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2012装备工业蓝皮书——第二部分(9)
2012-10-12

第九章观点观察第一节《确保美国先进制造业领先地位》报告解读


虽然一百多年来美国一直在制造业方面占据世界领先地位,但是近几十年来,美国的制造业在GDP和就业人数方面的比重一直处于下降趋势。过去十年的事实更显示,美国的制造业正在迅速衰退。这种衰退已不仅局限于低端产品,而且已蔓延到高端的先进制造领域(图1)。美国制造业领先地位一度处于危险之中,美国制造业产出占GDP的比重从1957年的27%下降到了2009年的11%,制造业就业人数从1998年的1760万人下降到了2010年的1160万人。


2012装备工业蓝皮书——第二部分(9)

图1:美国先进技术产品及制造业贸易变化图


如今,美国制造业的创新发展,不仅落后于发展中国家,也落后于如德国和日本等发达国家(图2)。德国和日本依旧生产出高品质的商品,占有一定的市场份额。德国在机械、汽车、化工、金属和制造业的出口总额在2003年就超过了美国,而在2009年,中国超过德国成为世界领先的出口国,但德国仍领先于美国。中国在全球高科技产品贸易中出现顺差开始于2001年,基于信息和通信产品的贸易顺差额由2003年的不到130亿美元迅速增加到2008年的1300亿美元。


2012装备工业蓝皮书——第二部分(9)

图2:美国和其他国家(地区)先进技术产品贸易变化对比图


美国制造业的衰落,究其原因已不单纯是低工资竞争所致。越来越清晰的现实是,知识生产、技术创新与制造业活动密不可分。如果美国本土没有制造业活动,尤其是没有高端制造业的发展,就不可能仍然保持世界创新“发动机”的地位。


一、美国保持先进制造业领先地位的重要性


美国未来新产品和新产业的创新研发能力直接决定着美国人的就业,而美国制造业的创新和发展能力决定着美国国防安全。美国急需振兴先进制造业领先地位的原因有三:


1.基于高精密工具和先进材料方面新技术的制造业可以为美国工人提供高质量、高待遇的工作;


2.从设计到生产流程的缩短可以促使制造业缩短新技术从研发到应用的时间,从而保持美国在制造业现有的领先地位;


3.美国国内以先进技术和工艺为主的制造业是否发达直接关系着美国国家安全。


美国总统科技顾问委员会(PCAST)提出本报告的重点在“先进制造业”。PCAST认为,先进制造业是将信息、自动化、计算机、软件、传感和网络的一系列元素的协调作用,应用于物理和生物科学领域的尖端材料和新兴技术之上的一项协同活动。这是制造现有产品,尤其是新兴先进技术领域的新产品的方法。PCAST相信先进制造业的发展将重振美国制造业的领先地位,并将最好的支持美国经济、知识和创新发展。


二、创新政策的必要性


PCAST认为,尽管美国政府制定政策时不应该针对特定的公司和行业,但美国目前仍需要一项支持先进制造业发展的创新政策。创新政策的目标应该是:


1.确保美国为先进制造业发展提供最佳的商业环境;


2.确保为先进制造业发展提供强大的技术研发支持;


3.为技术型企业提供其发展所需的基础设施。


另外,美国创新政策应该包括为先进制造业提供良好的商业及税收环境,以吸引和留住从事创新型制造业的企业。这可以通过使用量身定制的激励措施,并通过对劳动者的教育和培训,使用和发展先进的技术来实现。创新政策还应该包括美国传统的面对市场失灵时先进制造业所应采取的合作投资政策。这些合作投资政策应包括支持可以形成新的产业基础的新技术研发、以及可以通过中小型公司推广的基础设施共享政策。


三、确保美国先进制造业领先地位的战略部署与建议


(一)战略部署


确保美国先进制造业领先地位的战略部署包括以下两个部分:


1.联邦政府应该增加投资以应对市场失灵,从而保证新技术的研发,确保技术型企业拥有足够的基础设施。


(1)支持有潜力和转化力的新技术研发项目;


(2)在广泛使用的技术研发项目上建立公私合作伙伴关系(PPPs),即公共和私营部门进行合作投资;


(3)支持并推广创新型设计方法,拓展企业设计制造产品的能力;


(4)在技术基础设施共享方面投资,提升美国企业制造能力。


另一方面,要建立可以应对市场失灵的公私合作伙伴关系,还需要满足以下条件:


(1)投资的技术领域在就业和产出上具有高潜在性的收益;


(2)美国制造业具有可持续发展的竞争优势;


(3)可识别的市场失灵阻碍了足够的私人投资进入;


(4)公私合作伙伴关系包括愿意与政府合作投资的工业合作伙伴;


(5)公私合作伙伴关系还包括有实力在商业预研发成果上进行投资的工业企业,以及一些小型和初创型企业;


(6)通过对共享的实验室、试验工厂、技术基础设施和集群建立的投资,会有助于美国未来制造业的发展;


(7)共享基础设施将提升现有企业和产业的全球竞争力,增加其产品的质量和性能。


2.构建一个有利于创新的良好环境


(1)鼓励企业通过税收和商业政策定位其在美国的研发(R&D)和生产制造活动;


(2)支持基础研究企业发展;


(3)通过政策培养和吸引高技能人才,确保熟练劳动力的供给。


(二)建议


1.推出先进制造计划


美联邦政府应该推出“美国先进制造业计划(AMI)”。针对AMI计划,应当成立由商业部、国防部、能源部和总统行政办公室牵头,涵盖整个联邦政府部门的协调机构。


AMI协调机构应当向总统提交一份联邦政府最急需投资领域的两年期的投资报告,报告应包括以下内容:


(1)AMI协调机构对学术界和产业界在先进科技技术和设计方法的应用研究方面的支持;


(2)支持建立公私合作伙伴关系(PPPs),使这些企业通过竞争前合作预先获得先进技术,以解决各部门间的交叉挑战;


(3)投资设计、研发和推广产品的新方法,以期缩短企业生产时间,降低生产成本;


(4)支持基础设施共享,以提高中小型企业产品的全球竞争力。


AMI协调机构的报告应找出进行上述活动值得关注的重点技术挑战。


报告还应列出可对实验工厂和相关技术领域早期活动提供投资的金额。


另外,通过工业界和学术界的提议对AMI协调机构的工作进行补充也是至关重要的。AMI协调机构应当成立一个“先进制造技术专家顾问委员会”,以便学习和借鉴相关技术领域专家在鉴定技术及机会等各方面的专业知识和经验,指导其相关工作的顺利进行。


AMI协调机构的拨款应当侧重于商务部、国防部和能源部,以支持最有前景的发展机会,金额在4年间由5亿美元上升到10亿美元,这些资金可能来自于一些现有的计划项目。


AMI协调机构应当与工业界、学术界紧密合作,通过专家顾问委员会确定良好的发展机会。


2.改进税收政策


(1)奥巴马总统在他2011年的国情咨文中主张:改革企业所得税政策,达到其他经合组织国家企业所得税边际税率水平;


