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中圖分類號:F403.6 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)006-000-04
一、引言
先進制造業本質上是一種先進的生產方式,是引領制造業不斷前進的強大動力。先進制造業是我國工業化發展的方向,體現了我國工業的核心競爭力。“中國制造2025”和德國“工業4.0”均將發力點指向先進制造業。先進制造業能夠帶動我國經濟的全面轉型與升級,具有先進制造技術密集、附加值高、對相關行業帶動性強的特點。對此問題進行深入研究,不僅可以探討先進制造業發展的模式,還可以促進先進制造業發展,具有比較重要的理論意義和實踐價值。
關于先進制造業的內涵,文[1]從企業內部、企業整體和產業體系三個角度對于先進制造業進行了詳細分析,認為先進制造業是采用先進制造技術、先進制造模式、先進市場網絡組織的工業生產系統,本質上是一種先進的生產方式。文[2]也認為先進制造業是將先進制造技術、模式及管理方式綜合運用于研發、設計等全過程的指造業。先進制造技術和先進制造模式密不可分,實踐中也常將二者混為一談,但是先進制造技術偏重技術,注重制造單元功能效用的發揮,而先進制造模式偏重組織方式,強調人、組織結構和技術的協調。文[3]指出先進制造業是相對于傳統制造業而言,在制造技術、制造模式、制造組織三個層次集中體現先進性,產品競爭力強,具有全球化、網絡化、信息化、綠色化、知識化等特征的現代制造業。文[1]認為先進制造業是綜合運用先進制造技術、先進產品技術、先進制造組織形式和先進商業模式的生產系統。文[4]進一步說明先進制造業是不斷吸收電子信息、計算機、機械、材料以及現代管理技術等方面的高新技術成果,并將這些先進制造技術綜合應用于制造業產品的研發設計、生產制造、在線檢測、營銷服務和管理的全過程,實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,取得很好經濟社會和市場效果的制造業總稱。從上述有關先進制造業的內涵上可以看出,先進制造業業的先進性應該體現在制造技術、制造模式以及市場網絡組織三個方面。但應明確,先進制造業業是隨著時間、空間的變化而發展的,是一個動態演變的概念,在經濟發展不同的時期、不同的區域表現形式是不同的。
關于促進先進制造業發展的因素,文[5]認為包括國外直接投資、技術進步、固定資產投資、人力資本和企業集聚,文[6]指出信息產業對先進制造業跨越式發展具有重要作用。文[6]、[7]研究表明物流運輸、金融服務等生產業可以極大地促進先進制造業的發展。文[2]認為市場需求、科技進步和生產要素配置、市場網絡組織三個內部動因與政府作用、發展環境兩個外部動因的變動,是導致先進制造業發展的主要推動力量。文[8]指出單獨的先進生產技術并不能對先進制造企業提供更好的表現。文[9]研究表明基礎環境是提升先進制造業競爭力的外部保障,創新能力是提升先進制造業競爭力的核心環節,管理水平是提升先進制造業競爭力的重要途徑,人力資源是提升先進制造業競爭力的有效手段。文[10]指出先進制造技術是先進制造模式發展的前提和基礎,先進制造模式是企業構筑持續競爭優勢的關鍵因素,構建面向全球價值網絡的先進制造模式是動態演進的過程且要強化合作伙伴的全面戰略聯盟。
關于促進先進制造業發展的措施,文[10]認為應該從拓寬新市場與挖掘客戶需求、加大研發投入與培育企業核心競爭力、加強先進技術與企業的契合度、優化組織結構與提高組織效率、加大政府扶持力度與營造穩定經濟環境五個方面發展先進制造企業。文[6]建議促進信息產業與先進制造業的互動融合、提升先進制造業信息化水平、加大政策扶植力度與合理布局資金進投入、推動制造企業轉型升級、加大創新力度與鼓勵自主創新。文[11]認為河南先進制造業應積極推進制造業向信息化互聯網化轉變、建設一批智能化工廠和技術示范平臺、打造創新驅動新機制、大批量培養創新性能動性強的復合型工程師。
從影響先進制造業業發展的因素來看,這些影響因素可以分為企業自身可控的內部因素與政府決定的而制造業必須適應的外部因素兩類。從內部因素看,市場需求、科技進步、生產要素配置、市場網絡組織等企業可控因素對先進制造業的發展具有重大影響。從外部因素看,產業政策、發展環境、生產業與信息業發展狀況等企業不可控因素對先進制造業的發展影響也不容忽視。
從促進先進制造業發展的措施來看,這些政策措施可以分為政府制定的產業發展規劃和政策、企業采取的措施以及與企業發展先進制造業密切相關的生產業企業。政府應該制定良好的先進制造業產業發展規劃與政策,企業應該致力于采用先進的制造技術與模式,研究機構其他相關方提供信息、金融、人力資源等完善的市場網絡組織。先進制造業的發展是政府、企業、研究機構及其他相關方協同努力的結果。
