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好鼓也要重擂:新時代我國裝備制造業創新之道

時間:2018-10-09

來源:網絡轉載

導語:作為裝備大國的中國制造,許多高端裝備長期依賴進口、新興裝備嚴重不足,而核心技術和關鍵部件缺失又使得產業鏈高度脆弱,如何做強裝備制造業,亟需重新思考,做好大格局的文章。

【中國傳動網 行業動態】 作為裝備大國的中國制造,許多高端裝備長期依賴進口、新興裝備嚴重不足,而核心技術和關鍵部件缺失又使得產業鏈高度脆弱,如何做強裝備制造業,亟需重新思考,做好大格局的文章。

滿眼皆山頭

從目前行業發展看,我國重大技術裝備行業存在廠多分散、優勢資源集中度低、產能過剩、企業同質、有效的研發體系缺失等問題。

以輸變電裝備制造行業為例,當前我國高壓開關企業總數超過1000余家。僅在中央企業范圍內,除西電集團將輸變電裝備制造作為主業外,還有國家電網旗下的南瑞集團、平高集團、許繼集團、山東電力,兵器裝備集團旗下的保變電氣,華電集團集體下屬的國電南自等也從事輸變電裝備制造。

行業過于分散,直接導致我國相當一部分裝備制造行業龍頭企業的收入規模還比不上國際產業巨頭的利潤規模。2016年,即使處于歷史低谷,美國GE公司營業收入高達1200億美元,利潤接近100億美元;德國西門子公司營業收入達到876億美元,利潤超過83億美元;瑞士ABB營業收入超過330億美元,利潤接近19億美元。即使作為國內龍頭企業的上海電氣,在3月公布的2017年年報顯示,其營業收入795億元,歸屬于上市公司股東的凈利潤26.6億元。與國外企業依然有不小的差距。

產業集中度太低,企業規模小,必然導致研發、市場等資源分散,嚴重影響產業創新發展、轉型升級,制約我國邁向世界產業體系的中高端水平。

眾所周知,航空發動機等關鍵重大技術裝備,其投入動輒數百億元,且回報周期很長。但以我國裝備制造業企業的營收規模,即便是排名行業前列的龍頭企業,也顯然是無力承擔。與此同時,由于缺少必要的整合,研發領域的“低水平重復建設”卻異常突出,嚴重制約我國制造業整體創新效能提升。

在當前在新一輪科技革命和產業革命已經漸行漸近的背景下,我國重大技術裝備產業要想與世界制造強國一爭高下,搶占中高端市場,必須加快推動行業專業化整合,由突出精干主業、具有一定國際影響力的優勢企業牽頭,使分散在不同企業的制造企業、設計院和工程貿易企業等創新資源向骨干制造企業聚集,充分發揮集聚效應和規模效應,重塑產業生態,在每個領域培育兩到三家在技術或商業模式上有明顯差異,能與跨國企業在產業規模和產業結構上能對等競爭的“產業航母”。

2015年南車和北車合并后,產生了巨大的集聚效應。2017年銷售收入1400億元,遠遠超過傳統軌道列強的西門子、阿爾斯通、日立、川崎等企業,大大提高了國內資源的整合力度,也有利于行業的協同發展。

龍頭引領生態

重大技術裝備的研制是一項復雜的系統工程,科技含量極高,單純依靠某一家企業的力量難以快速取得重大突破。縱觀歐美等制造強國的發展歷程,依托主業突出、創新能力強、帶動能力強的龍頭企業引領產業發展,形成龍頭引領、鏈條延伸、集群共進的產業生態,始終是推動裝備制造業可持續發展的關鍵力量。