(2)总统在美国创新战略和2012财年预算案中所倡导的:永久延长R&D税收抵免政策,并将税率增加到17%。


3.支持研究、教育和劳动力培训


为确保支持国家创新发展的研究型企业的健康发展,并保证国家拥有发展先进制造业所必需的劳动力,联邦政府应该采取下列举动:


(1)履行总统做出的在未来十年对三个关键科研机构(国家科学基金会、能源部科学办公室和国家标准与技术研究院)投资预算增加一倍的承诺,并为其他科研机构提供适当的研究资金。


(2)帮助实现总统关于公私合作研发投资占到GDP3%的目标。


(3)加强科学、技术、工程和数学(STEM)教育的发展。


(4)支持美国公司雇佣更多高技能的外国工人。


第二节装备制造业呼唤中国的乔布斯


2011年10月5日,乔布斯离开了这个世界。胰腺癌使他完成了“极有可能是生活中最杰出的一项发明”。在乔布斯看来,死亡只意味着去除旧的,而为新的让路。直到有那么一天,那些新的又慢慢变成了旧的。正如他一直所说,“我会再回来的。”当然,没有人可以永生,但有些人的精神是可以长存的。就像乔布斯一定会再回来的,人们能够在每一个奋斗着、梦想着改变世界的创业者身上,看到乔布斯的影子。


作为这个世界上最伟大的创新者、最具远见卓识者之一,乔布斯的离开,不仅在身后留下了全球市值最大的公司——苹果,而且,也丝毫没有妨碍对其精神的高度认可与传承。经济学家马光远就认为,乔布斯之意义在于给任何一个国家都提供了一个如何培养“乔布斯式”天才的制度性思考。这应该是乔布斯留给这个世界最为宝贵的遗产了。而这对正在“创新型国家战略指引下”发展的中国来说,显得更为关键。那么,中国有可能出现自己的乔布斯吗?


的确,乔布斯是不可复制的,就像任何的成功企业都是难以复制的一样。但是,这样一个天才之所以诞生于美国,是因为美国有产生乔布斯式人物的制度背景、硅谷文化和社会价值观的基础。乔布斯可以说代表了很多美国文化的元素,比如,他是美国梦的代表,是美国文化所倡导的创新的引领者。更重要的是,他坎坷的身世和一次次失败的经历,更是代表了美国硅谷文化宽容失败的精髓和灵魂。多元化的价值观才得以使无数跳“龙门”者,产生出真正的升华者。


那么,中国具有产生天才的土壤和环境吗?答案似乎是否定的。中国并不缺乏天才,但如果能使天才实现对社会的贡献以及自我价值的体现,从目前看,中国无疑还缺失很多的东西。


国内一家知名网站所做的调查显示:在接受调查者中有63.3%认为目前中国不会出现乔布斯式的人物,28.9%认为中国根本不可能出现乔布斯,只有7.8%认为20年甚至更长时间之后才有可能出现。而在笔者看来,那第三种观点仍显得有些太乐观了。事实上,像乔布斯这样的人物在美国同样是百年不遇。何况,中国暂时不具备出现乔布斯的土壤。


看看眼下国内装备制造产业内的现实,很容易发现,中国在制造能力和产值方面已位居全球首位。但“产业大而不强,结构性矛盾突出”几乎是最具标志性的专业评语。一轰而上,跟随战术,简单多元化,价格竞争,无处不在。而创新性产品、技术突破相对稀缺。


客观地说,中国要出现一个像乔布斯这样伟大的创造家,会受到许多制约和干扰,很可能在萌芽状态就被扼杀。这体现在教育制度上,文化层面,价值观上的短视和功利。同时在整个产业制度体系上,也存在某些缺陷。中国有很大一批人,崇拜成功,鄙视失败,害怕失败,而“成者为王,败者寇”的一元化价值观致使羊群效应凸显;反对特立独行,鄙视与众不同,非主流观点会受到排斥。


在科技创新的过程中,需要有完善、发达的成果转化、交易体制加以保证,从而使创新环境成为一个完整的系统工程。试想,如果美国不是个对专利权和知识产权保护到无微不至,让“山寨”成本高到无法承受的社会,乔布斯即使有再大的本事也是枉然。


苹果的一个显著特点是靠创新而成为全球市值最大的企业,而中国暂时缺乏这种企业诞生的土壤和环境。事实上,中国仍大量存在阻碍创新的因素。如,资源的分配不均,在某种程度上限制了竞争,延缓产业技术升级,降低社会资源配置效率,干扰市场竞争秩序等。这种现象在装备制造领域中同样普遍存在。


尽管,国内装备制造产业的开放程度较高,但资源低效率配置的情况仍然普遍。一个典型的例子就是,国家专业性实验室则设立在行业中效率低下的企业中。尽管,它们获取了大量的研发资源,但仍然是中低端产品的热衷追随者,对产业内的升级转型发挥不了任何积极作用。即使取得了有限的成果,同行内也根本无法共享。这与浪费何异!


此外,在一些专项的具体实施中,低效率配置的情况更是突出。要知道,技术创新与技术突破通常出自于活跃的中小企业,而不是那些僵硬的大型企业。但中国的民营企业显然没有苹果那么好的发展机会,不仅在全球500强中也几乎看不到他们的身影,一有风吹草动,无奈地“跑路”到成了唯一的选择。


必须看到,中国装备产业领域,公共资源的分配和政策资源的分配,依然有很多低效率情况。这是一个产业创新制度问题。这也许就是中国出不了乔布斯式人物和苹果式企业的更重要原因。中国科学界泰斗钱学森在生命的最后阶段曾发出了:“中国为什么老是培养不出杰出人才?”的著名的“钱学森之问”。


事实上,如果没有那些萌发于内心的、被宽容并得到扶持、狂热且享受于不断创新,迎接挑战的由个体组成的庞大群体,就不可能有杰出的领袖式人物脱颖而出。


的确,中国与美国之间存在着很大的空间距离,但产业创新制度的距离才是导致之间竞争力产生差异的根本原因。就像成思危先生曾表示过的,中国要实现从“躯干”国家到“大脑”国家的转型,关键还在于制度创新,要重视制度创新,就是要鼓励创新不怕失败,容忍合理的失败,这样一种文化的形成,是非常重要的。


只要具备了适合的生长土壤和环境,在中国装备工业领域涌现出乔布斯指日可待。(作者:邓继跃)


第三节失去日本制造的日子


一个美国女人写过名为《离开中国制造的一年》的文章,用亲身经历告诉读者,没有中国商品,每天都像露营一般艰苦、凄惨,让美国人因此惊叹于中国商品的无孔不入。


这样的方式带给我们一个启示,要看清一个国家在全球产业链的坐标,不妨设想失去它后世界将会怎样。


那么,我们的近邻,日本的企业与经济到底怎么样了?


对于日本,我们有着太过复杂的情结,它既与我们一衣带水,但又时时兵戎相见血泪飞溅,它在一百多年里三次入侵中国,打断了我们的现代化进程。我们近在咫尺,却充满了隔膜与误解,时时感觉远隔天涯。


在地震之前,日本就已经危机四伏。财经评论员叶檀(专栏)曾预言,日本将会破产,因为过去20年,日本国债平均每年以40万亿日元的速度增长。日本的债务总额与GDP之比,已经接近200%。以这个速度下去,2018年日本就会破产。而日本制造也似乎光芒不在,素以质量为王的丰田陷入召回门,全球皆为苹果而狂,遮蔽了曾经风光无限的索尼、东芝。日本已经“失去10年”,还将再失去多少年?日本经济会伴随着地震、海啸与核幅射而沉没?


