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關于提升我國機床業自主創新能力的幾點思考
發表時間:2009-03-31 08:11:52; 來源:
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經歷了下滑、回暖、增長，中國機床行業近幾年的發展確實令人欣慰。但是放眼世界市場，中國機床行業的自我滿足率、在世界機床市場的排名以及中國機床的品牌問題，卻在這種形勢下日顯嚴峻。 在“世界工廠”的盛名之下，我們暫且不說去裝備世界，就是裝備近在咫尺的自己，都顯得十分困難。現實的情況是，大量的設備由國外產品一統天下，國內企業想插足極其困難。而且毫不客氣地說，一些制造廠家確實對國外產品青睞有加。這就為我國裝備制造業的發展在主觀上又營造了一重困難。 但不管如何，作為裝備業自身，也正是一個反省和深刻思考的時候。 胡錦濤總書記最近指出：把提高科技自主創新能力作為推進結構調整和提高國家競爭力的中心環節，加快建設中國特色國家創新體系。在我國機床市場上，進口機床近幾年來一直占有一半以上的市場份額。以2004年為例，在總共約92億美元的機床消費額中，進口機床占到了59億美元以上,也即擁有64％以上的市場占有率。這種進口機床在我國市場上唱主角的現象，說明我國機床在技術性能和質量方面與國外存在著巨大的差距。要消除這個差距，要依靠而且只能依靠提升我國機床企業自主技術創新能力，加快建設我國機床工業的技術創新體系。 技術創新一般源自：一是市場“拉動”（Market pull），也就是用戶需求驅動（User demand driven）；一是技術“推動”（Technology push），即應用新技術、新工藝、新材料來實現技術創新。從用戶需求驅動這一概念出發，我們主張為機床用戶提供“全面解決方案”。 全面解決方案對用戶的益處 提供“全面解決方案”（TOTAL SOLUTION）的營銷做法是，向用戶索取工件（或典型工件）圖紙并了解客戶對生產率、精度、前后工序情況等的技術要求，然后為用戶設計最佳的解決方案。此時往往要對原有產品的結構或技術參數進行改動、局部改造、甚至要開發全新的產品，才能最大滿足用戶的要求；此外還要配備在此工況下最優的工、夾、刀、量具，最優的切削規范，經優化的加工程序和其它必須的應用軟件、外圍（周邊）設備等。待裝備制造完成后還要進行試切、改進、再試切，直到可靠且穩定地、全面地滿足用戶要求為止。如果毛坯為鑄鍛件，還要為用戶提供一定數量的毛坯。最后提供給用戶的是可立即投入生產、為用戶立即創造經濟效益、“全面解決”用戶問題的“方案”。 對用戶的好處 這種營銷方式，對用戶的好處是極明顯的。 “方案”一到用戶車間，就可立即投入生產，而不是“擺”上一段時間，用于熟悉其性能，準備工、夾、刀、量具等，編制不太高明的程序，然后摸索試用，經過漫長過程，才能充分發揮裝備的效能。某些基礎較差的用戶，有可能直到機床“退役”，也未能充分發揮設備的潛能。 用戶得到的是最佳的、符合其個性化要求的制造方案，也即最佳的量體裁衣的方案，因而，可取得較大的技術經濟效益，最終增強用戶的市場競爭力。 所以，盡管這種供貨方式交貨期要長一些，代價要高一些，但算總帳，還是極為值得的。 全面解決方案對供應方的益處 “逼迫”企業熟悉用戶的工藝，并且要達到“精通”的程度。為此，需要與用戶結合，爭取用戶參與共同開發，此時企業的創新能力就倍增。 由于關系企業的可信賴度、品牌、聲譽和“致命”的市場競爭能力，因此企業為用戶提供的不僅是全面的，還必須是當代技術水平可達到的“最佳”方案。這就為企業提供了自主技術創新的“動力”、“沖動”、“靈感”和“平臺”，“逼迫”企業進行自主技術創新。這就從“機制”上促使企業進行創新，即實現用戶需求“拉動”的創新。 “全面解決方案”的供貨方式能“激發”企業的自主技術創新行為。如日本MAZAK公司創新的Form-lok夾盤，正申請專利的Flash刀及數控車床上“單臺份成套加工”等等，都是針對加工特定類型工件的需要而制造設計出來的，也即是在提供針對性很強的全面解決方案過程中被“激發”出來的。 國外一些公司一貫為客戶提供“全面解決方案”。如在MAZAK綜合樣本的首頁刊登了該公司3條“管理經營政策”（Management policies），其中第一條也是核心的一條就是為用戶提供“全面解決方案”（Provide total solutions to customers），這說明他們把這種供貨方式，作為企業首要的宗旨，而第二條和第三條政策是為第一條服務的。