展。彼此间通过竞争优选,不断降低成本,提高效率,产业链中的企业既合作又竞争,专业化、柔性化生产相统一,制造质量更高,制造成本更低,应变能力更强。


在对全球技术和资源吸引力强,具有制造优势的地区,企业、资金、技术、人才、信息、物流、市场、商务、法律等配套服务不断聚集。在产业生态不断改善,制造规模不断扩大的情况下,致使某门类产品的全球制造能力迅速集中在少数几个产业集群区域,形成若干产品和服务共生协同的产业生态圈——世界制造中心。而各个产业生态圈间,则通过国际合作,通过双边、多边或区域间的自由贸易和经济合作协定,实现竞争与合作。例如中国东南沿海地区产业生态圈与中西部、东北部的的合作;东盟“10+3”IT技术产业生态圈的竞争与合作;墨西哥与巴西汽车及其零部件产业生态圈的竞争与合作。


当前,我国开始形成面向全球市场的产业生态链或产业生态圈,使中国的部分地区逐渐成为世界最想的吸引全球资金、技术、人才等各种资源的制造基地。21世纪产业生态环境将成为比劳动力成本更重要的综合竞争因素,是制造业保持竞争优势和对全球资源吸引力的综合条件,只有不断完善产业生态环境,积极参与世界级大型企业集团、产业链主干企业以及其他主要世界制造中心之间竞争与合作,才能全面提高我国制造业在国际市场的竞争力,促进我国制造业的进一步发展(见图1)。

图1 产业链的竞争与合作1.3 21世纪制造业面临的WTO贸易规则和ISO技术标准


WTO贸易规则正被世界普遍接受。国际标准业已成为WTO成员之间国际技术交流与贸易的基本准则。


随着国际贸易和全球分工的深化,高新技术的迅猛发展,国际标准也与时俱增。采用国际标准或实现标准的国际化,已经成为全球普遍发展的趋势。1987年,国际标准化组织(ISO)制订发布了ISO9000质量管理体系标准,立即引起世界各国的广泛关注和积极采用,目前已被100多个国家和地区转化为本国标准。ISO9000标准的出台,标志着国际标准化活动迈进了管理体系的标准化与认证的时代。1996年ISO又制订发布了ISO14000环境管理体系标准,使国际标准化体系有了更广阔的内涵。迄今,ISO14000标准已被80多个国家和地区采用。


许多行业为了满足本行业的要求,借鉴ISO9000和ISO14000的管理模式自行开发并推出各种具有行业特色的国际标准。全球掀起了质量、安全、卫生和环境管理体系的标准化与认证热潮。国际标准化活动出现了自1958年实施《贸易技术壁垒协定》(GATT/TBT)以来从未有过的活跃局面。积极采用国际标准,实现标准趋同,将是21世纪全球制造不可阻挡的必然要求。


进入21世纪,国际标准化活动呈现以下发展趋势:


(1) 由于经济全球化的进程加快,国际标准的地位和作用越来越重要,WTO、ISO、EU等国际性组织和美国、日本等发达国家纷纷加强标准化战略的研究,以确保本组织和本国标准的国际适应性,以及加强自身产业在国际市场上的竞争力。


(2) 从可持续发展观出发,21世纪国际标准化的重点将围绕环境保护、节能、健康、安全等领域展开。


(3) 由于标准是最大限度普及和推广应用技术开发成果,是新技术与市场结合的工具,因此,以标准化为目的的研发活动的重要性被世界广泛接受。标准化活动将更紧密地与科技开发过程相统一。


应当看到,ISO标准的实施为产品的开发、制造、供应和服务的全球化竞争与合作消除了障碍,提供了便利,提高了效率,降低了成本。有利于安全、卫生、环境保护、资源合理利用、产品或部件的替代、互换和配套。ISO标准是在全球市场驱动下,由国际业界专家协商一致的基础上制订的,不仅迎合了市场全球化的需要,而且充分反映了国际技术发展的实际水平。因此,与国际标准接轨,一方面,可以国际经济合作与贸易中,为我国企业和产品创造准入条件。另一方面,通过认证准备,可以完善质量管理体系,提高产品质量,降低成本,改善管理,增强企业和产品的国际竞争力。


面对21世纪国际标准化趋势的挑战,我国必须尽快缩小各类标准与国际标准的差距,提高采标率;高度重视世界范围内先进技术标准的变化与发展趋势,积极参与国际标准的制订,消化吸收国外相关专业技术的决窍,加快国际采标步伐。在某些有技术优势的领域,积极推进本国标准的国际化。


1.4 21世纪制造业必须有全球化的行销战略与发展战略



全球化使企业能够利用全球的资金、技术、信息、管理和劳动力在它希望的任何地方进行生产,然后把产品销往任何有需求的地方。但是也使企业面临更大的挑战,传统的国内市场与国际市场的界限逐渐模糊,企业所面对的将是全球市场。这意味着,企业必须以全球视野考虑自身的生存和发展,制订全球化行销和发展战略。