失去日本制造,世界将会怎样?


日本地震,正在让我们体验真实版的“失去日本制造”。残酷的地震总会让震区的钟表指针定格,汶川地震定格在2008年5月12日下午14点28分,而日本地震定格在2011年3月11日13时46分,从那个时候起,众多日本企业的运转纷纷中止,全球各个产业在不同程度上感受着失去日本制造的阵痛!


世界并没有真正地失去日本制造,产业链撕裂的伤口也必将弥合,但暂时的“失去”以及由此产生的无限联想,让一个真实的日本制造浮出水面。


上篇:日本停摆


当许多日本企业随着大地震暂时停摆之时,从美国到马来西亚,从台湾到深圳,有一大群人像关注自己企业一样,关注着这些企业的重建。对他们而言,这场大地震冲击的不仅仅是日本制造,同样冲击着他们的企业。


在美国,这群人是丰田美国工厂的员工;在马来西亚,他们来自佳能的相机代工厂;在台湾,最焦急的是仁宝、广达为代表的电脑制造商;在深圳,富士康的流水线随时可能停转……日本制造已经渗透到了世界经济的每一个角落。


日本人精心打造的产业链已经遍布全球,与当地经济血肉相连,骤然的抽离,不仅会感受到巨大的疼痛,也会让我们慨叹,原来我们对日本制造已经依赖太深!


●墨西哥汽车厂商大量停工与裁员,墨西哥每年大约从日本进口25亿美元的汽车零部件,占墨西哥进口产品金额总量的8%。

●中国的3C产品,笔记本电脑、数码相机、手机纷纷涨价,数码单反相机的价格竟然上涨了500多元。

●苹果的股票大跌,因为苹果手里有着一张长长的日本供应商名单。


汽车产业:从高端蔓延而来的阵痛


美国丰田工厂的工人可以长舒一口气了,公司已经停止了在规定时间外的加班生产;在墨西哥的哈利斯科州,工人们却忧心忡忡,本田工厂要削减一半的人力,1100名员工可能会失业。


英国德比郡和北威尔士的丰田工厂也取消了所有的加班,工人们在为一个时间充裕的周末兴奋着。与郊游和球赛相比,加班工资在他们眼里不值一提。


往东去,印度的本田工厂正在为雅阁轿车核心配件的缺货而坐立不安;丰田的第二家新厂在逐一打电话对客人说抱歉,开业酒会要延期举行。


在中国,日产的整车组装遇到了麻烦,公司在日本的零部件生产基地受灾停产,再加上物流条件遭到破坏,对中国公司的零部件供应接近中断。


造化弄人。3月8日,丰田社长丰田章男踌躇满志地公布了“2020年全球展望”计划,准备在2015年前让公司年销售额达到1000万辆。过去两年内,丰田虽然受到千万辆汽车的召回拖累,却仍将销量全球第一的桂冠夺回。话音刚落,丰田国内的第三大生产基地全部毫无戒备地被地震“洗劫”。该基地位于本州岛东北部,属于重灾区,两个整车生产厂、两个配件厂的生产线遭遇了严重破坏。


这次地震给日系车企来了一次猝不及防的急刹车。3月14日,丰田、本田、日产三大汽车厂商宣布在日本本土全面停产,对设备和厂房、码头等进行一次严格的检查,以便消除安全隐患。铃木、三菱、斯巴鲁也相继宣布停产整顿检查。


这些工厂多位于产业链的中上游,掌控着日系车的核心零部件的研发与生产。像引擎、变速箱等零件的相关技术都是日企紧紧攥住的不传之秘。利益和技术高度内循环的日本企业,谁也不愿意将这些核心的生产内容转移到海外。地震中,这些本土工厂并未伤筋动骨,只需对硬件设施加以完善,各大车企就能迅速恢复元气,进而给海外工厂足够的补给。这像是上帝突然给日系车的生产按下了重启键,程序还在,一切照旧。


以丰田为例,在日本国内,丰田有12个工厂;在海外,则有51家工厂。利润最丰厚的零部件、发动机、高端内部装饰等部件的生产,被牢牢掌控在国内嫡系企业,利润微薄的组装环节甩给了众多海外企业。


在美国、中国等地,日系品牌大多能够实现本土化生产。像美国的本田汽车,其本土化程度为90%;在中国,丰田威驰的本土化率在80%以上,本田雅阁为85%,飞度的本土化率则高达90%。对于核心部件,海外工厂通常都储备了有能够满足一周内生产的日本进口部件,另有足够两三周生产所用的部件在运输途中。


倘若总部核心零部件的生产供应不能跟上,耗完库存之后,中国、美国,还有印度的工厂定然难为无米之炊。无奈之下,也只好给工人放假削减产能了。而在墨西哥,日系车厂大约每年从日本进口25亿美元的汽车零部件,占该国进口产品金额总量的8%,对日本进口零部件的依赖程度最高,当地的工厂对风险的承受能力也就更低。


如果日本能够很快恢复配件工厂的生产,供应中断只是短暂的,日本汽车厂商可以通过增加班次弥补生产缺口。最能够杀伤日系车企的是日本本土的配件工厂,倘若长时间难以恢复生产,衰退自然会来。至于海外企业,更像是顶在一线缓冲风险的“敢死队”。


3C产品:全球恐慌


灾难给整个电子市场带来了恐慌,许多国家的百姓像抢盐和碘片那样去抢购电子产品。因为包括索尼、松下以及富士通在内的日本电子产品制造商等都纷纷停产,从手机芯片到液晶面板之间的所有产品的生产都陷入停滞。


几乎全球所有的电子产品企业都在默认并等待着产能的中断,零部件成本的上涨,苹果也不例外。在高科技产品这条产业链上,即使是苹果这样的巨头,命运也攥在最上游的日本企业手里。


笔记本电脑遭受重创


尽管台湾地区只是略有震感,但占了世界80%以上PC代工份额的台湾厂商却伤得不轻。在仁宝、广达的生产线上,电池、硬盘、存储器等笔记本电脑配件都高度依赖日本进口,尤其是锂电池的供应,索尼与三洋两大供应商突然撂挑子,这让仁宝董事长许胜雄和广达CEO梁次震的心情有如亲历震灾现场,焦灼不已。


索尼却很可能成为受损最大的日本电子巨头。它的工厂主要分布在离震中较近的日本东北部,直接受到冲击。地震发生后,索尼在宫城县和福岛等地的8家工厂陆续被迫停产。海啸甚至“突袭”了一座索尼的工厂,卷走了13万台PS3,以及全球总量10%的笔记本电池。


在2000年以前,日本的笔记本电池产量占到了全球总量的95%以上。一方面,索尼等日本企业生产的锂电池续航能力更强、性能也更稳定件;另一方面,即使向韩国、中国订购笔记本电池,但生产锂电池的材料,也是依赖于日本进口。


日本古河电工占有锂电池电解铜箔市场55%的份额,日立化成是全球锂电池负极材料的最大厂家,市场份额也高达50%,JX日矿是全球锂电池正极材料主要厂家,三菱化学则占有锂电池电解液原料市场25%的份额。偏偏这四大企业的生产工厂几乎都集中在日本东北部的枥木县和茨城县灾区。


机械设备:谁能替代日本零件?


