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除开美德日还有哪些国家的机械制造比较活跃

发布时间:2019-11-23 00:53   来源:澳门银河网上娱乐   

  毕业于湖北理工学院机械设计制造及其自动化专业,对三维CAD类软件较为熟悉,现任公司专用汽车工程师。

  展开全部美国、德国和日本作为公认的世界一流制造强国,在全球制造业分工体系中处于领先地位,对这些制造强国的硬实力和软实力进行分领域的细致分析对比,有助于清晰认识目前我国制造业的发展差距,为打造“中国制造”升级版确定基点和标杆。

  制造业硬实力和软实力的评价标准是从国家层面的硬实力和软实力出发,根据制造业硬实力和软实力的内涵选择确定的。需要说明,由于制造业技术水平和制造能力是一个不断进步的过程,评价体系中对于两种实力,特别是硬实力衡量的重点领域具有一定的开放性特征,应当随着世界前沿技术和制造能力的整体提升及时调整。

  以关键行业技术水平、先进材料和高端制造、极端制造能力为衡量指标,并选择能够代表当前世界最先进水平的若干领域作为细分指标进行判断,选取的细分指标在国家战略、产业发展等方面都具有重大意义。

  关键行业技术水平。一是深海勘探开发技术,开发和利用海洋资源已成为世界许多国家的国家战略,海洋开采作业条件和环境比陆上恶劣很多,对一国的开采技术和设备的可靠性提出了相对较高的要求;二是4G技术,电信业关系国家命脉,是关系国计民生的关键产业,4G技术能带动通信设备、移动终端等一大批产业的发展;三是OLED技术,这是光电子产业的关键组成部分,是近年来信息领域发展的一大热点,能代表光电显示的未来发展方向;四是堆积制造技术,是新产业革命的重要标志,占据国家战略的高度,将改变未来制造工艺、制造模式等生产方式;五是汽车动力电池,动力电池是新能源汽车的核心,在全球节能减排、倡导绿色发展的趋势下,汽车动力电池技术和成本成为当前世界汽车产业发展的重要焦点。

  先进材料和高端装备。材料是支撑工业生产和工业技术的重要物质基础。一是碳纤维材料,应用于火箭、宇航及航空等尖端领域,掌握高性能及超高性能碳纤维技术对一个国家国防军工安全具有重要意义;二是超导材料,主要应用在能源、交通运输、电子技术、医疗卫生、军事、重大科学装置等领域,超导材料技术的突破将对这些领域产生重大变革;三是高速列车,高速列车是城市交通的关键设备,由于其运能大、速度快、环保节能等特点,对其他产业和国民经济快速增长有较强的带动作用;四是飞机发动机,飞机发动机在军用、民用领域用途都十分广泛,是航空工业的核心,对一个国家的航空工业起着决定性控制作用;五是工业机器人,随着工业生产不断转向智能化生产方式,工业机器人对工业自动化和智能化生产发挥着巨大作用,对未来生产和发展也起着举足轻重的作用,高端装备是一国机械工业是否强大的重要标志。

  极端制造能力。一是航空母舰,随着深海资源的开发和竞争,海洋日益成为世界各国政治斗争和军事斗争的主要战场,拥有先进的航空母舰对其他国家的政治、经济、军事侵略都有很大的威慑力;二是极大规模集成电路,集成电路应用于国民经济和社会的一切领域,极大规模集成电路主要应用于高端装备、国防电子装备等领域,是信息产业核心竞争力的重要体现,对确保国家信息安全,具有至关重要的作用;三是激光制造,激光应用领域有激光雷达、战略激光武器、激光切割、光纤通信等,由于其精准、可控性强的特性,在军事作战、卫星侦察、工业生产等方面具有国家战略意义;四是万吨水压机加工模锻框架,模锻水压机一般用来制造强度高、形状复杂、尺寸精度高的零件,如飞机起落架、发动机叶片等航空零件,是世界各国发展航空、船舶、重型机械、军工制造等的关键设备,是极端制造的典型代表;五是超精密加工,超精密加工技术是提高机电产品精准度、性能、质量、工作寿命等的重要方式,如提高半导体器件的刻线精度就可提高微电子芯片的集成度,可见超精密加工技术是军用和民用产品质量过硬的保障。

