中国金刚石工具的开发与应用,滞后于金刚石材料的发展是业内人士的共识。目前,中国金刚石工具工业的现状用“仿制品、中与低档产品是主流;自主创新产品凤毛麟角,高端产品寥寥;中、低档市场非我莫属,专业市场为他人所垄断”来概括是否合适,是否到位?如果这个判断基本正确的话,那么,如何突破落后的重围,或者说在新一轮技术革命中如何转型,则是个亟待解决的问题。为此,我们拟从金刚石工具发展提出“围绕国家支柱产业、瞄准高端需求、立足自主创新、发挥联盟优势”的总体思路。
今年是我国“十二五规划”开局之年,在这场宏伟的变革中,我们这个新兴产业应该是大有作为的,大有用武之地的,现在的问题是如何跟进?如何给力?如何服务?为顺应与适应国家的大政方针,笔者设定了“在新一轮技术革命中行业如何转型”这个话题,虽然这个话题有点大,但是很现实、很有必要,而且具有深远的战略性意义。以下就此话题谈点初浅之见。
由“大”到“强”的转变
经过近几年的发展,我国不仅是金刚石与立方氮化硼材料的生产超级大国,而且其产品品种、性能都跨入了世界先进行列,这就为我国超硬材料工具的大发展提供了非常重要的技术支撑。众所周知,我国还是一个超硬材料工具的生产、应用与出口的大国,但不是强国。因此,如何从一个生产大国转变成一个强国的问题也就摆到了我们的面前。笔者以为我国金刚石工具行业要想实现由大到强的成功转变:
首先要有高科技的研究成果,没有就谈不上高科技产品和高科技产业。做强那只能是一句空话。
企业要明确战略定位,根据企业的自身实际,制定切实可行的发展战略,充分发挥自身优势,做出自己的拳头特色产品。避免同质化、低端化、价格恶性竞争。
企业发展战略的基本内涵是培养核心竞争力。即开发独特产品的能力,发明专有技术的能力,创造先进营销模式的能力。在这个激烈竞争的世界,没有免费的午餐,企业获得和保持优秀地位越来越依赖核心技术。核心技术是核心竞争力的精髓,谁也不会转让;没有技术独立,就要受制于人。关键技术的自给率低,是中国企业的一个致命弱点,我们这个行业也是如此。所以,要丢掉一切不切实际的幻想,以最大的决心持之以恒地培育自己技术能力。
创新能力不强是很多中国企业的软肋,技术依赖是很多企业的硬伤。XXX同志在一篇文章结束时所写的一段话意味深长:“许多时候,不是我们没有跨越潜力,而是缺乏创新的胆识;许多事情,不是我们没有突破的可能,而是缺乏必胜的信心”。
走自主创新之路,人才是关键。得人才者得天下。这是因为,知识经济时代,是彻底的“以人为本”的时代,高智慧的人才将决定一个企业乃至一个产业的兴衰,企业的竞争集中在人才上。
那么,我们需要什么样的人才?环视古今中外的成功者,他们的普遍特征之一就是,具有一项至少出色的专长,因而在某个特定范围内成为不可缺少的人物。大家都知道,福特的专长是制造汽车、爱迪生的专长是发明、皮尔·卡丹的专长是服装设计、爱迪达的专长是制鞋、迪斯耐的专长是动画、比尔·盖茨的专长是计算机软件与管理、巴菲特的专长是对华尔街股市的历史与现状了如指掌……,这些人在一开始都不算是重要人物,但由于他们不断发展自己的专长,加上其它条件的配合,最后他们都获得了成功。笔者以为,行业在竞争激烈国际里取得技术制高点话语权,高端产品的话语权,我们要培养的就是具有独特专长的领军人才。
今天,一个没有独特专长的人,想在竞争激烈的社会里立足,恐怕是天方夜谭,难上加难。换句话说,如果你想要让自己成为一个别人无法替代的人物,你就必须独有所长,所以,你要想办法培养自己的独特专长!