MAZAK第二條政策的具體內容是 “開發具有原創性（Original）的產品、技術和軟件”，即在為用戶提供全面解決方案過程中不斷地積累各種創新，從而打下開發的“原創性”基礎。第三條政策是在全球的基礎上（該公司制造基地和技術服務中心遍布全球）為用戶提供支撐和服務。這樣，一方面可以為用戶解除后顧之憂，另一方面，也是進一步完善、改進已提供的全面解決方案，并且為提供新的、更好的全面解決方案尋求來自生產現場的“刺激”。 值得注意的是：采用“全面解決方案”的供貨方式，不只是MAZAK一家公司，日本和幾乎西方所有的機床公司幾十年來均采用這種方式供貨。這是因為這些發達國家的市場經濟體制極為成熟，而市場經濟的核心就是時時處處追求高效率，這種供貨方式可給用戶提供符合他們個性化要求的高效率設備，自然得到長期廣泛地推廣使用。 我國機床企業應更新供貨方式 我國過去長期處于計劃經濟體制下，機床由國家按指令分配。機床廠根本不知道自己產品未來的用戶是誰，更談不上滿足用戶個性化的需要，因此，這些機床企業多年來一直只是單純地賣“光”機床。現在已進入市場經濟，雖然有少數企業已少量這樣供貨，而絕大多數企業的營銷理念還沒有向這種供貨方式轉變。 在國際機床展覽會上，觀眾既可看到展出的機床，還常常可以看到由該機床加工出來的工件實物或圖片，并標以常常為內行人所驚訝的數據，如加工工時、精度等。這些工件和數據從何而來？一是其用戶經過巨大努力而向原供應商做出的“反饋"，二是供應方以“全面解決方案”方式供貨，經歷千辛萬苦和大大小小創新而奮斗出來的成果。按常理判斷，絕大多數是來自后者。與之相比，我國企業展出的絕大多數只是“光”機，沒有配以驕人的被加工的工件，因而沒有實物讓觀眾信服其機床的優秀性能。 總之，向用戶提供“全面解決方案”，是從以產品為中心，轉向以客戶為中心的營銷理念，不僅使用戶得到立即可投產且效率高的機床，還為機床企業提供了一個“拉動”自主技術創新的“發動機”，可得到取之不盡、用之不竭的“激發”自主技術創新的源泉，從機制上“刺激”、“逼迫”自主創新。在20世紀50年代，前蘇聯專家曾說過，機床是機械制造業的總工藝師，現在看來，機床企業只有通過向用戶提供“全面解決方案”，才能起到總工藝師的作用。 “全面解決方案”的補充說明 “全面解決方案”的倡議，實際上在半年以前記者去周延佑家取資料的時候，他就已經在醞釀之中了。但為了把問題分析得更加透徹，這位中國機床行業的老專家，雖然已年過古稀，但仍然以認真得幾近完美的工作態度，一直在修改他的稿件，以至于現在提交到我們編輯部的已是第3稿。之后，他還幾次打電話到編輯部，希望將文章中有關論點的一些相關背景加入其中。他說：“全面解決方案”中心內容是提供量體裁衣和個性化產品；是制造廠交給用戶前的反復驗證；是不斷地進行檢測與實驗的結果。 20世紀60年代，周老曾去英國的一家機床企業訂購凸輪控制的自動機床 。對方要求他們提供工件圖紙。從來沒有聽說過購買這類機床還要提供工件圖紙，周老他們只能回答：沒有。沒想到對方聽完之后哈哈大笑，說：沒有工件圖紙，我們就不能配備最佳的凸輪附件刀具等，從而不能發揮我們機床的最大潛能，因此不能賣給你們機床，以免讓你們誤認為我們機床的性能不好。 這樣的事情還不止一次。比如去國外某企業買加工齒輪的刀具，對方也會要求擬提供準備加工的齒輪圖紙，并了解精度材質、熱處理等情況，以供他們選擇最佳的刀具幾何參數，使加工達到最佳效果。他們認為，如果不提供這些具體情況，買的刀具也就達不到最佳的效果。 后來周老才了解到，國外的機床企業一般對客戶采用的供貨方式是提供全面解決方案，也就是針對客戶的具體要求進行量體裁衣，以確保客戶不會因為使用不當，而造成對他們機床名譽度的影響。他們常常說的一句話是：我們不能隨便賣給你們“光”機床，萬一你們用不好，反而會倒了我們的牌子。 周老不無遺憾地說，目前在中國，無論是機床企業還是機床用戶都還不適應這種訂貨方式，因此“全面解決方案”對于供求雙方來說，都是一場革命。 周老還提到了個性化的產品，并認為這也是“全面解決方案”中的一個中心內容。對于個性化產品的優點，周老有一句很精辟的話：用戶如果在機械加工中需要3臺一般性機床的話，使用個性化的機床也許1臺或2臺就夠。 一般情況下，用戶在購買回來產品后，第一步都要研讀說明書。