3月18日,日本地震已经过去一周。


“这个月还能靠库存来保证生产,但下个月日方已经明确表示不能供货了!”南京数控机床的总经理鲁昌荣一脸苦笑。


对于国内大多数中高档数控机床生产企业来说,数控机床的核心零部件——数控系统主要由日本发那科供货。地震引发关东地区限电,发那科无法正常生产,产能中断已是板上钉钉的事。


徐工集团也遭遇了同样的尴尬,从3月下旬开始,公司的部分产品就开始了停产倒计时。虽然徐工的供应商在主震区的不多,但因日方供应商的上游企业遭遇地震破坏停产,外加物流不畅和限电影响,徐工急需找到可替代的进口零部件。


这次地震受影响最大的当数南京数控机床这类倚重日本产品的企业,他们一时间很难找到替代品,或者企业本身就是“日本核心元件——中国组成加工成品——全球市场销售”产业链条上的一环。


在技术、产权等方面的参与下,产业链传动到中国的时候就已经形成了一个不平衡的利润分配剪刀差。徐工这样的企业,每年都要从日本进口液压件等高端零部件,这些部件占工程机械总成本的40%以上。就这样,国内机械行业接近70%的利润被进口零部件耗掉。


2010年,中国企业掏钱购买了国外157.2亿美元的机床及其部件,自产机床工具出口挣得了70.3亿美元,尚不到前者的一半。


中国航空设备、精密仪器、医疗设备、工程机械等具有战略意义的高技术含量产品,80%以上的零部件尚需依赖进口。没有精密技术的注入,多数的机械制造仍然只是停留在基本组装层次,有如绕树而生的藤蔓,根底浅薄,无树即倒。


在海外再造一个日本


对于日本经济,我们看到的其实是两个:一个就是本土经济,遭遇天花板而步履蹒跚;另一个则是它的离岸经济,在全球配置资源,暗自发力,由跨国公司与财团为单位串联起来的庞大帝国已经悄然形成。


中国在GDP上越超了日本固然可喜,但是我们应该注意衡量一国经济的另一个重要指标GNP(国民生产总值)。中国在GNP上依然落后于日本。商务部研究院日本问题专家唐淳风有个很好的比喻:“看一个国家的经济实力不能光看GDP,海外企业的收益和海外资产的收益也是重要指标。就像一户农民,你不能光看他田里种粮的收获,还得看他儿子在外打工、经商、办企业的收入。不能光看他乡下的土砖房,还得看他在城里买的小洋房、门面房和工厂厂房。”由于有着庞大的海外布局,日本制造产业的许多GDP被统计到了包括中国在内的其他国家。但在GNP上日本一直保持了高增长,单从经济上看,它已经在海外打造了一个新的日本!


2010年5月26日,据日本财务省公告,日本在2009年持有海外净资产(海外总资产减去外债)达到2.958万亿美元,创了历史新高,日本已经连续19年在海外净资产排名上居全球第一了。2009年日本的GDP为5.07万亿美元,日本的海外净资产相当于GDP的58%!而且日本的海外资产中,一半以上都是直接投资于制造业和不动产等各类产业。全球哪个地方经济火热,哪个行业销售旺盛,哪个地方就有日本资金在运作。新能源、水资源、高速铁路、粮食基地等项目旺盛,更是日本新时期经济增长战略的必争前沿。


丰田旗下有丰田通商,丰田通商已经收购了印度尼西亚、越南的稀土矿山,还在着手收购澳大利亚CSG液化天然气项目股权。索尼旗下则是索尼生命保险,目前金融部分占索尼资产的三分之一。索尼集团旗下全资保险公司索尼人寿已经进入中国。名噪一时的电影《2012》其实是日本造,拍摄电影的哥伦比亚电影公司早已被日本收购,是索尼的资本拍摄了这样一部贴近日本人审美倾向与价值观的电影。除了哥伦比亚电影公司外,索尼还收购了好莱坞老牌电影公司米高梅,由此,索尼已经掌握了美国电影市场50%的影片资源,它早已不再是传统的制造业。


在本土固守产业高端


从全球产业链的演变来看,以美国为首的许多发达国家表现出来的是“去制造化”,服务立国,以金融立国,日本却几近固执地坚持产业立国。甚至有一种观点认为,正是因为惧怕产业结构空洞化,使日本在上世纪90年代失去了产业结构转型的大好时机,导致在信息产业方面落后于美国。丰田社长丰田章男的一番讲话,更体现了这种近乎悲壮、神圣的产业情结,他说:“虽然市场规模、人工费以及汇率等有关因素导致日本制造理论上已过赢利极限,但公司仍会维持日本制造。我们要有一种不能让制造业从日本消失的使命感。”


2011年,日本“新时代创造性国家战略研究会”10多位著名专家学者的研究报告描绘了20年以后的国家蓝图,其中重要的一部分仍然是强化产业竞争力。将日本打造成研发基地,将母工厂设在日本,同时在生产工艺方面,促进包含日本本土优势的制造工艺与东亚生产网络的结合。留在日本的制造业必须以高科技和资本集约型产业为主。需要将企业所得税降至世界平均水平,利用经济合作协定撤销出口对象国的关税和降低服务连接成本,强化竞争力。


是的,日本人知道,如果失去产业,它们那样一个岛国,会脆弱得不堪一击。日本缺资源、缺人(已进入老龄化社会,劳动力匮乏),唯一能秉执的便是技术,以及对产业链的把控与统率能力。


在产业链移植时,日本一定是掌握最高端的一段,把核心技术和利润紧紧地抓在手中。在许多东道国的合资企业看似生产工厂,实则是在日本布下的销售网络。在这个过程中,把许多东道国的品牌也纳入了日本经济的共同体中。许多品牌其实只是有名无实,核心零部件都是日本的。于是,众多发端于日本的产业链条纷纷撒往全球,纵横交错。日本人苦苦地将链条的一端攥在手中,不像美国那样,时常会慷慨撒手。日本人不能输,也输不起。


军团作战


日本制造的链式作战是非常凶悍的,不仅仅是就产业而产业,还辅以强大的金融与商业保障,进攻时三路包抄,攻城略地后又渗透力极强,落地生根,固若金汤,能够在一个领域持续几十年盘踞产业链高端核心位置。


美国制造就曾被链式作战打得很惨。美国开创了许多行业,比如收音机、洗衣机、电视机、汽车等,但都被日本人一一击败。


随着世界经济的新一轮发展,日本制造遇到了新的挑战。美国的以资本和市场为导向的经济模式逐渐占优,快速研发、快速生产、快速消费的大规模生产模式成为全球化的主导模式,日本曾引以为傲的军团式作战受到挑战。价格高品质高的日本货受到了价格、品质适当的美国货的冲击,更受到了廉价中国货的冲击。


