自主创新：中国机械工业的机遇与挑战

      我国属于工业发展中期，各方面的工业设施和产品都正飞速地增加，世界各地的定单到2010年都做不完。到2005年底时，中国的GDP总量已达到1.8万亿美元，今年可达1.9万亿美元，人均GDP将超过1400美元。改革开放以来，由于东部沿海接受国外投资，出口贸易发展较快，进出口总额今年可能会接近2万亿美元。在出口贸易的1620万亿美元中，加工贸易占55％，其中机电产品份额也逐年增加，约占一半以上（不包括微电子行业）。
      机电产品出口的增加，使得我国外汇储备也非常高，到10月份超过1万亿美元，成为世界上外汇储备最高的国家。到2005年底，我国工业产品中机床、汽车、电子计算机、微机以及包括原煤、水泥、玻璃、钢铁等在内的原材料产量都处于世界前列。

      工业化与基础建设的机遇
      我国机械工业发展所面临的机遇主要有两方面：一是工业化加速的机遇，二是基础设施和城市化建设的迅猛发展，带动了机械工业的发展。
在工业化方面，2005年我国固定资产投资增长迅速，现已达到每年7～8万亿元人民币。这个投资除了基础工业外，对机械行业特别是工程机械行业的拉动非常大，如美国的凯特彼勒千方百计收购徐工，这与徐工在国内市场占有一半的份额，而中国占世界工程机械销售量60％以上是分不开的。
      目前，我国的铁路建设、公路建设及民航的发展都处于世界前列，需要着重提出的是我国的桥梁建设，我国在最近15年修筑了15万座各种结构的桥梁，总长8300多公里，平均每年修筑1万座，其数量、长度居世界之最。在四川宜宾以下2687公里的长江干流上，已建造了近60座大型桥梁，完全使用国产水泥、钢材，由中国专业人员设计；即将完工的苏通大桥，创造了4个“世界之最”。
      造船、轨道交通、飞机、电话的交换机，这些重大装备的需求也带来了机械工业千载难逢的机遇，特别是汽车，我国的汽车产业销售现居世界第三，仅次于美国和日本。
在本世纪前20年中，我国对重大装备的需求还很旺盛。就发电而言，我国总装机容量到2010年将接近6亿千瓦，即“十一五”期间，每年要增加3000万到3200万千瓦的高参数、大容量发电设备，这就涉及钢铁生产、锅炉制造、汽轮发电机一系列领域的发展，电力、动力的发展需求带动了我国机械制造业的发展；我国到2020年还将需要40～50套60万吨以上级别的石油、天然气的管线及石化成套设备，这些都需要大量的机械装备供应。
      与此同时，因为我国的城市不断发展，农村的剩余劳动力向城市转移，由此需要解决其住房、水电等问题，全国各地的城市都在大兴土木。
我国的城市化进程是一个很缓慢、很艰难的过程，在“十一五”计划期间，将是一个起步的阶段。解放初我国城市人口约12％，预计到2020年，城市人口总量将达到8.3亿，其中包括了自然增长的不到4000万人口，以及从农村转化而来的3亿人口，相当于欧洲和北美工业化城市所有人口总量。城市人口的大量增加意味着将需要更多的水电、公交、道路等基础设施，这些都将有力促进机械工业的发展。
      注重6种关键制造技术
      前面主要讲我国机械工业发展的机遇，但我们还不能陶醉于这种机遇，因为国内机械产品现在还以中低端居多，仍然面临严峻的挑战。从世界机械工业的发展趋势来说，我们必须要注重发展6种关键技术，即和谐制造、精确制造、智能制造、数字制造、极端制造、生物制造，这与传统机械工业是有差异的。
      和谐制造。制造业应做到与人、社会、资源、环境、技术和可持续发展的和谐。为提高环境的可持续性，无废物加工技术、减量化、再利用、再循环和再制造技术便成为和谐制造或环境友好制造的核心技术。