二、主要影響因素
(一)制造技術
技術是催生工業革命和保證工業持續發展的微觀基礎,任何一個缺少了又是技術保證的地方都不可能實現先進制造業發展的目標[13]。制造技術可以包含基礎制造技術和新型制造單元技術兩個層次。前者主要指優質、高效、低耗、清潔的通用共性技術,后者主要指由制造技術與信息技術、新型材料加工技術、清潔能源、環境科學等結合而成,涉及多學科交叉、繼承與融合。文[12]綜述了先進制造技術的背景、內涵與特征,指出先進制造技術是制造業不斷吸收信息技術及現代管理成果,將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,提高對動態多變的市場適應能力和競爭力的制造技術的總成。
隨著時代的發展,制造技術也在不斷進步,先進制造技術在不同時期、不同國家,其特點、重點是不同的。18世紀60年代蒸汽機與機械化技術引發第一次工業革命,大機器生產代替了手工勞動,19世紀70年代內燃機與電力技術廣泛應用,使人類進入電氣時代,引發第二次工業革命,20世紀50年代電子與信息技術取得重大突破,科學技術有力地推動了人類生產力的進步,形成第三次工業革命。到目前,云制造、物聯網、服務網等先進技術推動生產方式的變革正在掀起新的工業革命浪潮。制造業技術革新是制造領域的顛覆性革命,具有劃時代的意義。文[13]預測了先進制造技術的5個發展趨勢是3D打印技術、泛在感知網的傳感技術、智能機器人技術、納米技術、高溫超導和可控核聚變技術。先進制造技術對先進制造業的發展起著極為重要的推動最用。
(二)制造模式
制造模式是指企業在生產經營、管理體制、組織結構和技術系統等方面所表現出來的形態或運做方式。先進制造模式則是指企業在生產過程中、依據環境因素通過有效組織各種生產要素來達到良好制造效果的先進生產方式。先進制造模式的先進性表現在企業的組織結構合理、管理手段的當、制造技術領先、市場反應快、客戶滿意度高、單位產品成本低等諸多方面[14]。
制造模式是隨著生產技術、生產組織方式和管理理念的發展而不斷適應進化的。早期的制造模式是以小批量生產為主的手工作坊式生產模式為主,轉化為體現剛性以提高生產效率、大批量規模化生產為主的流水線生產模式,隨后,為滿足消費者個性化需求,各種體現柔性化的現代先進制造模式如精益生產、敏捷制造、大規模定制、并行制造、計算機集成制造系統、云制造、虛擬制造、網絡化制造、應用服務提供商、網格制造、面向服務制造、智慧制造不斷涌現。回顧三次工業革命,每一次工業革命都在制造模式上有著革命性的突破。文[15]明確了云制造的特點和內涵,分析了敏捷制造、網絡化制造和面向服務制造,文[16]探討了智慧制造。文[17]歸納了先進制造模式的生產系統調整快速、信息系統集成度高等6種共同組織特征。先進制造模式將會進一步集合多學科成果,將制造技術、信息技術、網絡技術、自動化技術與先進的管理科學充分融合。德國“工業4.0”非常關注制造模式等高層面的制造理念,強調要建立一個虛擬物理系統(Cyber-Physical System,CPS),追求的是以網絡化、智能化為主要特征的新工業革命生產模式,實質就是對現有制造模式的根本變革[15]。
制造模式的變遷受到制造模式現有狀態、決定制造模式的內在因素(技術與方法、企業文化、組織架構以及和諧管理)和外部環境中隨機漲落因素的影響,協同確定了制造模式變遷的方向、速度和程度。影響先進制造模式采用的因素可以分為意愿因素、技術和能力因素兩類,意愿因素一般要大于技術和能力因素。前者包括示政府宣傳、示范作用、企業文化和某種制造模式的優劣、產品特點等,后者包括企業規模、企業實力、企業組織架構、中介技術支持等因素。在諸多影響因素共同作用下,企業制造模式向著主導因素作用的方向,由低級向高級逐漸演化。在此演化期間,企業文化、組織架構、管理方式、資金投入方向等都必須進行彼此相互適應的變動和調整。這種演化,實質是對原有制造模式的揚棄。先進制造模式對于促進先進制造業進步、提高競爭力以及推動社會發展具有重要作用。
(三)市場網絡組織
先進制造業的發展,除了采用先進制造技術、合適的先進制造模式、優化的供應鏈管理以外,還需要完善的市場網絡組織以支持其發展。
在政府產業發展政策、財稅政策等引導下,先進制造業需要完善的研發設計、信息、物流、商務、金融等各種生產業的協助與支持,形成一個全面完整的服務網絡系統。
此外,先進制造業的發展還需要在產業集聚區的基礎上,細化產業分工,完善產業配套,延伸產業鏈,構建戰略產業聯盟,形成聯動、協同發展的一體化布局,增強產業的規模經濟效應。
三、促進先進制造業發展的一個模式