如果說明書寫得不清楚，用戶可能還要致函或致電給生產企業詢問有關事宜。但對于采用“全面解決方案”供貨方式的機床企業來說，他們不僅為用戶提供主機，還提供包括夾具、刀具、量具等自己編好的程序，使那些機床一旦運進用戶加工車間，就能夠立即投入使用。有些國外先進的機床企業，他們自己制造的夾具比用戶自制的夾具水平還要高，編程的水平也更強，這就為用戶提供了極大的方便。可惜我國的機床企業離這一步還相差甚遠。 要想采用“全面解決方案”的供貨方式，對客戶的工件就要試切再試切，直到能夠全面滿足客戶的要求為止。周老曾到意大利一家機床企業去參觀，發現裝配車間里有幾臺舊機床在加工運轉。他不明白其中的緣故，就向這家企業請教，他被告知：原來舊機床與已經生產出來、即將運送到用戶那里的新機床是同一種型號，由于新機床還在裝配過程中，因此暫用舊機床進行試切，待新機床完成后，再將這些試切工作轉移到新機床，這樣就可以縮短新機床的裝配、試切周期。 我國計劃經濟體制下的機床行業科研體系已經“轉企改制”，但取而代之的適合市場經濟體制的科研創新體系卻未建立起來。美國是市場經濟發達的國家，他們的做法似乎可以作為建立我國機床行業科研創新體系的參考。 建立制造技術行業科研創新體系 美國把科研項目（課題）分為兩大類型： 競爭性的項目 指面向企業某個具體產品的科研項目。這些項目只能由本企業自己進行，成果最終成為本企業的“專有技術”、“專利”，擁有絕對的知識產權。例如為用戶提供“全面解決方案”過程中遇到的難題，就屬于競爭性的項目，這些難題一般通過小規模、短時期的科研可以解決。 競爭前項目(Pre-competitive R&D) 即不是面向某個企業的具體產品，而是對眾多企業共有的難題所進行的研究項目。一般為基礎性、前瞻性（下一代技術）、戰略性或是面向工藝過程的課題。這些課題一般需要較大投資和較長時間才能完成。對此，國外一些科研機構采用企業集資、國家資助的“合作科研”（collaborative R&D）的方法進行研究。 現以“美國制造科學中心”（National center for manufacturing sciences，簡稱NCMS，網站為www.ncms.org）為例來說明其具體做法。NCMS是由自愿參加的220家企業（會員）組成的非盈利（Not-for-profit）“科研開發聯合體”（R&D consortium），遵照美國1984年合作研究法（National Cooperation Research Act of 1984）建立和運作，專門從事競爭前項目的研發。該聯合體由會員大會選出理事會作為最高決策機構，課題由會員提出，由理事會作最終決定，所有課題均以合同形式承包給高校或其它研究單位進行。理事會只聘用一個精干的工作班子（即該“中心”）管理課題和處理日常工作（包括舉辦技術研討會，講習班等）。聯合體還附屬一個制造信息資源中心（Manufacturing information resource center），供會員查詢。NCMS經費來自會員和國家資助。來自會員的有兩部分，一為年費，額度由企業規模決定，二為分攤的課題經費，企業與該課題關聯的程度以及企業的規模決定著經費的高低。由于關系到行業競爭力以及國家競爭力，所以國家也對此進行資助。NCMS 得到聯邦約全部費用35%的資助[另一科研開發聯合體，如“國家科學基金會可重構制造系統研究中心”(The NSF engineering research center for reconfigurable manufacturing system)得到國家科學基金會大于50%的資助]。由于這類合作科研聯合體機制上為企業主導(由企業提出課題、決策管理并承擔部分費用)，不易存在成果轉化難的問題，企業反而從成果中收益頗豐。據NCMS稱，他們會員中的大企業以一美元投資于NCMS，可獲得5~25美元價值的科研效益；而較小的企業，一美元投資可獲得15~50美元價值的科研回報。我國長期以來科研成果轉化難，似乎與沒有實施“企業為主導”的機制有關。 美國制造科學行業的科研創新體系可歸納為：競爭性即面向某個具體產品的科研課題，由企業承擔。每個企業不論規模大小，都從銷售收入中提出一定（國際慣例一般為2%～5%）的資金，配備必要的專業或兼職人員或與某個高校聯合進行這類課題的試驗研究，形成行業基層創新組織，其成果直接轉化在為用戶提供的“全面解決方案”上。 