随着国际市场需求的个性化和多样化,企业行销理念已经将产品的“生产、销售”转变为“市场营销”,关注的重点由以产品为中心,转变为以客户为中心。


市场营销理念的转变,要求企业深入研究客户需求,实施市场细分基础上的产品差异化策略,以及以快速交货和订制设计制造为特点的竞争策略,更加讲究市场效率和贴近客户。我国传统的外贸收购制下的大路货、低价格、低利润的出口模式不能适应全球化行销的需要。贸易业务必须与研发、设计、制造、采购、财务、项目管理等各个环节紧密结合,价格、利润等商务指标必须与产品规格的变化、原材料的替换,零部件数量质量和供给来源的变更等产品制造过程的技术细节融会贯通。为了适应以客户为中心的全球化行销,制造厂商必须成为国际市场营销的主体,并通过委托代理等专业化和社会分工方式,发挥企业核心竞争力的优势。


20世纪90年代以来,制造业企业的全球化发展集中体现在两相互关联的特征上:一是产业链,包括投资、生产、采购、销售、售后服务、研发等主要环节日益全球化配置,将现在的各个功能活动和能力分配给全球合作伙伴。由此导致新的事业化分工模式的出现,整机企业的零部件全球采购,零部件产业的国际化,模糊了产品的国家特征,使其成为全球化产品。二是巨型企业的战略调整。为了快速进入目标行业和市场,为了应对日益缩短的产品寿命周期,日新月异的技术变革速度和高昂的研发成本,企业间兼并、收购、整合,已经成为企业实施全球化发展战略的主要方式。大规模的跨国重组实质性地改变了传统的资源配置方式、产业竞争模式和产业组织结构。


21世纪,我国企业的全球发展战略必须进行根本性的创新,已经在国际市场上取得成就的企业,更应当尽快将全球化行销战略提升为全球化发展战略。企业参与国际竞争不再单纯依靠单个企业自己的内部资源,而是要“走出去”,通过利用全球生产基地、销售渠道、研发机构以及设计中心的资源,获取全球市场、技术、品牌,管理和技术人才,建立跨国生产体系,发展和壮大自己。


2 科学技术日新月异,改变了制造的材料与工艺,改变了制造业的结构、服务领域和制造模式


随着高新技术和知识经济的迅猛发展、信息技术、生物技术、材料科学技术、微电子技术、能源与环境技术、航空航天及海洋技术等新兴的科学技术不断涌现,以信息技术、自动化技术、现代管理与制造技术相结合的先进制造技术应运而生。新材料与新工艺创新日新月异,制造工程的服务领域不断拓展,先进制造技术、制造系统和制造模式层出不穷,制造业得到了空前发展。


2.1 信息与网络技术引起了产品、制造过程和制造业的革命



1958年世界上第一块硅集成电路(IC)问世,揭开了人类社会进入“硅”时代的序幕。近半个世纪以来IC技术迅猛发展,推动了信息与网络技术的发展,并对制造业产生了革命性影响,传统的产品结构、生产观念、生产组织、生产方式发生了根本变化。原来分工明确的、集中的、顺序的、以物质的生产、存储为主的物质制造观转变为目前协同的、分散的、并行的、以信息的产生、处理为主导的信息制造观。信息这一要素正迅速成为现代制造系统的主导因素,并对制造业产生根本性影响。从某种意义上说,现代制造业也是信息产业,它加工、处理信息,将制造信息录制、物化在原材料和毛坯上,使之转化为产品。现代制造业,尤其对于高科技、深加工企业,其主要投入已不再是材料和能源,而是信息和知识;其所创造的社会财富实际上也是某程形式的信息,即产品信息和制造信息。未来的产品是基于机械电子一体化的信息和智能产品,未来的制造技术将向数字化、智能化、网络化发展,信息技术将贯穿整个制造业。


当前,电子商务、电子企业、电子制造、电子自动化、网上服务、网上技术支持、基于网络的先进制造等,使得制造过程日益全球化。今天的制造技术是网络化的全球制造技术,通过网络不断更新和扩大产品的知识和技术含量,将成为制造和再制造的一种重要及至主要方式。利用网络,企业在产品设计、制造与生产管理等活动及至整个业务流种中充分享有全球资源,快速调集、有要整合与高效利用有关制造资源。同时,必然导致制造过程与组织的分散化、网络化,越来越多的企业抛弃传统的生产方式,集中于自己最有竞争力的核心业务,通过网络化的协作与竞争,构建制造联盟,实现资源互补共享和业务协同合作。建立在以现代信息技术为核心的制造技术基础上发展起来的敏捷制造、虚拟制造、精良生产及智能制造等现代制造系统,将进一步促进未来制造业的发展。


2.2 物理、化学、生命科学与技术的新进展,为制造技术提供了前所未有的新材料与新工艺



近半个世纪以来,性能多样的金属材料、高等陶瓷、功能晶体、碳素材料以及复合材料相继问世,至今世界上的结构与功能材料已有几十万种,并继续以每年大约5%的速度递增。激光技术、光刻技术、纳米技术、超精密加工技术、表面工程新技术、在线检测技术、生物制造技术、仿生制造技术等新的工艺手段层出不穷,改变了制造业的面貌。


新材料的应用改变了传统的机械制造设计和工艺领域,纳米材料、智能材料、梯度材料、新型陶瓷材料、新型高分子聚合物、表面涂层及自修复材料等的应用对机械性能、功能以及设计方法、标准、数据等都将产生巨大影响,机械性能将进一步优化,机械寿命将大幅度提高。