文[2]提出先進制造業的先進制造技術、先進制造模式、先進市場網絡組織三維理論模型為如何促進先進制造業的發展提供了非常有益的思路。在此基礎上,從制造技術、制造模式以及市場網絡組織三個影響先進制造業發展主要因素出發,探討了政府、企業、研究機構及其他相關方的努力方向,構建了促進先進制造業發展的一個協同模式,如圖1所示。
(一)以信息技術推動先進制造業的發展
信息業的發展為先進制造業的發展提供技術支撐,推動先進制造業跨越式發展,信息業的發展也總是領先于先進制造業的發展。信息資源的投入和信息技術的廣泛應用,可以引導先進制造業向自動化程度高、能源消耗低、環境污染少的方向發展。現今先進制造業的系統集成極其復雜,電子商務蓬勃發展,不采用信息管理系統而采用人工操作是不可想象的。通過信息系統,可以將研發、采購、制造、倉儲、物流各個環節以及整個供應鏈密切整合與優化,使整個商業流程的物流、資金流、信息流的流動速度明顯加快而提高效率。以信息技術推動先進制造業的發展是一項長期而緩慢的過程,但又是先進制造業發展過程中必須跨越的一個環節。此外,現代各類先進制造技術和制造模式如計算機集成制造系統無一不是建立在信息技術基礎之上的。
(二)產學研結合促進先進制造技術的推廣和應用
1.政府推動創建協同創新中心。協同創新中心可以集中企業、高校、研究機構的力量,取長補短,集中進行目標性非常強的基礎研究和應用研究,協作研發關鍵核心技術,迅速轉化為生產力。在政府的努力推動下,搭建能夠讓企業、高校等通力合作的創新平臺,推進技術集成、標準統一、產業融合、組織優化,讓所有創新者得到利益保證。
2.企業建立先進制造技術研發中心,循序漸進提高技術水平。企業是應用技術研發的主要力量。大型骨干企業要持續不斷地實施重大技術專項行動,在某一個應用技術領域實現突破。中小型企業要在具體產品生產上,應用行業內最先進的制造設備和技術,成為細分行業的小巨人。同時,工程技術人員要不斷學習和更新專業知識,跟蹤和掌握最新的技術和理念。
3.高校等研究機構積極建設科技園,促進科研成果轉化為生產力。各類高校等研究機構擁有眾多掌握或“創造”先進技術的專家、學者,研究成果或用于發表文章、申請專利,或束之高閣,無法有效、快捷的應用到實際生產實踐中去。應允許擁有專業技能、知識專利的高校教師等研究人員,利用所掌握的專業技能、知識專利等投資辦實體,把專業技能與市場需求密切結合起來,服務企業與社會,以充分發揮技術優勢、調動研發積極性。科技園實際上是科研成果轉化為生產力的孵化基地,也為“大眾創業,萬眾創新”驅動的道路搭建起科研成果轉化為生產力的橋梁,真正使“產學研”結合落到實處。
(三)引導企業采用先進的制造模式
要發展先進制造業,制造模式必須適應制造業發展潮流。要在政府、企業及其他相關方共同努力下,促進企業采用競爭力強的先進制造模式。
1.政府創造氛圍與條件。成功企業的先進制造模式示范作用巨大。政府應該大力宣傳,提升先進制造模式的影響力,創造采用先進制造模式的良好氛圍,鼓勵其他企業學習與效仿。同時,為企業采用先進制造模式提供中介技術服務、銀行貸款資金等條件,培育推廣新型智能制造模式,推動生產方式向柔性、智能、精細化轉變。
2.企業努力。企業在對企業自身產品特點位、規模實力、發展方向清晰定位的基礎上,在企業文化、管理技術與手段、組織架構等方面不斷調整與進步,努力與先進制造模式相適應。
3.相關方支持。先進制造模式是各種先進技術如自動控制、計算機、通訊等技術的高度集成,項目的實施是一項長期、復雜的系統工程。由于技術與實力的限制,先進制造模式不是企業一家努力就可以做到的,需要政府、管理咨詢公司、軟件公司、系統集成商各方共同支持與協助。
(四)構建先進市場網絡組織
20世紀中后期經濟領域的一項革命性變化,就是制造業與服務業不斷的互動和融合。制造業向價值鏈兩端的服務領域不斷延伸,并且高價值部分逐漸向制造業產業鏈的研發、設計和創新等前端,以及制造服務等后端生產業轉移,中間制造部分增值越來越低。“微笑曲線”就形象地描述了這種現象。為促進先進制造業的發展,就要從政府政策和制造業戰略導向上,促進制造業向“微笑曲線”的兩端移動,或鼓勵“微笑曲線”兩端行業的發展。這里,“微笑曲線”兩端的行業主要就是指生產業。
生產業是指用于滿足中間生產需求、通過市場化模式向生產企業和其他組織的生產活動提供中間投入服務的產業。根據國家統計局《生產業分類(2015)》,生產業包括為生產活動提供的研發設計與其他技術服務、貨物運輸倉儲和郵政快遞服務、信息服務、金融服務、節能與環保服務、生產性租賃服務、商務服務業、人力資源管理與培訓服務、批發經紀服務、生產性支出服務,共10個大類、34個中類、135個小類。生產業涉及制造業的多個環節,具有專業性強、創新活躍、產業融合度高、帶動作用顯著等特點,是全球產業競爭的戰略制高點。制造業的發展、分工的深化促進了生產業的發展,而前者細分的結果導致對后者更多的需求,后者對前者效率提高具有前提性和基礎性。二者是相互作用、相互依賴、共同發展的互動關系。目前,二者邊界逐漸趨于模糊,呈現融合的態勢。“中國制造2025”對中國制造業的定位之一就是“生產業發展滯后”。