  我们选择品牌、人力资源、制造业制度法规等作为衡量制造业软实力的标志,并细分若干领域和方面进行衡量。选取的细分指标在国家形象、企业发展等方面都具有重要作用。

  品牌影响力。一是品牌引导力,以一国拥有的世界品牌500强的数量做比较,是一国企业扩散性和传播力的体现,对本国和其他国家能形成广泛的凝聚效应,一定程度引导大众消费潮流;二是创新,创新性指标用专利申请量做比较,是一国贡献力的表现,强调了一国的创造能力和创新成果对社会发展的推动作用,创新性指标是一国持续具有竞争力优势的动力源泉,创新体现了一国的导向力和扩散力。

  人力资源。一是劳动力素质,劳动力的受教育程度很大程度上决定了由人才驱动的创新,一国的技术劳工素质与供应,包括科学家、工程师等,及其最后带动创新的能力,是制造业竞争力最重要的驱动因素;二是研究人员数量,可以每百万人口中的研究人员数量做比较,是一国制造业竞争力的关键,同时也是一国创新能力、科技能力的重要反映指标;三是劳动力成本竞争力,劳动力的成本优势仍然是改变全球制造业产业链的重要力量,全球网络化生产的实现,使得很多公司将生产、制造和销售转移到劳动力成本低廉的国家,随着劳动密集型产业的转入和迁出,国家的制造业发展路径因而改变。

  法律法规体系。法律法规体系的健全、环境的稳定性和透明度是影响一国竞争力的主要因素。一是知识产权保护法,知识产权保护是技术创新的基础,对一国未来制造业的发展至关重要,有助于提升企业的竞争优势,一国健全的产权保护体系对企业有较强的吸引力;二是反垄断法律法规,反垄断政策的基本出发点是维护公平竞争,保护本国民众的利益,同时一国的反垄断法能有效提升企业效率和竞争力,特别是对资金、技术和劳动力要素投入巨大的制造业企业而言,一国的反垄断法的反垄断机制能发挥更大作用;三是劳工法规,劳工法规关系企业健康持续的发展,对劳工权利的保护能获得重要的短期或中期贸易优势,如2002年欧盟推出了针对发展中国家的普遍优惠计划,即如果欧盟认为申请国能有效地保护工人的基本权利,欧盟将使其大量产品的关税减少两倍。此外,对劳工权利和安全保护实施很好的国家,更容易得到其他国家的尊重和效仿。

  美国、德国和日本作为公认的世界一流制造强国,在全球制造业分工体系中处于领先地位,制造业的硬实力和软实力都比较强。通过对这些制造强国的分领域分析对比,有助于清晰认识目前我国与它们之间存在的差距,为提升中国制造业两种实力确定基点和标杆。

  美国是世界头号制造业强国,特别是在航空航天、电子信息、生物医药、新能源、新材料、新能源汽车等领域具有超强实力。根据德勤全球制造业竞争力指数报告,美国的制造业竞争力连续多年处于前三的位置。

  关键行业技术水平。从选择的五大领域来看,美国与其他国家相比,制造业的硬实力最强,在制造业很多产业领域和关键行业部门,美国都是世界前沿技术的掌握者、引领者和控制者。其中:在深海勘探开发领域,美国的深潜器、机器人和深海钻探船等技术处于世界前列,拥有的深海钻井装置总数占全球的70%,名列前5位的深海钻井承包商均是美国公司。在4G技术方面,美国制定的WirelessMAN-Advanced标准,是继802.16e后的第二代移动WiMax国际标准,2012年被确立为IMT-Advanced国际标准(即4G标准)。在OLED技术方面,美国EasternKodak公司是小分子OLED阵营的领导厂商,掌握了大部分OLED材料和器件设计的核心技术,拥有300多项专利。美国在堆积制造技术,特别是在3D打印机领域居于垄断地位,是全球3D打印技术和应用的领导者。美国Z-Corporation和斯特塔西(Stratasys)两家公司的产品在全球占有绝大多数市场份额。在汽车动力电池方面,美国掌握和垄断着核心技术,在研发方面始终处于世界前沿位置,在动力电池的性能、成本方面具有强大的优势。

