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制造业科技发展战略-中国机械工业联合会质量工作部
 


制造业科技发展战略


2005/4/27 11:50:00  质量工作部 点击次数:7630
清华大学教授,中国工程院院士----柳百成

说   明

    《国家中长期科学与技术发展规划》第三专题“制造业发展科技问题研究"于2003年8月12日正式启动,全国政协副主席、中国工程院院长徐匡迪直接领导第三专题战略研究。专题共设20个分课题,参加研究的有46名院士及260余名专家,经过近一年的研究,已完成第三专题战略研究报告。作者参加了这项专题研究,以下就战略研究报告的有关内容,根据自己的体会加以阐述。

一、世界制造科技发展趋势
    未来制造业及制造科技面临的六大时代特征是:全球化市场竞争;环境保护与资源有限;信息大量广泛分布;科学技术迅猛发展;产品与技术的知识含量密集;用户需求提高及个性化特性。
    世界制造科技发展呈现四大趋势:
    1.绿色制造是制造科技的发展方向。
    面对日趋严峻的资源和环境约束,世界各国都在制定可持续发展规划。例如,德国制定了《产品回收法规》,日本等国提出了减量化、再利用及再循环的3R战略,美国提出了再制造及无废弃物制造的新理念。
    2.与高新技术相互融合、制造技术发展日新月异。
    科学技术的迅猛发展,对制造科技带来了深刻的变化(图1)。制造已经从经验走向科学,从追求生产率和优化产品的可制造性走向可预测性的高品质、高技术含量产品的研究与开发。今后的制造将是基于科学的制造。
    3.信息技术大大促进和提升制造技术水平。
    信息技术与制造技术相融合,将进一步给制造技术带来巨大的、甚至是革命性的变化。设计及制造过程的数字化、信息化与智能化的最终目标不仅是要快速开发出产品或装备,而且要努力实现大型复杂产品一次开发成功(图2)。在经济全球化的格局下,基于网络的设计与制造技术将得到广泛应用,制造装备和制造系统的柔性与可重组将成为21世纪制造技术的显著特点。

图1 波音7E7大量采用新材料新技术复合材料用量超过50%

 

图2 Boeing777是数字化设计与制造的典范研发周期缩短40%,工程返工减少50%



    4.极端条件下制造是制造技术发展的重要领域。
    极端制造是指在极端条件或环境下,制造极端尺度或极高功能的产品、器件和系统。当前,极端制造集中表现在巨系统制造(图3)、强场(如强能量场)、微细制造(图4)及超精密制造等。

图3 三峡700MW水轮机叶轮(重450吨)

 

图4 微型直升飞机



二、我国制造业现状和发展目标
    我国制造业已发展成为国民经济的重要组成部分,工业增加值占国内生产总值(GDP)的35.75%。 中国已是世界制造大国,工业增加值居世界第四位,约为美国的1/4、日本的1/2,与德国接近(2001年数据)。
    但与工业发达国家相比,我国制造业仍然差距很大:
    一是能源消耗大,污染严重。单位产值能耗远高于国际先进水平,而污染也远高出发达国家。
    二是产品以低端为主,附加价值不高。出口产品主要是劳动密集型和技术含量低的产品。
是产业结构不合理,装备制造业发展严重滞后。作为国家核心竞争力关键的装备制造业工业增加值占制造业的比重偏低,国民经济和高技术产业发展所需要的装备已形成依赖进口的局面。
2020年我国制造业的发展目标是:进入世界制造强国行列,成为世界制造中心之一。其主要标志是:
    1、总体规模进入世界前列。
    2、锤炼一批技术创新能力强、具有国际竞争力的大型企业。
    3、形成若干在国际上知名、各具特色的制造业产业集群。