美國波音公司作為全球最大的民用飛機和軍用飛機制造商,數以萬計的零部件來自于世界各地,在全球范圍內培育了一批相融共生、合作共贏的供應商。在以波音為中心的產業體系中,波音以市場需求為導向,不斷進行技術創新,供應商為了鞏固合作關系,亦步亦趨的緊跟波音的創新步伐,實現了行業自發而又有序的發展。如波音在研發新型飛機的過程中,需求一旦明確,發動機、航電系統、機載電力系統、控制系統、環境系統和材料等配套廠商就會快速根據需求研發相應的零部件,通過跨組織協作研發,驅動集成創新,進一步提升了波音的市場競爭力,也奠定美國在航空產業長期以來的引領地位。

與當前IT產業中的全球產業鏈相似,GE、Siemens、ABB等龍頭企業作為所在國家產業競爭力的代表,為了保持核心競爭力的同時不斷降低成本,與波音一樣,往往也主動放棄大部分子系統的研發、設計、生產和制造,而由下游制造商承擔。通常這些下游制造商都具有強大的研發能力,它們再將所承擔的子系統分解后,進一步將分散給下一級制造商,同樣及時最末端的子部件供應商,都有很強的研發能力。

通過這種協同創新,龍頭企業的角色不再是生產和集中控制,而轉變為負責準確把握市場需求和系統設計,除某一兩項核心子系統自主完成外,其余子系統都產業鏈協作創新完成,充分帶動了整個產業鏈的創新發展。在密切協作、相融共生的過程中,龍頭企業充分發揮引領作用,輻射帶動產業創新發展的同時,不斷擴大競爭優勢,實現全方位領先。

在我國,受益于高鐵裝備、百萬千瓦級發電裝備、深海石油鉆探設備等一批重大技術裝備取得突破,具有國際競爭力的優勢產業正在形成,非常有利于整體推動我國由“產業集聚”向產“產業集群”轉型升級。各個產業領域需要培育龍頭企業,帶動一大批相關聯的、走“專精特新”道路的中小企業,形成組織嚴密、分工協作的“龍頭式產業生態”。

唯有如此,才能激發出產業集群“整體大于部分之和”的系統特性,顯著提升集群的協同、創新、升級能力。

六大舉措推進先進制造業

當前,重大技術裝備日益呈現出智能化、復合化、模塊化、綠色化的發展趨勢,制造技術逐步從機械化、半數字化向數字化、智能化方向發展,制造工藝逐步從“以減材制造為主”向“增減材制造并舉”的方向發展。GE等全球工業翹楚正瞄準“極致機器”、“超級材料”、“工業互聯網”、“智慧工廠”和“泛在能源”等領域創新發展。重大技術裝備行業發展趨勢已經棱角分明,正是中國制造進行裝備創新的大號窗口期。

一是積極發展“軟件定義機器”。智能裝備是未來裝備的主要形態。智能機器將成為一個軟硬一體的產品,能夠使它具備分布式計算、分布式智能分析等等智能的決策能力。隨著技術的發展,機器趨于標準化、模塊化、虛擬化和池化,機器的功能及性能將通過軟件來定義,將賦予機器更加靈活柔性的智能。在智能機器時代,裝備制造企業之間的競爭將轉變為設計和控制等軟件層面的競爭,每一個裝備制造企業都必須具備駕馭軟件的能力,沒有軟件能力的公司在未來無法生存。必須依托龍頭企業,加快發展基于軟件定義的智能機器,并進一步提升我國工業軟件產業創新能力,著力解決當前我國關鍵工業軟件依然被少數國外企業壟斷的局面。

二是圍繞機器效率,大力發展工業互聯網。隨著傳感器、數據存儲和數據處理等數字化技術成本快速降低,工業互聯網發展的條件已經成熟,數字技術與機器設備的深度結合將產生“聚變”效應,帶來巨大價值。GE預計2020年前世界上將有500億臺機器聯網,從而產生海量“大數據”,再通過“云計算”和軟件分析,產生“智能和智慧”,進而在航空、油氣、風電等各個領域創造全新的業務模式,減少機器設備的意外停機和定期檢修,提升機器設備運行效率,“更高效的使用勞動力和資本,增加企業利潤。圍繞機器,構建工業互聯網的發展,通過大數據的應用,搶占未來制造業發展制高點。