  先进材料和高端装备。在多个领域,美国掌握着世界最前沿的材料科学和制造能力,高端装备的研发制造能力在全球居于领先水平。其中:在碳纤维材料领域,美国与日本一起掌握着世界碳纤维的绝大多数技术和产能,Hexcel公司生产的聚丙烯腈(PAN),HexTow碳纤维广泛应用于世界先进产品和领域,是世界中模量碳纤维技术的领导者。超导材料方面,美国的一系列超导计划促其迅速发展,2009年美国合成物质(Tl4Ba)Ba2Ca2Cu7O13+,将超导温度提高到254K,距离冰点仅19℃,对于超导的实际应用具有极大意义;2014年美国超级磁铁实验室(MagLab)首次将高温超导体Bi-2212制成最适合制造高场磁体的圆形导线,被视为超导领域的一项革命性突破。美国在航空发动机制造方面同样处于世界顶峰,目前正在加快第五代航空发动机的研制,若如期问世,美国将在其他国家还未研制完成大推力第四代航空发动机的情况下提前进入第五代航空发动机时代。在工业机器人制造方面,美国是工业机器人的诞生地,与其他国家相比,美国工业机器人性能可靠、功能全面、精确度高;机器人语言类型多、应用广,水平高居世界之首;机器人的智能技术如视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用。

  极端制造能力。在极端制造的各个领域,美国也同样是世界最先进水平的引领者,在极大制造和极小制造两个极端都掌握着绝对主导权。在航空母舰制造方面,美国是继英国之后第二个具备航母制造能力的国家,目前拥有现役大型航空母舰12艘,其中包括小鹰级常规动力航母3艘、企业级核动力航母1艘、尼米兹级核动力航母8艘。极小芯片制造方面,美国牢牢把控着半导体工业的主导权,英特尔是世界最大的半导体公司,2012年实现微处理器50多年来的突破,成功开发出世界首个三维晶体结构管。在激光制造领域,美国研制的激光束高于世界现有激光两个数量级,新激光的强大和适应性使其得到多元化应用,激光制造能力得到极大提高。在大型加工模锻框架制造方面,美国的4.5万~7.5万吨的巨型液压机,大大提高了大型飞机的制造能力及洲际运载能力,奠定了其航空工业强国地位的制造基础。

  品牌影响力。美国制造业在全球范围内具有超强的影响力,在航空航天、汽车、电子信息等领域拥有大量世界级的品牌和企业。在2013年《世界品牌500强》排行榜入选的27个国家中,美国占据500强中的232席,继续保持品牌大国风范。其中,不乏通用电气、通用汽车、微软、英特尔、IBM等具有世界影响力的制造业品牌。创新能力为品牌影响力提供了强力支撑。美国具备面向大学和国家实验室的健全的研究经费体系,大学开展的研究20%左右的资金由国家科学基金提供,2012年提供的资金总额在70亿美元左右,向国家实验室提供的资金总额约100亿美元。在2012年美国专利申请数百强榜中,美国企业数量为36家,居世界首位,申请数量为23940项。

  人力资源。美国除在劳动力成本方面不具优势外,劳动力素质和研究人员数量两项指标均处于世界前列。根据德勤2013年全球制造业竞争力报告,美国每百万人口中研究人员的数量为4663人,居世界第6位。2011年美国的劳动力成本为每小时35.4美元,与日本相当,不占优势。每个劳动力创造的GDP为68156美元,遥居世界第一,体现出较高的劳动生产率。

  法律法规体系。作为法治国家的典范,美国在制造业领域也形成了一套完整的保护知识产权、反垄断、保护制造业劳动者的法律法规体系。美国的知识产权法律体系主要包括:《专利法》、《商标法》、《版权法》和《反不正当竞争法》;对跨国公司利益的保护是美国《专利法》的一大特点,美国执行专利授权公开制度,使美国企业所有不能获专利法律保护的技术都不对世界公开。美国拥有世界上发展最成熟的反垄断法律法规体系,包括被公认为世界反垄断法里程碑的《谢尔曼反托拉斯法》,以及《联邦贸易委员会法》和《克莱顿法》。美国的劳工权利法律保护体系非常完善,包括《诺里斯-拉瓜迪亚法》、《国家劳资关系法》等两部著名的工会法,赋予劳工结社自由的权利、集体谈判的权利以及罢工示威的权利,其他劳工法规还包括《公平劳工标准法》、《民权法》、《反对就业年龄歧视法》、《职业健康与安全法》等。

