走向綠色和智能制造：中國制造發(fā)展之路

路甬祥

1 中國機(jī)械制造業(yè)30年成就回顧

改革開放30年來,我國機(jī)械制造業(yè)取得了巨大的成就,從引進(jìn)消化吸收向自主創(chuàng)新邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。我國的科技創(chuàng)新體系建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn),在全國范圍內(nèi)形成了以廣東、沈陽、徐州、湖南、浙江為代表的、頗有影響力的產(chǎn)業(yè)集聚地。我國無論是大型裝備、交通運(yùn)輸裝備、制造裝備,還是航天、海洋工程,其自主化水平都得到了全面提高。2008年,我國作為世界機(jī)械制造大國,機(jī)械、電氣與交通運(yùn)輸設(shè)備出口第二大國,已經(jīng)屹立于世界機(jī)械制造大國之林。

1.1 從引進(jìn)消化吸收走向自主創(chuàng)新

1.1.1 科技創(chuàng)新體系建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)

我國科技創(chuàng)新相關(guān)法律法規(guī)和政策體系已逐步完善,科技投入亦實(shí)現(xiàn)較快增長(zhǎng)。2008年,全國研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出達(dá)4570億元,是2005年的1.87倍。世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)數(shù)據(jù)顯示,中國《專利合作條約》(PCT)申請(qǐng)量在2005年首次躋身十強(qiáng)的基礎(chǔ)上,2008年以全年6089件的申請(qǐng)量超越英國,躍居世界第六位,同比增幅為11.9%。我國企業(yè)已成為投入和研發(fā)的主體,在全國范圍內(nèi),大中型工業(yè)企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入占總投入的比例達(dá)50%以上。截至2008年上半年,我國已建成國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室220個(gè),覆蓋了大部分學(xué)科領(lǐng)域,這些實(shí)驗(yàn)室已成為我國制造業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)后盾。

1.1.2 機(jī)械制造工業(yè)自主化水平顯著提高

機(jī)械主導(dǎo)產(chǎn)品的技術(shù)來源于國內(nèi)的比例已從20世紀(jì) 80年代的24.5%上升到目前的60%。在此基礎(chǔ)上,我國機(jī)械產(chǎn)品國內(nèi)市場(chǎng)自給率由改革開放之初不足60%升至2008年的80%以上。

1.1.2.1 大型裝備

(1)能源設(shè)備。截至2008年底,我國已制造超臨界機(jī)組158臺(tái),其中600MW超臨界機(jī)組107臺(tái),1000MW超超臨界機(jī)組51臺(tái),火電裝備水平有了很大提高。隨著電力科技水平的迅速提升,我國超超臨界機(jī)組技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到國際先進(jìn)水平,大型空冷發(fā)電機(jī)組的開發(fā)應(yīng)用居國際領(lǐng)先地位,同時(shí)我國也是世界上大型循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用最多的國家,整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(IGCC)的關(guān)鍵設(shè)備——?dú)饣癄t的自主化研制也已進(jìn)入工程試用階段,F級(jí)大型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的整套設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。我國已能獨(dú)立設(shè)計(jì)制造三峽右岸單機(jī)容量700MW的水電機(jī)組,其容量和性能都代表了當(dāng)今世界先進(jìn)水平;在軸流式機(jī)組方面,國內(nèi)制造的水口電站機(jī)組單機(jī)容量達(dá)到200MW,這也是世界上同類機(jī)組中容量最大的;國內(nèi)制造的貫流式機(jī)組最大單機(jī)容量為45MW,最大轉(zhuǎn)輪直徑6.9m,已具備自主設(shè)計(jì)制造大型貫流式機(jī)組的能力;在抽水蓄能機(jī)組方面,國內(nèi)機(jī)組的制造水平與國外差距較大,但已引進(jìn)了國外先進(jìn)技術(shù)。秦山二期擴(kuò)建工程3號(hào)機(jī)組堆內(nèi)構(gòu)件首次實(shí)現(xiàn)全部國產(chǎn)化,標(biāo)志著我國核電反應(yīng)堆關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。此外,體現(xiàn)國際最高鍛造水平的核電關(guān)鍵部件——整體頂蓋在中國第一重型機(jī)械集團(tuán)公司147MN水壓機(jī)上完成鍛造,各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均達(dá)到了國際先進(jìn)水平。2008年中國新增風(fēng)電裝機(jī)容量6300MW,新增量位列全球第二,截至2008年底風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到12210MW,同比增長(zhǎng)106%,總裝機(jī)容量位列全球第四。最近,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)首批3臺(tái)國產(chǎn)化3MW海上風(fēng)電機(jī)組在首個(gè)國家海上風(fēng)電示范工程——上海東海大橋100MW海上風(fēng)電場(chǎng)正式投入運(yùn)行。中國有近70家企業(yè)涉足風(fēng)電整機(jī)制造,中國風(fēng)機(jī)已開始出口國際市場(chǎng)。

(2)石化設(shè)備。2009年1月,我國首臺(tái)百萬噸級(jí)乙烯裂解氣壓縮機(jī)組由沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)制造并試車成功,標(biāo)志著我國已具備百萬噸級(jí)乙烯“三機(jī)”制造能力。2009年3月,由中國石油寶石機(jī)械公司研制的我國首臺(tái)12000m特深井鉆機(jī)投入使用,標(biāo)志著我國陸地和海洋深水油氣田、大位移井及其他復(fù)雜油氣田超深油氣藏的勘探開發(fā)鉆井水平已經(jīng)提高到一個(gè)新層次。目前,我國1000萬噸煉油設(shè)備國產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到90%,30萬噸合成氨和52萬噸尿素成套設(shè)備實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。

(3)冶金設(shè)備。我國冶金設(shè)備從引進(jìn)消化吸收到自主創(chuàng)新,其技術(shù)水平現(xiàn)已躋身世界先進(jìn)行列。寶鋼的建設(shè)與發(fā)展,大力推動(dòng)了國內(nèi)冶金及裝備工業(yè)的發(fā)展,參與寶鋼工程設(shè)計(jì)、安裝、設(shè)備制造和物資配套的企業(yè)通過消化寶鋼的引進(jìn)技術(shù),大大縮短了與國際先進(jìn)水平的差距。寶鋼一期工程建設(shè)時(shí),我國還不具備制造大型現(xiàn)代化冶金設(shè)備的能力,主體裝備成套引進(jìn),少部分設(shè)備國內(nèi)制造,設(shè)備國產(chǎn)化率只有12%;寶鋼三期工程以國內(nèi)設(shè)計(jì)和制造的裝備為主,部分設(shè)備采用“點(diǎn)菜式”引進(jìn)并在國內(nèi)總成,將設(shè)備國產(chǎn)化率提升到80%以上,而且國產(chǎn)設(shè)備還進(jìn)入了高難度、高技術(shù)的“心臟”部位;寶鋼“十五”項(xiàng)目建設(shè)的國產(chǎn)化率則進(jìn)一步上升到88%。