而多個企業共同的前瞻性、戰略性和基礎性科研課題，由于一般需要較多資金和人力的投入和較長的時間才能出成果，為單個企業所難以承擔，特別是以中、小企業為主的行業(如機床行業)的企業，其財力、人力均極為微薄，則由企業自愿合作集資，并得到國家資助的“中心”承擔，由“中心”與企業基層的創新組織構成行業的創新體系。據2005年1月8日的《參考消息》報道，日本企業也進行過類似的戰略性關鍵技術的合作研究，一旦取得一定的階段性成果以后，各企業再分開進行獨立的研究。 美國制造科學研究中心的會員，既包括制造技術的載體（裝備）的供應商，如機床企業；也包括制造技術的應用商，如汽車、航天航空、造船等企業。這種供應方與應用方的聯合，可使課題更加切合應用，成果轉化更加迅速，且可整合多方面的資源，有利于早日攻克難關。這一點很值得我們借鑒，我們不宜搞僅是單個機床行業的創新體系，而應聯合我們的用戶共同建立制造技術行業的科研創新體系。此外，我們不需要建立實體的研究機構，而是應將課題以合同的形式外包。其原因是：制造科學涉及的學科甚廣，建設一個包羅萬象的實體研究單位，不僅投入很大、且科研設施的利用率也難以提高。合同形式的外包，則可以根據課題性質在全國范圍內選擇最強者承擔。如果合同承擔單位為高校，不僅可以調動眾多碩士生、博士生（廉價高智力）參與以充實人力，而且可以培養人才，使得后繼有人。 因此建立制造技術行業科研創新體系已是當務之急。建議有關的政府部門，行業組織(包括用戶行業組織)和代表性企業組成專門的工作組，進行調研和論證，提出一個切合國情的可行方案。 對國外樣機、樣品進行全面性能試驗 對國外樣機、樣品進行全面性能試驗。以科學試驗的手段消化、吸收引進的技術，在消化國外技術的基礎上進行自主技術的創新。 這是上世紀50年代日本機床工業趕超歐美的一種做法。他們從西歐和北美買進各種世界名牌機床，然后應用先進的測試手段，對這些名牌產品進行全面的性能試驗，獲得了大量的數據，為每臺機床的試驗寫出了詳盡的報告，在行業內部共享。日本機床繼承試驗發現的優點，并在改進所發現的缺點或不足之處的基礎上進行創新，為他們迅速趕上和超過歐美打下基礎。在上世紀60年代初期，我國曾經學習日本這種做法。北京機床研究所曾經對瑞士精密機床進行了全面性能試驗，不僅寫出了實驗報告，還制定了普遍可用的試驗規范和性能測試方法，并在此基礎上先后舉辦了兩期“樣機試驗研究班”，以培養各機床廠的試驗人員。可惜這項舉措還未及推廣，就被文化大革命沖掉了。 國外樣機的樣品試驗，還包括國外樣機(品)與我國自己產品的對比性試驗。例如我國機床的可靠性和精度保持性不如國外。又例如同樣是通過預緊消除間隙的滾珠絲杠副，高速運行幾個月后，國產品出現間隙而國外名牌則仍舊沒有間隙。這些均可用采用國內外產品進行對比性試驗的方法（包括比實際應用更為苛刻的條件下的試驗??即強化試驗，目的是縮短試驗時間），來尋找原因，找出改進的方向。 我國機床工業至今仍與國外存在著巨大的技術上的差距，應學習當年日本使用試驗的科學方法，來消化吸收國外的技術。只是在繼承其優點時，要尊重對方的知識產權。樣機（品）試驗是站在前人的肩膀上來消化引進技術，而不是照抄照搬式的“邯鄲學步”。 利用我國高校、研究所已擁有的科學技術資源 充分利用我國高校、研究所已擁有的科學技術資源來支持企業的自主技術創新。 不少國外機床在樣本中標明他們的床身、立柱等基礎件經過了有限元分析(FEA)，因而具有優異的動、靜剛度、熱變形等性能，使用戶對其性能產生信任。而在我國機床樣本中，還未見過類似的例子。事實上，我國不少高校、研究所均擁有從國外引進，性能很好的有限元分析軟件，但利用率一般均很低，我國機床企業在開發新產品中很少去利用。這類資源價格不菲，單個企業擁有是很不劃算的，也沒有必要。又如數控機床的軟件補償，國外已較普遍采用。這項技術難度不是很大，我國有些高校已掌握這項技術，使用效果很好，但企業采用的卻不多。這些資源應該組織起來成為面向全社會服務的公共技術創新資源。 總之，我們應改變營銷理念，向用戶提供“全面解決方案”，用市場和用戶需求來“拉動”企業自主技術創新；以建立新的制造技術行業科研創新體系，對引進技術和國外產品以科學試驗的方法進行消化吸收，充分利用高校、研究所已有的科技創新資源來“推動”企業自主技術創新。只要我們堅持不懈地從機制、體制上一“拉”一“推”，就能提升我國機床企業自主技術創新能力，改變國內技術很少原創的狀況，振興我國的機床業。 |
