Language 中文 English
首页 > 新闻中心 > 行业前沿

从“中国制造”走向“中国创造”之路

发布时间:2019-08-02

投稿人:莲花老师  宋婧

摘要:虽然中国制造行业的体量已经达到美国的70%,位居全球第二位,但中国的制造行业绝大多数仍处于从“制造”走向“创造”的转型阶段。“创造”对于我们来说,既是机遇,更是挑战。“创造”的核心就是广义的综合设计能力,是靠正确的理念、科学的管理体系、合理的工程设计、优异的生产工艺等相互配合、密切合作制造出来的,并且更重要的是经过工业文明和信息文明熏陶出来的人组成的团队创造出来的。这样做出来的产品除了有较高的性能以外,还具有良好的环境适应性和较高的可靠性。

1、中国创造缺失的原因

中国创造之所以目前难以生长,主要是因为以下几个方面的缺失。

1.1文化教育缺失

中国在创造方面的欠缺是多方面的,尤其是文化教育层面。中国的教育注重死记硬背,缺乏开放性思维的培养,抑制了创造力。并且从大学教育的角度讲,我们培养的是科学家,而不是工程师,这是为什么国内产品设计缺乏基础训练的原因之一。

西方世界培养的工程师必须学习《随机过程控制(Statistical Process Control)》,《解决问题与制定决策(Problem Solving and Decision Making)》等工程师专业训练课程。而非常遗憾,我们国内大学至今没有开设这些课程。这些课程告诉和培训我们统计过程控制的因素是什么,如何运用统计概率的方式去选择因子以控制输出结果。

由于缺乏多因子影响的工程设计理念的教育和实践,研制与生产过程中的质量控制远远不如国外。

1.2新材料缺失

材料是制造业的基础,而新材料是国家科技进步的基石。“新材料是用钱买不来的”。钢铁是高楼大厦的骨架,铝镁钛则是车、船、飞机、火箭的基材。新材料支撑高科技产业发展,并创造超高的经济效益已经成了全球公认的事实,很多发达国家早已在各个高新领域提前布局,甚至有垄断之势。

我国新材料技术积累比较薄弱,整体创新实力不强。一方面,创新资源、创新力量非常分散,尚未形成与产业链相匹配的创新链条。另一方面,技术创新以实验室为主,侧重于解决材料的有无问题,对工程化、产业化的关注不多。

1.3工匠精神缺失

很多人认为工匠是一种机械重复的工作,其实工匠有着更深远的含义。工匠代表着一个时代的气质,坚定、踏实、精益求精。工匠不一定都能成为企业家。但大多数成功企业家身上都有着工匠精神。

“工匠精神”可以从瑞士制表匠的例子上一窥究竟。瑞士制表匠对每一个零件、每一道工序、每一块手表都精心打磨、专心雕琢,他们用心制造产品的态度就是工匠精神的思维和理念。在工匠们的眼里,只有对质量的精益求精、对完美的孜孜追求;正是凭着这种凝神专一的工匠精神,瑞士手表得以誉满天下、畅销世界、成为经典。

“德国制造”的工匠精神是“专注”、“标准”、“精确”、“完美”和“秩序”的表率。

1.4创造能力缺失

创造能力是建立在知识产权的基础之上。真正的创造是创新性、颠覆性的,需要技术和科学的推动,”me too”和”me better”都不是真正意义上的创造。

1.5开放式思维缺失

见得多,才能想得多。做事的时候要有开放性的思维,因此应该鼓励大家用不同的方法解决问题,而不是墨守陈规、因循守旧。

那么究竟该怎么做,才能从“中国制造”走向“中国创造”?下面我们将从五个方面介绍。

2、设计的历史演进

设计的历史演进分为以下10个阶段:

1)针对设计的设计(Design for Design)

针对设计的设计,就是做到哪是哪,最后测出什么就算什么,不知道下一次怎样。

2)功能性设计(Design for Functionalities)

功能性设计,就是比如需要一个放大器,就做出一个放大器来,至于性能的指标是否达到要求仅靠运气。目前我国大学的设计正处于这一阶段。

3)指标性设计(Design for Specifications)

指标性设计,就是比如需要一个工作在900MHz的GSM放大器,就设计出一个满足需求频段的放大器。目前我国大多数研究所的设计正处于这一阶段。

4)可重复性设计(Design for Repeatability)

可重复性设计,就是充分掌握设计的原理,可以重复地设计出满足一定指标的产品。

5)可测试性设计(Design for Testability)

可测试性设计,就是在设计环节就考虑到如何进行测试而设计。

6)可制造性设计(Design for Manufacturability)

可制造性设计,就是在设计环节就考虑到如何低成本地重复制造、进行量产。西方国家已经完成这一阶段。

7)针对成品率的设计(Design for Yield)

针对成品率的设计,就是对影响成品率的芯片选择、生产运输和使用环境的温度等因素,在设计环节就考虑这些因素的影响,从而提高成品率。

8)可靠性设计(Design for Reliability)

可靠性设计,就是在设计环节就考虑产品可靠性,而从根本上提高可靠性。

9)R3设计(Design for R3)

R3设计,就是指在设计环节就要考虑产品的可重构性(Reconfigurability)、可复用性(Reusability)、可维修性(Repairability)等层面,从而提高产品整体性能。目前西方国家正处于这一阶段。

10)机电兼容性设计(Design for E/M Compatability)

机电兼容性设计,就是在设计环节要综合考虑EMC环境(因为机械也会产生EMC如静电放电)、多物理场环境(因为三极管的声、光、电、热、力等影响因素,从而提高产品的环境适应性,这是未来的发展方向。

