立足中国创新 迎接工业4.0

EMBRACE THE NEW ERA OF INDUSTRY

中国智造的困境与中国质造研发模式的革命

来源: 日期:2021-03-15

“中国智造”时代不可回避的“中国质造”



从人们手腕上的智能手环到共享单车上的智能锁,从农田上空撒种子、喷农药的无人机到餐厅中“萌萌哒”的机器人服务员,随着大众创业、万众创新的兴起和中国经济结构转型的深入,智能概念深入人心,“中国智造”风生水起。然而,在智能产业飞速发展的当下,中国一小部分智能产品的质量问题开始令人担忧,一些劣质产品渗透到国内外市场,给“中国智造”品牌形象带来巨大伤害。业界也开始认识到,从“中国制造”到“中国智造”,技术创新虽是关键因素,质量提升却是基础前提,“中国智造”离不开“中国质造”。

过去,中国的制造业主要以低端产品为主,而随着供给侧结构性改革的深入推进,“中国智造”开始兴起,这也大大提升了中国的经济活力和产业形象。然而,处于高速发展期的“中国智造”似乎也“遗传”了过去低端制造的一些弊病,比如,大量的高科技产品仍走样式多、功能全、价格低的路线,但质量不一定靠得住。制造大国“产量”与“质量”不匹配的阴影再次笼罩在“中国智造”身上。

近几年来,海外抢购热频频搅动国人神经,日本智能马桶盖被中国游客疯抢、德国品牌空气净化器供不应求。在国人心目中,同等价位的同类产品,国产的质量通常不如进口的好。甚至一些国内生产的产品,出口转内销后,反而价格销量齐齐攀升。这些现象的背后,显现出中国用户对国产品牌的不信任。
对此,有评论认为,这是国货质量不高,缺乏工匠精神的表现,也有人将这些现象归结于“国人对中国产品质量缺乏自信”。
事实上,大多数“中国智造”的产品质量不输国外品牌,比如,海尔就是凭借智能装备和柔性制造上的技术优势和过硬品质,在新西兰等国占有主要市场地位,并获得当地民众的喜爱。
然而,升级爬坡中的“中国智造”为何频现“质量滑坡”问题?

激烈的行业竞争生态是原因之一。以机器人产业为例,据统计,2017年中国机器人相关企业约有5000家。巨大的竞争压力下,部分企业为增加销售额,开始过度压缩成本,竞相降价,最后导致产品质量不高,以“高端智造”为旗帜的机器人产业反而形成以低端产品为主导的竞争态势。

市场泡沫也是导致“中国智造”出现质量短板的一大因素。随着产业升级换代的加速,人工智能、智能家居、无人机、机器人等概念热度不减,许多中小企业利用这种热度,制造劣质产品投放市场,做起“一锤子买卖”。在去年国家质检总局发布的智能坐便器质量抽查结果中,智能马桶盖合格率仅为77.8%。智能手机抽查合格率也只有73.3%,均低于平均水平。对抽查结果名单进行分析,可以发现,国内主流品牌样品绝大部分合格,而不合格产品多由中小企业生产。

国家质检总局局长支树平认为,国产产品质量水平存在短板的深层原因是中国质量技术基础上的差距。质量技术基础是国际通行的概念,包括计量、标准、认证认可、检验检测。与国际先进水平比,中国的差距还比较明显。“质量的差距很大程度上是质量技术基础的差距,中国主导制定的国际标准才刚刚接近1%,抓质量必须从质量技术基础抓起。” 国家质检总局局长支树平强调。

如今,随着“中国智造”不断升级,被技术“卡脖子”的情况越来越少,但被质量“卡脖子”的问题却日益严重。

目前,中国经济发展已经进入结构调整的关键节点,需要把提升质量作为推动供给结构、需求结构升级的重要抓手和主攻方向,以此加快发展新经济、培育壮大新动能、为中国产业全面升级提供有力支撑。

而从全球来看,制造业正面临新一轮的“智造”升级,由此产生了美国工业互联网、德国工业4.0、中国制造2025等一批国家级规划,这也意味着在“智造”升级的国家竞争中,占得智造升级的先机,关乎一国的经济地位乃至综合国力的提升。

在此背景下,“中国制造”正在向“中国智造”大步迈进。国家层面针对质量建设也实施了一系列大动作:将“实施质量强国战略”纳入国家“十三五”规划纲要,不仅为经济新常态下中国企业未来发展指明了方向,同时也为“中国智造”夯实基础;而《2017年国务院政府工作报告》更是提出要大力弘扬工匠精神,厚植工匠文化,恪尽职业操守,崇尚精益求精,完善激励机制,培育众多“中国工匠”,打造更多享誉世界的“中国品牌”,推动中国经济发展进入质量时代。

