PTC“通过企业学术合作推动中国制造业革新”论坛活动记录（三）

　　各位下午好，很高兴有机会来到这里介绍下相关工作。今天汇报的题目是“通过企业的合作推动中国制造业的革新”，这个报告是由浙江大学的祁国宁教授和我共同准备的，我代表我们两人来汇报一下。

　　今天汇报的内容有三部分：

　　第一部分是结合中国制造业的发展历程来介绍下中国制造业发展所面临的困难或挑战。首先简单回顾下中国制造业30年所走过的阶段，从1978年到1987年这个阶段应该称为起步阶段，在起步阶段主要靠企业家个人的打拼，这是早期的阶段。后来从1988年到1997年可以称为成长阶段，在这个阶段中国的民营制造业迅速崛起，同时外资企业开始进入中国。从1998年到2007年是中国制造业迅速发展的阶段，由于各种力量的投入和企业家的努力，中国制造业逐步在世界上享有了很强大的声誉，“中国制造”的名字响彻全球。但是到了2008年，突如其来的金融风暴使得我们很多制造业突然面临非常多的困难，也就是在这个时候大家开始考虑这样的问题，如果没有设计只能仅仅是一个装配企业，中国已经是个制造大国，但是我们要进一步往制造强国迈进，要从“中国制造”向“中国创造”转变，这是非常关键的阶段，只有通过产品的创新，才能使我们获得更大回报，才能使中国制造业达到更高的水平。但是要发展就必须认识到一个非常重要的问题，今天中国制造业的发展和几十年前西方制造业的发展情况大不相同，当时发展面临的企业环境和今天有着天壤之别。那么当今的制造业面临哪些挑战？第一，全球化的压力；第二，环境资源的压力；第三，个性化的压力；第四，高技术的压力。我下面对这几方面做个简单介绍。

　　第一，全球化的压力。全球化既是好事也有不利之处，好处就是互通，可以在最好的范围内配置全球资源。比如在这张图上，黄色代表低成本区，红色代表潜在市场，可以看到中国是黄色和红色叠加，所以中国是一个既拥有低成本又拥有潜在市场的国家，当然也就具备了非常好的发展机会。在这种情况下，我们的全球化发展非常迅速，据美国前商务部副部长写的一本书中谈到，美国和中国是全球化走在最前列的国家。中国很快的融入了全球化的环境，但是全球化也为我们带来了非常大的压力，最明显的就是蝴蝶效应，有一个地方出现问题马上会波及全球，金融风暴就是这样。金融风暴到今天结束了没有？可能在金融界已经进入尾声了，但是它的辐射效应正在向家电、制造、教育慢慢扩散，所以说还没有完全结束。再看下中国整个的发展历史，我们引以为豪的是康乾盛世，当时中国的GDP占全世界的三分之一，但是到了1900年以后比例迅速下降，而现在又开始上升了，现在金砖四国和G3国家的GDP比例占到世界的15%，而在这15%当中，中国占了将近一半，所以我们的比重还是在逐步增加。中国对世界经济的贡献有数字衡量，在2008年11月国家统计局讲到，中国经济对世界经济的贡献率全球第二，所谓贡献率就是中国GDP的增长除以世界GDP的增长总额，当时中国是14.5%，而美国是22.8%。但是到了09年底中国已经升至第一了，意味着中国对全球的经济贡献最大，同时我们承担的压力也非常大。

　　第二，环境压力。我们今天发展制造不可能沿用几十年前西方发达国家的发展模式，因为我们今天承受的压力是环境压力，过去在经济发展当中想到的最大的圈是经济，其实是社会，最少考虑的是环境。而今天在发展经济的时候，考虑最多的就是环境，其次是社会和谐，最后考虑的才是经济。目前在全球范围内出台了很多标准和法规，所以必须考虑环境，比如在欧洲的家电销售，法律规定在家电报废之后制造企业必须负责回收并且进行无害化处理，据了解在德国很快要把这项法规推广到汽车，这就导致环境成本不断增加，所以说现在的发展和过去大不相同。我们现在要做到可持续发展，既满足现在人类需要，又不危害子孙后代。

