【編者按】制造業(yè)栖挣，特別是裝備制造業(yè)锭鸣，是建設創(chuàng)新型國家的重要工業(yè)螺喂。我國已經(jīng)是制造大國侦需，但遠不是制造強國。中國要能從制造大國進入到制造強國的行列闹彩，第一要有雄厚的產(chǎn)業(yè)規(guī)模座序；第二要有強大的創(chuàng)新能力；第三要有優(yōu)化的產(chǎn)業(yè)結(jié)構投充；第四要有良好的質(zhì)量效益耗膊；第五要有持續(xù)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

本文是中國工程院院士、清華大學機械工程系柳百成教授敷液，在JIC投資論壇“全球高端制造業(yè)發(fā)展和機遇”上的主題演講實錄八察，講述制造業(yè)的現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)和先進制造技術的發(fā)展趨勢粱祟。

報告題目是中國制造業(yè)現(xiàn)狀及國際先進制造技術發(fā)展趨勢浙鞋，主要從學科的發(fā)展角度跟大家做一個介紹。報告分四個方面持偏，第一是制造業(yè)的現(xiàn)狀驼卖；第二是制造業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)；第三重點講一下國際先進制造技術發(fā)展趨勢鸿秆；第四是結(jié)束語酌畜。

一、制造業(yè)的現(xiàn)狀

大家知道卿叽，制造業(yè)桥胞，特別是裝備制造業(yè)是國民經(jīng)濟和國防建設、建設創(chuàng)新型國家的支柱型產(chǎn)業(yè)考婴，具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義贩虾。我國制造業(yè)取得了舉世矚目的成就，比如30萬噸的油輪沥阱、國防的轟炸機和殲擊機等缎罢，但我今天著重要談的是，我國已經(jīng)是制造大國了考杉，我國制造業(yè)已經(jīng)從2011年開始超過美國成為了世界第一制造大國屁使，但還遠不是制造強國。為什么不是制造強國奔则？主要表現(xiàn)為創(chuàng)新能力不強阵膛。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國的研發(fā)投入占GDP的2.08%汹囱，這在原來的基礎上已經(jīng)是有了突飛猛進的發(fā)展哩晕。但是，和工業(yè)發(fā)達國家相比陡料，仍然較低冯爷，美國在2.9%的基礎上還要追加。國際上投入比較高的陪罕，比如說瑞典昆畜，都大于3%。從企業(yè)研發(fā)投資來講将借，我國企業(yè)研發(fā)投入平均在1.2 %向瓶，國際上的規(guī)則，不大于3%的企業(yè)是不可持續(xù)發(fā)展的讽椿。美國脱每、德國、日本分別是4.9%朗涩、2.9%忽孽、3.8%。我國整個的研發(fā)投入很高谢床，可是人均研發(fā)投入方面我們是德國兄一、美國、日本的18%识腿、22%出革、36%。我們目前芯片80%是進口的覆履，我們的數(shù)控系統(tǒng)70%是進口的蹋盆。2012年的統(tǒng)計，我們國家機床的出口是27.5億美元硝全，而進口是136.6億美元栖雾，最近保持在1：6的階段。這是我想談的第一個問題伟众，所以我們要提升制造業(yè)析藕，發(fā)展高端制造業(yè)。

二凳厢、制造業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)

第二個問題诱紫，我國缺少核心關鍵技術∥普荆基礎設計和制造技術薄弱澈越，低端過剩谣旨、高端尚未形成。我國的大飛機C919進展很快晨瀑，正在上海組裝尘蟋，但里面的發(fā)動機都是依賴于進口。我國有16項科技重大專項拉冯，其中一個就是高檔機床巍也，我們投入了400多個項目，但都因為可靠性差极胸，很多項目沒有得到驗收兵蟹。所以我們還是低端過剩，高端缺乏眯穴。另外笆抱，我們資源浪費，污染嚴重院塞，我國GDP在2010年占世界的7.5%遮晚，我們的人口占全世界16.6%，我們靠了大量的能源拦止、勞動力才取得了GDP占世界的7.5%县遣，我們單位能耗是世界平均能耗的2.6倍，空氣污染十分嚴重汹族，我國的資源浪費和污染嚴重必須要改進萧求。