美国人、中国人这样想:这是一个靠资本和规模决胜的年代,技术成为快速开发的商品,而不再是制胜因素。谁能把规模做大、成本降低,谁就能赢得市场。


但是固执的日本人并不认为胜负已经分出。他们的许多企业也在加强营销,想法降低成本,但对产业链的固守,并未有更多的改变。日本人不认可美国人把金融和产业、商业分离——商业通过压迫产业来获取利润。金融投资因为生产经营的风险而拒绝投入实业,更倾向于投入风险更小的消费领域。中国也存在这样把企业和商业对立起来的问题,比如,家电厂商被国美与苏宁压榨了。而日本则通过财团把商社和制造企业将产业链整合起来,遵循的是将金融投入到生产领域,通过生产的扩张,到全球市场扩大,占领市场,获取利润的模式。产业链有血有肉,更加有黏性。


而日本已经通过财团将实业与金融、商业形成了命运共同体。日本问题专家白益民先生有这样的比喻:日本财团实际上就是穿着西装的军团,而且是一个可以进行海陆空三位一体协同作战的现代化军团。财团中的综合商社、制造企业、金融机构分别扮演海陆空各兵种的角色。在日本财团中,综合商社对贸易、物流、信息和人才等拥有综合协调能力,就像军队的“参谋部”和“后勤部”;银行及保险公司等金融机构就是军队的“弹药库”和“给养库”;众多的大型制造企业则如同各兵种的“野战军”和“特种兵”。综合商社负责调研、规划、人员组织和信息反馈等复杂而琐碎的工作,制定总体“战略部署”,银行体系提供强大的“弹药补给”,一线的制造企业才能在随后的“战争”中勇往直前,所向无敌。


中日的产业链博弈


2005年,本刊曾聚集了众多专家做过一个名为《战胜日本制造》的策划,探讨中国已经成为全球制造中心,中日制造近期必有一战,中国存在怎么样的取胜可能?


近年,日本众多的公司显得暮气沉沉,一度给我们日本制造江河日下的感觉,但这次地震,日本制造的瞬间暂停,反而让我们感受到它的强大。它们已经如水银泻地般渗入全球制造的各个角落,到处都有日本制造的身影,到处都能感受到它们的力量。战胜日本制造,更多的是一厢情愿。


日本制造的强大,除了它们已经从一个个公司的单打独斗汇集成了互相协同的企业群的系统竞争,还在于它们背后日本人那种钻研技术的狂热。日本政府计划在21世纪头50年里培养30个诺贝尔奖获得者。但这个狂想正在可怕地变成现实。2010年日本科学家铃木章获得了诺贝尔化学奖。新世纪开始,日本已经有8位日本科学家获得了诺贝尔奖!


中国制造的崛起背后,也有着日本制造的影子。据白益民统计,中国每年要花费500亿美元来买技术。其中,日本是最重要的技术来源国,500亿美元意味着每年可以再修1.5座三峡大坝。中国在技术和设备引进的热潮中,日本逐渐成为最大的技术和设备的输出国。日本拥有优秀的技术实力和为确保技术优势而对研究开发的巨大投资;日本企业能向中国提供经济建设不可缺少的高质量产品;日本向中国提供工业生产必不可少的大型生产设备。


而在成功布局之后,中国市场正在成为日本整条产业链上赚取利润的肥美之地。据日本财务省的统计报告显示,在2010年,日本对中国的贸易出口增长了27.9%,贸易金额达到了13万亿日元,创下了历史最高纪录。其中汽车出口增长70.9%,半导体等电子零部件出口增长23.1%。2010年上半年日本企业在中国的纯利润累计约达4050亿日元,接近2005年全年的纯利润(4330亿日元),五年内翻了一番,与2009年(7590亿日元)相比也有较大的增长。很多企业把中国作为在亚洲的基地,将获得的红利和利润返还到日本的母公司。


对于日本,我们曾经做了这个国家一千多年的老师,而过去几十年里,我们却一直在学习它,追赶它。中国的GDP已经超过日本,中国制造正从产业链的底端向盘踞顶端的日本制造逼近。地震,显现了日本从政府到民间的冷静、开放,以及井然有序的危机应变能力,也显现出日本在全球产业链的重要地位,以及其在产业链深耕上的良苦用心。这个对手依然值得尊重。(作者:胡浩陈志强丁保祥)


第一节德国制造业启示录


内容简介:曾经身份卑微的“德国制造”,在英国工业雄霸天下的时代,毅然崛起并取而代之。目前,在机械制造业的31个部门中,德国有17个占据全球领先地位,处于前3位的部门共有27个。德国制造业被称为“众厂之厂”,是世界工厂的制造者。此等表现,并非偶然,而有其深刻的文化原因。中国正成为世界“制造大国”,但还不是“制造强国”。我们的关键制造设备还是依赖德国等发达国家。此外,我们引进德国设备、零部件和工艺,却不能造出原装(德国制造)产品的质量。“德国制造”已经成为“中国制造”的重要参照物。中国制造业的崛起,必须研究和引进“德国制造”背后的文化因素,并克服近现代国民性的负面因素,开展一个制造业的文化再造。


德国制造的产品特性


在中国,与“德国制造”最有渊源的城市,莫过于自1897至1914年曾经作为德国远东地区殖民地的青岛市。提及这段历史,中国人心中伴有隐痛,德国人心中伴有惭愧。而这段历史,客观上却促进了青岛的工业发展。而今,青岛啤酒、海尔等青岛品牌,还承载着“德国制造”的文化内涵。


据《青岛早报》报道:2006年,德国商人亨利安来到青岛投资生产大型齿轮。而在他之前,亨利安家族已经有三代生产齿轮的历史。2010年6月,亨利安80岁的父亲来到青岛,父子两人游览到江苏路基督教堂时,走进塔楼里看到了教堂钟表依然在正常使用。亨利安说:“当我们在钟表上看到‘J.F.WEULE’这几个字,父亲就很激动,因为这是德国100多年前就有名的钟表制造商。100多年前,J.F.WEULE钟表的齿轮,都是我们亨利安家来供应。”保证钟表正常运转的齿轮有小有大,总共20多个,每一个都如102年前设计者设计的那样,严丝合缝,正常运转。教堂工作人员说,这么多年来从来没有维修过这座钟表,就是每三四天都要给这些齿轮涂抹一次机油。亨利安表示:“根据目前的情况,这些齿轮没有任何问题,还能再用上300年,真要维修时,恐怕是我的曾孙一代了。”


不仅如此,青岛啤酒厂100年前德国制造的酿酒设备、电机、变速箱、标贴机和选麦机等,至今还能使用。青岛老市区100年前德国人留下的地下排水系统,雨污分离,设计合理,无论多大雨量都能正常运行。昔日德国总督府的家具、吊灯等每个细节的工艺都正如今天解说员面向参观者津津乐道讲解的那样神奇,引起听众阵阵唏嘘。


无论百年前的教堂大钟、酿酒设备、地下排水系统、建筑与家具,还是今天的奔驰、宝马、双立人刀具,“德国制造”具备了如下四个基本特征:耐用(Haltbarkeit)、可靠(Zuverlaessigkeit)、安全(Sicherheit)、精密(Praezision)。这些可触摸的特征,是德国文化在物质层面的外显,而隐含其后的,则是“德国制造”独特的精神文化。