　　第三，个性化压力。以医药为例，过去我们买的药对任何人都适用的，这就是大批量生产，再往后就要针对特殊人群，需要面向目标的处方，这就叫服务。再发展就要针对DNA信息为个人生产特定的药，这个药只为一个人服务。这就导致产品个性化的压力越来越大，人们越来越不满足通用的大众化的产品。

　　第四，高技术压力。没有一个企业可以长久保持技术优势，现在的技术发展非常快，比如波音787运用了很多技术，使用了非常多的复合材料，就是为了减轻重量，飞机减轻一公斤重量就会节约很多资金和汽油，波音787用了50%的复合材料，减了3万磅重量，所以波音787比波音737要省油20%，因为用了新型的轻重量的粘合剂就节省了200多公斤重量，所以说技术发展是非常快的，如果不及时跟上这种技术革命，就没有机会做到产业领先。

　　我们必须认识到面临的各种压力，在过去的历史发展阶段逐步认识到，经济形态正在逐步从资源经济形态向今天的体验经济形态转化。从竞争要素来看，60年代以前主要依靠大批量生产，在规模上占据优势，到了70年代就是要降低成本，要让成本可控和最优，80年代就更加注重质量，到了90年代提出了敏捷制造，要快速响应市场，快速响应用户需求的变化。而到了今天我们更多谈到的就是创新。在强调质量、成本和规模阶段，主要依靠的是技术创新，到了快速响应和提高质量阶段，就是从技术创新转变到了产品创新，而今天更重要的是在解决方案上面创新。所以对制造型企业而言，从提供简单的产品到提供简单的服务，到今天转移到要为客户提供解决方案，给客户创造价值，对于制造型企业这样的转型也是挑战。这就是竞争核心演变对制造型企业带来的挑战。在今天有很多企业，比如PTC，他们说自己是服务型企业，为客户提供良好的服务，包括波音公司，也不会说自己是制造企业，波音现在叫波音服务提供商，所有的企业都是要转变为服务型企业，深层次的原因就是围绕服务会给企业带来更多利润。这是德国200家企业的调研图，2007年销售总额是434亿欧元，横向代表销售总额，纵向代表利润率，可以看到销售了434亿欧元对总利润的贡献率只有2.3%，而服务占了百分之九十几，所以说围绕服务产生的利润远远高于简单的提供产品。刚才谈到了中国制造业有四大压力，而服务创造更高的利润又给我们制造业带来了发展的动力，因此我们在四大压力的驱动下，在高利润服务的利益驱动下，中国制造业正在转型，也就是从制造逐步向服务来渗透，制造业服务化是生产力发展的必然结果。

　　工业化和信息化的融合是中国制造业发展的必由之路，会有三个层面，一方面是技术融合，另一方面是业务流程在信息化导入后会发生变革，当然还有文化方面的融合。今天我们主要讲技术方面的融合。技术融合就是把计算机技术、管理技术和企业的工程技术结合在一起，形成了新的概念称为工业信息化技术，工业信息化技术就是工业化和信息化融合，是管理、工程、计算机技术融合之后的产物。在工业信息化技术方面有很多事情需要我们认真去做，第一就是要去发展集成和协同技术，要把集成和协同持续发展下去，因为一方面计算机和网络的技术在不断发展，这是技术驱动，新的技术会驱动集成和协同向前推进，更重要的还是企业的业务需求驱动，因为企业的管理和运作不停的追求高效率的协同、低成本的协同和更高的协同方式的协同，目的是降低管理成本和协调成本，从而加强市场反应速度，而企业追求的这一业务目标是永无止境的，所以说在技术的驱动和业务需求的驱动下，企业会在集成和协同方面不停地进行深入研究。同样，沿着产品的整个生命周期，过去我们是在产品设计制造的不同阶段做应用，现在我们更多关注设计制造不同阶段之间，未来会在不同的企业从需求、设计、维护到报废的整个全生命周期中做服务，集成的重点也从过去的信息沟通到今天的业务要协作以及未来知识要共享，要朝着这个方向发展。以具体产品为例，过去我们产品的沟通主要是个几何模型，后来发展到了几何模型加部分的性能模型，今天大家都知道的一个词叫MRO多学科协同优化，也就是机、电、液、控制甚至电子磁场都要融合起来进行优化， 这样才能最好的提高效率。因此我们说集成和协同的发展趋势会扩展到不同的企业间，覆盖产品的整个生命周期，往多学科协同优化方向发展，当然这需要新的信息技术作为支撑。第二就是要在信息化应用当中发展智能制造技术，我们现在的产品非常复杂，比如汽轮机的叶片，在速度低的时候很容易制造，当速度和温度非常高的时候，就要求非常高的精度，而且要检查叶片之间的相互干涉，所以对于这样的设计是非常复杂的。如果这种叶片造不出来，就不能制造发动机，所以要加强智能制造，提高企业产品创新的能力。第三就是网络化制造，我们不再把创新局限在企业内部，要让网络上的各种伙伴协同起来，不再只是一个企业做所有的问题，这就是网络化制造模式。通过网络化制造，把企业从孤立的运作方式变成全球化的多主体的协同方式。网络化制造这种协同方式再往前发展，就出现了一个新的企业形态，即面向服务的企业形态。Intel公司专门生产芯片，但它专门有个研究组，专门研究面向服务的企业，这是Intel提供的面向服务企业的场景，最底下是面向服务的基础架构叫SOI，再往上就是大家熟悉的面向服务的体系架构SOA，再往上就是数字化社区、数字化企业、数字化家庭、数字化商店，各种部件结合在一起形成多方协作的良性循环，而这样的面向服务企业的运作，就是从单纯的供应链要发展成企业的业务生态系统，所以说构建基于数字化的高效的业务生态系统将是企业在下一阶段信息化方面非常重要的发展方向，而这样的运作追求的目标是快速响应市场、降低协调成本和提高灵活性，当然这里涉及很多计算机知识技术，比如SOI方面涉及到虚拟化技术和云计算技术等等，而SOA涉及业务流程优化和工作流等技术，所以说技术驱动需求在不停的发展。第四就是绿色制造，这是我们未来一个绿色制造的钢厂，什么是绿色制造的钢厂呢？比如说以年产800-1000万吨钢厂为例，实现绿色制造以后会带来哪些效益呢？首先可以消耗掉14—28万吨废塑料，同时能够消耗掉120万吨废钢材，而产生的煤气可以驱动一个120万千瓦发电厂的运转，产生的废渣可以驱动一个水泥厂达到年产300万吨，这就是绿色制造。一个钢厂不再是单纯的消耗能源，会有很多的产出，可以保证企业可持续发展。最后就是要大批量定制，宝马、奔驰、大众都有这样的大批量定制平台，大批量定制带来的好处是用大批量生产的成本去生产客户需要的产品，这是企业追求的目标。

　　今天汇报的第二部分内容就是产学研合作如何推进中国制造业的发展。产学研结合也是有三个层面，分别是文化、组织和技术，今天主要简单讨论技术层面和组织层面的协作。这是教育部关于高校数量的统计，中国现在有2000多所高校，研究生的培养机构达到了796个。这些高校大概分成什么样？这是联合国教育机构的分类，0是学前教育，1是初等教育，2是初级中等教育，这样分为0、1、2、3、4、5， 往下还要细分，比如把2分为2a、2b、2c，这是教育大概分类的情况，当然也包括了继续教育和在职培训等等。基于这样的数字，把大学进行了划分，以教育科研类型作为纵坐标，学术理论人才培养和应用技术职业人才培养为横坐标，第一类为广博研究型大学，既是研究型大学又培养学术人才。第二类是特色研究大学，也是研究型大学，但是培养的是应用型职业型的人才。这就是一个大概的分类情况。中国的产学研合作大概有这样几种方式，第一就是高校和企业共同组成研究中心，高校进行前期开发，而企业进行后期应用。第二就是以课题承担的，学校和企业组成联合研究体，比如后面要介绍的中德合作项目“ProNet”，还有就是我作为中方参与的中欧合作项目。第三类就是企业在大学设立联合研究所，比如清华宝钢物流研究所，就是由宝钢出资然后在清华设立挂牌的，所长、副所长是由清华和宝钢的人共同组成，这种方式有利于调动高校积极性，也有利于研究所培养人才，由于想设立这种联合体的企业越来越多，所以在不停的提高门槛。中国的工程师非常匮乏，主要是在工程师培养上存在很多问题，在计划经济时代，由行业和企业共同参与工程师的培养，政府下达指令，企业按计划组织实行，企业必须接受，而今天企业就非常不情愿了，这是非常不利于工程师培养的问题，工程师的培养在高校逐渐呈现边缘化趋势。而国际上通行两种做法，一个是以美国为代表的模式，另一个是以德国和法国为代表。美国的模式是，在校就负责基础教育，职业和工程师需要到社会上考取证书，美国各类工人都要凭证上岗。德国的模式是，大学毕业即完成了学业教育又完成了工程师训练，所以德国大学生最后一年是进入企业实习。中国教育部主要推进两大计划，拔尖人才计划和卓越工程师计划，拔尖人才计划主要是培养创新人才，卓越工程师计划是借鉴世界先进国家在高等工程教育方面的成功经验，创建具有中国特色的工程教育模式，通过把教育、行业、高校和企业结合，以工程为背景进行。比如我昨晚做的工作，就是在我们清华自动化系单独设立了一门课，就叫自动化系工业实践，印象里我是清华第一个开设这门课的，学生不用上课，只要到企业去实践，最后我给他成绩。