激光的发明导致巨大的光通信产业及激光测量、激光加工和激光表面处理工艺的发展,激光技术、光刻技术的发明使大规模集成电路等微电子与精密制造成为可能,促进了计算机和信息技术的发展,进而又使机械制造业进入数字化制造的新时代。


纳米技术扫描隧道显微镜的发明的与应用使人们对世界的认识进入纳米尺度,纳米制造技术对传统制造方法、制造工艺与手段带来了巨大冲击,同时,纳米技术的发展带动了微型系统制造技术的发展。从1959年科学家提出微型机械的设想,到第一个硅微型压力传感器问世,以及微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计,直至2000年重仅200多克的微卫星上天,微型系统的应用领域不断扩大。


表面工程新技术不仅能够使材料表面获得理想的功能(如防腐、耐磨、耐高温、抗氧化等),甚至还能获得微晶、非晶等性能。表面成膜、表面合金化及其他表面改质法、不但用材少,而且可以使机件质量成倍提高,并且能够成功地对机件进行修复。


生物制造技术的发明使人们能够利用细菌对金属等进行侵蚀加工,其中生物去除成形加工和生物约束成形加工在研制微型产品和纳米产品领域有着不可限量的应用潜力。另外,生物技术的应用还能将一些化工制造过程转变为生物过程,向生物过程的常温、常压转变。生物脱硫技术将在常温、常压下利用适宜的细菌代谢过程使石油脱硫,既有利于降低加工成本,又有利于改善生态环境。


2.3 科学技术创新改变了社会的生产方式、人们的生活方式和经济结构,改变了制造业的服务领域与产业结构



制造业是伴随着人类社会的发展而产生和发展的,经历了原始制造、作坊式手工生产、机器大生产、机械化生产、流水线生产、自动生产线,发展到当今的柔性制造、智能制造等模式。在石器时代,人类利用天然石料制作工具,生产方式以采集和利用自然为主;到了青铜器和铁器时代,人们开始采矿、冶金、制造工具与车船,采取作坊式手工生产方式,满足以农业为主的自然经济需求;1765年瓦特发明蒸汽机,为由工场手工业生产向机器大生产转变提供了动力,引发了纺织业、采矿业、冶金业、机器制造业的革命。工业革命的风暴不但在工业领域飞速发展,而且迅速波及到工业以及的其他领域;19世纪发电机、电动机的发明改变了机器结构,开拓了机电制造业的新时代;19世纪末20世纪初,内燃机的发明,汽车、自动机床相继问世,社会生产力提高,社会分工更加精细;二战后人类迎来了原子和电子时代,通信普及和计算机的出现,尤其是半导体集成电路的出现引起了制造业新的革命,机械电子学和机电一体化的时代到来,导致一系列新兴工业部门如高分子合成工业、原子能工业、电子工业、宇航工业等的诞生;目前,人类在合成化工、能源与环保、材料与先进制造、航空航天、微电子与光电子、自动控制、计算机与通信网络、科学仪器与生物医学工程、纳米技术与微机电系统等技术领域获得了前所未有的创新成就,极大地改变了社会的生产方式、人们的生活方式和经济结构,改变了制造业的服务领域与产业结构,制造模式也发展为柔性制造、智能制造等。制造业不仅为产业部门提供机电一体化的生产设备、工作机器,为农业与公共工程部门提供工程设施,为第三产业提供技术装备与服务设施。如为实施精细农业提供装备,为交通运输部门提供汽车、船舶和飞机及相关的道路、机场、港口设备,为环保生态提供装备,为医疗保健提供装备,国防工业提供武器和装备,而且还拓展到极端条件下的科学实验装备与工作机器、微电机设备、新型医学诊断及治疗设备、生化及生物工程仪器及设备。


2.4 科学技术的进步改变了传统的制造模式



传统制造业建立在规模经济基础之上,靠企业规模、生产批量、产品结构标准化和重复性获得竞争优势,获得低成本、高技师和高生产率,标准的产品设计却难以满足顾客对产品多样化、个性化的要求。


随着顾客消费多样化、个性化需求的增长,大批量、同一造型的产品将被多品种、小批量甚至单件定制的产品所替代,功能性产品将为被功能艺术性产品所替代。微电子技术、计算机技术、自动化技术的飞速发展使得制造技术向数字控制的方向发展,柔性制造单元、柔性生产线、计算机集成制造及精益生产等相继问世,制造技术由此进入了面向市场多样需求的柔性生产新阶段,引发了生产模式和管理技术的革命。未来的制造业将全面进入柔性、智能、敏捷、精益、绿色、艺术化、全球化和个性化的先进制造新时代。计算机集成制造系统(CIMS)等适应多品种、小批量生产的总体高效率、先进的智能制造系统将成为21世纪占主导地位的新型生产方式。