三、我国制造科技现状及发展目标
    我国制造科技取得了巨大进步。但是,与工业发达国家相比,仍存在阶段性差距。
    1.技术创新能力不强。
    2.制造技术基础薄弱。
    3.以企业为主体的技术创新体系尚未形成。
    2020年制造业的科技发展目标:制造科技的总体水平进入国际先进行列。
    主要标志是:
    1、自主创新能力大大增强。
    2、部分行业制造技术等争取达到国际领先水平。
    3、国民经济和国防建设所需要的重大装备及高技术产业所需装备由国内制造和成套的比例大幅度提高。
    4、高技术产业产值占制造业产值的比重大幅度提高。
    5、形成健全的、以企业为主体的技术创新体系,造就一支强大的、富有活力的技术创新队伍。
    从对制造科技的战略性需求出发,确定发展制造科技的3个重点领域。
    1、重大成套装备和高技术装备
    掌握重大成套装备和高技术产业所需装备的核心技术,提高可靠性,大幅度增强自主创新能力和成套集成能力。
    2、新一代绿色制造流程与装备
    以绿色化和信息化为核心,研究开发具有高技术含量产品制造、能源转换和大宗社会废弃物资源化三项功能的新一代制造流程及相关装备。
    3、制造业信息化
    将以信息技术为代表的高新技术融入制造业企业的产品设计、制造过程,以及制造业的产品和装备。重点是:数字化设计、制造与数字化装备。

四、制造业科技发展的战略及对策
    制造业科技发展应推行以下战略与相应的对策:
    1.开放式自主创新战略
    要充分利用有利的国际环境及发达国家向我国产业转移的机遇,在积极引进国外先进技术的同时,加大研究开发和对引进技术消化吸收的投入,大幅度提高设计方法和制造技术的自主创新能力。要把制造科技进步的基点从主要依赖引进国外技术,逐步转移到增强自主创新能力上。
    加快企业成为技术创新主体的进程。企业必须成为研发经费投入的主体、技术开发和技术创新的主体。大型企业均应建立和完善企业技术中心,加大研究开发经费投入。鼓励企业与高校、科研单位合办工程研究中心和产学研联合技术中心。鼓励中小企业采取联合出资、共同委托的方式进行合作研究开发。国家应明确制订有关支持和激励的政策
    要重组产业共性技术研究体系及建立产业共性技术研究开发平台。当前,我国广大中小型企业无力自主开发,绝大多数企业无力支持共性、基础性及竞争前技术的研发。国家应建立共性技术平台,支持并形成一支高水平、精干的研究队伍,重点承担产业原创性技术、共性技术及战略性关键技术的研究开发,要建设若干个先进制造技术国家实验室和国家工程技术研究中心。
    2.资源节约、环境友好的可持续发展战略
    制造业是大量消耗资源的产业,同时对环境质量造成很大影响。要走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。
要制订相应的产业政策,限制以至禁止发展资源消耗高的产业以及对生态环境有严重影响的技术和产业,运用经济手段促进环境污染的治理。
    要积极发展资源节约型和环境友好型产业、产品及技术。要在产品开发、设计、制造、装配、包装、运输、销售、售后服务及废旧产品回收、再制造等产品全生命周期中各个环节充分考虑资源和环境因素,最大限度地优化利用资源和减少环境污染。只有通过科技进步和向循环经济方向发展,才能从根本上减缓资源消耗总量和污染排放的增长。
    3.重点突破装备制造业、提高装备设计与制造及系统集成与成套能力战略
    装备设计能力、制造能力和集成创新能力是构成制造强国的最核心能力。一是要发展重大成套装备、高技术装备和高技术产业所需装备,推进重大装备的国产化;二是要将提高单机和系统可靠性作为关键;三是要大力发展为装备提供零部件、元器件和基础材料等产业,实现专业化和大规模生产;四是要加强成套技术的开发,培育一批具有国际竞争力,集系统设计、成套、工程总承包和服务为一体的工程公司,实现制造商与用户、制造工艺流程与制造装备的紧密结合。
    4.用高新技术促进与提升制造技术水平战略
    推进以信息技术为代表的高新技术全面渗透和融入制造业。用信息技术改造、提升传统制造业和老工业基地,大力推进制造业信息化,是以信息化带动工业化的主要内容。制造业信息化的重点是:数字化、信息化设计与制造及数字化、信息化基础装备。
    同时,还应该密切注意先进制造技术、新材料技术、新能源技术、生物技术和环境保护技术等高新技术的发展动向,有效地应用相关技术对制造业进行改造和提升。
    5.培养创新意识人才和高级技能人才战略
要成为制造强国、需要大批高水平的科技人才,需要大批熟悉国际国内市场、具有现代管理知识和能力的企业家,需要大批能熟练掌握先进技术、工艺和技能的高级技能人才。

五、结束语
    制造业是国民经济的物质基础、国家安全的主要保障、国家竞争力的重要体现。必须依靠科技进步,开拓出一条资源消耗低、环境污染轻、技术含量高的发展制造业道路,从制造大国走向制造强国。
来源:质量工作部

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