“在国际需求明显不足、国际贸易环境恶化以及商品结构显著变化的情况下,深化外贸供给侧结构性改革,加快外贸优化升级显得尤为重要。”在全国政协委员、中国侨联副主席王亚君看来,要想快速提升中国外贸在全球价值链中的地位,就需持续优化商品结构,提高“中国智造”商品供给质量,从而形成以“中国智造”为载体的技术、品牌、质量、服务新优势。


CAE,“中国制造”时代遗留的错位与尴尬


CAE技术(Computer Aided Engineering,工程设计中的计算机辅助工程)是企业创新和转型的最基本手段,中国企业和国际标杆企业的仿真条件差别并不大,但是仿真的命运却天壤之别。在国际标杆企业,仿真是设计的必备手段,可以替代大多数的试验,在研发全程成为设计的依据;而在中国企业,仿真只是设计的“选修课”,只是试验的“附属品”,多数情况下是在研发后期进行设计校核。在国际标杆企业,“仿真驱动研发”已经成为企业战略,而在中国,仿真在很多企业的价值仍然是“锦上添花”。CAE在开发深度和使用效果方面远没有达到应有的程度。

我们多次与企业探寻上述现象的原因,企业从高层、中层到仿真者、设计者,乃至信息部、专业室等都给出了很多答案。说法很多,总结成一句话即:企业重设计轻仿真、重软件轻人才、重使用轻规范!这几轻几重,道出了当前仿真发展的问题——有短板、不均衡:有些地方建设冗余,有些地方还是真空,有些地方有赘肉,但骨头缺钙。而根据木桶原理,不均衡的建设最终注定是浪费。

通过以上现象分析,中国企业仿真看似缺失的东西很多,实际上最为核心的缺失,可以归结为以下几个方面:

 第一,仿真标准和规范缺失。企业不缺软件培训手册、使用指南、使用技巧、使用案例,企业缺一套与产品设计及研发流程相适应的仿真标准和规范。没有标准,企业不知道在设计和研发过程中何时用什么软件做什么仿真;没有规范,企业不知道如何做、做成什么样是对的,所以仿真结果一直波动,无法作为设计的参考。

第二,组织体系和文化环境缺失。企业不缺软件使用人员、软件培训课程,也不缺身怀技能的毕业生。企业缺一个有利于人才培养、考核与激励的组织体系和文化环境。队伍不能稳定,人才不能持续进步,是知识经济时代最严重的问题。

第三,仿真装备系统规划和建设路径缺失。企业不缺软件需求部门、采购经费,不缺完整的采购体系和完美的招标流程。企业缺乏仿真装备的系统规划和建设路径。没有系统规划,没有资源共享,各部门分别选型,一定会形成软件的重复和空白。

第四,基于知识的仿真平台缺失。在信息化已经成为企业核心竞争力的时代,所有的体系如果不能建立一个信息化载体,将会减少一半以上的价值。因此,利用基于知识的仿真平台来建立一个仿真协同环境,是同时应该解决的问题。

第五,仿真战略缺失。企业要仰望星空,还要脚踏实地,在所有动作之前,选定符合产品战略和当前现实的仿真战略是第一重要的。好的战略,会让企业不好高骛远,会让企业持续改进。

以上才是中国企业仿真发展需要从根本上解决的问题。从这个意义上来说,仿真已不仅仅是个工程应用技术问题,而需要上升到战略高度,系统化、体系化推动!


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CAE是中国研发与质造的“核心驱动力”


制造业的产品生命周期可以划分为十个环节,仿真技术早期主要应用于设计确认这个环节,现代仿真应用领域逐渐扩展到产品概念设计、工程设计、制造工程中。工业产品研发涉及了一系列工程问题,而每个工程问题能划分成若干专业问题,来用仿真手段解决,这就是研发需求导向CAE应用,而反过来CAE应用推动着研发目标的达成,这即是CAE仿真技术驱动产品研发的内在逻辑。

∆仿真已广泛地应用到产品生命周期各阶段

仿真技术用于驱动产品研发是有其内在优势的,在产品研发过程中,现在主要手段包括以前的直接和间接经验积累、样机试验和CAE仿真分析等。而与试验相比,仿真分析有它自己的特点,试验侧重“知其然”,CAE仿真分析可以做到在更微观的层面上知其然,从而在宏观层面上知其所以然。所以,CAE仿真可以通过提供对“所以然”的理解来帮助研发团队找到改进的方向,从而真正有效驱动产品研发前行。正是CAE仿真带来对设计中“所以然”的理解,决定了CAE仿真在产品研发中的独特优势,从而“自然地”成为产品设计方向的最主要驱动力之一。

正因为仿真技术越来越广泛的应用以及内在独特优势的驱动,使得产品研发模式逐渐从1990年代的设计驱动,转变成现在的仿真驱动产品研发设计模式。

∆仿真驱动产品研发设计的模式


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