1.1.2.2 交通運(yùn)輸設(shè)備

我國汽車制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了多領(lǐng)域、全方位的快速發(fā)展。2009年10月,中國首次邁進(jìn)千萬輛級(jí)汽車生產(chǎn)大國的行列,中國汽車工業(yè)用最近7年的時(shí)間創(chuàng)造了過去53年的總產(chǎn)量。我國在新能源汽車的研制方面也取得了初步成就,北京奧運(yùn)會(huì)上有350輛各類車型是節(jié)能與新能源國產(chǎn)汽車,我國正在開展“十城千輛”(已增至13個(gè)城市)城市電動(dòng)公共汽車運(yùn)營試點(diǎn)。中國已成為世界上少數(shù)幾個(gè)能制造時(shí)速350km/h高速列車的國家之一,已完全掌握了動(dòng)車組列車的總成、車體、轉(zhuǎn)向架、列車網(wǎng)絡(luò)控制和制動(dòng)系統(tǒng)等九大關(guān)鍵技術(shù)及10項(xiàng)主要配套技術(shù)。預(yù)計(jì)在2011年交付的京滬高鐵采用的動(dòng)車組的國產(chǎn)化程度將達(dá)85%以上。我國船舶制造業(yè)已形成了一批標(biāo)準(zhǔn)化、系列化船型,而且在一些高度復(fù)雜的船舶和海洋工程裝備方面也取得了重大突破,具備了自主設(shè)計(jì)大型自升式鉆井平臺(tái)和半潛式海洋平臺(tái)的能力。我國率先開發(fā)的17.5萬噸綠色環(huán)保好望角型散貨船已成為國際品牌;自主開發(fā)的30萬噸超大型油船(VLCC)的性能受到國內(nèi)外船東的好評(píng);具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集裝箱船已成系列。飛機(jī)制造業(yè)已逐步形成渦扇支線客機(jī)、渦槳支線飛機(jī)、中型貨運(yùn)飛機(jī)、小型直升機(jī)、中型直升機(jī)、大型直升機(jī)、客貨混裝多用途飛機(jī)、農(nóng)林專用飛機(jī)、小型通用飛機(jī)、教練機(jī)十大自主產(chǎn)品系列,成為少數(shù)幾個(gè)能夠生產(chǎn)系列航空產(chǎn)品的國家之一。

1.1.2.3 制造裝備

高檔數(shù)控機(jī)床和大型基礎(chǔ)制造裝備是工業(yè)現(xiàn)代化的基石,是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐。我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量從2001年的1.7萬臺(tái)增至2008年的12.2萬臺(tái),數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量躍居世界第一,95%的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和一些中高檔數(shù)控系統(tǒng)由國內(nèi)制造。精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展,數(shù)控金屬切削機(jī)床的加工精度已提升到微米級(jí),有些品種已達(dá)到0.05μm左右。2009年,中國兵器工業(yè)集團(tuán)自主研制的352.8MN黑色金屬垂直擠壓機(jī)在北方重工公司成功完成熱調(diào)試,標(biāo)志著我國大口徑厚壁無縫鋼管制造技術(shù)打破國外壟斷并達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

1.1.2.4 工程機(jī)械

目前,我國工程機(jī)械行業(yè)形成了獨(dú)立自主的新產(chǎn)品研發(fā)體系和現(xiàn)代化研發(fā)手段,新產(chǎn)品開發(fā)周期縮短到1年左右,大大提高了應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的能力,每年有70～80個(gè)新產(chǎn)品投放市場(chǎng),新產(chǎn)品產(chǎn)值平均每年達(dá)到25%左右。重點(diǎn)骨干企業(yè)科研開發(fā)經(jīng)費(fèi)已經(jīng)占到銷售額的2%以上,少數(shù)企業(yè)達(dá)到5%的國際先進(jìn)水平。2009年公布的全球工程機(jī)械50強(qiáng)中,中國企業(yè)占有8席。

1.1.2.5 航天工程

我國運(yùn)載火箭和衛(wèi)星技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平,先后研制了14個(gè)型號(hào)的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭,具備發(fā)射各種軌道空間飛行器的能力,在可靠性、安全性、成功率和入軌精度等方面都達(dá)到了國際一流水平。我國在載人航天和深空探測(cè)領(lǐng)域也取得了重大突破,20余項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。我國航天技術(shù)應(yīng)用達(dá)到新水平,在1000多種新材料中,近80%是在航天需求的牽引下研制的,有近2000項(xiàng)航天科技成果已移植到國民經(jīng)濟(jì)各部門。航天科技工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)群的崛起,有力地提升了我國科學(xué)技術(shù)的整體水平。

1.2 我國已成為世界制造大國和出口大國

1.2.1 制造大國

(1)我國制造業(yè)增加值在世界的份額不斷提高。按照2000年不變價(jià)計(jì)算,我國制造業(yè)增加值占世界的份額由1995年的5.1%上升到2007年的11.4%。在22個(gè)工業(yè)大類中,我國制造業(yè)占世界比重在7個(gè)大類中名列第一,在15個(gè)大類中名列前三。而在發(fā)展中國家中,除了一個(gè)大類名列第11位外,其他21個(gè)大類所占份額都名列首位。

(2)改革開放30年來,我國機(jī)械制造業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。自2003年以來,我國機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值增幅均在20%以上。2008年機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值9.07萬億元,為1978年的80多倍。

(3)我國機(jī)械制造業(yè)已形成門類齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定水平的產(chǎn)業(yè)體系。截至2008年,我國機(jī)械工業(yè)擁有規(guī)模以上企業(yè)7.88萬家,資產(chǎn)總額6.68萬億元,從業(yè)人員1466萬人,2008年全年完成工業(yè)總產(chǎn)值突破9萬億元,完成工業(yè)增加值2.28萬億元,實(shí)現(xiàn)利潤4605億元,稅金2491億元,2008年機(jī)械工業(yè)多項(xiàng)指標(biāo)增速居全國工業(yè)各行業(yè)首位。

(4)我國已成為世界機(jī)械制造大國。德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會(huì)公布的一項(xiàng)評(píng)估稱,2008年中國已超過德國成為世界機(jī)械制造大國。我國有210余種工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第一。其中,發(fā)電設(shè)備產(chǎn)量、數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量均位居世界第一。在常規(guī)發(fā)電設(shè)備、輸變電設(shè)備、港口裝卸機(jī)械、水泥成套設(shè)備等制造領(lǐng)域,不僅早已替代進(jìn)口,并已占領(lǐng)了重要的海外市場(chǎng)。