由低端市场到高端市场的转变
金刚石工具市场按其产品特征与市场竞争可划分为高档专业市场和低档DIY市场两级市场。目前专业市场主要集中在北美、欧洲和太平洋等工业发达国家和地区,DIY市场则遍布全球,分布相对较广。专业金刚石工具由于对制造设备要求高、投资大、工艺技术难度高,市场主要由欧、美、日等国所垄断,产品售价高,获利丰厚。专业金刚石工具就其产量来说约为DIY市场的20%左右,但其市场份额却占金刚石工具市场总额的80%以上。
从总体上看,我国的金刚石工具,一是产品档次不高,二是创新能力较弱。原创性高端产品风毛麟角。所以,形成了低价卖出,高价买进的不尽人意的格局。对于DIY市场来说,主要以成本为导向,门槛很低;而专业市场则以技术为导向,门槛较高,具有较强的产品研发能力,先进的工艺装备和质量管理水平,以及完善的市场营销服务体系。
从中国海关2001~2007年金刚石及砂轮类制品平均进出口单价统计可见,这七年来进口金刚石单价是出口单价的2.4~7.2倍,日本市场上美国、爱尔兰、韩国等产品单价平均数是我国的3~10倍,美国市场上爱尔兰、韩国产品单价平均数是我国的3.5~4.4倍;砂轮类制品进口单价是出口单价的12.1~22.6倍,而且呈逐年增高趋势。
我们应该清醒地看到,经过多年的努力,出口产品的档次有所提高,但是,中国的高档产品比例仍较低,能和“安全”、“高品质”、“深受赞誉”或者“奢华”联系在一起的名牌产品更是凤毛麟角。我们产品的出口以廉价的中低档产品为主,进口的则是高档产品,而且进口的制品的技术含量越来越高。高档产品国内外市场仍主要被发达国家所占有。因此,由产业链低端向高附加值环节延伸。由主要依赖消耗资源,以量的扩张实现增长,转向依靠技术创新,尼龙轮提高劳动者素质,以推高效率推动企业发展,面对这一不可抗拒大趋势,对于企业来说,“顺者昌,逆者亡”。
因此,必须把追求数量胜于追求质量的发展模式尽力引导转变到高效、高附加值模式的轨道上来,必须从偏重低技术含量产品生产转向注重高技术含量产品生产的轨道上来,必须从步国外产品后尘转向自主创新制高点的轨道上来,必须从因循守旧转向思维创新的轨道上来,必须从无序的低价格竞争转向到自主技术创新的轨道上来,必须从关注工艺技术转向同时关注基础理论研究的轨道上来。宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来!
由仿到创的转变
“小企业仿大企业,大企业仿国外企业”是多少年来在行业里广为流传的话题。小企业仿大企业,那是因为他们没有创新的能力。可是,在国家倡导以大型企业为创新主体的今天,显然,创新型国家的历史重仼也就落到了大型企业的肩上。正如大家所知,提高自主创新能力,建设创新型国家,这是国家发展战略的核心,是提高综合国力的关键。科技创新是动力、科技创新是活力、科技创新是民生、科技创新是未来。通过科技创新,在技术上我们要取得技术制高点的话语权,在产品上我们要掌握高端关键技术的话语权,在激烈的市场竞争中我们要取得控制主动的话语权。这就要求我们的企业家们,要有预见到未来变化的本领,也就是要说有远见。人们早就知道远见对于成功的重要性,就像《圣经》中说的那样:“没有远见,就没有未来”。尽管远见向来都那么有价值,但今天有远见的人并不多,更多的是一些缺乏远见的人。一个缺乏远见的人,会陶醉在眼前的利益上,对于即将到未的变化一无所知,而变化一旦发生就不知所措。远见带来的巨大利益,会打开不可思议的机会之门!
经验是需要的,因为那是前人所创造、掌握的知识的升华和结晶。但社会在发展,你的工作要求也在发展,原有的经验不断被打破,你必须不断地创造新的经验,才能保证工作的高质量、高水平,适应工作的发展,这就需要你不断地更新知识。
有人说,机遇对于每个人都是平等的,就看你是不是善于发现机遇把握机遇。如果我们对周围的一切都打一个问号,那么,也许这一切都包含着新的机遇,都将为你开辟广阔的天地,因为质疑往往带来创新,质疑就是机遇。质疑是寻找机遇,创新会获得浅成功;再质疑,是对机遇的再寻找,再创新就是走向更加辉煌的成功。
创造力是当今世界不可缺少的能力,在21世纪,有许多事情需要人们表现创造力。我们要创造,我们不想在墨守成规中等待失败的到来。踏着别人的脚印走,永远不能发现新的路。创造力要凌驾于限制和阻碍之上,就好像它们不存在一样,这是因为创造力是以无穷智慧为基础的。
中国工程院院士、华中科技大学校长李培根认为,当前四大原因是造成我国企业自主创新能力不足。一是企业研发经费投入不足,二是企业高级研究人员不足,三星以企业为主体的创新体系尚未完全形成,四是信息化水平不够。超硬材料行业何尝不是如此哦!针对超硬材料行业李志宏提出了这样的质疑,在我们的企业里真正达到科研投入占销售入3%~5%的能有几家?又有多少企业把国家投入的经费完全用到了科研项目上?自己无力投入足够资金,从国家获得的资助也不能完全投入,自主创新能力怎么会很足?