根据国际生产工程学会近10年的统计,国外发达国家所涌现的先进制造系统和先进制造生产模式多达33种,在这33种制造系统和制造生产模式中,有的已投入生产使用,产生了可观的经济效益,如CAD/CAM/CAE、成组技术、制造资源计划、准时生产制、计算机辅助工艺规划、柔性制造系统和计算机集成制造系统等;有的还不很成熟,但却在制造业中有一定影响,如并行工程、精益生产、敏捷制造、虚拟制造、企业资源计划、智能制造和网络合作制造等;有的正处于探索阶段,但却有未来应用前景,如协同制造、生物制造、绿色制造、远程制造、全球制造和下一代制造生产模式等。现代制造模式的推广和应用,必将带动制造业的整体变革,提高制造业的产业水平和竞争力。

3 科学的发展观对21世纪制造业提出了新的要求



1992年联合国环境与发展会议之后,世界各国都把走可持续发展道路作为21世纪的发展战略,是人类社会在面临全球性人口增长、资源短缺、环境污染和生态恶化的严峻形势下的抉择。可持续发展将生态环境与经济发展联结为一个互为因果的有机整体,要求经济发展考虑自然生态环境的长期承载能力,建立经济、社会、资源和环境相协调的全新发展模式,就是科学的发展观。它要求制造业体现循环经济的可持续发展理念,走一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源得到充分发挥的新型工业化道路。


由于制造业在将制造资源转变为产品的过程中,以及产品的使用和处理过程中,同时产生废弃物,是千万环境与发展冲突的主要源头。因此,坚持可持续发展战略的要求下,有关资源和环保的问题成为制造业的热点。科学的发展观要求制造业综合考虑环境影响和资源利用效率,借助各种先进技术使产品在设计、制造、使用直到报废及回收处理的整个生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化、资源利用率最高、能源消耗最低,从而实现企业经济效益与社会效益的协调优化。从产品设计到制造技术,从企业组织管理到营销策略的制定,可持续发展战略在制造业中的体现为:产品设计和制造工艺考虑节约材料和能源;采用回收再生与复用技术,实现资源、能源和物料的可再生循环;产品加工制造过程避免环境污染,实现绿色制造;同时做到以人为本,充分发挥人力资源优势和人的创造力,促进人与自然的协调发展。


3.1 节能、节材的产品与制造工艺



21世纪的制造业要求在产品设计、制造和使用过程中减少所需要的材料投入量和能源消耗量,尽可能通过短缺资源的代用、可再生或易于再生资源(如太阳能和可再生生物资源)以及二次能源的利用,提高资源利用率。通过资源、原材料的节约和合理利用,使原材料中的所有组分通过生产过程尽可能转化为产品和副产品,从而消除废料的产生,减少环境污染。


改革制造工艺,开发新的工艺技术,采用能够使资源和能源利用率高、原材料转化率高、污染物产生量少的新工艺,减少制造过程中资源浪费和污染物的产生,使中间废弃物能够回收再利用、最终废弃物可以分解处理,尽最大限度实现少废或无废生产。


3.2 可再生循环的制造



可持续发展的制造业应是可再生循环的。要求在产品的设计和制造过程中采用回收再生与复用技术,尽可能减少制造产品的用材种类,选用可回收、可分解材料,形成“资源—产品—再生资源”的闭环流程。可再生循环的制造过程主要应用拆卸技术和循环再利用技术。


拆卸技术指依据最小附加成本及产品被拆卸后所能获取最大综合利用价值的原则,开发最佳的拆卸程序和方法,如面向二次制造的设计、加工与装配。通过二次制造将已用过产品的性能特征恢复到接近于新产品的状态,不仅延长产品寿命而且促进部件和材料的的循环再利用。


循利用技术是对拆卸下来的零部件或者分解、还原的材料进行二次利用的技术,在产品的设计制造中考虑两个因素:回收和分解。回收设计致力于开发材料回收技术,如废弃金属粉碎重融。可以提高可回收性的设计手段包括:使用易于循环利用的材料,避免可相互污染的材料组合,避免使用难处理降解的有毒物质。分解设计是指通过将产品分解为最基本的组分,而尽可能地使产品中几乎所有的材料能够循环利用,金属和非金属材料可通过分解而回收,避免废物产生污染环境。


3.3 绿色制造


绿色制造倡导资源、环境和人口的持续、稳定和健康发展,包括生产过程技术和末端治理技术,涵盖设计、生产过程、产品和服务以及企业的组织与管理等整个过程,以环境可容受的方式最大限度地减少废物排放和污染,建立极少产生废料和污染物的工艺和技术系统,实现清洁生产。绿色制造要求在设计新产品时,从材料的选择、产品的结构功能和生产加工过程设计,以及包装和运输方式都综合考虑资源优化和环境影响;在产品的生产制造过程中,采用的生产工艺与设备最大限度地减少资源消耗和环境污染,提高材料和能源的循环利用;产品在使用过程和处理时都必须考虑对环境的影响,同时为没工提供一个绿色的工作环境,实现制造业的绿色化。


3.4 以人为本,人与自然协调发展的制造



谋求人与大自然的协调发展,重视环境保护已经成为许多先导企业的共识,在坚持以人为本的原则下制造业的生产方式将实现以技术为中心向以人为中心的转变。在制造环境的安全性方面,应使工作现场的声、热、振动、粉尘、有毒气体等指标严格限制在人体能承受的安全范围之内。在制造环境的人性化方面,应使作业空间、工作环境使员工感到舒适,保证员工的身心健康。可持续发展的制造业不仅通过最大限度地提高资源利用率,减少资源消耗,从而直接降低成本,而且坚持以人为本的原则可使生产环境因考虑工人健康和安全条件得以改善,有利员工身心健康。员工工作时心情舒畅则有助于提高主观能动性、工作质量和效率。提高制造业的生产与消费过程与环境的融合程度,最终实现经济和环境效益的最优化,实现人与自然的协调发展。


