“两化”融合下的新材料产业发展之路

 

  经过几十年的快速发展,我国制造业规模跃居世界第一位,已建立起门类齐全、独立完整的制造体系,具备了建设工业强国的基础和条件。但我国仍处于工业化进程中,与先进国家相比还有较大差距。其中信息化水平不高,且与工业化融合度不够是存在的主要不足。为实现从制造大国向制造强国的转变,加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展、把智能制造作为工业化和信息化“两化”深度融合的主攻方向。

 

  材料工业是国民经济发展的基础产业,新材料是材料工业发展的先导,也是其他战略性新兴产业的基础和保障。新材料产业作为制造业的一部分,除特有的一些不足外,同样存在与信息化融合度不够的问题。在工业化和信息化融合的发展趋势背景下,重视技术创新体系的完善、智能制造发展的规划、发展综合平台的构建3方面工作的稳步推进将有助于新材料产业的发展。

 

  一、新材料产业技术创新体系的完善

 

  长期以来,由于诸多因素的影响,我国新材料产业发展整体水平不高、对外依存度较大,不少高端材料需要依靠进口;科研成果转化率偏低,企业自主创新能力不足,协同研发能力有待提高;基础管理工作相对欠缺,呈现一定的盲目发展态势。随着欧美发达国家启动“工业4.0”发展战略,我国积极制订并推动《中国制造2025》规划的实施。技术创新作为新材料产业发展的关键一环,尤为重要。而以“三联盟三基地一平台”(产业创新战略联盟、产业知识产权联盟和产业标准推进联盟;工业技术研究基地、科技成果转化中试基地和产业标准创新研究基地;产业创新服务平台—产业发展综合服务平台的一部分)为抓手推动新材料产业创新体系的建设,完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用供相结合的新材料产业创新体系是提升产业创新能力的最佳选择。

 

  1.政产学研用供协同创新

 

  跨学科、跨产业、跨地区(跨国界、跨区域)的跨界融合创新随着市场竞争的日益加剧而变得越来越重要。新一代信息技术的出现,使得多方协同创新的复杂性大大降低。政府通过产业、财税、土地、环保、投资等政策引导产业的发展,达到提升国家核心竞争力和综合国力的目的,起着统领全局的作用。高等院校和科研院所在科学研究方面优势明显,同时又具备较高的技术创新能力,对产业的技术创新有较强的先导作用。

 

  用户的需求基本上决定着技术创新的方向(创造性的技术创新有时能开拓用户需求),可以说是产业技术创新的指南针。产业中的企业是技术创新的主体,主导着产业的技术创新步伐,基本上决定着供应商的技术创新方向;各类产业联盟、基地对产业的技术创新起着不可或缺的积极推动作用;产业的技术创新水平一定程度上又影响着政府的各项政策。原料和设备(含检测试设备)供应商提供的产品水平,很大程度上影响着企业技术创新成果转化后的产品水平。通过建立和不断强化政产学研用供各方的技术创新合作关系,有助于提高协同创新水平、提升新材料产业的技术创新能力。

 

  2.产业创新战略联盟与工业技术研究基地

 

  瞄准国家重大战略需求和新材料产业未来发展制高点,发挥行业骨干企业的主导作用和高等院校、科研院所的基础作用,建立一批(细分)产业创新战略联盟,开展政产学研用供协同创新,形成一批工业技术研究基地,攻克一批对产业竞争力整体提升具有全局性影响、带动性强的基础和关键共性技术,加快技术成果的转化,做好产业化应用示范和人才培训等工作。

 

  3.产业知识产权联盟与科技成果转化中试基地

 

  以加强新材料产业关键核心技术知识产权储备、构建产业化导向的专利组合和战略布局为目标,促成一批具备知识产权综合实力的优势企业组建(细分)产业知识产权联盟,实现市场主体自主开展知识产权协同运用和合作开展专利评估、收购、运营、风险预警与应对。为政产学研用供各方搭建交流合作平台,促成建立一批从事技术集成、熟化和工程化的科技成果转化中试基地。

 

  4.产业标准推进联盟与产业标准创新研究基地

 

  发挥企业在标准制定中的重要作用,组建新材料(细分)产业标准推进联盟,建设一批产业标准创新研究基地,协同推进产品研发与标准制定,积极组织参与国际标准制定,加快我国标准国际化进程。

 

  5.产业创新服务平台

 

  为促进协同创新和工程数据的应用,构建新材料产业创新服务平台,开展技术研发、检验检测、技术评价、技术交易、质量认证、人才培训等专业化服务,促进科技成果转化和推广应用;并为企业提供创新知识和工程数据的开放共享服务。

 

  二、新材料产业智能制造发展的规划

 

  通过编制智能制造发展规划,明确新材料各细分产业的发展目标、重点任务和重大布局,推动其与新一代信息技术的融合发展,实现新材料产业智能制造的跨越式发展。详细评估国内外新材料产业和相关产业的现状、发展趋势是规划编制的基础。

 

  作为流程性制造类先导产业,新材料产业的新技术、新工艺、新设备层出不穷,而其投资多、风险大、预期收益高的特点又吸引着风险偏好型投资者的涌入。过去几年里,受国家利好政策的激励,国内一批追逐高利润的企业和投资者,在新材料技术持有者的鼓动下,盲目投资新材料产业,造成一批低水平重复建设项目。如何避免同类事情在智能制造推进过程中发生,值得规划者认真思考。建议由政府发起,吸纳原料和设备供应商、行业企业、新材料下游企业、社会资本的投资资金,建立一批集工业技术研究基地、科技成果转化中试基地、产业标准创新研究基地于一体的新材料细分产业智能制造中心。协同发展适用于新材料产业的具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的智能制造装备以及智能化生产线;稳步推进生产过程的智能化,建设智能工厂/数字化车间,应用产品全生命周期管理、客户关系管理、供应链管理系统,实现设计与制造、产供销一体、业务与财务衔接等关键环节集成的智能管控;培育绿色、智能等新型生产方式;全面提升智能制造中心研发、生产、管理和服务的智能化水平,促进工业互联网、云计算、大数据在企业的全流程、全产业链安全综合集成应用;引导行业企业借鉴中心智能制造经验。在智能制造中心全面实施智能制造的同时,成立新材料细分产业智能制造联盟,促进产业企业开展智能制造。

 

  某锂离子电池正极材料兼电池制造商的智能制造规划可以提供一种智能制造发展思路。通过对上下游全产业链的现状和发展趋势进行分析,确定了公司未来5年发展方向和产品组合。鉴于正极材料和锂离子电池及成组技术仍未完全成熟、大规模生产时机尚未到来的现实情况,结合自身产业的特点(设备自动化程度较高、设备更新改造成本高、流程性制造复杂度较低),公司认为工厂已基本实现数字化,全产业链也已基本实现网络化。目前的重点是在少数环境要求高的关键工序推进智能化(如在电池注液工序换成智能机器人操作)、工厂内部全流程网络化,正极材料和电池的智能设计技术、电池成组智能化(电池智能管理系统与电池的融合技术)又是重中之重。以售租产权交易的方式为电动汽车制造商或运营商提供电池组及智能管理系统,对运行产生的海量数据进行深度分析,提高电池、材料的智能设计技术和电池成组技术。同时,不断汇总、分析全流程、全产业链产生的数据,根据需要适时增添适宜的智能装备、提高智能制造水平,已达到5年内公司全面实现智能制造、产品智能化的目标。

 

  三、新材料产业发展综合服务平台的构建

 

  为高效促进新材料产业的快速、健康发展,建议构建由信息发布和共享平台、创新服务平台、智能制造中心3大部分组成的新材料产业发展综合服务平台。其中信息发布和共享平台包括标准化、科技成果、工程数据中心、政策、行业企业、上游企业、下游企业、高等院校、科研院所等部分;创新服务平台包括技术研发、协同创新、技术评价、技术交易、知识产权综合运用、检验检测、金融服务、咨询、培训等部分;智能制造中心包括工业技术研究基地、科技成果转化中试基地、产业标准创新研究基地和产业创新战略联盟、产业知识产权联盟、产业标准推进联盟。下面以电动汽车用锂离子蓄电池正极材料上下游产业链为例予以说明。

 

  信息发布和共享平台的标准化部分包括国内外锂矿石、锂盐等原料、锂正极材料设备(含检测试设备)、锂正极材料、锂离子蓄电池、电动汽车等的现行标准及动态信息,企业、高等院校、科研院所等参与国际国内标准的制、修订情况;科技成果为国内外最新取得的重要研究成果;工程数据中心提供各工程技术研究基地在基础和关键共性技术方面获得的创新知识、工程数据的开放共享服务;政策包括中央和地方的产业、投资、财税、土地等方面政策信息;行业企业分国内外本行业综合资讯和行业中各企业提供的资讯(链接企业网站);上游企业分国内外上游行业综合资讯和行业中各企业提供的资讯(链接上游企业网站);下游企业分国内外下游行业综合资讯和行业中各企业提供的资讯(链接下游企业网站);高等院校为与新材料产业相关的高校院系、师资介绍(链接高等学校网站);科研院所为与新材料产业相关的科研院所、专家介绍(链接科研院所网站)。

 

  创新服务平台上的技术研发是指研发设计项目的外包;协同创新则为合作研发设计;技术评价通过组织相关专家来实施;技术交易有技术转移、产业化服务(以科技成果中试转化为主)2种主要形式;知识产权综合运用由专利评估、收购、运营、风险预警与应对和知识产权申请、保护及维权2个栏目组成,与专业机构合作开展该部分工作;检验检测包括与高等学校、科研院所、工业技术研究基地、科技成果转化中试基地等单位合作,为企业开放共享各种实(试)验设施,对行业公共检验检测机构进行介绍(链接检验检测机构网站);金融服务提供资产评估、投资、融资、担保、保险、租赁等业务中介服务;咨询由战略咨询、科技咨询、管理咨询等部分组成;培训栏目下设经营管理人员培训、专业技术人员培训、技能人才培训、大学生成才联合(高等学校与工业技术研究基地、科技成果转化中试基地和产业标准创新研究基地3大基地)培训。创新服务平台为创新供需双方提供互动交流平台,促进创新工作的开展,主要起中介作用。

 

  智能制造中心内的工业技术研究基地发布基础、关键共性技术攻关与成果转化、产业化应用示范和人才培训等动态信息;科技成果转化中试基地发布技术集成、熟化、工程化的科技成果转化和最新智能制造技术和系统推广进展信息;产业标准创新研究基地发布基地承担国家、行业标准制、修订工作进展和标准发展趋势信息;产业创新战略联盟提供联盟成员动态信息、联盟工作计划及开展情况、同类国际联盟介绍;产业知识产权联盟提供联盟成员动态信息、联盟工作计划及开展情况、国内外知识产权方面的最新进展;产业标准推进联盟提供联盟成员动态信息、联盟工作计划及开展情况、国内外产业标准方面的最新进展。

 

  通过产业综合服务平台的前期运作,以政产学研用供积极参与为基础,吸纳社会相关各方人才、资金、知识、技术、信息、产品、服务等资源,逐步推进征信工作,搭建以产品、服务、技术等资源为对象的交易平台,夯实覆盖全流程、全产业链的智能制造体系,打造全方位的产业发展综合服务平台,推动新材料产业的快速、健康、高效发展。

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