由仿到创必须重视“工程中心”和“实验室”的作用。例如,河南省高性能超硬材料制品重点实验室就肩负着以高速/超高速、精密/超精密、高效磨削加工用高性能超硬材料制品为研究方向,开展高性能超硬材料制品设计、制造、检测和应用的基础理论与技术研究,实现具有高速/超高速、精密/超精密、高效、节能、低耗、安全、环保等一系列高牲性能特征的技术集成,建设成为全国重点的高档超硬材料制品生产基地提供创新源头和条件支撑的重任。
还要充分发挥产业联盟的作用。产业联盟是企业增强创新能力、拓展发展空间、提高企业竞争力、实现跨越式发展的平台。当真正建立起团队精神,并使它真正发挥作用的时候,你就不能用学校学过的算术来计算它的威力了,一加一远远大于二,一个人加上其他人的能力就会达到不可阻挡的结果!
纵观世界经济发展,产业技术联盟有创新和领先的动力源泉、能达到集思广益的功效和是后来者居上的致胜法宝的三大优势。目前,我国超硬材料及制品的联盟已建立,重要的是要有实质性的行动。
由严重的技术同质化向专业化、差异化的转变
产品的开发贵在与众不同,新颖别致,才能形成自己的特色优势。这种特色可以表现在功能、造型上,也可以表现在其它方面,以满足不同消费者的特殊需求。新产品的构思,根据美国几个大公司的调查,成功的新产品设想,有60%~80%来自用户的建议。一种新产品的设想,可以提出许多的方案,但一个好的构思,必须同时兼备两条:其一,富有想象力的构思,才会形成具有生命力的新产品,其二,构思要尽可能接近于可行,包括技术和经济上的可行性。
差异性进入由于针对特定目标市场的需求,因而成功的概率更高,能取得更大的市场占有率,但其营销成本也比无差异进入要高。例如,在汽车市场上,沃尔沃强调它的“安全与耐用”,菲亚特诉说“精力充沛”,奔驰宣称“高贵、王者、显赫、至尊”,绅宝则说“飞行科技”,宝马却津津乐道它的“驾驶乐趣”。砂布这些品牌都拥有了自己的一方沃土,不断成长。因此,想要尽可能满足消费者所有愿望是愚蠢的,每一个品牌必须挖掘消费者感兴趣的某一点,而一旦消费者产生这方面的需求,首先就会立刻想到它。
在产品越来越同质化的今天,要成功打造一个品牌,品牌定位已是举足轻重,消费者购买产品主要是为了获得产品的使用价值,希望产品具有所期望的功能、效果和效益,因而以强调产品的功效为诉求是品牌定位的常见形式,直接以消费群体为诉求对象,突出产品专为该类消费群体服务,来获得目标消费者的认同。正是有这样无可取代的定位,才会在激烈的市场竞争中,占有一席之地。
超硬材料工具将朝着系列化、标准化、专业化方向发展,各生产企业将形成自己的产品特色。
产品结构由偏重材料的工程应用向并重功能应用方向转变
在“十一五”规划发展期间,随着我国城市化进程的加快,高铁网的建设、新能源、新电子信息技术、东部的产业升级、中、西部的崛起和开发将为超硬材料制品开拓崭新的发展环境,其中,用于IC、IT业的精细切断、开糟、晶体加工、研磨工具,不同种类的丝锯、绳锯、超薄片需求;各种新结构工程锯、薄壁钻、盾构掘进齿、大型管道挖掘齿;石油钻、地质钻;高效、高精抛光磨具都会有明显的增长。超硬材料制品以其与生俱来的先天优势必然会迎来一个新的更高发展阶段。以上应用仅仅涉及到的是超硬材料在工程领域中的应用,这是超硬材料应用的“冰山一角”,是个序幕。
金刚石微波透射窗是目前德国和日本正在进行的核聚变的关键部件,也正是在法国建造的热核试验反应堆的重要部件。由于CVD金刚石对微波的吸收率低,但热导率高,而且介电常数小,因而在微波应用中是至关重要的材料。
目前占卫星平均重量65%的制冷系统将由于使用金刚石膜芯片,而减少90%的重量,从而使卫星发射费用降低到以前的十分之一。
用于导弹的红外窗口在导弹发射后,不但运行于高速状态,同时还要经受风沙雨雪的考验。在红外窗口表面镀金刚石膜,完全解决了军工航天领域对红外窗口应用的各种问题。
CVD金刚石代替目前广泛应用的锗、硅和砷化镓半导体材料,将成为半导体材料和技术发展的里程碑。
CVD金刚石的卓越的透X光特性可成为未来微电子学器件制备的亚微米级光刻技术的理想材料。
信息领域中的固体微波器件、三维固体电路(MCM)及高速计算机芯片的散热片必须使用具有最高导热率的CVD金刚石材料。
CVD金刚石的产业化,将使我国金刚石工业技术、产品结构变得合理、先进。CVD金刚石成本仍然很高,特别是高端产品,还主要用于军事和国防。降低成本是今后的研究方向。CVD产品的研发涉及多个领域的技术,存在有待解决的技术难点。