现在全球每年产生250亿吨的废弃物，到2025年时预计48个国家的28亿人将面临新鲜淡水匮乏的问题，其中工业污水是造成水生态环境破坏最主要的原因。中国的各种机械占世界的4％，但消耗了世界7.4％的石油、31％的煤、31%的钢和40％的水，这是一个特殊的阶段，是城市化、工业化进程中人均资源比较紧张的时期。中国需要建立起一种崭新的、循环经济的发展模式，为建立资源节约和环境友好型社会提供科学和技术支撑。
      精确制造。每年全球约有1亿吨金属材料在机加工过程中被切削掉，通过改变传统的铸-锻-机加工工艺流程，在金属加工中尽量少切削或者不切削，精密和超精密制造技术将成为未来一项重要技术；净成形制造工艺将成为一项应用于铸造、焊接和锻造的关键技术。
智能制造。基于科学基础上的智能设计和制造系统将生产出高质量、低成本和能保护有价值资源的工业产品。具有智能控制系统的制造能够有效地利用各种资源，并且能够百分之百地保证产品质量。
数字制造。用信息技术不断提升制造业水平是振兴制造业的重要途径，而模拟仿真技术是数字制造技术的核心。航空工业和汽车制造业已广泛应用模拟仿真及数字制造技术，创造更好、更快、更可靠、更经济的产品。
微米或纳米制造。以分子量级来创造或制造结构和物质的纳米工程将继续成为未来工程师关注的焦点。如纳米电子机械系统，可主要用于微电子行业。
      生物制造。生物技术的发展已经极大地改变了人类的生活质量，但是更具戏剧性的突破可能还会在将来发生，例如组织工程和再生医药将可使我们身体的受损组织得到替换而无需大型外科手术等。
自主创新的4点差距
与发达国家相比，我们还存在阶段性的差距，主要体现在4个方面：自主创新的能力相对较差；核心技术的技术基础比较薄弱；装备制造的基础建设和成套配套能力差；技术创新体系还没有形成。
      差距之一是自主创新的能力相对较差。我国机械产品自主创新能力不强大概有4类：第一类是以自主创新能力为主，包括航天技术、炼油技术及截止2002年的轨道交通，2002年以后我国的铁路全部都是国产，时速达到200公里，但是与先进水平相比还有差距，如震动、噪音较大；第二类是在引进消化吸收的基础上，创新明显提高，如家用电器、发电设备、船舶、军用飞机、载重汽车、钢铁制造等方面发展很快；三是引进技术现在还处于消化过程中，或者引进技术根本没有消化吸收，比如轿车、计算机系统软件等；四是国内现在还没有、需直接购买的大型科学仪器和医疗设备、核磁共振、超声、彩色超声、新一代核磁共振等设备。
      差距之二是核心制造技术的基础比较薄弱。一些重大型的铸锻件其制造基础比较差，容易出现裂纹等缺陷，这里涉及不同壁厚的金属凝固过程的应力分布和控制的问题。除了机械方面，基础的零部件，如液压件、齿轮、轴等基础件及电子元器件乃至所用仪器仪表元件都还是上世纪80年代的水平。核心制造技术薄弱典型的例子是民用重型燃气轮机叶片，每片进口20万元，尽管理论研究也进行了很多，可以分析出生产单晶叶片的主要原理，但以国内现在的技术依然不能生产。
      差距之三是设计、制造、集成成套能力不足。多数引进的项目如轨道交通设备等，国内一些企业也参加过其机械部分的制造，而国外公司提供系统集成，其主要利润还掌握在国外生产商手中。
      差距之四是以企业为主体的创新体系还没有形成。我国众多企业中60％以上没有自己的品牌，99％的企业不申请专利，40％的企业没有自己的商标，仅有万分之三的企业拥有核心的知识产权。2001年在我国28800家企业中，大重型企业有研发机构的占20％，有研发活动的仅占30％，所以提高民族工业核心竞争力需要通过自主创新，由现今低层次的简单拷贝国外制造技术提高到创新型的生产制造。
      机械制造业，特别是装备制造业，是一个国家的基础行业，是国家安全的基本保证，倘若制造业的主动权掌握在国外手中，国家的自主权利将会受到严重影响，走自主创新之路已成为我们实现机械工业持续发展的必经之路。
（作者系全国政协副主席、中国工程院院长，本文由本报记者根据现场录音整理）