走向“制造一服务”一体化的和谐制造

走向“制造一服务”一体化的和谐制造发表时间：2009-10-25杨叔子史铁林来源：万方数据库关键字：制造服务一体化和谐制造指出了自然、人类和制造三者之间的关系，讨论了制造及其发展的内涵、制造的效益化和人性化，介绍了“工业设计”给予的启示，最后阐述了走向制造与服务一体化的和谐制造。0前言路甬祥同志1997年在中国机械工程学会长沙年会上所做的《坚持科学发展，推进制造业的历史性跨越》主题报告是一个重要的指导性文件。笔者在《中国机械工程》2008年第7期的论文《以人为本——树立制造业发展的新观念》中，论述了对这一报告的有关认识，根本点就是十分赞同制造业必须树立科学发展观这一新观念。科学发展制造业就必须：要准确把握时代特征；要把握科技发展趋势；要准确把握我国国情。只有以人为本，树立新的发展观念，即“科学发展观”，有力而正确地促进制造业、制造技术的科学发展与自主创新，才能走向和谐制造。本文更着重于阐述制造与服务的关系，发展和谐制造。1自然、人类和制造三者之间的关系大自然创造了人类，人类创造了文化、文明。人类以自然为生存与发展的基础，以文化、文明为生存与发展的方式。人类文化、文明的基础是物质文明，人类的物质文明是从制造开始的，并由制造、材料、能源、信息四者作为支柱所构成。制造是人类物质财富创造的基础，制造是国民经济建设中第一大产业部门，制造是为各个领域提供装备的核心部门，制造是高新技术载体的提供者，制造与国防、国家安全休戚相关，制造显然非常重要。恩格斯在《自然辩证法》中深刻指出：“直立和劳动创造了人类，而劳动是从制造工具开始的。”并形象地描述，制造工具是从制造第一把石刀开始的。毛泽东同志1964年春发表的词《贺新郎·读史》上阙是：“人猿相揖别。只几个石头磨过，小儿时节。铜铁炉中翻火焰，为问何时猜得，不过几千寒热。人世难逢开口笑，上疆场彼此弯弓月。流遍了，郊原血。”词中描述了人类与猿的分道扬镳就是从能否制造石头工具开始的，发展到几千年前，人就懂得冶金了；能否冶金，据称也是文明与野蛮区别的重要标志之一。人类的发展、人类文明的发展与制造的发展、工具制造的发展是分不开的；而且人类在此发展中始终处于主导地位。自然在演化中，经由劳动、制造、工具创造了人类；人类在进步中，创造与发展了制造、工具，并以此为物质文化、文明与精神文化、文明的创造与发展不断奠定基础。与此同时，制造、工具也在不断发展。可以说，没有制造，就没有工具制造；没有金属的发现，没有金属农具制造，就没有农业革命；没有热力学定律的发现，没有蒸汽机制造，就没有第一次工业革命；没有电磁的发现，没有电机和电器制造，就没有第二次工业革命；没有半导体的发现，没有芯片与计算机制造，就没有信息革命。可以肯定，纳米科技、生命科技、光量子科技等的发展，更加发展了先进制造，它必将导致人类生产、生活、思维、社会更为深刻、更为广泛的革命。可以说，没有科技的发展，没有制造的发展，就不能持续满足人类不断发展的需要。制造有层次，从制造、工具制造、机械制造、装备制造到机床制造。机械是复杂的工具，装备是关键的机械，机械制造的核心是装备制造，装备制造中更为核心的是机床制造——工作母机制造，机床是制造机器的工具。马克思在《资本论》中的论述极为正确：“大工业必须掌握这一特有的生产资料，即机器的本身，必须用机器生产机器，这样，大工业才能建立起自己相应的技术基础，才得以自立。”“用机器生产机器”，实质上就是用工具制造工具。据不久前统计，我国制造光电子装置的装备100％靠进口，制造IC的装备80％靠进口，高档数控70％以上也要靠进口，这些都受制于人。所以装备制造是制造发展的关键。国际上，把一个国家关键技术依靠进口的比例定义为技术依存度，以此作为考核一个国家科技实力一个重要的指标。在20世纪90年代中期，工业发达国家的平均技术依存度为10％，日本6．6％，美国1．6％；韩国24％，中国远远在50％以上。我国中长期科技发展规划，争取到2020年将技术依存度降到30％以下。