　　最后我介绍一个案例，就是中德合作项目“ProNet”。德方负责单位是亚琛工业大学，中方负责单位是浙江大学，祁国宁教授是项目负责人，我也是项目的参加者，现在是第二期，每年都会有这样的合作和交流，亚琛工业大学在机械方面在德国是第一，中方负责单位是祁国宁教授所在的浙江大学机械系现代制造工程研究所。项目的目的就是面向大批量定制技术，最早汽车是梯形车，后来到福特的大批量生产流水线，今天我们希望定制化生产，这就是技术产生的背景。为什么要进行大批量生产？要达到的目标就是要以内部变化的少样化更多的产生外部变化的多样化，也就是说在外部可能看到100种车型，而内部的变化可能只有1万种。而过去不是这样，过去是可能外部只有5个车型，而内部的变化可能有10万种。中国和德国的汽轮机厂相比就是这样，人家产品的零部件种类比我们少十倍，但是产品的种类比我们多十倍，所以这就是大批量定制。要用尽量少的内部模块产生最多的外部多样性的产品，这就是大批量定制需要做的。我们通过通用的模块设计，通过标准化、规范化、合理化的工程技术，把已有产品进行标准化和规范化，来支持组合产品和系列产品的开发。具体在实施过程中用到了一个特殊技术叫SML基于事物特性表的技术，也就是说把产品分成若干段，每个段建立事物特性，定义很多参数进行变形设计。所以核心就是，第一步是建立基于事物特性表的产品数据管理系统；第二步是基于它再进行产品变型设计；第三步再去进行变型制造，这是在德国亚琛大学进行的；第四步是进行质量检查，这也是德国和我们清华联合进行；第五步就是把各种系统集成在一起；第六步就是在杭州汽轮机厂进行试验应用。这是第一期时进行的六个步骤，第一期完成后双方都比较满意，现在又在进行第二期，把这个技术推广到工业汽轮机，然后再推广到工程机械。这个是一个工业汽轮机，本身是定制化产品，每个用户定制的产品都不一样，但是这样不同的产品不能每次都从头开始制造，可以把它细分，比如转子，分出来以后很多地方是模块化的，可以用模块化的设计方法去完成。这个是一个转子的实物，我们对它进行分割，分成很多段，每个段建立事物特性表，为它设定各种各样的属性，定义各种各样的可变参数，有了这样的一些可变参数，以后就可以进行调节，只要改变一下参数就可以了。这是第一步的工作，在工作过程中经过了多次交流。项目第一期完成以后，召开了中德制造技术会议，会上有很多其他企业来参与交流，通过交流大家认为这个技术很有价值，那么就进一步推广。第一步是从汽轮机的转子推广到整个工业汽轮机，还是在杭州汽轮机厂进行，同时又推广到了工程机械，进行工程机械的模块化设计。通过中德两国国家的研究单位和企业的联合，起到了人才培养和促进企业创新的良好作用。