3、建立科学合理的体制机制

要真正走向“中国创造”,就必须建立科学合理的体制机制。而科学合理的体制机制应该具有以下三个特点:其一是社会精英能够被选拔到合适的位置上;其二是能够让参与者少犯错误;其三是即使犯了错误,也能够及时找出犯错误的根本原因,从而纠正错误。

从国家层面来看,应该有国家级的智囊机构,能够站在国家发展和安全战略的角度,放眼世界,以历史发展的视野,从国家战略层面上,考虑长期资助具有共性的基础研究(设计仿真软件)、关键性基础技术(材料及其应用),并且能够根据国际战略环境的技术发展、规则变化等因素做出相应调整。这些关键技术是国外根本就不卖给我们国家的,而本身这些研究和技术需要一大批人长年累月的慢慢积累出来,这才是真正国家的财富。

不要相信跨越式发展,有些技术的门槛是根本跨越不过去的,我们只能小步快跑去追赶、超越。在这个过程中,不仅仅是掌握了关键技术,更重要的是培养了各个层面的人才,这些人才及其团队才是我们未来前进的根本动力。只有这样,才能从根本上提高我国产品总体质量水平、提高投资的社会效益。

从研究所层面来看,对于研发有支撑作用的基础项目要争取国家政策性倾斜和财政支持,从事长期战略性技术储备和人才队伍建设,例如像传感器的研制涉及新材料的开发,芯片的设计涉及多物理场仿真软件产品,芯片的测试涉及高端测试仪器仪表等等。

事实上,搞定了芯片设计、封装、测试的企业大都建立了“长青”的基业。比如早先的Intel在个人PC领域独领风骚;三星的半导体能力也是首屈一指的,其向苹果提供了一半以上的手机零部件,其中就包括最重要的A系列处理器。

4、多物理场仿真工具

只有从电磁场、温度场、湿度场、压力场和重力场等多物理场的角度,来分析测试周围环境和设备性能,才能够保证设计结果的准确性。也就是保持与现实空间中真实物理世界的一致性,才能对环境和设备性能进行预测分析。

多物理场仿真分析提供的数值结果贴近实际,大大节省了研发时间,也有助于激发工程创新。

产品设计工程师根据自己的以往经验,或许认为一些物理过程及现象可以忽略,或许认为另外的一些物理过程必须同时考虑,他们可以用多物理场的理念进行思考,并且通过计算机软件进行数值仿真,从而获得准确的设计结果。

但是,目前在国内还没有一套成熟的、可以应用于系统级物理场预测分析领域的通用软件,事实上国内大部分企业、科研院所、高校所使用的电磁场预测分析软件都是国外公司的产品。但这不能说明国内的相关技术水平就低于国外。国内有些高校,或者科研院所,都曾经针对具体的型号任务开发了一些系统级的电磁场预测分析软件,用于计算天线间隔离度、系统内外的电磁场分布等,但未能深入开展下去,将其通用化或商业化。

5、环境适应性设计

众所周知,电子设备的效能是可靠性、维修性和环境因素的函数。产品性能的先进性是至关重要的,而可靠性、维修性和环境适应性则是产品性能先进性得以持久保持的保障。

而电子设备环境适应性设计的技术水平作为国家综合科技实力的象征,凝结了整个国家已有的各种高尖端技术,作为国防工业建设中的中流砥柱,重要性不言而喻。

一直以来,由于电子设备工作环境的复杂性,研究问题涉及湿度、盐度、霉菌、传热、结构、流体、电磁等多个领域,在宏观和微观上对多物理场环境进行耦合分析、数值仿真、综合设计、性能优化等等必不可免。

当前尤其迫切的是要在国外先进技术和工程经验的基础上,建立我国自己的数值仿真软件工具和试验体系,以及将相关考核项目纳入现有的质量管理体系,否则环境适应性综合设计只能成为一句空话,“中国创造”只能流于形式。

6、建立实验体系

设计奠定了设备固有的环境适应性和可靠性,而试验则是完善设计、暴露生产工艺缺陷、评价考核设备各项性能是否符合合同要求必不可少的手段。

经验证明:即使是使用了各种可以提高产品环境适应性和可靠性的设计技术精心设计的设备,也不可能没有缺陷。而且这些设计缺陷仅仅靠对图纸的检查、原理的演示、技术评审,通常也只能检查出30%左右,约有70%的设计缺陷是通过试验找出来的。

由此可见,试验是提高产品质量的非常重要的手段和环节。为保证电子设备的环境适应性,在其研制的整个过程中,多物理场的模拟仿真、环境适应性设计及试验是必不可少的技术环节。三者之间不分轻重,互相联系,环环相扣,共同作用,如图1所示。因此我们必须建立与之相应的各个层面的试验体系。

 7、结束语

 “中国制造”要走向“中国创造”,就必须对现行体制机制进行改革,构建与现阶段相适应的文化精神,使得我们国家能够真正人尽其才、物尽其用。只有这样,才能实现真正意义上的国家富强、人民幸福、社会安定、和谐发展,而不是靠房地产、虚拟金融来推动社会发展。只有这样,我们才能坚定不移地走向现代文明,才能回归到中华民族延续五千年的文化之中,才能回归到汉唐风度的从容之中。

联系我们
电话:+86 (512) 8917 0099 地址:江苏省苏州市吴中区越溪吴中大道1451号B1幢 邮编:215104 商务合作:BD@isricn.com 招贤纳士:HR@isricn.com
关注我们
分享到: