經過幾十年的快速發展,我國制造業規模躍居世界第一位,已建立起門類齊全、獨立完整的制造體系,具備了建設工業強國的基礎和條件。但我國仍處于工業化進程中,與先進國家相比還有較大差距。其中信息化水平不高,且與工業化融合度不夠是存在的主要不足。為實現從制造大國向制造強國的轉變,加快推動新一代信息技術與制造技術融合發展、把智能制造作為工業化和信息化“兩化”深度融合的主攻方向。
材料工業是國民經濟發展的基礎產業,新材料是材料工業發展的先導,也是其他戰略性新興產業的基礎和保障。新材料產業作為制造業的一部分,除特有的一些不足外,同樣存在與信息化融合度不夠的問題。在工業化和信息化融合的發展趨勢背景下,重視技術創新體系的完善、智能制造發展的規劃、發展綜合平臺的構建3方面工作的穩步推進將有助于新材料產業的發展。
一、新材料產業技術創新體系的完善
長期以來,由于諸多因素的影響,我國新材料產業發展整體水平不高、對外依存度較大,不少高端材料需要依靠進口;科研成果轉化率偏低,企業自主創新能力不足,協同研發能力有待提高;基礎管理工作相對欠缺,呈現一定的盲目發展態勢。隨著歐美發達國家啟動“工業4.0”發展戰略,我國積極制訂并推動《中國制造2025》規劃的實施。技術創新作為新材料產業發展的關鍵一環,尤為重要。而以“三聯盟三基地一平臺”(產業創新戰略聯盟、產業知識產權聯盟和產業標準推進聯盟;工業技術研究基地、科技成果轉化中試基地和產業標準創新研究基地;產業創新服務平臺—產業發展綜合服務平臺的一部分)為抓手推動新材料產業創新體系的建設,完善以企業為主體、市場為導向、政產學研用供相結合的新材料產業創新體系是提升產業創新能力的最佳選擇。
1.政產學研用供協同創新
跨學科、跨產業、跨地區(跨國界、跨區域)的跨界融合創新隨著市場競爭的日益加劇而變得越來越重要。新一代信息技術的出現,使得多方協同創新的復雜性大大降低。政府通過產業、財稅、土地、環保、投資等政策引導產業的發展,達到提升國家核心競爭力和綜合國力的目的,起著統領全局的作用。高等院校和科研院所在科學研究方面優勢明顯,同時又具備較高的技術創新能力,對產業的技術創新有較強的先導作用。
用戶的需求基本上決定著技術創新的方向(創造性的技術創新有時能開拓用戶需求),可以說是產業技術創新的指南針。產業中的企業是技術創新的主體,主導著產業的技術創新步伐,基本上決定著供應商的技術創新方向;各類產業聯盟、基地對產業的技術創新起著不可或缺的積極推動作用;產業的技術創新水平一定程度上又影響著政府的各項政策。原料和設備(含檢測試設備)供應商提供的產品水平,很大程度上影響著企業技術創新成果轉化后的產品水平。通過建立和不斷強化政產學研用供各方的技術創新合作關系,有助于提高協同創新水平、提升新材料產業的技術創新能力。
2.產業創新戰略聯盟與工業技術研究基地
瞄準國家重大戰略需求和新材料產業未來發展制高點,發揮行業骨干企業的主導作用和高等院校、科研院所的基礎作用,建立一批(細分)產業創新戰略聯盟,開展政產學研用供協同創新,形成一批工業技術研究基地,攻克一批對產業競爭力整體提升具有全局性影響、帶動性強的基礎和關鍵共性技術,加快技術成果的轉化,做好產業化應用示范和人才培訓等工作。
3.產業知識產權聯盟與科技成果轉化中試基地
以加強新材料產業關鍵核心技術知識產權儲備、構建產業化導向的專利組合和戰略布局為目標,促成一批具備知識產權綜合實力的優勢企業組建(細分)產業知識產權聯盟,實現市場主體自主開展知識產權協同運用和合作開展專利評估、收購、運營、風險預警與應對。為政產學研用供各方搭建交流合作平臺,促成建立一批從事技術集成、熟化和工程化的科技成果轉化中試基地。
4.產業標準推進聯盟與產業標準創新研究基地
發揮企業在標準制定中的重要作用,組建新材料(細分)產業標準推進聯盟,建設一批產業標準創新研究基地,協同推進產品研發與標準制定,積極組織參與國際標準制定,加快我國標準國際化進程。
5.產業創新服務平臺
為促進協同創新和工程數據的應用,構建新材料產業創新服務平臺,開展技術研發、檢驗檢測、技術評價、技術交易、質量認證、人才培訓等專業化服務,促進科技成果轉化和推廣應用;并為企業提供創新知識和工程數據的開放共享服務。
二、新材料產業智能制造發展的規劃
通過編制智能制造發展規劃,明確新材料各細分產業的發展目標、重點任務和重大布局,推動其與新一代信息技術的融合發展,實現新材料產業智能制造的跨越式發展。詳細評估國內外新材料產業和相關產業的現狀、發展趨勢是規劃編制的基礎。
作為流程性制造類先導產業,新材料產業的新技術、新工藝、新設備層出不窮,而其投資多、風險大、預期收益高的特點又吸引著風險偏好型投資者的涌入。過去幾年里,受國家利好政策的激勵,國內一批追逐高利潤的企業和投資者,在新材料技術持有者的鼓動下,盲目投資新材料產業,造成一批低水平重復建設項目。如何避免同類事情在智能制造推進過程中發生,值得規劃者認真思考。建議由政府發起,吸納原料和設備供應商、行業企業、新材料下游企業、社會資本的投資資金,建立一批集工業技術研究基地、科技成果轉化中試基地、產業標準創新研究基地于一體的新材料細分產業智能制造中心。協同發展適用于新材料產業的具有深度感知、智慧決策、自動執行功能的智能制造裝備以及智能化生產線;穩步推進生產過程的智能化,建設智能工廠/數字化車間,應用產品全生命周期管理、客戶關系管理、供應鏈管理系統,實現設計與制造、產供銷一體、業務與財務銜接等關鍵環節集成的智能管控;培育綠色、智能等新型生產方式;全面提升智能制造中心研發、生產、管理和服務的智能化水平,促進工業互聯網、云計算、大數據在企業的全流程、全產業鏈安全綜合集成應用;引導行業企業借鑒中心智能制造經驗。在智能制造中心全面實施智能制造的同時,成立新材料細分產業智能制造聯盟,促進產業企業開展智能制造。
某鋰離子電池正極材料兼電池制造商的智能制造規劃可以提供一種智能制造發展思路。通過對上下游全產業鏈的現狀和發展趨勢進行分析,確定了公司未來5年發展方向和產品組合。鑒于正極材料和鋰離子電池及成組技術仍未完全成熟、大規模生產時機尚未到來的現實情況,結合自身產業的特點(設備自動化程度較高、設備更新改造成本高、流程性制造復雜度較低),公司認為工廠已基本實現數字化,全產業鏈也已基本實現網絡化。目前的重點是在少數環境要求高的關鍵工序推進智能化(如在電池注液工序換成智能機器人操作)、工廠內部全流程網絡化,正極材料和電池的智能設計技術、電池成組智能化(電池智能管理系統與電池的融合技術)又是重中之重。以售租產權交易的方式為電動汽車制造商或運營商提供電池組及智能管理系統,對運行產生的海量數據進行深度分析,提高電池、材料的智能設計技術和電池成組技術。同時,不斷匯總、分析全流程、全產業鏈產生的數據,根據需要適時增添適宜的智能裝備、提高智能制造水平,已達到5年內公司全面實現智能制造、產品智能化的目標。
三、新材料產業發展綜合服務平臺的構建