德国制造文化内涵及关键因素对比分析


德国人“理性严谨”的民族性格,是其精神文化的焦点和结晶。“理性严谨”是黑格尔、康德的哲学;“理性严谨”是卡拉扬的手;“理性严谨”是德国足球;“理性严谨”更是“德国制造”的核心文化。其在制造业的具体表现,则可归纳为六大行业文化。


专注精神


在德国,“专注”是其“理性严谨”民族性格的行为方式。德国制造业者,“小事大作,小企大业”,不求规模大,但求实力强。他们几十年、几百年专注于一项产品领域,力图做到最强,并成就大业。此所谓“大业”特指——“大事业”,在业内有地位、受尊敬。这些大业者,有些今天仍是中小企业,例如:Koenig&Bauer的印染压缩机,RUD的工业用链,Karcher的高压专业吸尘器都是行业的全球领袖,而有些则已经成长为大企业。“大”并不是目的,而是“强”的自然结果。这恰恰印证了老子的哲学:“天下大事必作于细,……,圣人终不为大,故能成其大。”


1853年由DanielStraub先生在德国小镇盖斯林根创建的小型金属制品加工厂,WMF,即符腾堡金属制品厂(WuerttembergischeMetallwarenfabrik),100多年来专注于厨房用具,今天则成长为一个大企业。它是全球厨房用品顶级奢侈品牌,并成为不锈钢厨房及餐桌餐具用品的代名词。其产品包括餐具、锅具、刀具、厨房器具、餐桌用品、咖啡机等,品种超过1.5万多种。WMF一直是世界上大多数五星级酒店、高档餐厅的指定首选,并于近年来进入我国中心城市高档商场,是厨房中的“奔驰宝马”。


中国制造业乃至各行业,目前还普遍存在“超常规、跨越式放量发展”的浮躁现象,耐不住寂寞和诱惑,缺乏专注精神。而华为、万科等个别专注型企业则代表了中国企业的希望和方向。


标准主义


德国人“理性严谨”的民族性格,必然演化为其生活与工作中的“标准主义”。德国人生活中的标准比比皆是,如:烹饪佐料添加量、垃圾分类规范、什么时间段居民不可出噪音、列车几点几分停在站台的哪条线。他们是一个离开标准寸步难行的民族。这种标准化性格也必然被带入其制造业。从A4纸尺寸,到楼梯的阶梯间距,我们今天时常接触的标准很多都来自德国。全球三分之二的国际机械制造标准来自“德国标准化学会标准”——DIN(DeutschesInstitutfuerNormung)。可以说,德国是世界工业标准化的发源地。DIN标准涵盖了机械、化工、汽车、服务业等所有产业门类,超过3万项,是“德国制造”的基础。


标准主义在德国企业的具体表现首先是“标准为尊”。在德国制造的过程中,“标准”就是法律。尊重标准、遵守标准,就像戴安全带和遵守红绿灯一样自然。其次是“标准为先”,亦即在具体的生产制造之前,先立标准。奔驰公司通过实施“标准为先”的质量文化,实现“零缺陷”目标。其有效途径就是尽可能详细地完善每个环节和部件的标准。


“德国制造”的标准主义有着其深刻的文化渊源。语言是思维的工具、是文化的第一载体。德语语法就是德国的语言标准。德语是世界语言中标准最多的,如名词“性数格”、动词变位等严格规定。一旦掌握了德语语法,就可以造出完美的德语句子。中国人学习德语的困难,与学习“德国制造”的困难如出一辙。


对比德语,汉语属于慧性文字。(熊春锦。慧性图文思维教育。团结出版社,2009.)在智能文明主导的时代,难以发挥优势。汉语语法的“多义性”与中国人处理问题的“变通性”有着密切关系。德国人无法面对和处理“不确定性”的性格,必然演变出其对于“标准化”的依赖。而中国人,对于“不确定性”的驾驭能力,似乎降低了标准化的必要性。这种能力体现在体育项目上,越小的球以及越是具备不确定性的项目,如:乒乓球以及跳水、体操等,是中国队的压倒优势。


精确主义


对于标准的依赖、追求和坚守,必然导致对于精确的追求。而对于精确的追求,必然反过来提高标准的精度。前述“德国标准化学会标准”,DIN是世界上最高的工业标准。


德国人做事讲究精确,无论是工作还是生活上,都很突出。在德语口语中,Genau,类似于Yes、Ja,即“是”或“对”,在口语交谈中出现频率最高,表示“精确”、“准确”。德国人不精确的话不说,不精确的事情不做。不少来华安装设备的德国技师,使用带水准仪的四脚梯子,先将梯子调试水平,再保证设备安装的水平。


德国人的精确主义,必然会带入其制造业。据《欧洲时报》报道,德国制衣业委托一家研究所重新测量和统计有关德国人身材的数据,目的是为了获得更准确的制衣尺寸。精确主义直接给德国制造带来了精密的特性。


相比之下,中国语言中的高频词汇则是:“差不多”,在表现出中国人驾驭“不确定性”功力的同时,则也显示了一种负面的不求精确的模糊性和随意性。中国制造普遍精度不高的文化原因,就包括这个“差不多”文化。


完美主义


在专注精神、标准主义、精确主义的递进发展中,必然产生完美主义。这四个文化要素具有明显的递进包含逻辑关联。“完美主义”,是“专注精神、标准主义、精确主义”的综合表现;而“完美至臻”则德国制造的根本特征。


追求完美(Gruendlichkeit)的工作行为表现是“一丝不苟、做事彻底”,也就是“认真”。这已经是德国人深入骨髓的性格特征。哲学家费希特在“至德意志民族”演讲中强调了这个民族性格——“我们必须严肃认真地对待一切事物,切切不可容忍半点轻率和漫不经心的态度。”德语有一谚语:“犯错误,都要犯得十全十美。”德国人做什么都要彻底到位,不论是否有人监督,也不论是职业工作还是做家务,做不完美、有瑕疵就深感不安。


1984年底,海尔总裁杨绵绵负责到德国引进冰箱生产线。她曾回忆了德国工人认真的工作表现:“我在利勃海尔看到德国一个普通的做果菜盒的操作工人,注塑出来一个果菜盒,他就欣赏一下。他的动作应该称为检查,但我从他的眼光里看到的是一种欣赏,对自己劳动成果的欣赏。欣赏之后,他就在这个机器周围一通忙活,让下一个干得更好。这种精神感动了我。我一下子看到,原来世界上还有这么认真负责的人。这个工人让我感动了很久,给了我灵魂上的震撼。我想我们也应该这么做,要想改善自己,先从认真做事开始。”后来就开始了以“砸冰箱”为序幕的海尔制造文化再造,并由此引进德国制造业文化。