我国是一个人口众多、资源相对不足的国家,许多重要资源人均占有量远低于世界平均水平。我国石油资源最终可采储量为130~150亿吨,仅占世界总量的3%左右,大多数矿产资源人均占有量不到世界平均水平的一半。因此,我国在现代化经济建设中坚持科学发展观、走可持续发展道路显得尤为重要。制造业作为我国经济发展的重要组成部分,在其中坚持以人为本的科学发展战略,不仅有利于人类的持续发展,有利于企业的持续发展,具有重大的社会效益和经济效益,也是实践“三个代表”的具体体现。


4 21世纪中国制造的挑战与机会


4.1 提升自主创新能力,创造自主知识产权,提高国际竞争能力


创新是人类发展的永恒主题,是科技进步的根本动力和不竭源泉。纵观世界,创新能力已经成为国际竞争的关键因素。17世纪末,伦敦曾是欧洲科学技术的中心。19世纪初,德国依靠科技发展,一举取代英国成为欧洲科技中心,用40年走完了英国走了一个世纪的路。随后,二次大战后,美国发展航天、生物、医药等高新科技产业,崛起成为超级大国。历史告诉我们,谁掌握了高新技术并迅速使之产业化,谁就掌握了经济和社会发展的主动权。只有具有自主知识产权的高新技术产业,才能抢占知识经济的制高点。


我国改革开放20多年来取得的成就举世瞩目,高技术产业特别是计算机、通信、微电子、视听等科技含量较高的产品发展较快。但与国外先进水平相比,仍有较大差距,高新技术产业中一些核心技术和关键部件仍然依靠进口。我们必须大力提升自主创新能力。


主要体现在以下几个方面:


(1) 引进成本太高。随着全球化技术经济竞争的加剧,引进技术的成本也越来越高。引进技术将导致产品成本的增加,降低了产品的竞争能力。


(2) 中国有中国的国情。不同的经济发展区域、不同的城市发展水平、不同的文化背景都可能产生不同的市场需求,从这一点上讲,即使是国外成熟的技术和产品也不一定完全适合中国市场,根本出路在于自主创新,引进技术也需要消化吸收和创新。


(3) 国外的保护,不愿向中国出售核心技术。20年的高速发展,我国制造技术与国外先进水平已比较接近。由于竞争的原因,国外要保护他们自己的核心技术,在此形势下,我们青睐的一些核心技术、关键技术,不可能仅仅依靠引进,我国的经济社会发展也不可能建立在长期依赖国外技术的基础上。我国必须创造具有自主知识产权的技术,不能不受制于人。


(4) 我国已经经历了主要依靠“技术买进”的发展阶段,到了应该实现创新跨越,创造自主知识产权的历史阶段。在改革开放初期,我国与发达国家综合国力差距较大,因此主要以引进为主,“技术买进”战略虽然在一定发展阶段上可以加速国家经济的增长速度,但它不是可持续的、高效率的,并在一定程度上是以“市场换技术”为代价的。经历了20多年的改革开放,我国的经济和技术创新能力已今非昔比,我们必须实现从“引进消化为主”向“自主创新为主”的历史性跨越,这符合历史发展规律,也是历史的必然。


当前,我国改变开放和现代化建设面临的国内外环境正在发生着深刻变化。入世给我国吸引外资带来了前所有未有的机遇,决定了我国的创新之路应该走一条开放式的创新之路,在加大投入、培养科技人才、不断提高自主研发能力基础上,积极参与国际科技合作,不断引进、学习、吸收他国企业的技术及研发成果,进行消化吸收与不断提升自主创新。


勿庸置疑,我国具有丰富的劳动力资源,但随着我国经济的发展,劳动力低成本优势不可能一直维持。只有努力增强我国人力资源的创新能力,提升自主创新能力,从劳动力优势转变为劳动力+技术优势。为迎接新世纪全球经济的挑战,为全面建设小康社会,实现我国经济社会和制造业的全面、协调、可持续发展提供坚实的保证。


4.2 提升系统集成能力



党的十六大明确提出:加强基础研究和高技术研究,推进关键技术创新和系统集成,实现技术跨越式发展。系统集成能力将影响到我国科学技术的发展水平,也将影响我国制造业的发展水平和竞争力。


“集成创新”正是随着科学技术的迅猛发展和市场需要的快速变化而逐渐演化形成的一种新的创新模式,它通过技术集成、知识集成和组织集成过程不断升级,把当今世界的许多新知识、新技术创造性地集成起来,在各要素的结合过程中,注入创造性思维,以满足国家和市场经济的需求,最终使企业拥有核心能力和充分的自主创新能力。


系统集成包括技术集成与工程集成。


(1) 技术集成。主要指关键技术创新+系统技术集成。波音747飞机的研制开发是技术集成的产物。面向远程大运力民航客机的市场需求,波音公司把当时在喷气发动机、航空材料、导航等方面的最新技术集成起来,同时,开发出各种与之配套的技术和工艺,在1969年完成飞机定型,并很快在20世纪70年代初将它投入商业运营,到现在波音747已经使用了30多年。尽管没有人知道谁是波音747飞机的发明人,但是又有谁能否认它对美国经济,对世界文明所做出的战略性贡献呢!