  德国制造业被称为“众厂之厂”,是世界工厂的制造者,其工业的基础就是“制造科技”。“绿色制造”、“信息技术”和“极端制造”是德国制造的三大目标,依赖其在传统技术和高新技术领域的雄厚实力,德国拥有世界第二大技术出口国、欧洲创新企业密度最高国家等美誉。从造船、钻探机械制造,到高速列车、地铁、汽车、飞机等的制造,德国从来没有离开过世界前三名的位置,德国的制造业在国际上具有难以撼动的地位。

  关键行业技术水平。德国在全球范围内的工业领先性体现为能在短时间内设计和制造出高质量的产品。德国所走的是高端制造业路线,与美国相比,德国更偏重于高、精、尖技术研究;与日本相比,更偏重于应用技术开发。德国在关键行业的技术水平都处于较为领先的地位。德国在深海挖掘、4G技术、OLED等关键技术方面表现不凡,2010年西门子网络和德国电信合作,将LTE引入德国,将德国作为他们首次应用800MHz频率LTE科技的国家,2013年德国已在100多个城市建立4G网络。在OLED技术方面,与美国和日本相比,德国具有一定的技术领先优势,2013年6月德国德累斯顿有机材料和电子设备中心(COMEDD)与VONARDENNE设备公司合作研发出一种新技术,可生产出无需使用彩色滤光片的OLED微型显示屏,这一技术给OLED带来了革新,使红蓝绿三色OLED元件独立发光,产生真彩色,自发光效率最高可达100%,且由于节省了滤光片费用,生产成本也大大降低。相比其他工业国家,德国的机械制造已经逐步开始进入工业制造4.0时代,不断地将信息物理融合系统技术用于制造工业,利用虚拟工程(VirtualEngineering)技术来辅助工业生产流程中的人机功效的优化,促进系统集成的高效开发,以及提供多模式人机交互接口,构建智能工厂(图1)。在航空工业技术方面,德国同样处于国际领先地位,从绿色发动机、绿色航空机体制造、绿色航空电子设备到绿色航空能源,德国都掌握了最新技术,如德国MTU、IAE等公司致力于绿色航空技术的研究;德国的概念极光公司、EOS公司则掌握了先进的堆积制造技术,用于制造新型航空材料,并不断尝试将这一技术应用于航空工业金属件的制造。在汽车工业技术方面,相比美国、日本等制造业强国,德国更是具有自己的代表特色和绝对实力,德国汽车以“高调质量和低调态度”占领世界的汽车市场,如奔驰、大众等汽车品牌对世界汽车行业具有深远影响,德国的汽车行业也是汽车动力电池的研发和应用的重要参与者。

  先进材料和高端装备。德国在先进材料和高端装备业都表现优秀。在电子信息材料领域,德国默克是国际上液晶材料的三个垄断企业之一;德国英飞凌半导体公司也居于世界领先地位。在高端装备制造业,德国工业机器人的总数占世界第三位,工业机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。根据德国机械设备制造业联合会(VDMA)发布的数据,2010年包括工业图像处理、装配与搬运技术及机器人与自动化技术制造商的营业额大幅增长21%,达75亿欧元。德国生产的工业机器人已成为一种标准在全球得到广泛应用。德国库卡公司(KUKA)是世界顶级的机器人制造商和自动化产品系统和解决方案提供商,工业机器人产品在欧洲汽车工业的应用率排名第一,在全球汽车工业的应用率列在前三。德国拥有最先进的磁悬浮技术和传统轮轨型高速铁路,基于ICE3代(速度超过300km/h),德国还发展了ICE-T(电力驱动版本)及ICE-TD(柴油引擎驱动版本)两种摆式高速列车,适应不同地理条件。

  极端制造能力。除拥有万吨锻造、极大规模集成电路等技术外,德国的极端制造在超高速加工和激光制造技术方面表现更加卓越,目前德国已经实现了采用超硬材料的刃具,通过极大加快切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的超高速加工技术。同时,德国也实现了以高能密度激光为手段,实现改造物质形态和性质的先进材料加工技术。2008年,世界上第一台激光吸尘器由德国研制成功,该激光吸尘器打开了清除完全有害废物和化学物质的令人鼓舞的前景,能避免利用其他清洁方法给表面带来的侵蚀或磨损。

  品牌影响力。“德国制造”已成为高质量、高端、持久耐用的代名词。德国企业发展的一般产品多是具有世界领先水平的、高难度的、别人一时无法研制出来的产品。德国30%的出口商品在国际市场上是没有竞争对手的独家产品。目前,德国在大型工业设备、精炼化工产品、精密机床和高级光学仪器等方面拥有无可争辨的优势。全球500强公司里有37家总部在德国,大多为制造型企业,大众、奔驰、西门子、万宝龙、双立人等等都是人们耳熟能详的德国制造品牌。与此同时,德国中小企业的竞争力在全球亦独树一帜,他们中的佼佼者虽名不见经传,却在各自的行业内占领全球市场的垄断地位,被称为全球“隐形冠军”。德国的“隐形冠军”至少有1200余家,占德国制造出口量的比重非常高。这些中小企业极具创新性,他们选择以质量、稀缺等非价格竞争力的特殊领域,致力于高端制造业;在研发方面,德国已处于全球领先水平,专利数量处于世界前列。同时,德国还制定了很多制造业的“德国标准”。据统计,“德国标准”每年为德国贡献约160亿欧元。

  人力资源。“德国制造”根植于科研机构,“制造科技”是德国制造业研究的重点。德国同时注重职业教育和普通教育,为制造业提供了丰富的制造业基础技术人员和高级科研人员。一方面,具有德国特色的双元制教育,为德国制造业提供了充足的具有专业技术的人才。另一方面,德国依靠企业科研、大学科研和专业科研三个平台提供高质量、高水平的科研人员和科研成果。通过高质量的教育体系对人才的培养,科学技术对社会发展的杠杆作用被利用到了极致。此外,德国还有专注与严谨的制造业文化,专注、标准、精确和完美贯穿整个制造业的每个环节。德国的制造业者,几十年甚至上百年都专注于一项产品领域,将其做精做强。制造业中崇尚标准,对于标准的依赖、追求和坚守,使“德国制造”在设计和材料使用上,考虑用户利益,将产品质量做到极致。

  法律法规体系。德国有一整套法律、法规、行业标准以及质量认证等制度体系,形成了产品质量事前管理、事中监控和事后处理的一整套程序。如,为保证产品生产安全,德国制定有《设备安全法》、《产品安全法》等。除了在保护竞争方面设立严格的法律外,还制订了竞争秩序方面的法律法规,而政府则以严格执法而著称。为了避免由于垄断造成的企业缺乏创新动力和停滞现象,各级政府制定和执行国家的研究与技术政策,在技术进步的各个环节对企业的技术创新提供支持,包括国家通过专利保护、知识产权制度以及环保等标准的制定为企业的创新提供激励和必要的约束。

  日本是全球经济最发达、制造业发展水平最高的工业强国之一,制造业技术水平和制造能力处于世界一流行列。日本的汽车、电子信息、高端制造等领域在全球制造业分工体系中居于至关重要的地位。不少领域的核心技术、关键装备、高精尖产品生产等对美国构成了巨大挑战。

  关键行业技术水平。在五个重点领域中,日本在深海勘探开发技术、OLED技术、汽车动力电池技术等方面的优势最为显著,表现出较强的领先力和控制力。在深海勘探开发技术方面,日本于2006年即拥有了当时世界最先进的“地球”号深海探测船,全长210米,排水量5.75万吨,巨大钻头可向下伸展1万米。在显示技术方面,日本凭借在上游材料、设备等领域的优势,加快对OLED技术的研发和产业化,松下、索尼公司都已经推出了大尺寸的OLED电视;2013年日本研发出使用于OLED的第3代发光材料“高荧光”,转换效率接近100%,材料成本仅为目前的10%。在汽车动力电池技术方面,日本松下、三洋、索尼、NEC、GS汤浅、日立、东芝、TDK等企业在全世界位居前列,在锰酸锂、锰钛、磷酸铁锂等路线上均表现突出。