1.2.2 出口大國

根據(jù)聯(lián)合國的統(tǒng)計(jì),2008年,我國出口總額達(dá)14306.9億美元,位居全球第二,僅比第一位的德國低354.5億美元,比第三位的美國高出1307.9億美元。世界貿(mào)易組織(WTO)首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家PatrickLow預(yù)測(cè),中國可能會(huì)在2009年超過德國,成為世界第一出口大國。

中國機(jī)械工業(yè)對(duì)全球機(jī)械產(chǎn)品出口貿(mào)易增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)不斷加大。據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計(jì),2008年,我國機(jī)械、電氣與運(yùn)輸設(shè)備出口額(按照聯(lián)合國貿(mào)易標(biāo)準(zhǔn)分類的第三版格式,即SITC-3,選擇其中的一位數(shù)分類——7大類之機(jī)械、電氣與運(yùn)輸設(shè)備統(tǒng)計(jì))達(dá)到6740.65億美元,居全球第二位(德國第一,美國第三,日本第四)。

1.3 我國已形成了一批著名企業(yè)、制造產(chǎn)業(yè)集聚地

截至目前,我國裝備工業(yè)領(lǐng)域已形成了一批具有綜合實(shí)力的大型企業(yè)集團(tuán)和專業(yè)化企業(yè),如一汽等四大汽車企業(yè)集團(tuán)、上海電氣集團(tuán)、南車集團(tuán)、北車集團(tuán)、中航工業(yè)集團(tuán)、國機(jī)集團(tuán)、通用集團(tuán)等;一批具有較強(qiáng)綜合實(shí)力的股份制企業(yè)和民營企業(yè)正在成長(zhǎng),如中聯(lián)重科、三一重工、沈陽機(jī)床、大連機(jī)床、特變電工、天馬軸承、萬向集團(tuán)等;一批由科研院所和大學(xué)創(chuàng)辦的高科技企業(yè)正在崛起,如振華港機(jī)、南瑞繼保、山河智能等。在國家大力倡導(dǎo)和推動(dòng)下,我國各地及相關(guān)企業(yè)都在加快區(qū)域布局調(diào)整,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚。例如:廣東省已成為全國最大的光電產(chǎn)業(yè)基地;沈陽市先進(jìn)裝備制造業(yè)基地建設(shè)取得新突破;以徐工集團(tuán)為核心的徐州工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)總量已經(jīng)占到了全國同行業(yè)的25%,工程機(jī)械企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到1000多家,形成龐大的產(chǎn)業(yè)集群,在技術(shù)、規(guī)模、品牌、配套能力4個(gè)主要方面,在國內(nèi)均處于行業(yè)領(lǐng)先地位;長(zhǎng)沙有29家規(guī)模以上工程機(jī)械企業(yè),其中大中型企業(yè)6家,生產(chǎn)的產(chǎn)品涉及12個(gè)大類100多個(gè)小類400多個(gè)品種規(guī)格;浙江作為我國模具制造大省,2008年,模具出口總額為3.22億美元,占全國模具出口總額的16.73%。

2 我國機(jī)械制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

改革開放30年來,我國機(jī)械制造業(yè)取得了令人矚目的成績(jī),但還面臨著一些必須充分重視的挑戰(zhàn)和問題?？傮w來看面臨著以下幾個(gè)關(guān)鍵性問題:首先,雖然自主創(chuàng)新能力得到穩(wěn)步提升,但創(chuàng)新能力不強(qiáng),導(dǎo)致核心競(jìng)爭(zhēng)力不足;其次,長(zhǎng)期的“世界工廠”的發(fā)展模式,導(dǎo)致了機(jī)械產(chǎn)品附加值低,忽視品牌價(jià)值;另外,能耗高、利用率水平較低,信息化程度不足,在未來的競(jìng)爭(zhēng)中對(duì)我國機(jī)械制造業(yè)的制約也將進(jìn)一步凸顯。

2.1 創(chuàng)新能力不強(qiáng),核心競(jìng)爭(zhēng)力不足

截至 2008年底,我國有效專利共計(jì)119.5196萬件,其中,國內(nèi)權(quán)利人的有效專利(簡(jiǎn)稱國內(nèi)有效專利)92.3797萬件,國外權(quán)利人的有效專利(簡(jiǎn)稱國外有效專利)27.1399萬件,分別占總數(shù)的77.3%和22.7%。

在國內(nèi)有效專利中,有效發(fā)明專利12.7596萬件,有效實(shí)用新型專利46.3342萬件,有效外觀設(shè)計(jì)專利33.2859萬件。由此可以看出,國內(nèi)有效專利以實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)專利為主,發(fā)明專利所占比重相對(duì)較低。而在國外有效專利中,發(fā)明專利20.9619萬件,遠(yuǎn)高于國內(nèi)有效發(fā)明專利數(shù)量;實(shí)用新型專利有6387件,外觀設(shè)計(jì)專利共5.5393萬件,分別低于國內(nèi)有效實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)專利。

截至2008年,我國機(jī)械工程領(lǐng)域國內(nèi)有效專利數(shù)量遠(yuǎn)低于國外在我國的有效專利數(shù)量。

按WIPO最新修訂的技術(shù)領(lǐng)域分類標(biāo)準(zhǔn),在35個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中,國內(nèi)有效發(fā)明專利數(shù)量在食品化學(xué)、藥品、材料冶金等9個(gè)領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì),但在如光學(xué)、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)領(lǐng)域,國外有效發(fā)明專利數(shù)量仍高于國內(nèi)有效發(fā)明專利數(shù)量。

2.2 產(chǎn)品附加值較低,品牌競(jìng)爭(zhēng)力弱

由于我國制造業(yè)產(chǎn)品處于國際產(chǎn)業(yè)鏈的低端,所以往往依據(jù)客戶提供的產(chǎn)品規(guī)格與制造規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn)與組裝,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、品牌經(jīng)營、銷售及售后服務(wù)等環(huán)節(jié)投入較少,致使我國制造業(yè)在品牌方面競(jìng)爭(zhēng)力不足,目前,我國多數(shù)出口產(chǎn)品是貼牌生產(chǎn),出口企業(yè)中擁有自主品牌的不足20%。

由于我國產(chǎn)品附加值低,因而往往采用低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)和模仿國外新產(chǎn)品的方式來贏得訂單,在國際市場(chǎng)上頻繁遭遇貿(mào)易摩擦。2008年,我國已連續(xù)14年成為反傾銷調(diào)查的最大受害國;我國產(chǎn)品居美國337調(diào)查的被調(diào)查首位,居美國CPSC(美國消費(fèi)品安全委員會(huì))召回首位,居歐盟RAPEX(歐盟非食品類快速預(yù)警系統(tǒng))通報(bào)首位。

2.3 能耗高、效率低

目前,我國的制造業(yè)整體一直未能擺脫高損耗和低效率的困局,這制約著我國制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提高。我國的傳統(tǒng)制造業(yè)在創(chuàng)造巨大財(cái)富的同時(shí),也已成為能源消耗的大戶。我國的能源利用率是33%,比發(fā)達(dá)國家低約10個(gè)百分點(diǎn)。

2.4 信息化水平較低

我國制造業(yè)企業(yè)的信息化水平在國內(nèi)相對(duì)于其他行業(yè)較高。在 2008年度中國企業(yè)信息化500強(qiáng)調(diào)查中,參評(píng)企業(yè)銷售收入總額11.6萬億元,相當(dāng)于當(dāng)年GDP的38.6%。2008年入選企業(yè)中制造業(yè)企業(yè)的比例為58.7%。而我國制造業(yè)的信息化整體水平與世界發(fā)達(dá)國家相比尚存一定差距。入選信息化500強(qiáng)的企業(yè)中,有34.5%達(dá)到中等發(fā)達(dá)國家水平,6.4%居于國際領(lǐng)先水平。同時(shí),大型企業(yè)信息化水平較高,民營企業(yè)水平較低。入選信息化500強(qiáng)的企業(yè)中,有12家是世界500強(qiáng)企業(yè),174家企業(yè)是中國500強(qiáng)企業(yè),信息化500強(qiáng)覆蓋了國民經(jīng)濟(jì)的骨干成分。信息化500強(qiáng)中民營企業(yè)的數(shù)量雖然比以往有所提高,但所占比例僅為16.8%。

3 全球機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)今社會(huì),環(huán)境和能源問題已成為大家所關(guān)注的焦點(diǎn)。全球范圍內(nèi)環(huán)境、能源約束與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展之間的矛盾進(jìn)一步凸顯,由此決定了制造業(yè)必須改變以往粗放式發(fā)展方式;環(huán)境和能源問題所帶來的不僅是挑戰(zhàn),也是機(jī)遇,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)在金融危機(jī)助推下將應(yīng)運(yùn)而生,誰抓住了機(jī)遇,誰將在未來競(jìng)爭(zhēng)中取得主動(dòng)地位,而任何戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步,這也向機(jī)械制造業(yè)提出了更高的要求。

3.1 環(huán)境對(duì)機(jī)械制造業(yè)提出更高要求

3.1.1 世界范圍內(nèi)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展間的矛盾突出

世界200多年的工業(yè)化歷程,僅使不到10億人口的發(fā)達(dá)國家實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化,但資源和生態(tài)卻付出了沉重的代價(jià)。世界上3/4以上的人口生活在生態(tài)環(huán)境退化速度超過自我更新速度的國家。全球環(huán)境資源消耗速度超過地球生態(tài)自我更新速度達(dá)30%。美國和中國排在全球資源消耗最大的國家之列。

2008年,我國 CO2排量占世界總量的21.8%,美國占20.2%,我國已成為世界上排放CO2最多的國家。

可持續(xù)發(fā)展是現(xiàn)代化的永恒主題,這要求制造業(yè)再也不能延續(xù)傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式和發(fā)展模式,而要體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展理念,走一條科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路。中國的有限資源難以支撐傳統(tǒng)工業(yè)粗放型增長(zhǎng)方式。綜合世界銀行、中國科學(xué)院和國家環(huán)?？偩值臏y(cè)算,我國每年因環(huán)境污染造成的損失約占GDP的10%左右。目前,我國所有造成環(huán)境污染的排放物中,70%來源于制造業(yè)。

3.1.2 各國紛紛制定綠色計(jì)劃和減排目標(biāo)

美國奧巴馬政府已把新能源的創(chuàng)新和發(fā)展作為國家優(yōu)先戰(zhàn)略,制定了一攬子政策,重點(diǎn)資助清潔能源和可再生能源技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2008年1月,歐盟委員會(huì)提出了歐盟能源氣候一攬子計(jì)劃,這將有助于實(shí)現(xiàn)到2020年的減排目標(biāo);歐盟將在今后6年內(nèi)投資約10億歐元用于燃料電池和氫能源的研究和發(fā)展。

日本早在1991年就推出了“綠色行業(yè)計(jì)劃”,致力于資源保護(hù)、減少能源和材料消耗、減少固體廢物和溫室氣體,通過公共教育、環(huán)境先導(dǎo)、節(jié)能建筑、全生命周期評(píng)價(jià)以及DFE和ISO14000認(rèn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)綠色制造以提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。2008年7月,日本政府公布了為實(shí)現(xiàn)低碳社會(huì)而制訂的行動(dòng)計(jì)劃草案。

3.1.3 環(huán)境法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和綠色壁壘日益增多

歐盟關(guān)于環(huán)境方面的立法較早、較多,影響較大的有 WEEE指令(自 2005年8月 13日起,歐盟市場(chǎng)上流通的電子電氣設(shè)備的生產(chǎn)商必須在法律意義上承擔(dān)起支付自己報(bào)廢產(chǎn)品回收費(fèi)用的責(zé)任),RoHS指令(自2006年 7月 1日起,所有在歐盟市場(chǎng)上出售的電子電氣設(shè)備必須禁止使用鉛、水銀、鎘、六價(jià)鉻等重金屬,以及聚溴二苯醚(PBDE)和聚溴聯(lián)苯(PBB)等阻燃劑),以及EuP指令(關(guān)于制定用能產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)要求框架的指令)。

日本較早就制定了一系列相關(guān)的法律法規(guī),形成了較為完善的循環(huán)型社會(huì)的法律保障體系。主要法規(guī)包括:①2000年制定的《循環(huán)型社會(huì)基本法》,提出了建立循環(huán)型經(jīng)濟(jì)社會(huì)的基本原則;②固體廢棄物管理法,在一定程度上執(zhí)行了“污染者付費(fèi)原則(PPP)”;③促進(jìn)資源有效利用法,要求行業(yè)主體將3R原則(減量化、再利用和再循環(huán))從產(chǎn)品的生產(chǎn)貫穿至回收處理;④家用電器回收法;⑤綠色采購法;⑥J-MOSS法規(guī)。

美國已經(jīng)建立了一個(gè)龐大的聯(lián)邦環(huán)境法規(guī)體系。截至2009年6月,美國有20個(gè)州頒布了電子廢棄物回收的法案/法律,主要針對(duì)電視機(jī)、筆記本電腦、臺(tái)式電腦、計(jì)算機(jī)顯示器等視頻顯示設(shè)備,有些也包括其他音視頻產(chǎn)品以及計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。

可以看出,為應(yīng)對(duì)環(huán)境和能源問題,各國環(huán)境法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格,國際綠色貿(mào)易壁壘不斷增多。綠色貿(mào)易壁壘對(duì)我國對(duì)外貿(mào)易的影響巨大。因不符合環(huán)保要求,中國每年有74億美元的商品出口受阻。我國出口貿(mào)易相當(dāng)部分是初級(jí)低附加值產(chǎn)品,而產(chǎn)品的出口市場(chǎng)又主要集中在發(fā)達(dá)國家和部分新興工業(yè)國家。由于這些國家在綠色貿(mào)易壁壘方面制定了苛刻的標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的合格評(píng)定程序,因而嚴(yán)重影響了我國產(chǎn)品市場(chǎng)的范圍和產(chǎn)品出口增長(zhǎng)速度,尤其在農(nóng)產(chǎn)品、食品、機(jī)電產(chǎn)品、紡織、服裝、紙張、服務(wù)貿(mào)易、產(chǎn)品包裝等方面的影響更大,涉及到的主要標(biāo)準(zhǔn)有食品中的農(nóng)藥殘留量、陶瓷產(chǎn)品中的含鉛量、皮革的 PCP殘留量、機(jī)電及玩具產(chǎn)品的安全性指標(biāo)、包裝物的可回收性指標(biāo)、紡織品染料指標(biāo)、保護(hù)臭氧層受控物質(zhì)等。

3.1.4 “綠色標(biāo)志”逐漸被消費(fèi)者所認(rèn)識(shí)

盡管遭遇了金融危機(jī),歐洲消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的需求仍在增長(zhǎng)。波士頓咨詢公司于2009年1月發(fā)布的報(bào)告顯示,在對(duì)歐洲2000名年收入在35000美元以上的消費(fèi)者的調(diào)查中,經(jīng)常購買綠色產(chǎn)品的消費(fèi)者比例由2007年的32%增加到2008年的34%,可以接受綠色產(chǎn)品價(jià)格較普通產(chǎn)品高的消費(fèi)者比例由2007年的20%增加到2008年的24%。

在歐盟和美國最近購買過綠色產(chǎn)品的消費(fèi)者中,認(rèn)為綠色產(chǎn)品比普通產(chǎn)品質(zhì)量要好的消費(fèi)者分別占41%和43%,而認(rèn)為質(zhì)量要差的消費(fèi)者分別只各占5%;可以接受綠色產(chǎn)品價(jià)格較普通產(chǎn)品高10%以內(nèi)的消費(fèi)者分別占58%和59%,另外還各有23%的消費(fèi)者可以接受綠色產(chǎn)品價(jià)格較普通產(chǎn)品高10%以上。

3.2 機(jī)械制造業(yè)向能源節(jié)約型轉(zhuǎn)變成為當(dāng)務(wù)之急

隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人類對(duì)于能源的需求正以驚人的速度上升?？捎玫哪茉?包括自然資源和能源物質(zhì))的自然增長(zhǎng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于需求。能源問題越來越受到各國政府的重視,全球范圍內(nèi)能源安全觀隨著時(shí)代發(fā)展也在發(fā)生著深刻變化,正由過去主要應(yīng)對(duì)市場(chǎng)短期供應(yīng)中斷,向能源供應(yīng)的長(zhǎng)期可持續(xù)性轉(zhuǎn)變。

我國能源利用率不高,導(dǎo)致了能源消費(fèi)量大。2008年我國能源消費(fèi)總量相當(dāng)于2002.5Mt油當(dāng)量,位居世界第二。國際能源署(IEA)在2009年11月公布的全球能源展望年度報(bào)告中稱,到2025年,中國將超越美國成為全球最大的能源和天然氣消費(fèi)國,屆時(shí)能源消費(fèi)的前三大國將依次為中國、美國和印度。

(1)我國能源結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難有較大改變。我國能耗結(jié)構(gòu)以煤炭為主,而煤炭在多種能源中利用率最低。煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中所占比例最大,達(dá)70.2%,接下來依次是石油(18.8%)、水電(6.6%)、天然氣(3.6%)、核電(0.8%)。至少到本世紀(jì)中葉,我國仍要以煤炭、石油等傳統(tǒng)能源為主,這使得提高能源利用率、實(shí)現(xiàn)向能源節(jié)約型增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變已成為當(dāng)務(wù)之急。我國《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》指出,力爭(zhēng)到2010年使可再生能源消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的10%左右,到2020年達(dá)到15%左右。按照規(guī)劃和目前可再生能源發(fā)展速度推算,到2020年可再生能源消費(fèi)量將達(dá)到能源消費(fèi)總量的15%～20%,屆時(shí),傳統(tǒng)能源發(fā)電所占比例將為80%～85%左右,仍以傳統(tǒng)能源為主。目前,我國正處在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展時(shí)期,以資金密集型和資源消耗型的重工業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難有較大幅度改變。因此,降低重工業(yè)的能源消耗、提升能源利用率已成首要任務(wù)。

(2)我國油氣進(jìn)口依存度大,易受國際市場(chǎng)價(jià)格沖擊。我國油氣資源的進(jìn)口依存度較高,這在一定程度上制約了我國制造業(yè)的發(fā)展。2008年,我國石油對(duì)外依存度已達(dá)51.3%。2009年,據(jù)中國能源藍(lán)皮書預(yù)測(cè),在石油消費(fèi)需求快速增加和國內(nèi)資源限制的共同影響下,2020年中國石油對(duì)外依存度將上升至64.5%。由于石油進(jìn)口依存度大,石油價(jià)格波動(dòng)對(duì)中國經(jīng)濟(jì)安全性影響較大,因此需要對(duì)制造業(yè)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,在大力推進(jìn)科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,降低單位GDP能源消耗,從根本上減小國際能源價(jià)格波動(dòng)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)的影響,從而加強(qiáng)和提高我國經(jīng)濟(jì)的安全性。

3.3 戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)械制造業(yè)提出新要求

全球科技將進(jìn)入一個(gè)新的創(chuàng)新時(shí)代,各國都把爭(zhēng)奪經(jīng)濟(jì)科技制高點(diǎn)作為戰(zhàn)略重點(diǎn),把科技創(chuàng)新投資作為最重要的戰(zhàn)略投資,把發(fā)展高技術(shù)及產(chǎn)業(yè)作為帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略突破口,這將加速相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

新能源及新能源所催生的新產(chǎn)品(如新能源汽車產(chǎn)業(yè))、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域成為各國競(jìng)相發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。美國總統(tǒng)奧巴馬2009年2月簽署的總額為7870億美元的經(jīng)濟(jì)刺激方案中約有1200億美元投向科技領(lǐng)域用以支持高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展,其中,新能源和提升能源利用率占了468億美元,生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)性投入也占到了100億美元。歐盟下屬的融資機(jī)構(gòu)歐洲投資銀行(EIB)連續(xù)5年對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)給予優(yōu)惠貸款。2009年上半年,該銀行又向歐盟汽車業(yè)發(fā)放了70億歐元的貸款,用于環(huán)保汽車的研發(fā)和推廣。日本對(duì)新能源開發(fā)、試驗(yàn)、推廣普及的預(yù)算投入逐年增加,在本輪的新車銷售刺激計(jì)劃中投入了40億美元扶持節(jié)能型汽車,提出到2020年實(shí)現(xiàn)半數(shù)新車轉(zhuǎn)換成電動(dòng)車的目標(biāo)。