1.政府重視和鼓勵發展生產業,為先進制造業的發展提供環境支持。“中國制造2025”提出要加快發展生產業,政府要接受和重視生產業對先進制造業發展的互相促進作用,發揮產業政策導向和促進競爭功能,構建有利于生產業發展的準入條件、監管規則和標準體系,推動生產業向專業化和價值鏈高端延伸。同時,緊密結合區位優勢與地區發展的主導產業,優化生產業內部結構,重點發展能夠帶動地區先進制造業發展的金融業、信息服務業、商務服務業和科技服務業等高端生產業。此外,要用前瞻的眼觀,鼓勵大數據、云計算、物聯網等新興信息服務業的發展。最后,加強先進制造業的輻射帶動作用,加快先進制造業與生產業的互動,推動先進制造業由生產型向生產服務型轉變,引導先進制造企業延伸服務鏈條、促進服務增值。
2.大力發展生產業企業,為先進制造業的發展提供專業支持。隨著企業之間的競爭逐步發展成為供應鏈之間的競爭,供應鏈成員通過分離和外包非核心業務,專注于核心業務,整合、完善供應鏈以獲取競爭優勢。同時,生產業向特定企業提供的產品具有差異化、難復制的特點,作為知識資本、人力資本和技術資本滲透到先進制造業企業整個價值鏈增值過程中,可以大幅度提高先進制造業產品的附加值和科技創新含量,促進先進制造業向資本密集型和技術密集型方向發展。這樣,借助生產業提供的專業化、科技化服務的支持,整個供應鏈競爭能力才能得到顯著提高。
3.高校等科研機構積極發展科技服務業,為先進制造業的發展提供科技支撐。科技服務業是運用現代科學、技術和信息向社會提供智力服務的新興產業,是現代生產業重要組成部分,具有高知識含量、高技術密集、高附加值等優勢。它包括研發服務、設計服務、信息資源服務等。科技服務業是從先進制造業中分離出來,又在更深的層次與先進制造業融合,提供強有力的智力支持。一方面,科技服務業提供的知識密集、技術密集的產品,促進先進制造業向資本密集型和技術密集型方向發展,對其競爭力的提供科技支撐;另一方面,先進制造業將非核心業務外包給專業科技服務提供者,又可以促進先進制造業從生產制造向服務制造轉變。
4.建立技術轉讓交易市場,搭建科研和商業化之間的橋梁。一方面,企業在研發過程中經常遇到一些基礎研究、應用研究等難題無法有效解決而導致技術進步緩慢。另一方面,高校等科研機構相關科研成果或用于發表文章,或申請專利,無法有效、快捷推廣應用。采取何種機制,使二者有效聯系起來以發揮效用呢?推動科技服務業的市場化改革,建立技術轉讓交易市場,使科研成果供需雙方聯系起來,縮短基礎研究和產品開發的差距,加快科研成果轉化和高效商業化應用。通過市場機制有效運行,提升科技服務業專業化水平,強化高校等科研機構服務功能,使其充滿活力的為先進制造業服務。
四、結束語
“中國制造2025”明確提出要大力發展先進制造業,它是獲取競爭優勢、提高國家綜合競爭力的有力手段。本文從制造技術、制造模式以及市場網絡組織三個影響先進制造業發展主要因素出發,探討了政府、企業、研究機構及其他相關方的努力方向,構建了促進先進制造業發展的一個模式。先進制造業的發展是一項復雜的系統工程,需要政府、企業、研究機構以及其他相關方協同努力,它是一個漸進的過程,不可能一蹴而就。
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【關鍵詞】先進制造技術;自動化技術;應用
在世界經濟多極化的今天,面對快速的市場變化和激烈的技術競爭,發達國家都將制造業作為了本國的經濟支柱,先進制造技術正是制造業為適應時代需求,提高競爭力推陳出新而形成的。先進制造技術是完成制造活動所需的一切手段的綜合,產品的整個制造過程包括了:市場調研、產品設計和產品零部件制造與裝配以及產品銷售與售后服務四個環節,實現制造過程的整個制造系統所涉及的技術就是先進制造技術。隨著我國高新技術和知識經濟的快速發展,生命科學、材料科學和信息技術等新興科學技術也隨之涌現,將傳統機械制造技術轉變成為了如今的集機械技術、計算機技術和信息技術以及自動化技術等為一體的科學技術。自動化技術具有提高產品質量、提高產品生產率、縮短產品的生產周期、降低產品生產成本、減輕工人勞動強度和提高企業經濟效益等諸多優點,將傳統制造技術結合現代自動化技術,不僅可以優化設計和制造過程,同時還可以將人們從體力勞動中解放出來,使機械設備能夠自動、精確、高效的完成整個制作過程,進而加快實現工業信息化。
一、概述先進制造技術的含義和特點