為高效促進新材料產業的快速、健康發展,建議構建由信息發布和共享平臺、創新服務平臺、智能制造中心3大部分組成的新材料產業發展綜合服務平臺。其中信息發布和共享平臺包括標準化、科技成果、工程數據中心、政策、行業企業、上游企業、下游企業、高等院校、科研院所等部分;創新服務平臺包括技術研發、協同創新、技術評價、技術交易、知識產權綜合運用、檢驗檢測、金融服務、咨詢、培訓等部分;智能制造中心包括工業技術研究基地、科技成果轉化中試基地、產業標準創新研究基地和產業創新戰略聯盟、產業知識產權聯盟、產業標準推進聯盟。下面以電動汽車用鋰離子蓄電池正極材料上下游產業鏈為例予以說明。
信息發布和共享平臺的標準化部分包括國內外鋰礦石、鋰鹽等原料、鋰正極材料設備(含檢測試設備)、鋰正極材料、鋰離子蓄電池、電動汽車等的現行標準及動態信息,企業、高等院校、科研院所等參與國際國內標準的制、修訂情況;科技成果為國內外最新取得的重要研究成果;工程數據中心提供各工程技術研究基地在基礎和關鍵共性技術方面獲得的創新知識、工程數據的開放共享服務;政策包括中央和地方的產業、投資、財稅、土地等方面政策信息;行業企業分國內外本行業綜合資訊和行業中各企業提供的資訊(鏈接企業網站);上游企業分國內外上游行業綜合資訊和行業中各企業提供的資訊(鏈接上游企業網站);下游企業分國內外下游行業綜合資訊和行業中各企業提供的資訊(鏈接下游企業網站);高等院校為與新材料產業相關的高校院系、師資介紹(鏈接高等學校網站);科研院所為與新材料產業相關的科研院所、專家介紹(鏈接科研院所網站)。
創新服務平臺上的技術研發是指研發設計項目的外包;協同創新則為合作研發設計;技術評價通過組織相關專家來實施;技術交易有技術轉移、產業化服務(以科技成果中試轉化為主)2種主要形式;知識產權綜合運用由專利評估、收購、運營、風險預警與應對和知識產權申請、保護及維權2個欄目組成,與專業機構合作開展該部分工作;檢驗檢測包括與高等學校、科研院所、工業技術研究基地、科技成果轉化中試基地等單位合作,為企業開放共享各種實(試)驗設施,對行業公共檢驗檢測機構進行介紹(鏈接檢驗檢測機構網站);金融服務提供資產評估、投資、融資、擔保、保險、租賃等業務中介服務;咨詢由戰略咨詢、科技咨詢、管理咨詢等部分組成;培訓欄目下設經營管理人員培訓、專業技術人員培訓、技能人才培訓、大學生成才聯合(高等學校與工業技術研究基地、科技成果轉化中試基地和產業標準創新研究基地3大基地)培訓。創新服務平臺為創新供需雙方提供互動交流平臺,促進創新工作的開展,主要起中介作用。
智能制造中心內的工業技術研究基地發布基礎、關鍵共性技術攻關與成果轉化、產業化應用示范和人才培訓等動態信息;科技成果轉化中試基地發布技術集成、熟化、工程化的科技成果轉化和最新智能制造技術和系統推廣進展信息;產業標準創新研究基地發布基地承擔國家、行業標準制、修訂工作進展和標準發展趨勢信息;產業創新戰略聯盟提供聯盟成員動態信息、聯盟工作計劃及開展情況、同類國際聯盟介紹;產業知識產權聯盟提供聯盟成員動態信息、聯盟工作計劃及開展情況、國內外知識產權方面的最新進展;產業標準推進聯盟提供聯盟成員動態信息、聯盟工作計劃及開展情況、國內外產業標準方面的最新進展。
通過產業綜合服務平臺的前期運作,以政產學研用供積極參與為基礎,吸納社會相關各方人才、資金、知識、技術、信息、產品、服務等資源,逐步推進征信工作,搭建以產品、服務、技術等資源為對象的交易平臺,夯實覆蓋全流程、全產業鏈的智能制造體系,打造全方位的產業發展綜合服務平臺,推動新材料產業的快速、健康、高效發展。
圖片來源:找項目網