第二，制造業(yè)又面臨了新的挑戰(zhàn)顶瞒。工業(yè)發(fā)達國家要重新發(fā)展制造業(yè)夸政，金融危機以后西方國家痛定思痛，發(fā)展以信息技術與制造技術深度融合為主要特征的新一輪的科技與產(chǎn)業(yè)革命榴徐，既是挑戰(zhàn)也是機遇守问。比如說數(shù)字化、智能化的制造技術已經(jīng)成為國際制造業(yè)發(fā)展的趨勢坑资，包括互聯(lián)網(wǎng)技術耗帕、云計算、大數(shù)據(jù)爹故，最近美國號稱大數(shù)據(jù)有很大的優(yōu)勢番艳，因為全世界的超級計算機美國占了一大半，全世界重要的工業(yè)軟件80%是美國開發(fā)的妹茬。我們的造船工業(yè)尚和、航空工業(yè)，有不少軟件都是美國開發(fā)的，同時新能源十吐、新材料新的發(fā)展也推動了產(chǎn)業(yè)革命殃描。

先看下美國的例子，美國的PCAST是美國總統(tǒng)科技顧問委員會曼舟，美國2012年提出來要重振制造業(yè)在全球的領先地位拳笨，而且繪制了路線圖。2012年3月菠卖，美國宣布成立制造創(chuàng)新網(wǎng)。這是國家的研究中心袭靶，其中第一期就是3D打印相种、數(shù)字化制造和設計、輕量化材料的制造等品姓。第二期正在試點寝并，計劃要建15個。

德國工業(yè)科學院提出了工業(yè)4.0腹备，它特別強調(diào)把物聯(lián)網(wǎng)與服務應用到制造領域衬潦，能自我預測、自我維護和自我組織學習植酥。美國镀岛、英國也不甘落后，比如說航空發(fā)動機企業(yè)融合于網(wǎng)絡的發(fā)展友驮，網(wǎng)絡化漂羊、數(shù)字化、智能一體化卸留。航空發(fā)動機公司已經(jīng)從過去賣發(fā)動機到提供服務走越，從制造業(yè)發(fā)展成了現(xiàn)代制造服務行業(yè)。

三耻瑟、國際先進制造技術發(fā)展趨勢

第三旨指，制造業(yè)存在三大問題。工業(yè)發(fā)達國家要重振制造業(yè)溃墨，當然也是給我們提供了機遇抽雇，我重點講一下國際先進制造業(yè)的發(fā)展趨勢，可以歸納為四個方面：

趨勢一烙损，制造技術與高技術的集成亏铭。我仍然舉航空發(fā)動機的例子，我們發(fā)動機需要研發(fā)耐高溫技術诺订，需要在葉片上有冷卻闰纪，表面要經(jīng)過陶瓷涂層，這個陶瓷涂層可以保持300多攝氏度的高溫马榆，可以使葉片工作在1700攝氏度的溫度上畴瓜。

趨勢二啃碗，現(xiàn)在比較普遍的數(shù)字化、智能化的制造技術轨充。大家知道波音777荞看，是第一臺無圖紙飛機上線的典范，全部用計算機設計蜂筹。最近發(fā)展到787需纳，我們國家剛剛引進了幾架，787里面有比777超前的一部分艺挪。發(fā)展到787不翩，研發(fā)速度好，設計速度好麻裳，所以設計口蝠、制造、研發(fā)全生命周期都好津坑。下面可以舉一些例子妙蔗，比如說，波音公司原來的767疆瑰，花了大量的金錢和時間∶挤矗現(xiàn)在到了數(shù)字化時代，用了超級計算機乃摹，大大提高了效率禁漓，這是最近的例子。關于數(shù)字化踪觉、智能化的問題泳寥，美國國防高級研究計劃署早就提出來了，過去研發(fā)周期從飛機的起落架材料一直到起落架產(chǎn)業(yè)化要12年撕第，時間太長了疹神。美國的口號是，發(fā)展先進制造技術要比原來的研發(fā)周期縮短一半抓深，比原來的研發(fā)成本要降低一半掀尊。還有很多例子，美國通用電氣公司采用超級計算機模擬優(yōu)化斟记，用50到100萬CPU時間模擬和優(yōu)化了航空發(fā)動機噴嘴的燃燒過程玩猿，大大降低了制造成本。這時提出來要做到工藝組織性能的模塊化盈械，在制造以前就可以預測到工藝是優(yōu)化的魄恭。美國最近提出了材料基因技術，前提就是發(fā)展一個集成計算材料工程。它的目標是降低研發(fā)費用揣褂，縮短研發(fā)周期愤厦，比如說航空發(fā)動機的葉片，美國可以做到成品率大概在80%到90%左右嘴纺。這方面败晴，我們也通過了國家973等項目，是清華大學和航空材料研究院一起研發(fā)栽渴，對于真正的航空發(fā)動機葉片尖坤，我們采取了工藝組織性的探索，能夠大大降低廢品率闲擦，提高成品率糖驴。