(2) 工程集成。它与技术集成不同。技术集成强调在集成基础上形成有竞争力的产品。而工程集成要求形成产业链,是宏观产业层次上的“工程综合”概念。我们知道,爱迪生一生的发明有2000项之多,但大家最记得的他发明了白炽灯泡,为人类带来光明,其实白炽灯泡不是爱迪生最早发明的,在他之前已有人发明了用碳素做灯丝的白炽灯,但没有形成应用系统,爱迪生的功劳在于他不仅发明了比较经久耐用的灯泡,而且又进一步考虑到要让更多人应用,必须有一个好供电系统,要建电厂,还必须有变压器、电网、开关,才能成为工程系统。于是他组建了一个公司,把这一套市场化的体系都解决了。这样,他发明的电灯才为全为类带来了持久的光明。由此可见,技术成果只有形成工程系统后才能充分体现其价值。我们在重视技术集成的同时,应当更加重视工程集成能力的培育。


目前,我国生产的产品以简单产品居多,附加值较低,不易产生新的产业与产业链。我们应该大力提高系统集成的能力,把我国从一个生产简单产品为主的国家转变为生产简单产品+系统集成,实现高比值产业链的国家。


4.3 创造新的制造技术与管理,使中国的产品质量从一般水平提升到高质量水平


企业之生存在于用户购买其产品,产品的质量体现了满足用户需求程度。因此,产品质量是企业发展的根基,是企业的生命线,是企业市场竞争的基石,高质量产品的制造能力体现一个国家制造业的国际竞争力水平。


随着人们对产品质量认识的不断加深,20世纪90年代以来,管理专家们纷纷提出向质量要效益,把提高质量与利润的增加联系起来。由于质量对企业的重要程度,目前质量管理意识已成为企业一种综合的、全面的经营管理方式和理念。


随着我国对外开放的深入,国内市场与国外市场相融合,竞争日益激烈,国外发达国家的高质量产品不断涌入我国,同时,我国制造的产品也纷纷进入国际市场,需要我国制造业企业适应全球市场竞争的需求,不断提高产品质量,以质量求生存,以质量求效益。


产品质量的实现过程包括市场研究、研发、设计、制订标准、制订工艺、采购、配备设备与工装、加工制造、工序控制、检验、销售、售后服务等多个环节,产品质量是综合管理技术与制造技术相互作用、相互结合的结果。因此,提高产品质量首先要提高产品的制造水平,通过开发先进的制造技术与管理技术,应用于企业的实际生产过程中,形成制造高质量产品的技术与管理基础,才能制造出高质量的产品。


必须在思想上真正重视产品质量的重要性,强化质量意识,领导带头学习、理解全面质量管理,创造全新的管理技术,提高管理水平,促使企业全员参与全面质量管理,全过程实现质量管理。


不断提高制造技术的自主创新能力和集成创新能力,创造新的制造技术和管理技术,同时在产品技术的引进中,更加重视产品制造技术的开发,不断提高我国制造业企业的制造水平与管理水平,进而提高产品质量,使我国的产品质量从一般水平提升到高质量水平,满足世界范围内用户不断变化的需求,是我国走向制造业强国的必由之路。


4.4 推动设计革命,形成中国设计声誉,使中国产品从低中档量产转变为量+高档个性化需求



随着经济全球化的不断发展,21世纪制造业面临的是全球多样化、个性化的需求,用户对于产品的个性化需求不仅在于对产品的功能,更对产品的内在质量和外观质量、性价比、艺术性等提出越来越高的要求,现代设计则是在立足于市场和需求的基础上,从设计、制造到行销、使用以及废弃回收全过程考虑产品功能、售后服务、制造工艺、成本、物耗与能耗、质量、环境效应,乃至外观及文化艺术和社会效应等综合因素,设计与品牌代表着企业乃至国家的制造与服务水平、工艺、文化艺术水平和品位。


传统的设计主要致力于满足用户对产品功能的需求,缺乏对用户和市场需求的全面研究。


发达国家通过长期的产品开发活动,并与本国的文化融合,已经形成具有本国特色的产品设计风格,如美国产品的豪华、日本产品的精致、德国产品的严谨等。


我国制造业经过多年发展,具备了大批量生产的能力,但是产品自主设计和技术含量较低。为此,我国制造业的发展需要加强现代设计知识的普及教育和广泛推广应用,建立支持产品开发与生产全过程的数字化、并行化、智能化、集成化、艺术化的现代设计方法与系统,有效地组织多学科的产品开发队伍,在充分考虑产品基本功能的基础上,结合我国的文化特点,注意提升技术含量,并有效地考虑产品开发、生产、使用、服务、退役处理等全过程,开发出具有我国特色且能满足多方面需求的产品,形成具有中国特色的设计风格,提高国产商品的技术水平、品质和文化品位,满足全球用户的个性化需求,同时充分发挥我国劳动力成本低、生产能力强的优势,使我国制造业在国际市场竞争中立于不败之地。