必须指出的是,德式认真,比起日式认真,其背后蕴含着深刻的美学情怀。“这片土地,饱受欧洲古典音乐浸润滋养。”我认为,在以古典音乐为主要艺术形式的审美熏陶中,德国不仅像霍尔德林所言“诗一般地栖息”;还“美学地生活和工作”。记得我在德国学习期间,曾看到一位小伙子在墙上陶醉地挥舞刷子,犹如乐手登台演奏。我起先以为是艺术系学生在作画。后来发现他是个油漆工,在粉刷外墙。这与前述海尔杨绵绵总裁所提到的那个“眼光里充满欣赏的工人”,都是在“美学地工作”。由此不难理解马克思的美学思想——美是人类本质力量的对象化。


秩序(程序)主义


“标准主义”的时间维度表现是“程序主义”,其空间表现则是“秩序主义”。而广义的“秩序”概念却涵盖了“程序”,是个内涵很广的概念。德语“秩序”(Ordnung)一词,与本文相关的含义有:整顿、整理,整齐,调理,规则、规章,次序、顺序,制度,(转)安宁、秩序、纪律。


德国人严守秩序。有一谚语:“秩序是生命的一半。”德国人特别依赖和习惯于遵守秩序,离开了秩序就会感到焦虑和寸步难行。


这个秩序感首先体现在时间管理上。德国人不分男女老幼,人手一册《日程日历》(Terminkalender),每天各时段的活动,乃至圣诞节做什么,一切日程提前计划,而不是临时即兴决定。德国社会以及企业都是在时间坐标轴上理性地运转着。德国人认为,与时间形成严密关系的人,才能理性地驾驭人生和工作,并有所成就。康德那钟表般的生活和工作节奏就是典型。


秩序主义在具体工作中则主要表现为流程主义。例如:在某企业德国设备安装现场,六名技师先是对着图纸和流程图开会研究,然后开始工作。看不到闲散窝工者,也看不到忙乱无措者。一切按照程序悄然推进。总之,德国人无论是擦玻璃、做饭,还是加工零件、安装设备,“不论干什么都离不开雷打不动的两个前提:一个是程序,另一个是工具。什么程序必用什么工具,什么工具必配什么程序,不得有丝毫变通。”


秩序主义的空间表现,则是物品放置的条理性。无论是家庭中的杯子、碟子,还是领带、衬衣,乃至工作场所的文件、工具等物品,都摆放井然有序;否则便找不到东西。所以,加上德国人的洁癖,在德国企业无需推行5S(整理、整顿、清扫、清洁、素养),一切都在自觉之中。


厚实精神


以上“专注主义”、“标准主义”、“精确主义”、“完美主义”、“秩序主义”,是德国制造业文化的“工具理性”层面。而“德国制造”的坚固耐用,还有其深刻的“价值理性”基础。这就是曾一度被誉为普鲁士精神,并继而成为全德意志人精神的“责任感、刻苦、服从、可靠和诚实。”其中的“责任感、可靠和诚实”,可以用中文的“厚道实在”表达,简称“厚实精神”。这使得“德国制造”在设计和材料使用上,实实在在地考虑用户利益,注重内在质量,胜过外观和华而不实的功能。德国汽车的安全系数和耐用性,明显超过一些竞争对手。


“责任感、可靠和诚实”使得德国无假货,并且货真价实。“责任感”使得德国严肃地承担战争责任,而得到国际社会接纳,并于目前成为联合国非常任理事国。德国人对工作负责、对客户负责、对产品负责,并以人的可靠和诚实,保证了产品的可靠和真实。总之,“德国制造”的厚实外观与表现,来自于其制造者的厚实精神。


中国制造业的文化再造


借鉴德国六大制造业文化,中国制造业必须以开放的胸怀进行文化再造。文化再造的重点是“理性”,难点是“国民性改造”。


万明坤指出:“德国人并不把勤俭务实、遵纪守法当作是一种对自己难受的约束;也不把忠厚诚实、信守承诺看作是一种付出。他们自觉地这样做完全是出于一种理性的考虑,即只有这样才能保证一个社会高效而有序地运转。这是一个现代国家的公民应有的素质,也是一个现代国家必不可少的条件和重要标志。一个理性的民族才是一个真正成熟的民族。”(季羡林等著,万明坤等主编。旅德追忆:20世纪几代中国留德学者回忆录。商务印书馆,2000:503.)费孝通也呼吁:“我们与西方比,缺了‘文艺复兴’一段,缺乏个人对理性的重视,这个方面,我们也需要补课,这决定着人的素质。现代化的发展速度很快,没有很好的素质,就无法适应现代化的要求。这是个文化问题,要更深一层去看。”


总之,现代化就是“理性化”。而这方面,“德国制造”做出了典范。这个“理性化”分为“工具理性”和“价值理性”。


“专注主义”、“标准主义”、“精确主义”、“完美主义”、“秩序主义”这五大工具理性,是我国制造业必须经由德国引进的。


建设严谨理性的制造业文化,最大的障碍是近现代国民性。我们的老祖宗,并不是今天的样子;我们的明清家具,钉是钉、铆是铆。只是在近现代,由于离道失德加速,出现了所谓颇具负面含义的国民性问题。当年鲁迅曾把中国落后的原因归结为国民性问题,并特别提出,“不认真和做戏”是中国落后的原因,必须改掉。


关于国人不认真的一个经典观点来自美国人亚瑟?史密斯所著《中国人德行》。他指出:“中国人不守时、不精确、不认真,是对待事物特有的幽默。”鲁迅对此书极为重视,并称此书足以“立此存照”,希望国人把它当做镜子,“看了这些,而自省,分析明白哪几点说得对,变革、挣扎,自作功夫,却不求别人的原谅和赞赏,来证明究竟怎样的是中国人。”(鲁迅。且介亭杂文末编。人民文学出版社,2006.)鲁迅一生致力于用文学改造国民性。然而,在宏观社会层面,文学只能描写国民性,并无法改造国民性。


在微观的社会组织层面,我们可以用企业文化来改造国民性。张瑞敏指出:“名牌也应该代表先进文化的前进方向。如果是一个名牌,一定有丰富的文化含量,因为一个名牌是名牌创造者素质的外化,或者说名牌是一个国家或者民族素质的外化。员工的素质高,才能够创造出名牌。”(张瑞敏。靠持续创新保持共产党员的先进性。求是,2005(20)。)海尔员工素质提高的必要途径就在于利用企业文化,改造了海尔员工的国民性。张瑞敏对于中国人的做事习性曾作过准确概括:“中国人做事不认真,不到位,每天工作欠缺一点,天长日久就成为落后的顽症。”海尔以“砸冰箱”文化仪式为序幕、以OEC制度为落地手段,经过20多年的努力,终于最大限度地根治了不认真的国民性,建立了认真文化,并成就了一个世界名牌。因此,我们可以借鉴海尔经验,从改造国民性的高度来再造中国制造业文化。


此外,在价值理性层面,中国不像西方,以宗教文化为基础,是“有教堂的市场经济”。中国以道德文化为特征,“道德”是中华民族共同的精神家园。我们必须尊道贵德,弘扬民族固有的“厚道精神”,以制造出厚道的产品。(作者:葛树荣)