下面再談一下關于生產(chǎn)制造。這方面美國最近有很大的進展佛致，美國通用電氣已經(jīng)批量生產(chǎn)發(fā)動機噴嘴。我們國家最近幾年也有一個計劃辙谜，比如說西北工業(yè)大學和北京航空航天大學在鈦合金制造方面做得很好俺榆，包括在飛機上的再利用，已經(jīng)做到了5米高装哆、3.5米寬的鈦合金組件罐脊。數(shù)字化和智能化成為了一個制造單元，習總書記講到了機器人昆秩，一下子我們的機器人就熱起來了萎雁，但機器人方面我們國家還有若干個關鍵的元器件沒有掌握。對汽車發(fā)動機的缸體制造聂帜，是組成了一個單元您眉，就是在三個機器旁邊配若干個機器人。因此涡趟，所謂智能化林皇，按我的理解，應該是數(shù)字化的裝備呼泪，加上數(shù)字化軟件妓付，再加上機器人，組成一個完整的智能化裝備宗窗。

趨勢三滚胎，極端工作條件下的制造技術。我們國家已經(jīng)做出了世界上最大的鑄件蛮埋，520噸田搏。國外最大的是400噸，需要的鋼水是280噸。但是径密，我們的鑄件質(zhì)量和國外仍有相當?shù)牟罹辔缯蟆Ｒ虼耍覀兒椭袊恢亻_展了研究享扔，就是如何消除廢品率底桂。

趨勢四，輕量化惧眠、精密化籽懦、綠色化的制造需求。大家知道氛魁，綠色可持續(xù)發(fā)展制造技術就是簡單化暮顺、再回收，因此綠色制造和可持續(xù)發(fā)展制造秀存，不僅僅是制造捶码、回收、再制造或链，而應該從源頭抓起惫恼，從簡單化開始抓起。宏觀來講嚎衡，提高產(chǎn)品質(zhì)量垃燃、降低廢品率、提高生產(chǎn)率漓荞、減少研發(fā)投入介然，是綠色可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。第一拟卢，要發(fā)展輕量化制造技術盗晨，新能源汽車是方向。但我們還要關注到節(jié)能車的重要特征绞甥，每降低10%的汽車重量可以提高熱效率7%兔阿，可以降低污染10%。目前我國的汽車產(chǎn)量是2000萬輛少煮，今年預計電動車到5萬輛蜕逾。國外的汽車已經(jīng)從黑色合金向鋁合金和鈦合金發(fā)展。美國通用汽車公司大概2012年前公布的數(shù)據(jù)竿丙，每一輛汽車已經(jīng)減輕了325鎊挑庶。采用鋁合金還有一個好處，就是可以使用綠色材料软能。

四迎捺、結(jié)束語

最后講結(jié)論举畸。第一，制造業(yè)凳枝，特別是裝備制造業(yè)抄沮，是建設創(chuàng)新型國家的重要工業(yè)。我國已經(jīng)是制造大國岖瑰，但遠不是制造強國叛买。制造業(yè)面臨著創(chuàng)新能力薄弱，核心和關鍵共性技術缺乏蹋订，資源浪費率挣，污染嚴重，要發(fā)展高技術含量制造技術露戒、數(shù)字化智能化制造技術椒功、超大型化微納化技術。我國正在制定中國制造2025趋肖，他山之石可以攻玉硫舞，但我們不要照抄。我們的目標是乍询，到2025年俗齿，中國能從制造大國進入到制造強國的行列。制造強國的標志是什么泳嵌？第一，要有雄厚的產(chǎn)業(yè)規(guī)模猾灰；第二膊抄，要有強大的創(chuàng)新能力；第三萌小，要有優(yōu)化的產(chǎn)業(yè)結(jié)構膛逞；第四，要有良好的質(zhì)量效益狱心；第五蟹幔，要有持續(xù)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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