  先进材料和高端装备。日本在以碳纤维和超导材料为代表的先进材料研发制造方面实力强大,高速列车制造在世界范围内起步早、制造能力强。在碳纤维材料方面,日本的东丽、东邦和三菱3家公司代表目前世界的最先进水平,如东丽公司的T系列高强度碳纤维和M系列的高模量碳纤维的产品编号被行业直接用作碳纤维的分级。在超导材料方面,日本于2014年合成出含有金和硅的新型超导化合物“SrAuSi3”,在1500℃、6万个标准大气压的条件下,使金和硅及二硅化锶等发生化学反应,生成的新型超导体在1.6K绝对温度下达到超导状态。在高速列车方面,日本在1964年即开通了世界上最早的高速列车——新干线列车,川崎、日立、澳门银河官网三菱等均是具有世界影响力的轨道交通制造商,通过贯穿产品研发、设计、生产、销售、服务等全生命周期的质量控制和管理,使高速列车产品的稳定性、安全性等指标居于世界领先水平。

  极端制造能力。总体上看,与美、德两国相比,日本在极端制造能力方面的实力相对较弱。目前日本尚无航母制造能力。在极大规模集成电路方面,日本和美国一起垄断了生产极大规模先进半导体用溅射靶材的能力。大型模锻框架方面,日本制钢所是世界核电等高端锻件的主要生产企业,拥有最大锻压机140MN锻压机,锻造能力世界领先,是国际知名的核电锻件供应商。在超精密加工领域,日本2007年即拥有加工范围“达到全球最大级别”的大型超精密高刚性龙门式平面研削机床,主要加工用于半导体和液晶装置的大型高精度平面工件。

  品牌影响力。在汽车和电子产品方面,日本制造业的品牌影响力显著。丰田、本田、日产等汽车品牌,日立、松下、索尼、佳能、尼康等电子产品品牌在全球享有极高的知名度。在2013年《世界品牌500强》排行榜中,日本以41个品牌入选,排名第三。2012年美国专利申请数百强榜中,日本企业的数量占到了35家,仅次于美国居世界第二位,申请数量26209项,超过美国。

  人力资源。日本制造业在人力资源方面的软实力主要体现在研发人才方面。根据德勤全球制造业竞争力报告,日本每百万人口中研究人员的数量为7038人,居世界第一。日本制造业每个劳动力创造的GDP为44600美元,居于世界第六位。2011年日本的劳动力成本为每小时35.4美元,高出世界平均值16.4美元,在该项指标上不具优势。

  法律法规体系。日本形成了一套较完善的保护知识产权法律,1985年制定了现行的工业产权法,包括专利法、实用新型法、外观设计法和商标法。日本的反垄断法《禁止个人垄断及确保公平交易法》于1947颁布实施,此后不断修订,2006年重新颁布实施。《劳动组合法》、《劳动基准法》、《劳动关系调整法》是日本调整劳动关系的基本法律,被统称为“劳动三法”。《劳动组合法》是保障劳动者的团结权、团体交涉权和团体行动权的法律;《劳动基准法》规定了工资、工作时间、休息、安全卫生等劳动条件的最低标准;《劳动关系调整法》则是预防和解决劳动争议的法律。

  总体来看,美、德、日三国均为世界一流制造业强国,但在以硬实力和软实力衡量的综合实力表现方面仍存在差别,表现出一定的层次性。美国在两种实力的绝大多数重点领域展现出均衡发展的特征,在几乎全部领域都具有最强的全球控制力和影响力。德国整体实力处于世界前列,在两种实力的大多数领域优势突出,尤其是高端制造方面实力显著,但与美国制造业的全球控制力仍有一定差距。日本整体实力处于世界前列,制造业硬实力和软实力的表现领域较美、德两国更为狭窄,主要在高速列车、汽车动力电池、电子产品制造等方面,在极端制造方面存在明显短板。

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