4.5 推动中国制造自主进入全球链,创造全球著名品牌


改革20多年,我国已成为开放度很高的国家。全方位的对外开放政策,我国广泛参与国际分工,发达国家和新兴工业国家的制造产业迅速向我国转移。20年来,我国通过承接国际制造业的加工组装,获得了技术扩散和产业扩张的收益。在承接传统制造产业转移的同时,高新技术产业的加工制造环节也正向我国转移。2003年我国加工贸易出口2418.5亿美元,在全国外贸出口总额中所占比重为55.2%,高技术产品出口1103亿美元,占我国商品出口总额的25.2%。


世界范围的产业转移使我国的工业生产能力大幅度增长,成为许多工业品的主要生产大国。在这一过程中,我国从组装加工开始,制造能力不断提高,部分产业已逐渐发展成能够接受高技术产业中的加工制造环节,以至形成了国际竞争力相当强的产业集群,初步形成了区域性的产业集群。


品牌作为一个企业的某个或某些产品或服务的独特标志,其作用在于以其独特性表征产品或服务的产地、商家,并由此向买者传递产品的质量、服务、信誉等,使产品区别于其他同类产品。在全球市场竞争日益激烈的今天,企业间、行业间乃至国家间的竞争在一定程度上表现为品牌的竞争,有竞争力的品牌能够提升企业形象,增加企业盈利。自主著名品牌产品的创立正是国家经济实力强大的典型表现。


目前,由于我国制造业尚处于产业链低端,国外的产业转移主要采用OEM方式进行,国内制造企业处于加工制造环节,主要依靠劳动力成本低在国际市场上获得优势,以代理加工、贴牌生产为主,还没有形成自主品牌,因此利润低下、竞争激烈,要受到国际贸易种种壁垒的限制;粗放式的制造与经营也受到国内资源、环境、生态等因素限制,继续扩张,难以为继。要使中国制造业的发展走新型工业化道路,必须通过技术创新和技术进步,充分利用信息技术,不断提高工艺技术水平、产品设计能力及系统集成能力,创造自主的世界著名品牌产品,只有具备了具有我国特色色的、以自有技术为核心的中国设计技术和系统集成技术,才能自主进入全球产业链,不仅实现产品出口,而且实现自主品牌出口,才能实现我国制造业的跨越发展。


4.6 从“制成品出口大国”向制成品+技术+装备出口国”转变


随着世界经济一体化进程的加快,全球经济正在进行着一场剧烈的战略性重组。在这个重组过程中,加入WTO后的中国以特有的持续高速增长的经济、巨大的市场潜力、低廉而丰富的劳动力资源,成为发达国家制造业大规模转移的首选之地。跨国公司在进行全球布局过程中,纷纷把其制造车间移向中国。改革开放以来,我国出口以比GDP高出一倍的速度增长,在世界出口大国中的排名相应从1978年的第32位升至2003年的第4位,大量的“中国制造”涌向世界市场。


但是,当中国成为彩电、微波炉等产品的世界第一生产大国的时候,当我们把目光投向生产“中国制造”的技术和装备时,发现更多的却是“本国躯壳、外国脑袋”与“中国制造、外国设备”。作为世界纺织大国,我国纺织机械的70%来自于进口:我国的计算机生产正跻身世界前列,但我国集成电路芯片制造装备的85%的却被进口产品占领;我国“光谷”的建设正如火如荼,但我国光纤制造装备的100%仍依赖进口……我国工业品制造与国际先进水平整体上相差甚远。显然,中国仅仅是“制成品出口大国”,而且是“低附加值的制成品出口大国”。


从比较优势来看,在贸易自由化和资源配置全球化的背景下,大多数工业产品在中国制造符合经济规律,也是中国制造业与世界接轨、提升国际竞争力的难得机会。然而要成为真正意义上的“制造强国”,应该既表现为占有世界制成品而且是高附加值制成品市场的相当份额,更应体现在拥有相当的技术知识产权和自主研发生产设备,同时还要拥有一大批在世界同类产业中的领衔企业和著名品牌。这些企业以其具有竞争力的生产能力、新产品开发能力、技术创新能力、经营管理水平、著名品牌市场份额的占有等,在工业品制造和全球交易中拥有决定性的影响力。只有这样,中国才能实现从“制成品出口大国”向制成品+技术+装备出口强国”的转变,才能逐步缩小与发达国家的差距。


4.7 改革工程教育,培养创新人才


制造业自主创新、系统集成的能力,归根到底在于工程创新人才的培养。走新型工业化道路要求人力资源得到充分发挥,也就是以人为本,充分挖掘人的个性化潜能,培养人的创新能力。面临制造业市场对工程人才综合化、全球化、创新化的迫切要求,我们要加速改革工程教育,为制造业培养创新人才,实现我国劳动力优势向技术创新人才与经营管理创新人才优势的转变。