隨著社會需求個性化、多樣化的發展,生產規模由單件、小批量到多品種、變批量的方向發展,同時,隨著計算機技術和現代化管理技術的滲透和融化,不斷改變著傳統制造技術的內涵,進而形成了如今的先進制造技術。
(一)先進制造技術的含義
目前,對于先進制造技術還沒有一個明確和一致公認的定義,經過近年來對發展新型制造技術方面開展的工作和對其特征的分析研究,國內專家認為:先進制造技術是制造業不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術的成果,將其綜合的應用與產品設計和加工以及檢測等制造的全過程,逐漸實現優質、高效、靈活的生產,是提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。
(二)先進制造技術的特點
先進制造技術最重要的特點是,它首先是一項面向工業應用,具有較強的實用性的新技術,先進制造技術相比傳統的制造技術在應用范圍上的一個不同點在于,傳統制造技術一般是指各種將原材料變成成品的加工工藝,而先進制造技術雖然大量應用于加工和裝配過程,但是由于其組成結構中包括了設計技術和自動化技術以及系統管理技術等,因而則將其綜合應用于制造的全過程。同時,傳統制造技術的學科專業單一、獨立,互相之間的界限明顯,而先進制造技術因其專業和學科之間的不斷滲透、交叉、融合,界限漸漸的淡化甚至是消失,技術趨于系統化和集成化,逐漸發展成為了集機械和電子以及信息等技術為一體的新型交叉學科。
隨著微電子和信息技術的引入,使得先進制造技術成為了駕馭信息的生成和傳遞以及反饋的集成過程。為了能夠有效的確保生產和經濟效益持續穩定提高,同時能對市場變化做出更加快捷的反應,以及對最佳技術效益的追求,進而提高企業的競爭能力,先進制造技術比傳統的制造技術更加的重視技術和管理的結合,更加重視制造過程組織和管理體制的簡化與合理化,最終產生了一系列先進的制造模式。隨著世界自由貿易體制的逐步完善,全球交通運輸體系和通信網絡的建立,制造業將形成全球化與一體化的格局,新的先進制造技術也將成為全球化的模式。
二、先進制造技術發展中自動化技術的應用
(一)先進制造技術的發展趨勢
合理的體系結構不僅能夠更好的推動先進制造技術的發展,同時還能影響其發展趨勢。機械科學研究院提出先進制造技術由多層次的技術群構成,重點強調了先進制造技術從基礎制造技術到新型制造單元技術再到先進制造集成技術的一個發展過程,同時也表明了在新型產業和市場需求的帶動下,在各種高新技術的推動下先進制造技術的發展過程。
信息技術正向著制造技術注入和融合,以促進制造技術的快速發展,可以說先進制造技術的形成和發展,與信息技術的應用有著千絲萬縷的關聯。信息技術促進著設計技術的現代化、加工制造的精密化、快速化及自動化技術的柔性化和智能化等,這些都需要以信息技術的發展為支撐。
(二)先進制造技術發展中自動化技術的應用
近幾年以來,自動化技術得到了迅猛的發展,其應用范圍擴展到了人類活動的所有領域,從某種意義上來說,自動化已經成為了現代化的同義語。
先進制造技術與自動化技術的發展是相互依存的,是提高生產效率和競爭力的需要,同時也是促進經濟增長、提高國家綜合實力的需要。隨著電子技術和計算機技術以及智能技術等的快速發展,自動化技術得到了較大的提升和廣泛的應用,具有更深的意義。信息革命使得信息技術得到了較快的發展,其不僅與人們的日常生活有著密切的聯系,同時在工業制造業中也占據著重要的地位。市場信息使得企業能夠快速了解市場,根據市場實際情況而制造適應市場的產品,同時及時調整產品結構和生產模式等。此外,隨著計算機技術和電子技術的發展,以并行工程和虛擬制造為代表的信息技術的應用提高了創新產品的設計與制造水平。虛擬制造是指設計和制造過程的虛擬化,設計過程的虛擬化是指對產品結構和性能進行計算仿真,對產品的受力和形狀等進行分析計算,進而優化產品的性能和降低設計成本;而制造過程中的虛擬則指的是對生產過程、組織管理等活動的仿真,保證產品設計和制造以及裝配的可行性,降低制造的風險和成本。
三、結束語
制造技術不僅是衡量一個國家科學技術發展水平的重要標志,同時也是各國科技競爭的重點,我們國家正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節,只有跟上先進制造技術的發展潮流,將其放在戰略的優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能有效的縮短與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中占有一席之地。
參考文獻:
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[關鍵詞]灰色關聯分析 信息產業 先進制造業 互動融合