第二节实现机床整体节能效果的技术创途径与创新方向的探讨


温家宝总理已经在哥本哈根会议上做出承诺,到2020年中国非化石能源在一次能源消费中占15%。这是什么概念?我国是一个经济大国,也是一个消费大国,在国际上也需要承担与其国际地位相当的责任。节能降耗是21世纪中国装备制造工业的永恒主题。“十二五”规划明确提出了以环境保护为重点的经济发展要求,而且定位“走低碳环保之路”已成为机床产业发展规划的重点。这就需要机床等行业进一步加快科技创新,努力节能减排,发展绿色、低碳经济。实践已经充分证明,整体节能技术是降低成本、提高企业市场竞争力的有效手段,是实现机床制造企业可持续发展和环境保护的现实需要。


一、立足于机床工具质变成果的节能技术创新课题


凡是关心我国机床加工节能领域技术进步的人,势必要联系世界范围内的机床节能技术发展。因为技术与科学是没有国界的,而且是相互促进的。近三十年来世界机床加工节能领域的技术进步,我国都一直积极参与,并取得了重大成果,特别是在数控机床工具实现了技术的质变,意味着机床工具的智能化发展正在推动着整体节能技术向着更高的层次演变。

(一)数控机床的出现使得智能化节能成为可能


机床工具产业是国装备制造业的组成,是国家战略产业的选择之一。人类的生产工具由手动发展到具备动力,马克思认为这是一次人类生产工具的大革命,这种具备动力的生产工具,被马克思称之为“工具机”,我们称之为机床。由于时代的局限性,马克思没有可能亲身经历和接触到人类生产工具具备智能的这一变化。而当机床实现数控控制功能后,人类的智能型生产工具的雏型才有可能出现,这是人类生产工具新的具有划时代意义的发展。机床作为生产工具具备智能特性是人类生产工具具有划时代意义的发展,人类正在迎接一个智能型生产工具时代的到来。由于数控机床的出现推动着节能技术的提高,而且促使最大限度地降低资源的消耗与进行资源的智能化循环利用成为可能。


(二)数控机床在加工过程中实现了智能化节能


数控机床的小型化、简易化与普及化,彻底改变了大机床生产小零件所造成的能量浪费,同时,数控机床的加工功能对影响加工过程的多种参数及功能作出自我判断并修正、和自我正确选择并作出决定方案的机床;即智能型机床能够监控、诊断、评价、补偿和修正在加工过程中出现的各类偏差。例如刀具半径自动检测、刀具破损检测、多轴同步差异等,降低了包括刀具在内的许多不必要的能耗,并能提供最优化的加工方案,如调整机床加工时间、工艺路线、选择最佳加工参数、主轴运行状况、位置补偿、精度修正、热变形补偿等等,节能降耗拓展了更为广阔的空间。


(三)实现整体节能效果是技术创新的重要课题


机床企业追求高质量产品,绿色机床是目前高质量机床的极致。绿色机床自然是实现整体节能的数控机床,其整体节能的效果是紧紧围绕“整体节能量”与“整体减排量”两个方面展开的,是指能源的科学规划、能源的优化调整、设备的高效配置、整体的节能方案、系统的优化运行、资源的综合利用、资源的循环利用、持续的有效服务、能效的智能控制、技术的全面创新以及新能源优化供应等方面。一句话,在思想节能、管理节能、技术节能、创新节能和理财节能的科学理论指导下,最大限度地节约能源和利用资源。


机床制造的整体节能要求,来自于企业的节能计划,节能计划的核心是显著提升机床以及整个加工过程的节能效果。想要达到整体节能计划效果,是一项技术创新的重要课题,也是绿色机床制造的重大研究课题。要完成这一课题,需要采用新的环保材料和生产工艺,改变产品结构和方式,研发新的技术手段,改进废弃物的回收方式等,把环保节能的绿色要求和指标嵌入到了数控机床中,使数控机床对环境的影响降低到最小程度。


二、正在突破的机床整体节能技术的三个创新亮点


不久前,在位于德国西南部的巴登·符腾堡州中部内卡河谷地,靠近黑森林和士瓦本的在斯图加特国际金属加工展览会(AMB)上,27家德国机床制造商及机床相关企业围绕生产过程中可持续及节能环保主题,展示了其体现BlueCompetence(节能环保行动)倡议的先进产品及解决方案。这样做的目的是在共同的“节能环保”话题下,进一步强调生产过程中对可持续发展和节能环保的注重和实践,并且让观众看到每个企业所特具的能力。中国机床界尽管没有这样的倡议,但在机床整体节能技术上已经开始大规模践行,且成果累累,亮点纷呈。在这里介绍正在突破的机床整体节能技术的三个创新亮点,旨在借鉴其启迪作用。


(一)机床加工方法逆向思维的突破拓展新的节能领域


所谓逆向思维法,即打破常规,从与平常思维方法相反的方向入手思考问题,从事情的结果去推导事情的发生过程或者从事情的内部着手考虑。我们在分析机床线路时,经常运用逆向思维法,既可分析电气线路工作原理,又可熟悉相应断点产生的故障及其排除方法,达到事半功倍的效果。


“事半功倍”的效果,是致力于机床整体节能效果在技术创新方面的目的与突破口。大家记得,快速成型技术是近20年来出现的一种机床加工方法,与一直沿用至今的传统“去除材料”切削、冲剪、切割、磨削的方法根本不同,快速成型技术实际上是反其道而行之的以“材料堆积成型”或称之为“材料累加”方法、“增材制造方法”来达到制造工件原型的一种方法。这种加工方法是传统加工方法逆向思维的重大突破,是机床加工原理的巨大变革。在实践中,我们采用复合纸、高聚物质、金属粉末、高温合金、复合陶瓷、铸造型砂等作为加工原材料;利用电热、激光束、电子束作为能量源,按分层实体制造(LOM)、熔融沉积成型(FDM)、紫外线激光固化(SLA)、激光区域烧结(SLS)等方法来实现原型零件造型,用以加速考核零件设计的正确性与可行性,大大缩短整机开发生产周期,实现了机床工具产品的整体节能效果,除了应用于制造机床零件原型、型砂制芯,还进入了立体艺术品型体塑形和人体医学仿生件(如骨关节)制造等相关领域。


显然,这是计算机科学、新材料科学、新能源科学综合集成发展的最新节能产物。凡是在这一领域中开发的国内知名企业,如华中科技、清华、西安交通、同济、中科院及上海联泰、北京瑞科达、武汉滨湖机电技术等院校、民营科研单位及企业所开发的产品,都已进入世界先进行列。目前,市场上的产品品种繁多,多达几百台,该项技术已出口新加坡。


(二)机床结构出现的革命性变革有着出色的节能表现


“并联结构”机床,对于业界人士,已经耳熟能详。这是近20年来世界机床设计出现的革命性变革,也是机床工具产品实现整体节能效果优秀产物。“并联结构”完全不同于所有传统机床结构,传统机床结构是串联结构,即是按笛卡尔坐标沿三个坐标线方向运动和绕这三个坐标转动依次串联叠加起来,形成所需刀具的相对运动轨迹的机床结构,其所有的结构几何精度误差、力的传递和刚度的损失,都会形成串联累积而成为致命的薄弱环节。而并联结构机床,是通过多杆结构在空间同时运动来移动主轴头实现加工动作,与串联结

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