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军事主题

中国制造与西方的差距主要差在哪些方面,讲述制造业的现状、面临的挑战和先进制造技术的发展趋势

问:中国制造业与西方国家的差距还远吗?

本文是中国工程院院士、清华大学机械工程系柳百成教授,在JIC投资论坛“全球高端制造业发展和机遇”上的主题演讲实录,讲述制造业的现状、面临的挑战和先进制造技术的发展趋势。

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报告题目是中国制造业现状及国际先进制造技术发展趋势,主要从学科的发展角度跟大家做一个介绍。报告分四个方面,第一是制造业的现状;第二是制造业面临的新挑战;第三重点讲一下国际先进制造技术发展趋势;第四是结束语。

中国制造业与西方国家的差距到底有多远?有人乐观说,己不远了,就一二十年,也有人说不能乐观,至少半个世纪,说上百年也不为过。到底有多远,真不好说,但相对一致的说法是,依然有很大差距,中国制造要达到当代西方水平,还有很长的路要走。

一、制造业的现状

中国制造与西方的差距主要差在哪些方面?若拿工业制造的典型产品,代表制造业真正水平的机械和装备制造举例,中国制造几乎每一环节,每一工序都存在差距,但是,比较突出的落差也许是一头一基一过程。

大家知道,制造业,特别是装备制造业是国民经济和国防建设、建设创新型国家的支柱型产业,具有重要的战略和现实意义。我国制造业取得了举世瞩目的成就,比如30万吨的油轮、国防的轰炸机和歼击机等,但我今天着重要谈的是,我国已经是制造大国了,我国制造业已经从2011年开始超过美国成为了世界第一制造大国,但还远不是制造强国。为什么不是制造强国?主要表现为创新能力不强。根据统计数据,我国的研发投入占GDP的2.08%,这在原来的基础上已经是有了突飞猛进的发展。但是,和工业发达国家相比,仍然较低,美国在2.9%的基础上还要追加。国际上投入比较高的,比如说瑞典,都大于3%。从企业研发投资来讲,我国企业研发投入平均在1.2
%,国际上的规则,不大于3%的企业是不可持续发展的。美国、德国、日本分别是4.9%、2.9%、3.8%。我国整个的研发投入很高,可是人均研发投入方面我们是德国、美国、日本的18%、22%、36%。我们目前芯片80%是进口的,我们的数控系统70%是进口的。2012年的统计,我们国家机床的出口是27.5亿美元,而进口是136.6亿美元,最近保持在1:6的阶段。这是我想谈的第一个问题,所以我们要提升制造业,发展高端制造业。

第一,一头,即产品设计,不能不说,这一环节的差距尤为显著,中国设计差什么?差设计的人性化,设计的工艺性,设计的艺术性,以及真正体现中国历史文化的融合性等等。是否可以说,在产品设计上,我们有很强的模仿,借鉴很力,但缺乏独立的设计思想和突破的创新意识。这些年,我们通过学习,也出了一些本土设计大师,也能设计出一些为人称道的中国设计大作,但就中国这样一个制造大国而言,这方面我们还起步不久,依然是西方设计大师的学生。

二、制造业面临的新挑战

第二,一基,即制造业的基础,一般而言,中国制造业己经奠定了比较好的基础,但这里讲得基础,是指工业制造的基础材料,特别涉及机械制造的高端产品,很明显的差距是材料,这里面不少高端特殊材料,我们是空白,依赖进口,也有些已可以国产替代,但性能差距不小,当然,凡中国没有的特殊材料,西方都是离谱的价卖给我们,有些国防装备材料,西方卡脖子不卖。

第二个问题,我国缺少核心关键技术。基础设计和制造技术薄弱,低端过剩、高端尚未形成。我国的大飞机C919进展很快,正在上海组装,但里面的发动机都是依赖于进口。我国有16项科技重大专项,其中一个就是高档机床,我们投入了400多个项目,但都因为可靠性差,很多项目没有得到验收。所以我们还是低端过剩,高端缺乏。另外,我们资源浪费,污染严重,我国GDP在2010年占世界的7.5%,我们的人口占全世界16.6%,我们靠了大量的能源、劳动力才取得了GDP占世界的7.5%,我们单位能耗是世界平均能耗的2.6倍,空气污染十分严重,我国的资源浪费和污染严重必须要改进。

第三,一过程,即以人为中心的制造过程。说实在的,中国人造卫星早上天了,很多极高端,极精密的产品我们都可以制造,但一量产就不行了;有些高精设备,我们也量产了,但可靠性,稳定性不行;还有些连可靠性也过了,但使用寿命不行等等,所有这些问题关键在哪里?有前述的设计,材料,也有工艺设计及装备等,但更关键是过程中的人。人在差距在哪?差的是从一而终,持之以恒,差得是精益求精,一以贯之,用当下一句话,缺少“工匠精神”。

第二,制造业又面临了新的挑战。工业发达国家要重新发展制造业,金融危机以后西方国家痛定思痛,发展以信息技术与制造技术深度融合为主要特征的新一轮的科技与产业革命,既是挑战也是机遇。比如说数字化、智能化的制造技术已经成为国际制造业发展的趋势,包括互联网技术、云计算、大数据,最近美国号称大数据有很大的优势,因为全世界的超级计算机美国占了一大半,全世界重要的工业软件80%是美国开发的。我们的造船工业、航空工业,有不少软件都是美国开发的,同时新能源、新材料新的发展也推动了产业革命。

显然,中国制造若能成为真正意义上的中国智造,中国创造,我们还得埋下头,沉下心走很长一段路,其中设计与材料二块我们追赶的速度可能快一些,但以人为中心的制造过程,不可能靠突击战,攻坚战短期内解决,而是要靠全面提高制造员工的综合素质,这是一项更艰难的长期任务。

先看下美国的例子,美国的PCAST是美国总统科技顾问委员会,美国2012年提出来要重振制造业在全球的领先地位,而且绘制了路线图。2012年3月,美国宣布成立制造创新网。这是国家的研究中心,其中第一期就是3D打印、数字化制造和设计、轻量化材料的制造等。第二期正在试点,计划要建15个。

中国制造业与西方制造业差距说远不远,说近似乎总有点差距。有人说主要的差距是略显生涩,总体上中国与西方制造业已经处于同一个层次上。

德国工业科学院提出了工业4.0,它特别强调把物联网与服务应用到制造领域,能自我预测、自我维护和自我组织学习。美国、英国也不甘落后,比如说航空发动机企业融合于网络的发展,网络化、数字化、智能一体化。航空发动机公司已经从过去卖发动机到提供服务,从制造业发展成了现代制造服务行业。

西方的高端制造,中国基本上也都能制造。就不一一举例说明,从前沿科技研发科目来看,中国几乎是与美国并驾齐驱,撇掉了欧洲日本这两家老牌制造业强国,但在成套设备方面德国确实厉害,至今没有那个国家敢于挑战,日本的零配件生产也很精细,但除此之外,制造业大国还是美国和中国,美国制造业处于高端,中国制造业覆盖面广,从高端到低端应有尽有,主要还是处于中低端靠走量取胜。

三、国际先进制造技术发展趋势

中国制造业的差距主要是与美国制造业的差距,德国制造业确实厉害,欧洲人整合能力很有一套,日本生产一些零部件也挺称职的。世界制造业大体就是这样。

第三,制造业存在三大问题。工业发达国家要重振制造业,当然也是给我们提供了机遇,我重点讲一下国际先进制造业的发展趋势,可以归纳为四个方面:

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