一、引言
《國務院關于支持福建省加快建設海峽西岸經濟區的若干意見》中指出,要把海西建設成為“東部沿海地區先進制造業的重要基地”,這說明海峽西岸經濟區的定位已經由地方戰略上升為國家戰略。工信部出臺的《海峽西岸經濟區先進制造業發展規劃(2011-2015年)》對新的五年福建省先進制造業的發展做出了展望和規劃。之后,工信部又與福建省人民政府簽署了《關于支持推進福建省工業和信息化發展戰略合作協議》,包括共同推進海峽西岸經濟區先進制造業發展、加速新一代信息技術產業發展和應用、促進信息基礎設施先行發展等方面的內容。
近幾年,福建省非常重視企業信息化的投入,對先進制造業和高新技術產業的投資力度很大。信息化與先進制造業融合時工業化與信息化融合的一個重要領域,也是國內外研究的熱點。B.V.CHOWDARY提出信息系統可以將制造流程的供應鏈各個環節整合,將IT技術運用到制造業可以節約時間和原材料成本。LIAO Kun和TU Qiang等指出在低不確定性環境下,制造業信息化對制造業的發展有大的正面作用,但對制造業產業間的關聯作用不明顯;在高不確定環境下,制造業信息化對制造業的發展作用小,但可以推動制造業產業間的互動。胥軍運用后發優勢、比較優勢等理論,結合“工業化和信息化”的可行性、必然性等現實基礎,對影響工業化和信息化融合的相關因素進行進一步分析。王晰巍等結合吉林省中小企業發展現狀和信息產業建設情況,分析了信息產業與工業相結合的發展方向。鄭大慶等結合互補性融合與替代性融合從微觀、中觀、宏觀三個層面分析了信息化與先進制造業的6種融合類型。1
本文通過研究福建省信息產業與先進制造業關聯和互動,研究信息產業對各個先進制造業帶動的程度,將對福建省如何合理分配資源提升先進制造業信息化水平和競爭優勢給出更為合理的建議,并可作為全國其他省份促進兩業關聯互動發展的參考。
二、相關模型介紹
三、實證研究
本文的數據來源于2011年福建省統計年鑒。為展現出最新的趨勢,本文選取了2003-2010年福建省信息產業與8個先進制造業中代表行業的工業總產值,見表1。信息產業中,本文選擇通信設備、計算機及其它電子設備制造業(簡稱通信設備業)作為代表。我們在石化產業中選擇石油加工、煉焦及核燃料加工業(簡稱石油加工業)和化學原料及化學制品制造業(簡稱化工業)兩個行業為代表;在裝備制造業中選擇通用設備制造業(簡稱通用設備業),專用設備制造業(簡稱專用設備業),交通運輸設備制造業(簡稱交通運輸業),電氣機械及器材制造業(簡稱電氣業),儀器儀表及文化、辦公用機械制造業(簡稱儀器儀表業)為代表;在高新技術產業中選擇醫藥制造業(簡稱醫藥業)為代表。
圖1 福建省2003-2010年信息產業和先進制造業代表行業的工業總產值變化趨勢圖
福建省信息產業和先進制造業代表行業的工業總產值變化趨勢圖1所示。從圖中可以看出2003到2010年福建省的信息產業和先進制造業代表行業的工業總產值都強勢增長,而信息產業的代表通信設備業工業總產值先于所有先進制造業代表行業工業總產值的增長,可以初步推測信息產業的發展推動了先進制造業的發展。
表2 建省信息產業對先進制造業代表行業的灰色關聯度降序排列
灰色關聯分析的計算結果如表2所示。在研究信息化和先進制造業的相互關系時,關注的重點在于通信設備、計算機及其它電子設備制造業與各個先進制造業序列關聯度的大小排序。因此,我們可以依據信息產業對各先進制造業的影響進行關聯的排序,分析二者的同步變化程度,關聯度越大,則同步變化程度越高。從表2中的數據可以看出,總體而言,通信設備業對其它八個行業的灰色關聯系數均超過了0.6,這說明了通信設備業對這八個先進制造業行業起到了關鍵的作用,也說明了信息產業和先進制造業的關聯不可忽視。
這其中,通信設備業對于儀器儀表業推動作用最大,灰色關聯系數為0.9552。信息化是儀器儀表企業進行現代化管理的重要手段。降低儀器儀表企業的運營成本,并同時提高儀器儀表的產品質量和儀器儀表企業的管理水平,增加企業的競爭力,信息化技術無疑是一個重要手段。
四、 政策建議
(1)促進兩業互動融合
當前,福建正處在全面加快發展的戰略機遇期,要實現發展目標,關鍵靠實體經濟,尤其是要使制造業得到充分發展。從當前我省先進制造業信息化發展狀況總體水平上看,信息產業對促進先進制造業跨越式發展有重要的作用。信息產業和先進制造業有機融合和互動發展,不僅是調整產業結構,也是轉變經濟增長方式的重要途徑。兩業應從提高共用資產的利用率、降低交易成本、競爭性合作、創造新產品、創造新的市場需求、推動產業升級等方面入手,實現優勢互補,達到融合的質變。
(2)提升先進制造業信息化水平