三是工業APP是工業互聯網的知識精髓。工業APP是工業知識的載體,是工業互聯網的精髓所在。工業互聯網系統作為工業數據和基于行業知識模型的結合,其物理平臺作為連接智能設備的“軀體”和“神經系統”,而以數字鏈條和數字雙胞胎為主線的工業APP就是智能設備的“智慧和思想”。離開工業APP,工業互聯網將成為無源之水無本之木,而當工業APP足夠豐富且流通后,用戶可以很容易地將掌握的知識和技能封存在APP里,也可以根據需要獲取相關APP。當前我國工業APP尚處于起步階段,GE預測到2020年全球工業APP市場規模超過2250億美元。面向特定行業和特定場景的工業APP,將成為下一步發展的重點。

四是產品創新,設計理念先行。要推動我國重大技術裝備產業邁向中高端水平,必須以更加開發的心態借鑒吸收制造強國的先進方法和工具,以科學的方法管理產品創新,引導裝備制造企業設立產品總監體系,以全球市場為導向驅動精益研發,形成以產品總監為牽引整體帶動產品迭代研發的新機制。大力推廣應用成本分析(ShouldCost)、產品生態系統分析、價值工程法(ValueEngineering)、精益創新、數字化研發設計、產品平臺化等現代產品創新流程和方法,持續提升產品質量,不斷降低產品全生命周期的成本。

五是培育智能制造生態系統。智能制造作為制造業發展新業態,有三個關鍵要素和支撐,一是3D打印、機器人等先進制造技術;二是工業互聯網、大數據和云計算等智能化技術;三是基于互聯網的開放創新業態。過去幾年,智能制造試驗示范向縱深發展,為智能制造真正由示范走向產業奠定了基礎。但要真正實現我國在智能制造上的引領發展,需要通過數字鏈條等技術將工廠、供應鏈和分銷渠道連接起來形成“智慧工廠”,并圍繞智能裝備、工業互聯網、工業軟件和先進制造等產業鏈培育一批專業化的配套企業,真正構建一個能夠實現自我驅動、自生自長的智能制造生態系統。

六是龍頭協同,激活創新。大型工業企業集團建立中央研究院,正在蔚然成風。ABB、西門子、華為等都成立了面向創新的中央研究院。西門子還成立了面向新技術高地Next47公司,加快整合內部創新資源。

我國企業還存在過度依賴大學和科研院所進行核心技術研發。而國際龍頭企業,通常核心技術都是自主研發。因為大學的任務,就是培養人才,做理論和基礎研究。不可錯位。

只有以龍頭企業中央研究院為核心帶動產學研協同創新,在重大技術裝備領域開展更多前瞻性、基礎性、共性技術和系統集成技術研究,才能形成重炮,打開高端裝備的市場。與此同時,在加大科研經費等研發資源向骨干龍頭企業集中的同時,要形成研發資金擴散機制,以市場化方式通過產業鏈上下游企業轉移輻射,避免寶貴的研發資金被分散、重復使用,從而加速科技成果產業化。

小記

復雜裝備的創新發展,正在成為下一片急待耕耘的新熱土。

圖1蒼茫大地靈光乍現

(這張天地蒼莽換人間的圖片,是筆者在甘肅實景拍攝。代表了一種重新開拓裝備制造業的決心,電塔代表所在行業,天際邊的靈光代表希望,浩瀚的田野代表著未來的天地。而烏云代表面臨的挑戰,而代表未來的再生能源時代的風機,正在走進前來)

技術正酣戰,而理念則更需要解脫束縛,以裝備制造的大格局為著眼點、從技術小片段入手,推動中國裝備再上一個大臺階。

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