所以我们必须高度重视制造领域关键技术的发展，重视制造领域的知识产权。2制造及其发展的内涵“制造”不等于“加工”。制造内涵有三点：前端的构思与设计，指加工前；中端的加工，指加工中；后端的营销、服务与使用，乃至回收与再制造，指加工后。检验测量及管理经营都涵于其中，其实，这就是依靠信息联系把制造全过程综合成整体。所以严格讲，目前我国仅仅是个“加工大国”，还不算是“制造大国”。我们必须把“制造”的全过程都做好了，才有可能成为“制造大国”，走向“制造强国”。经过努力，我们能够做到这点。制造发展过程大体如下：a)原始制造工艺系统(图1)。原始的制造是人手拿了石器对加工对象进行加工，人脑按照需求指挥人体进行加工动作，眼睛观察加工对象后，获得反馈信息，人脑据此判定是否需继续加工。这里就有了需求、加工、使用这3个阶段，即前端、中端与后端。图1原始制造工艺系统b)金属工具出现后的制造工艺系统(图2)。随着材料的发展，有了金属工具的出现，加工过程加工强度剧增，这时人的体力不够，要通过机构机器操作工具加工。图2金属工具出现后的制造工艺系统c)加工设备出现后的制造工艺系统(图3)。随着材料、动力等的发展，出现了蒸汽机、电动机，使用动力的加工设备替代了人力机械，检测装置替代了人的感官，有了工艺文件下达指令。制造还是3个阶段。图3加工设备出现后的制造工艺系统d)信息(检测、控制)技术发展后的制造工艺系统(图4)。随着材料、动力、信息(检测、控制)技术等的发展，出现了自动、半自动金属切削机床、织布机、印刷机等，都是用刚性控制器，诸如凸轮、行程挡块等部分替代人脑。例如1873年美国出现的单轴、多轴自动机床。图4信息(检测、控制)技术发展后的制造工艺系统e)信息(计算机、控制)技术发展后出现的制造工艺系统(图5)。随着计算机的出现，计算机可以存储加工指令及处理检测信息，实现数字控制，控制器、制造系统开始具有柔性。例如1952年，美国出现了数控机床。图5信息(计算机、控制)技术发展后出现的制造工艺系统信息技术与计算机技术的进一步发展，实现了数字控制，实现了制造的柔性。从控制1台机床到控制一条生产线、一个车间、一个工厂、一家企业，进一步发展为跨地区的联合企业、虚拟企业、企业动态联盟，发展到了网络制造。信息技术的发展极大地提高了生产自动化水平。例如1974年，美国有了CIMS(计算机集成制造系统，此处c为Computer)；1976年，日本有了FMS(柔性制造系统)；当代又有了当代的CIMS(当代集成制造系统，此处c为Contemporary)。不管发展到什么程度，制造的内涵本质未变，不过它的内涵更丰富、更深刻、更系统了。制造的前端包括：构思、决策、规划与设计等等，是前提，是先天，此点失误，一切皆空；制造的中端包括：加工、装配、包装等等，是关键，是后天。此点失误，先天作废；制造的后端包括：营销、服务、咨询、维修与使用等等，是根本，此点失误，前功尽弃；而作为质量保证手段的检测、考核，则无处不在；“三分技术，七分管理”，作为现代企业神经中枢的管理，是制造生命之所系，更是先进制造须臾不可离的灵魂。在上述整个生命周期的每一个环节中，都离不开人对每一个环节的不断改进与创新。3制造的效益化和人性化制造发展趋势中有两个特点：a)效益化——制造的参与者工作效率不断提高，人尽其用，物尽其利，即制造的生产水平与生产力不断提高；b)人性化——制造者的劳动不断减轻，用户的需要不断满足，一切参与者的潜力开发不断改善，即对一切参与者的人文关怀不断提高。“效益化”与“人性化”这两者是对立统一的，这也是科技双刃剑作用的重要体现。统一，相助，即两者相互促进；对立，矛盾，即两者彼此抵触。特别是“效益化”的反“人性化”，最终也会导致反“效益化”，此即：一是导致与自然环境不和谐(环境污染，生态失衡，资源浪费，等等)；二是导致与人际关系不和谐(恶化劳动现场，强化劳动强度，加剧社会矛盾，等等)。结果是社会、制造均不可持续发展。考虑制造的效益化和人性化，还必须要考虑人与自然的关系。人不是自然的奴隶，听凭自然驱使与宰割，但人更不是自然的主宰，能为所欲为地去奴役与宰割自然。人只能够是而且必须是自然的有机组成部分，包括人的自觉的主动性与高度的创造性。人是“万物之灵”，能不断深刻认识自然，积极主动地顺应自然，恰如其分地利用自然，因势适度地改造自然，全面协调地按自然规律办事，“天人合一”，和谐共生。在这方面中国人很值得骄傲。美国诺贝尔化学奖金获得者普里高津说过：“中国传统的学术思想着重研究整体性与自然性，研究协调与协同，现代科学的发展更符合于中国的哲学思想。因此，中国的思想对于那些想扩大西方科学范围与意义的哲学家与科学家来说，始终是一个启迪的源泉。”有事实为证：早在2200多年前(约公元前276一前251)李冰创建的都江堰水利工程，就是在深入调查研究、总结前人治水经验的基础上，精心选择在成都平原顶点的岷江上游干流出山口处作为工程地点，团结和组织西蜀各族人民，经过艰苦奋斗建成的。实践证明，历2000多年而效益不衰的都江堰水利工程，地理位置优越、合理，工程布置适合自然规律，分水堤、溢洪道、宝瓶口三项工程相互制约、相辅相成，综合发挥引水、分洪、排沙输沙的重要作用，旱涝都不怕，从此有了富饶美丽的成都大平原。都江堰水利工程甚至经受住了四川汶川2008年5月12日的大地震，至今仍然发挥着巨大的效益。李冰早就全面协调按照客观规律办事了。此外，诸如广西的灵渠等何尝不是如此!随着工业革命的伟大胜利，随着科学技术迅猛发展，越来越“效益化”，人间“奇迹”一个接一个创造出来，人类误以为：按照人的主观意志，依靠科学技术，凭借制造手段，创造出各种工具与方法，征服自然，人可以成为自然的主宰。美国一位未来学家在约翰·赖斯比特1999年出版的书《高科技，高思维——科技和人性意义的追寻》，(2000年出了中文版)，书中叙述了科学技术的两面性，人类科学技术发展很快，正在改变人类的环境，改变人类与环境的关系，改变得好坏尚难定论。特别是生物科学技术的发展，不但改变了人类的环境，改变了人类与环境的关系，而且还改变了人类本身。这个改变得好坏更不清楚。该书中文版序言更明确指出，科学技术正在给人类带来神奇的创新，但同时带来了潜在毁灭性的后果。有一位生物学家更指出，当人类彻底揭开生命奥秘之日，就是人类彻底灭亡之时。如果生命奥秘一旦被狂热分子掌握，灾难必然降临。所以在美国2001年9月11日恐怖事件之后，我相信了他们的看法。“祸兮福所倚，福兮祸所伏”，事情一旦做过了头，必然走向反面，“物极必反”。出路何在?“解铃还须系铃人”，根本在“人”!倒退没有出路!遵循“天人合一”与“社会和谐”。一靠发展：靠科技发展，二靠人：靠人以相应的更好的制造、工业、科技，谋求“效益化”与“人性化”的有机统一，即靠科学发展观发展。2007年中国科协年会有位专家在大会报告中讲：“节能减排，与其讲关键在科技，不如讲根本在制定与执行政策与措施的人。”他的观点完全正确，科技是重要，但如何去应用更为重要。做表面文章害死人，如果只讲眼前政绩，不管后果，就要危害子孙。“为官一任，造福一方。”这个讲法，值得研究：怎么造福?眼前的、局部的?长远的、整体的?今年中国科协工作活动的主题是：“发展、责任”，要发展，还要负责任，即要负责任的发展，科学发展。佛教禅宗六祖讲：“邪人用正法，正法亦邪；正人用邪法，邪法亦正。”所以关键还是在人，非常正确。各地节能减排存在的问题，往往不是科技的问题，而是干部问题，首先要解决干部问题。4工业设计的启示工业设计是制造全过程中一项很重要的前端工作。根据国际工业设计联合会ICSID(internationalcouncilofsocietiesofindustrialdesign)2006年发布的关于工业设计的定义，包含目的和任务两项：a)工业设计的目的：“设计是一种创造性的活动，其目的是为物品、过程、服务以及它们在整个生命周期中构成的系统建立起多方面的品质。因此，设计既是创新技术人性化的核心因素，也是经济文化交流的关键因素。