人是生产力中最活跃的因素,是产业创新的关键,发展我国制业就是要造就一批德才兼备、国际一流的制造创新人才,建设一支高素质的制造创新队伍。为此,大学的工程教育至关重要。我国工程教育曾先后模仿前苏联模式和美国模式,然而效果并不理想。前苏联模式注重工程实践,但专业划分过细,知识面过窄,不适应市场经济和科技发展的需要;美国模式侧重基础知识教育,忽视专业训练。两者都不符合我国的工程教育国情。从科技突飞猛进,学科交叉综合,市场对制造业人才需求的实际出发,重视培养具有综合知识基础、制造业职业训练和学习能力、实践能力、创新能力和工程管理能力的创新人才,塑造具有独立思考、敢冒风险、敢于置疑和敢于应对挑战的创新人才。


第一,营造宽松和谐的创造型学习环境,重视学生个性发展、思维和探索精神,培养学生对已有知识的“质疑”精神。在教学过程中尊重学生的主体地位,培养学生对新知识的好奇心和求知欲以及独立思考问题的习惯,破除学生对知识、对权威的迷信。教师应把当前本学科甚至相应学科的最新理论以及正争论的前沿学术问题介绍给学生,激起他们对科学技术的探索欲望和批判精神,使大学教学过程由单纯的学习过程转变为以学为主、学习和发现、创造相结合的过程。


第二,注重基础知识教育、综合素质培养,重视工程实践训练,提高创新能力。


从理论教育来说,工程教育是一个系统工程,现代工程教育应该包括数学自然科学基础知识,工程科学基础知识和专业知识以及管理与社会学科知识。换句话说,除了基础知识、专业知识外,也要包涵企业与工程管理、市场经济、生态环保、工程修养、信息技术应用等跨学科知识。综合知识和能力的培养将更容易孕育创新,尤其是集成创新,对创新人才的培养意义重大。课程要结合科技发展要求进行动态调整,随时引入世界最新的学术成就和研究成果,吸引和进一步激发学生学习的兴趣和主动学习的积极性。同时,经济全球化要求工程教育要符合国际化趋势,培养出的工程人才应该具有在国际化工作环境中工作的能力。所以,高校可以工程技术教育上引导工程专业的学生适应市场,涉猎国际工程及涉外经贸等相关知识。


没有实践能力,就很难培养创新能力。发达国家的学生除了大量在校的教学实验外,与企业结合的工程训练时间一般在半年或半年以上。而我国高校学生在校内进行工程训练的时间一般只有4~8周(包括制造工艺、电子工艺实习综合性训练),而且参加企业实习的条件不足,效果不佳。所以要建立高校工程教育与企业工程训练紧密结合的创新人才培养机制。一方面,我们要在高等理工科院校中建立工程训练中心,训练本科学生的职业基本技能。另一方面,与企业合作,根据企业实际要求确定主题,设置工厂实践、课程设计和毕业设计,提高学生分析问题、解决问题以及独立工作的能力;在设计进程中,结合实际,开展专题讨论,提高学生的团队合作及表达能力。当然,工程实践教育安排需要国家给予相应支持,国家应该制定相关法规,明确企业在发展工程教育、培养训练工程技术人才中的职责和义务,鼓励企业与高校合作培养创新型人才。


第三,工程教育是终身学习和实践的过程,技术知识的快速更新需要工程人员终身学习。


社会上存在众多的继续工程教育机构。以美国为例,公司约占50%,大学24%,学会20%,私人6%。四系统的办学特点分别为:①公司办教育,是由公司对所属的工程技术人员进行培训,为本公司的生产需要服务;②大学办继续工程教育主要是短期的、应用的课程,理论水平较高,基础性课程较强。强调面向本地区,为本地区的工程技术人员服务;③各种学会是从事继续教育的重要机构,主要为会员服务,保持本学科(或本专业)会员的职业水准。一般面向全国,面向本专业,多属高档新技术课程;④私人办学,一般是培训当前急需应用的技术和专门技能,一般应用性较强,面比较窄。综观美国继续教育的特点,结合我国继续教育方兴未艾的现状,我们应鼓励各方,发扬优势,面向需求,扩大继续工程教育的规模,发挥企业核心主体作用。有条件的企业可以建立专门培训机构,也可从企业发展需要出发,加强与学校、学会及社会力量的合作,有计划地对企业工程人员进行创新能力的培养。


第四,工程技术教育的结构优化。


工程技术教育的学科结构和层次结构应符合人才市场和经济社会发展的实际需求。当前,我们工程技术教育出现了片面追求高学位的倾向和“亲软忌硬”的现象,人才市场已经出现机电硬件技术人才、工程技能人才和高级技术工人短缺等现象,应引起充分注意。国家和地方的教育主管部门应进行宏观调控,建立起市场需求信息对学校、学生、家长的及时有效的反馈机制,促进工程技术教育的结构优化和调节机制的建立。


结束语


21世纪的前20年,是我国经济和社会发展的重要时期,也是我国实现现代化第三步战略目标的关键阶段。认清当前的新形势,营造良好的市场体制环境,制定和实施促进制造业健康发展的政策措施,积极推动技术创新能力与产业技术水平的提高,对于提高我国经济整体素质,奠定国民经济持续健康发展的基础,参与国际竞争,具有重要的战略意义。



回首过去,中国制造业已经取得了举世瞩目的成就;展望未来,我们信心百倍!


让我们携手并进,为中国制造业的明天不懈追求,为伟大祖国的明天奋力拼搏!

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