我國也在5個(gè)領(lǐng)域提出了大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的要求:①新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,創(chuàng)新發(fā)展可再生能源技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)、清潔煤技術(shù)及核能技術(shù),大力推進(jìn)節(jié)能環(huán)保和資源循環(huán)利用,加快構(gòu)建以低碳排放為特征的工業(yè)、建筑、交通體系;②著力發(fā)展傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù);③加快微電子和光電子材料和器件、新型功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、納米技術(shù)和材料等領(lǐng)域的科技攻關(guān);④運(yùn)用生命科學(xué)推動(dòng)農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展;⑤大膽探索空間、海洋和地球深部,促進(jìn)海洋資源合理開發(fā)和海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展,努力提高地球深部資源探測(cè)水平,充分挖掘和利用好各種資源。

戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對(duì)制造業(yè)提出了新的要求,要求機(jī)械制造業(yè)能夠?yàn)槠涮峁└咝?、高精度、環(huán)境友好型和能源節(jié)約型的裝備和產(chǎn)品。

4 走向綠色制造和智能制造

當(dāng)前,環(huán)境對(duì)制造業(yè)提出了更高的要求,能源緊缺對(duì)制造業(yè)的制約日益加劇,中國制造業(yè)必須要增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,以人為本,實(shí)現(xiàn)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展,提升附加值和國際品牌競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)由制造大國向制造強(qiáng)國的歷史跨越。而發(fā)展綠色制造和智能制造則是實(shí)現(xiàn)該歷史跨越的關(guān)鍵所在。

4.1 綠色制造

綠色制造(greenmanufacturing,GM),是在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量和成本的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。綠色制造使產(chǎn)品在從設(shè)計(jì)、制造、使用到報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或使環(huán)境污染最小化,符合環(huán)保要求;綠色制造節(jié)約資源和能源,使資源利用率最高,能源消耗最低,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)生態(tài)效益協(xié)調(diào)最優(yōu)化。綠色制造已成為21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),是實(shí)現(xiàn)資源和能源高效清潔循環(huán)利用與環(huán)境影響的最小化,有效保障我國現(xiàn)代化進(jìn)程與裝備制造的有效供給與有效利用,建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的重要途徑,且具有相當(dāng)?shù)木o迫性。

4.1.1 改進(jìn)制造工藝,減少資源消耗

改進(jìn)制造工藝,開發(fā)新的工藝技術(shù),采用能夠使資源和能源利用率高、原材料轉(zhuǎn)化率高、污染物產(chǎn)生量少的新工藝,以減少制造過程中資源浪費(fèi)和污染物的產(chǎn)生,使中間廢棄物能夠回收再利用、最終廢棄物可以分解處理,最大限度實(shí)現(xiàn)少廢或無廢生產(chǎn)。在機(jī)械加工中,鑄造、鍛造沖壓、焊接、熱處理、表面保護(hù)等過程都可以實(shí)行綠色制造工藝。具體可以從以下幾方面入手:改進(jìn)工藝,提高產(chǎn)品合格率,采用合理工藝,簡(jiǎn)化產(chǎn)品加工流程,減少加工工序,謀求生產(chǎn)過程的廢料最少化,避免不安全因素,減少產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的污染物排放,如減少切削液的使用或使用綠色切削液等。目前干式切削技術(shù)得到了較大發(fā)展。

4.1.2 采用節(jié)能設(shè)備或改造老設(shè)備

要在生產(chǎn)加工過程中實(shí)施清潔生產(chǎn),也需要從綠色制造設(shè)備與裝備等入手。采用節(jié)能設(shè)備,研發(fā)新設(shè)備或改造老設(shè)備,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。在機(jī)械設(shè)備中,電氣傳動(dòng)系統(tǒng)所耗費(fèi)的電能占到了60%～70%,采用節(jié)能的傳動(dòng)系統(tǒng)可以為機(jī)械設(shè)備降低更多的能源消耗。通過采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機(jī)、風(fēng)機(jī)及水泵的控制方式,能夠產(chǎn)生十分可觀的節(jié)能效果,這已成為當(dāng)前廣泛使用的節(jié)能方式。例如在一條紡織機(jī)械生產(chǎn)線上,變頻器除調(diào)節(jié)生產(chǎn)線的電機(jī)運(yùn)行速度外,還可以對(duì)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行恒溫及恒濕控制,這種對(duì)工藝流程的改變不僅提高生產(chǎn)質(zhì)量,還減少了故障率,降低了能耗。

在改造設(shè)備方面效果最為突出的是寶山鋼鐵公司,寶鋼是我國的超大型企業(yè),是耗能耗材大戶。為降低資源和能源消耗,寶鋼制定了19項(xiàng)節(jié)能降耗的環(huán)境目標(biāo)和7項(xiàng)節(jié)約材料的目標(biāo),使本來管理和技術(shù)水平已經(jīng)屬世界先進(jìn)水平的寶鋼又上了一個(gè)臺(tái)階。寶鋼實(shí)施上述管理和技術(shù)體系的11個(gè)月中,降低原材料消耗的效益達(dá)3700萬元,節(jié)能的效益為1.25億元,使噸鋼綜合煤耗水平在原來已達(dá)世界先進(jìn)水平的基礎(chǔ)上再降29kg。

4.1.3 采用綠色設(shè)計(jì)與全生命周期評(píng)價(jià)方法

綠色設(shè)計(jì)從可持續(xù)發(fā)展的高度審視產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性的分析與評(píng)價(jià),消除潛在的對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,力求形成“從搖籃到再生”的過程。

產(chǎn)品全生命周期評(píng)價(jià)(lifecycleassessment,LCA)技術(shù)正在成為實(shí)施綠色設(shè)計(jì)和綠色制造的重要工具,是綠色制造前沿技術(shù)之一,同時(shí)也是實(shí)施綠色設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵和共性基礎(chǔ)技術(shù)。根據(jù)ISO的定義,產(chǎn)品全生命周期評(píng)價(jià)是對(duì)某一產(chǎn)品系統(tǒng)全生命周期的輸入、輸出及其潛在環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程。

生命周期評(píng)價(jià)提供了產(chǎn)品整個(gè)生命周期的能源、資源消耗和環(huán)境排放物的廣泛信息,并可提出環(huán)境負(fù)荷改善的措施和建議,是一種具有巨大潛力的環(huán)境影響評(píng)價(jià)理論工具。