与发达国家相比,我国在高质量金刚石膜材料的生长和高端应用方面与国际水平相比仍然十分落后。
纳米金刚石异常高的吸附能力,大的比表面积、表面上的大量自由电子(数目多的原子供体),纳米晶体表面上大量含氧官能团,颗粒的化学情性,表面的亲水特性是很重要的,使其有可能用于治疗的药剂。
纳米金刚石可用于肿瘤学、肠胃学、心脏学、血管疾病的诊治,它们没有致癌的或诱变的性质,而且没有毒。
当前,世界各国为了适应现代化战争的需要,提高在军事对抗中的实力,也将隐身技术作为一个重要的研究对象,其中隐身材料在隐身技术中占有重要地位。用少量纳米金刚石悬浮在涂料中,将其喷涂在飞机、坦克、导弹、军舰上,可以起到隐形防腐的作用。以上仅仅是CVD金刚石与纳米金刚石应用中的点滴事例,我们的国外同行在上述开发做得非常出色,的确上让人大开眼界,令世人振奋。
着力绿色低碳、节能减排、高效超精产品的开发
低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,实质上是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题,核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新,以及人类生产发展观念的根本性转变。是我们面临的头等重要的任务。以下列举若干事例予以阐述之:
在越来越多的气井钻井过程中,应用先进的PDC钻头取代传统的硬质合金牙轮钻头,可加快钻井速度,减少钻井工时和成本,尽可能实现绿色钻井。二氧化碳是使得地球气候不断变暖的主要原因之一,如何减少二氧化碳排放是当今人类共同面对的挑战。人类也在发展一些新的手段,以有效减少大气中二氧化碳的排放。二氧化碳的地质封存和二氧化碳驱油采油就是一种新的减排方法。一般来讲,采一吨原油燃烧后大概会释放2.68吨二氧化碳。如果开采一吨石油的同时被封存于地层的二氧化碳量达到或超过2.68吨,则原油燃烧产生的二氧化碳和封存于地下的二氧化碳相互抵消,从而可实现原油的绿色开采。
低碳经济和绿色制造技术研究应用,是我国未来机械工具行业发展方向,根据绿色制造“节约资源、污染最小、有利环保”的指导思想,为了消除切削液的不良影响,最理想有效的加工方式就是干切削。
在加工含硅量高的铝、镁合金材料时,硬质合金刀具寿命太低难以胜任,PCD刀具的耐用度是硬质合金的10~50倍,可保证零件的尺寸稳定性,并可大大提高切削速度、加工效率和加工质量,充分体现了其低碳经济的发展方向。
高速切削、高稳定性加工、硬态切削最符合绿色切削特征,干式切削与高速切削的有机结合将是一种理想的非末端治理的高效、低耗、加工质量好、环境污染小、综合效益好的绿色切削,是未来机械切削加工的主流。
随着飞机性能的不断提高,铝合金用量大大下降,钢用量保持一定水平,复合材料和钛合金用量不断提升。当前国际大型飞机制造技术的焦点是复合材料。波音787大量采用了复合材料,占到全机结构质量的50%,钛合金占15%。由于大幅度减轻了机重,提高燃油效率达20%。空客A350复合材料占全机结构质量的53%,钛合金占14%。
钛合金铸件应用,国外的军用飞机如F-22 7%的重量来自于钛合金铸件。绿色切削刀具将逐渐成为航空用户的新宠,采用干式切削、MQL(最小油量润滑)技术、低温切削、绿色湿式切削等方式,从设计、生产、回收各个环节来实现刀具整个生命周期的“绿色化”也是一个发展趋势。
变则通,通则久。当今时代,科技飞速发展,日新月异,竞争激烈前所未有,在科技大转变大发展的进程中,我们的科技工作者都需要认真想一想,如果没有取得敏锐的机遇意识,怎么能够抡占发展的先机?如果没有对规律的准确把握,怎么能够适应发展的新要求?如果不能站位全局,怎么能够视野高远,大有作为?如果不讲锐意创新,怎么能够与时俱进、活力迸发?如果没有求实求效的作风,怎么能把美好蓝图化为现实?
变则通,静则止,谁一旦变得适时,变得与时代合拍,谁就有可能领先。变革可能失败,但不变肯定失败。
当我们推开“十二五”发展大门,一场新的“大考”已经开始,我们付出所有的智慧和辛勤汗水,都为了追求那份“金刚石时代”梦想的早日到来!
日出江花红胜火,春来江水绿如蓝。让我们张开双臂,拥抱超硬材料工具发展新的春天。
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