提升先進制造業的信息化水平是兩業融合的核心。先進制造業通過信息化可降低成本,實現邊際收益遞增和規模報酬遞增,并提升和帶動傳統制造業發展,從而加快福建省先進制造業的產業結構升級。與此同時,新興的信息產業也只有積累了大量的資本、知識等資源后,并依托于先進制造業的實體產品、銷售網絡,才能尋求進一步的擴散和發展。
(3)加大政策扶持力度,合理布局資金投入
信息產業先于先進制造業發展,并能推動先進制造業跨越發展,所以加強信息產業的信息科技投入對于提高福建省的先進制造業乃至整個制造業的產出都有很大的幫助。政府可以根據信息化對先進制造業重要程度,結合先進制造業發展的特點,將有限的資金優先投入對信息化需求最強烈的部門,如儀器儀表及文化、辦公用機械制造業、化學原料及化學制品制造業等產業。信息產業和通用設備業的關聯較小,影響力度不足,落后于其他行業,有可能成為福建經濟良性發展的瓶頸,所以需要給予必要的資金和政策的扶持,以縮小與其它行業信息化水平的差距,提高福建省先進制造業信息化的總體水平。
作者簡介:
李舒翔,男,(1987.11-),福建泉州人,福州大學管理學院,管理科學與工程在讀碩士研究生,研究方向:商務智能與數據挖掘;
關鍵詞:集成;系統;技術構成
中圖分類號:TP29文獻標識碼:A文章編號:1671-1297(2008)08-129-01
一、現代集成制造系統的含義與定位
現代集成制造系統(Contemporary Integrated Manufacutring System)是計算機集成制造系統新的發展階段,在繼承計算機集成制造系統優秀成果的基礎上,它不斷吸收先進制造技術中相關思想的精華,從信息集成、過程集成向企業集成方向迅速發展,在先進制造技術中處于核心地位。具體地說,它將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術進行有機地結合,通過計算機技術使企業產品在全生命周期中有關的組織、經營、管理和技術有機集成和優化運行。在企業產品全生命周期中實現信息化、智能化、集成優化,達到產品上市快、服務好、質量優、成本低的目的,進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性,使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
二、現代集成制造系統的技術構成
先進制造技術(AMT Advanced Manufacturing Technology)作為一個專有名詞目前還沒有準確的定義。通過對其內涵和特征的研究,目前共同的認識是:先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產,并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。其具有如下一些特點:
1、從以技術為中心向以人為中心轉變,使技術的發展更加符合人類社會的需要;
2、從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮;
3、從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變,減少層次和中間環節;
4、從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變,縮短工作周期,提高工作質量;
5、從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態的自主管理的小組工作方式轉變。
通過對先進制造技術的定義和特點的分析發現,現代集成制造系統擁有先進制造技術的絕大部分特點,只不過先進制造技術所涉及的范圍要比現代集成制造系統大,現代集成制造系統在吸收計算機集成制造系統的優秀成果的基礎上,繼續推動并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動態聯盟的研究工作,并不斷吸收先進制造技術中的成功經驗和先進思想,將它們進行推廣應用,由此使現代集成制造系統成為先進制造技術的核心。
(1)并行工程(CE Concurrent Engineering)并行工程是集成地、并行地設計產品及其相關過程(包括制造過程和支持過程)的系統方法。它要求產品開發人員在一開始就考慮產品整個生命周期中從概念形成到產品報廢的所有因素,包括質量、成本、進度計劃和用戶要求。為了達到并行的目的,必須建立高度集成的主模型,通過它來實現不同部門人員的協同工作;為了達到產品的一次設計成功,減少反復,它在許多部分應用了仿真技術;主模型的建立、局部仿真的應用等都包含在虛擬制造技術中,可以說并行工程的發展為虛擬制造技術的誕生創造了條件,虛擬制造技術將是以并行工程為基礎的,并行工程的進一步發展就是虛擬制造技術。同時,并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術支持下,將原來分別進行的工作在時間和空間上交叉、重迭,充分利用了原有技術,并吸收了當前迅速發展的計算機技術、網絡技術的優秀成果,使其成為先進制造技術的基礎。