4.1.4 采用回收再生和復(fù)用技術(shù),實(shí)現(xiàn)可再生循環(huán)

可再生循環(huán)的制造過程主要應(yīng)用拆卸技術(shù)和循環(huán)再利用技術(shù)。拆卸技術(shù)指依據(jù)最小附加成本及產(chǎn)品被拆卸后所能獲取最大綜合利用價(jià)值的原則,開發(fā)最佳的拆卸程序和方法。通過二次制造將已用過的產(chǎn)品的性能特征恢復(fù)到接近于新產(chǎn)品的狀態(tài),不僅延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命而且促進(jìn)了部件和材料的循環(huán)再利用。循環(huán)再利用技術(shù)是對(duì)拆卸下來的零部件或者分解、還原的材料進(jìn)行二次利用的技術(shù),在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造中考慮兩個(gè)因素:回收和分解?；厥赵O(shè)計(jì)致力于開發(fā)材料回收技術(shù),如廢棄金屬粉碎重熔。分解設(shè)計(jì)是指通過將產(chǎn)品分解為最基本的組分而盡可能地使產(chǎn)品中幾乎所有的材料能夠循環(huán)利用,金屬和非金屬材料可通過分解而回收,避免廢物產(chǎn)生污染環(huán)境。

4.1.5 構(gòu)建一體化循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈,促進(jìn)資源節(jié)約和再利用

我國高度重視循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,目前已被批準(zhǔn)建立的國家生態(tài)工業(yè)示范園有24個(gè)。長(zhǎng)沙黃興生態(tài)工業(yè)園是我國第一個(gè)全新規(guī)劃的綜合類生態(tài)工業(yè)園,主要發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)。目前園內(nèi)共有企業(yè)34家,分為物質(zhì)生產(chǎn)者、技術(shù)生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者及虛擬企業(yè)。構(gòu)建的多條產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)箞@區(qū)內(nèi)四大行業(yè)通過物質(zhì)流、能量流和信息流相互連接在一起,形成了多種物質(zhì)能量鏈接的生態(tài)鏈網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)生態(tài)鏈網(wǎng)上,核心行業(yè)、附屬企業(yè)和虛擬企業(yè)之間通過物質(zhì)流形成了一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的生態(tài)工業(yè)園區(qū),每個(gè)核心行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈以企業(yè)群落為主體,通過中間產(chǎn)品的交換,加強(qiáng)了工業(yè)小區(qū)中各個(gè)企業(yè)間的相互聯(lián)系,有效延長(zhǎng)產(chǎn)品鏈。同時(shí)四大行業(yè)間的物質(zhì)流構(gòu)成了橫向連接,形成了產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng),通過信息流加強(qiáng)同工業(yè)區(qū)外虛擬企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條的對(duì)接,使物質(zhì)集成的空間尺度擴(kuò)大。

4.1.6 加快節(jié)能減排核心技術(shù)的突破

采用綠色制造技術(shù),在提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加值的同時(shí),努力降低資源的能耗,這是未來制造業(yè)的發(fā)展方向。為此,我們需要加緊研制具有先進(jìn)技術(shù)性能的能源技術(shù)裝備,包括:煤的清潔高效開發(fā)利用、液化及多聯(lián)產(chǎn);復(fù)雜地質(zhì)油氣資源勘探開發(fā)利用;第三代200MW級(jí)高溫氣冷堆核電廠;提高可再生能源技術(shù)研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化水平 ,包括風(fēng)電機(jī)組、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)崂玫汝P(guān)鍵技術(shù);節(jié)能工業(yè)設(shè)備和終端用能設(shè)備的開發(fā)。

4.2 智能制造

智能制造(intelligentmanufacturing,IM)系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng),它在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng),諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事,去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)。它對(duì)制造自動(dòng)化的概念進(jìn)行了更新,擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。智能制造系統(tǒng)最終要從以人為主要決策核心的人機(jī)和諧系統(tǒng)向以機(jī)器為主體的自主運(yùn)行轉(zhuǎn)變。

(1)智能化能夠提升傳統(tǒng)制造水平。智能化將進(jìn)一步提高制造系統(tǒng)的柔性化和自動(dòng)化水平,使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力,也將會(huì)顯著減少制造過程物耗、能耗,提升傳統(tǒng)制造業(yè)的水平。

(2)智能化能夠滿足高技術(shù)發(fā)展要求。伴隨著機(jī)械制造業(yè)用戶行業(yè)的技術(shù)不斷發(fā)展,對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高,對(duì)機(jī)械制造業(yè)提出了更高的要求。計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在裝備上的迅速應(yīng)用,使用戶行業(yè)的工藝技術(shù)不斷集成在裝備中,與裝備制造業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)相結(jié)合,形成了新的裝備,滿足了用戶不斷增長(zhǎng)的需求。裝備制造業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)正向信息集成、接口集成、系統(tǒng)集成的方向發(fā)展,同時(shí)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、智能化水平不斷提高。

(3)智能化有助于緩解環(huán)境和能源對(duì)機(jī)械制造業(yè)的瓶頸制約。智能化在提高專業(yè)化分工與協(xié)作配套,促進(jìn)生產(chǎn)要素的有效集聚和優(yōu)化配置,降低成本以及節(jié)約社會(huì)資源、能源等方面具有重要作用。例如,日本的ICT創(chuàng)新戰(zhàn)略實(shí)際上是由信息化、智能化促進(jìn)節(jié)能,推進(jìn)綠色高附加值制造。

(4)信息化、智能化技術(shù)將推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生全新的改變。未來的機(jī)械制造將是由信息主導(dǎo)的,并采用先進(jìn)生產(chǎn)模式、先進(jìn)制造系統(tǒng)、先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)組織管理方式的全新的機(jī)械制造業(yè)。我國的離散型制造主要集中在機(jī)械加工、電子元器件制造、汽車等行業(yè),信息化為具有離散特點(diǎn)的機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行協(xié)同制造創(chuàng)造了條件。信息技術(shù)將促進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)代化,加工制造的精密化、快速化,自動(dòng)化技術(shù)的柔性化、智能化,整個(gè)制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、全球化。各種先進(jìn)生產(chǎn)模式也無不以智能信息技術(shù)的發(fā)展為支撐。智能信息技術(shù)將改變機(jī)械制造業(yè)的設(shè)計(jì)方式、生產(chǎn)方式、管理方式和服務(wù)方式。

(5)信息化、智能化技術(shù)為現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)提供了技術(shù)保障?，F(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)是面向制造業(yè)的生產(chǎn)性社會(huì)化的服務(wù)業(yè),已成為制造業(yè)增加值的主要來源。開展增值服務(wù)是機(jī)械制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑。在德國機(jī)械設(shè)備制造企業(yè)中,服務(wù)收入在營業(yè)額中的比重從1999年的 13%升至2005年的20%,如蒂森克虜伯集團(tuán)2007年的服務(wù)收入為167億歐元,占集團(tuán)銷售收入的比例達(dá)32.3%,而我國的制造服務(wù)業(yè)尚處于起步階段。借助信息化技術(shù)手段,制造業(yè)服務(wù)的模式得以不斷改進(jìn)和優(yōu)化,服務(wù)得以向業(yè)務(wù)鏈的前后端延伸,能夠不斷優(yōu)化服務(wù)內(nèi)容,持續(xù)改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。進(jìn)入21世紀(jì)以來,發(fā)達(dá)國家紛紛調(diào)整其產(chǎn)業(yè)政策與技術(shù)政策,將高新技術(shù)的重點(diǎn)和科技發(fā)展的熱點(diǎn)轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)技術(shù)主要是智能化制造技術(shù)領(lǐng)域,使智能化制造技術(shù)由傳統(tǒng)意義上的單純機(jī)械加工技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榧瘷C(jī)械、電子、材料、信息和管理等諸多技術(shù)于一體的先進(jìn)制造技術(shù),并加速用現(xiàn)代智能化制造技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)制造業(yè),實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的高技術(shù)化。當(dāng)前,國際智能化制造業(yè)采用或準(zhǔn)備采用的先進(jìn)制造技術(shù)主要體現(xiàn)在:①新型(非常規(guī))加工方法的發(fā)展,包括激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)及兩種以上加工方法復(fù)合應(yīng)用等;②專業(yè)、學(xué)科間交叉融合,冷熱加工、加工過程、檢測(cè)過程、物流過程、設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用、制造等方面,界限逐漸淡化;③工藝研究由“經(jīng)驗(yàn)”走向“定量分析”;④高新技術(shù)與傳統(tǒng)工藝緊密結(jié)合,使傳統(tǒng)工藝產(chǎn)生顯著的、本質(zhì)的變化,極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量;⑤常規(guī)制造工藝的優(yōu)化,以形成優(yōu)質(zhì)高效、低耗、少污染的制造技術(shù)為主要目標(biāo);⑥以計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心。

(6)智能化與智理化。智能制造系統(tǒng)最終要從以人為主要決策核心的人機(jī)和諧系統(tǒng)向以機(jī)器為主體的自主運(yùn)行轉(zhuǎn)變,這就要求智能系統(tǒng)最終必須能夠像人一樣具備作出符合人文倫理和生態(tài)環(huán)境倫理的行為。因此,當(dāng)前,在我國智能化發(fā)展初期就應(yīng)當(dāng)明確智理化(既智能又符合倫理標(biāo)準(zhǔn))發(fā)展的大方向。

4.3 綠色和智能制造也要面向大多數(shù)人

收入結(jié)構(gòu)決定了我國在發(fā)展綠色和智能制造的過程中,既要注重高端、高附加值產(chǎn)品的開發(fā),同時(shí)也要大力發(fā)展面向大多數(shù)中低收入人群的高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品開發(fā)。2007年,我國的基尼系數(shù)為0.48,已經(jīng)超過了國際上0.4的警戒線。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn),目前我國的收入結(jié)構(gòu)是呈倒丁字形,上部是高收入和中高收入的人群,底部是大量的低收入和中低收入者。按照世界銀行的劃分標(biāo)準(zhǔn),2008年,我國人均國民總收入為2770美元,我國仍處于世界中等偏下收入國家行列。因此,制造業(yè)發(fā)展要有市場(chǎng)需求并且能為消費(fèi)能力所接受,就不能只注重高端產(chǎn)品的開發(fā),而忽視了大多數(shù)人的需求。

4.4 完善綠色和智能制造方面的相關(guān)政策措施

從各國的做法來看,綠色和智能制造成為機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和優(yōu)化的必由之路。要推動(dòng)綠色和智能制造的發(fā)展,為其營造良好的政策環(huán)境是關(guān)鍵。首先是采取措施大力發(fā)展綠色和智能工程教育。創(chuàng)新是工程教育的本質(zhì)屬性,當(dāng)前中國的工程教育多注重知識(shí)的傳授,而忽視工程訓(xùn)練、解決問題和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),導(dǎo)致工程教育與市場(chǎng)需求脫節(jié)?？梢栽谥攸c(diǎn)大學(xué)及其他工程技術(shù)教育單位建立培養(yǎng)創(chuàng)新能力的工程實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu),作為學(xué)生工程創(chuàng)新基地。要鼓勵(lì)企業(yè)建立工程教育基地,為學(xué)生提供優(yōu)良的工程實(shí)踐場(chǎng)所。其次,通過金融、稅收和信貸政策方面的支持來鼓勵(lì)綠色和智能方面的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。同時(shí),應(yīng)在綠色和智能制造方面,逐步建立和完善產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合、以企業(yè)為主的自主創(chuàng)新體系,并建立產(chǎn)學(xué)研合作的工程創(chuàng)新中心,加快行業(yè)的技術(shù)與產(chǎn)品的升級(jí)換代。

4.5 綠色制造、智能制造是未來戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的“關(guān)鍵詞”

綠色制造和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)密不可分。首先,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)離不開綠色制造技術(shù),戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)必須綠色化。在當(dāng)前環(huán)境和能源約束趨緊的大趨勢(shì)下,只有具備了資源和能源消耗低的特征,才有可能成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),才具有生命力。反過來,綠色制造技術(shù)從一定程度上催生和拉動(dòng)了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。智能制造是發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支撐。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)要發(fā)展,具備國際競(jìng)爭(zhēng)力,智能制造技術(shù)是支撐其發(fā)展和提升其競(jìng)爭(zhēng)力的核心。

目前,一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家都把爭(zhēng)奪經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn)作為本國的戰(zhàn)略重點(diǎn),把科技創(chuàng)新投資作為重要的戰(zhàn)略投資,把發(fā)展以高科技為主要特征的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)作為帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略突破口。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)將成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量。

發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是我國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),搶占新一輪發(fā)展制高點(diǎn)的根本途徑,也是立足當(dāng)前、渡過難關(guān),著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)、上水平的重大戰(zhàn)略選擇。發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),必須選擇正確的方向,要選擇具有市場(chǎng)前景、資源消耗低、帶動(dòng)系數(shù)大、就業(yè)機(jī)會(huì)多、綜合效益好的產(chǎn)業(yè)。發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)必須掌握核心關(guān)鍵技術(shù),而綠色、智能制造與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)密不可分,智能制造又是發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支撐!為此,走向綠色制造和智能制造,是中國制造業(yè)發(fā)展的必由之路!