(2)虛擬制造(VM Virtual Manufacturing)虛擬制造利用信息技術、仿真技術、計算機技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發現制造中可能出現的問題,在產品實際生產前就采取預防措施,從而使產品一次性制造成功,達到降低成本、縮短產品開發周期,增強產品競爭力的目的。
(3)敏捷制造(AM Agile Manufacturing)敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎的,選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求作出快速反應,以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力,虛擬企業的建立是關鍵技術,其核心是虛擬制造技術,即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路,它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平,是現代集成制造系統的發展方向。
(4)綠色制造(GM Green Manufacturing)綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢的整個產品生命周期中,對環境的影響(負作用)最小,資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們日益重視環境保護的必然選擇,發展不能以環境污染為代價。國際制造業的實踐表明,通過改進整個制造工藝來減少廢棄物,要比處理工廠處理已經排放的廢棄物大大節省開支。綠色制造的實現可以通過計算機仿真來達到目的,即它是虛擬制造的一部分。從可持續發展戰略的觀點看,綠色制造是必然選擇,它將成為現代集成制造系統的一個重要的組成部分。
從以上的分析中我們可以看到:各種先進制造技術是相互關聯、彼此交叉的,在先進制造技術的含義下,現代集成制造系統成為它的核心,并隨著先進制造技術的不斷發展而發展。
參考文獻
[1]李伯虎等.現代集成制造系統的發展與863/CIMS主題的實施策略.CIMS,1998,(10).
(一)是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
(二)是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
(三)是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
(四)是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
(五)是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
二、先進機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(一)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(二)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。
(三)制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
(四)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
三、我國先進機械制造技術的發展趨勢
(一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。
(二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
四、結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻:
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