新时期我国机械工程师
的历史使命和机遇
练元坚
| 摘要 新技术革命、工作边界扩展、知识产权问题、组织结构改变和中国特色条件都给中国机械工程师的工作环境带来了新变化；同时，高新技术产业化又需要机械工业开发出相应的先进装备，为此，中国机械工程师必须在光机电技术、表面技术、微尺度技术和经济性生产四个方面作出相应的努力；在这样的历史使命和发展机遇面前，中国的机械工程师必须塑造自己成为掌握制造技术、信息技术和管理技术的复合型工程师。 1 前言 世界进入21世纪，人类迎接知识经济，中国持续快速发展，在我国机械工程师面前，发生了空前巨大的变化，有太多的问题值得我们深思。 1.1 机械工业的地位起了很大的变化 建国以来历来充当“火车头”、“心脏”、“工业化象征”的机械制造业，在今天很多人心目中的地位已大大变化；对于制造业、传统工业、机械工程，在我国一度出现严重的观念扭曲、舆论失真，以至政策偏差和导向失误，例如把重复建设、无序竞争、污染排放、职工下岗，和制造业简单地联系起来；对于新经济、知识经济、网络经济的过度宣扬使中国的传统产业进一步受到冲击，发达国家经济学家散布的“夕阳产业”论调在中国无形中撒下了阴影；“信息化带动工业化”的重大决策也被不少人曲解为是一种单向动力机制，而不是以“信息化加速工业化、工业化支撑信息化”为内涵的相辅相成双向互动关系。 1.2 中国制造业走向“世界制造基地” 在全球经济结构大调整的今天，中国依然凭借一系列优势，正在成为世界制造中心，当然，在本质上这只是大多数中低档产品和零部件产品的生产加工基地，所谓的“世界生产车间”，多数并不具有自身的知识产权，原始设计和研究开发能力依旧薄弱。但就是这一情况，已令很多人兴高采烈，陶醉于制造业大国和强国的美好前景之中，盲目乐观和麻痹正在悄悄滋长。 1.3 装备制造业陷入尴尬境地 今天我国装备制造业的状况，一方面，低效生产能力过剩，职工下岗、传统产品效益差、企业亏损、市场无序竞争；另一方面，有需求的产品没有能力设计生产、精密产品高价进口、尖端产品遭受禁运。正如2001年3月两会代表所呼吁的：“我国装备制造业陷入前所未有的困境”。代表们指出，我国已经是一个制造业大国，但远不是制造业强国；光纤制造设备的100％、集成电路芯片制造设备的85％依靠进口；机械装备制造业的设备利用率51.86％；主要机械产品的技术来源57％依靠引进。 作为机械工程师，我们应该做到求其在我、从自身做起，分析形势、认清任务；看看我们应该怎样做，以及建议国家怎样做。 2 新形势 今天摆在中国机械工程师面前的，是前所未有的巨大变化，可以按五个方面来分析： 2.1 随着科学技术飞速发展，工程知识的基础发生巨大变化 2.1.1 信息技术 计算机及信息技术渗透到一切工程应用领域，对信息技术的了解和应用成为所有机械工程师必须具备的知识： ·信息技术发展迅速，更新换代快，旧有知识和技能很快老化过时。 ·机械工程师掌握了计算机设计与分析，创新的空间和灵活性比以往大大扩展。 ·信息收集、储存、分析和应用的范围空前广阔，工程师需要学会运用远程交流、远程会议、语言处理、人工智能决策、模拟仿真等技巧。 ·跨国公司通过互联网和信息技术在全球选择最佳生产和设计地点，掌握互联网手段的工程师在择业中机遇更多，竞争也更激烈。 ·通过互联网实现及时学习更加容易，终身再教育成为工程师的优先考虑。 2.1.2 微型化 微型化技术的应用首先体现在信息电子制造、纳米机械、医疗器械和航空航天领域： ·微型化技术成为机械工程师必须面对的新课题和必须学会的新技能。 ·微型化技术将大大改进产品，使之不用牺牲性能就能小型化。 ·MEMS技术将渗透到所有应用领域，微电机、微泵阀、微传感器、微传动部件成为制造业中需求快速 扩张的部门。 ·微型化改变了外科手术，要求机械工程师设计制造更多的小型、微型与纳米级的器材。 2.1.3 生物工程和医学 制造业为人类健康和优质生活服务的比重正在直线上升： ·机械工程师不再是单纯和无机物体打交道，须要适时掌握必要的生命工程知识并为之创造新机器新装备。 ·老龄人口膨胀要求更多机械工程师参与针对保障老年健康的科技工作。 ·计算机改变了医疗诊断的复杂化程度，要求机械工程师创造一系列专门化器械。 ·机械工程师必须大大扩展快速发展中的与医疗有关的新知识，创造全新概念的新产品。 2.1.4 能源与环境 科学技术越来越注重为人类可持续发展服务，机械工程师在这里起着不可缺少的作用： ·人类发展的迫切需要使核能、再生能源、燃料电池等技术正在取得突破性进展。 ·全球人口增加，能源需求量继续增大，装备大型化的趋势在许多机械设备上依然有效。 ·不断提高的环保规范要求机械工程师加快清洁能源装置和风力、太阳能等装置的开发。 ·要求机械工程师设计制造环境兼容的产品，尽量使用可回收材料，少产生废物，减少耗费能源、材料和人力资源，大力开发各种节能设备。 ·产品的3R（回收、再生、回用）设计和绿色制造以及再制造成为对机械工程师的重大挑战和机遇。 2.1.5 其它新技术 材料科学（如纳米材料）、智能机器、空间技术、海洋工程领域的新技术都将大大扩展工程问题的解决空间。 2.2 随着全球化经济的发展，机械工程师的工作边界大大扩展 ·机械工程师将更多地从业于新技术产业。虽然在总体上全球制造业比重逐渐下降，服务业比重上升，但在一些后工业化国家制造业依然举足轻重，特别是与新兴产业有关的制造行业。 ·从全球产业结构及劳动力的变化来看，发展中国家制造业劳动力人数增加和素质提高，加快了发达国家制造业的转移，特别是中低档技术和相对非熟练劳动力的行业，在这些地区当地机械工程师的需求呈增长趋势。 ·机械工程师的工作远远超出机械制造业本身，扩展至所有人类活动领域。在专业上，机械工程工作中须要更多跨专业的合作，包括工程学科和社会学科，以及与经济、法律和人文学科的合作。 ·今后将越来越少“单纯的”或“经典的”制造技术；先进适用的制造技术将和用户的应用条件 和特点密切相关，制造工程师必须通晓用户的工艺和使用要求。 ·在工作方式上，将产生更多的多专业工作团队，人际交往和沟通能力变得越来越重要，工程师要有超越国家和文化边界通过互联网进行全球合作的工作技能。 ·工程师工作边界的变化还体现在全球化条件下竞争者队伍的扩大，每个“游戏者”都可以在网上得到大量的信息，有技能的技术人员在国际上的流动性加大。 2.3 随着向知识经济的发展，知识产权的地位和作用空前改变 ·产品的价值构成继续向扩大软件比重的方向发展，知识产权越来越构成价值的重要组成部分。 ·强化保护知识产权将激励创新，促进科技发明与创造，增强知识的竞争能力和垄断能力；这将大大刺激对创新的投资，促进创新成果的产业化和商品化。 ·越来越多的国家知识产权制度进一步完善，逐步制订完善法律条例，与国际接轨，加入知识产权国际保护协定；工程师无视知识产权的行为，盗版、抄袭、无偿模仿、无偿使用软件将为职业道德和法律法规所不容。 ·在知识经济时代，创意将越来越成为竞争优势中的决定性因素，战略策划、高级咨询、创新理念的作用越来越重要。 ·各种技术标准成为竞争优势中越来越重要的核心要素，世界级领先企业通过标准控制市场、制定游戏规则，机械工程师要更加重视标准所体现的无形资产。 ·中国加入WTO后，知识产权的保护范围扩大，发达国家在先进科技专利、科技文化著作、计算机软件等方面的巨大优势将使高技术的转让费愈趋昂贵，提高了我们利用、消化、吸收高科技的成本。 ·跨国公司在我国设立研发中心，吸引我国优秀人才，或与我国优秀科研院所合作，利用我国知识产权保护薄弱的现状，直接向院所投入或购买科技成果，一些长期国家投入的基础研究成果由此有可能在不被人注意的情况下进入他人的保护屏障。 ·跨国公司从争夺高科技人才发展到直接争夺高科技企业，国外风险投资公司直接投资、参股控股、收购兼并我国有活力的高科技企业的事例将越来越普遍，在这些活动的决策和执行中机械工程师都是重要角色。 2.4 随着市场发展和社会结构的变化，企业重组和人员流动空前普遍 ·市场、技术和用户爱好的不断变化要求企业反应更加敏锐，公司企业将处在不断的重组中，自我改变、自我定位、快速适应。 ·公司根据市场情况变化经常性地调整职员队伍的多少；工作团队快速形成和解散，雇佣关系趋向短暂。公司突出奖励能创新、能快速反应、能获取所需知识和技能、及时完成任务的员工，个人报酬差别进一步拉开。 ·机械工程师一辈子为一个组织工作的现象将成为例外，工作会有更大的流动性，择业竞争更激烈。 ·小型化科技型企业将更具吸引力；有更多的优秀工程师转向咨询工作和自办企业，以充分发挥才能，体现自我价值。 ·工程师的评价因素将更加侧重实际能力和业绩，而学历、学位、职称的作用将趋于淡化。 ·机械工程师的实际平均年龄趋向变大，如何合理用好60岁以上的工程师发挥他们的长处成为竞争因素之一。 ·制造业的全球转移要求工程师有与当地劳动力或外来工程师共同工作的能力，语言交流、文化沟通、合作习惯等能力变得十分重要。 2.5 随着改革开放的不断深化，中国制造业的自身特点愈加明显 ·接纳世界制造业中心转移，中国成为制造业产品世界性生产基地的趋势愈趋明显，适应“中场产业”发展（如零部件生产）对中国机械工程师提出了不同于设计生产整机的特殊性要求。 ·广阔土地和巨大的生活差距，使高中低档 产品长期并存成为中国产品市场的一大特点，这对机械工程师无疑既是挑战，又是得天独厚的优势和机遇。 ·长期的技术落后决定了技术发展战略上的跟踪与跨越并存，机械工程师的多数要首先致力于引进消化吸收他人的技术，在学习中努力创新。 ·加入WTO后对外国资本的吸引力增强，会外语会计算机的中国机械工程师成为外资企业高级职员的人数将增多。 ·巨大市场、西部开发、奥运机遇，吸引多数跨国公司在中国设厂、设研发中心，中国工程师扩大就职于外资企业并间接提高中国制造业水平成为必然的现实。 ·世界经济衰退，国际华人资本，特别是台资进入内地的速度将大大加快，与台商互利合作成为重要资源，机械工程师要学会用好这一不可多得的机遇。 |
| 3 新挑战 进入新世纪，机械工程师面临的挑战是双重的：既要振兴传统制造业，改造提升制造业，提高制造业在全球化角逐中的国际竞争力；又要增长能力，提高水平，为高新技术产业的发展提供必需的装备。这后者是摆在中国制造业面前的意义深远的一次挑战，是经历半个世纪发展后须要攀登的一个新的制高点。 3.1 一个新的制高点 如果作一个粗线条评价，可以这样理解：我国的装备制造业，或者说是机械制造业，在20世纪60年代的代表性贡献是“九大设备”和万吨水压机，以及以它们为代表的各行各业的一批机械设备，为共和国迈上工业化之路立下了不可磨灭的功劳；而在20世纪80年代前后，以年供1500万千瓦电站设备和百台钻机的攻坚战为标志，制造业为新中国的工业现代化创造了基础设施条件，为高速发展我国能源交通事业、为推进四个现代化提供了物质基础。现在又面临着一个新的高峰。 根据我国经济学家的分析，适应工业经济发展的“第一代基础设施”主要指向能源、道路和水源，承载的是人流和物流；面向知识经济时代，当前急需发展的是承载信息流和资金流的“第二代基础设施”，这就是网络、数据库、终端、电子商务系统等。为这些基础设施的建设提供装备，也就必然成为机械制造部门新的历史使命。 对于已有50多年发展历史的制造业来说，无疑这一为高新技术产业提供装备的任务是一个更高、更艰巨的任务，是为中国走向新世纪、新经济、全球化、走向知识经济打基础的新的制高点。 3.2 高新技术产业化需求巨大，而我国装备制造业很不适应 目前我国的装备制造业，远远满足不了高新技术发展的需求。特别是微电子制造业需要先进的硅晶片生产线、集成电路生产线、显示器生产线、精密模具及塑料机械；光电制造业需要光纤、光缆、连接件生产所需的测试设备和生产线；纳米技术走向产业化需要有精密仪器设备、微机械；新材料制备及测量、新能源装备及元器件制造、生命科学、基因科学、生物技术、新医药工程的研究开发和产业化、航空航天技术、海洋技术的研究开发和产业化，无不需要相应的先进装备与仪器。 单是看一下我国信息化建设的需求，作为核心元器件的芯片，我国需求量占全球的五分之一。按照CCID（信息产业部计算机与微电子发展研究中心）的预计，2005年国内芯片需求量470亿块；2010年需求量800亿块。 为满足信息化发展的需求，国内各地都在规划建设集成电路生产线、光纤生产线。例如：北京市“北方微电子产业基地”将建20条集成电路生产线，开发芯片生产线专用设备。上海微电子产业基地，在“十五”期间引进投资100亿美元，建10条集成电路生产线。此外，成都、深圳、无锡、杭州、宁波、珠海、青岛、西安、成都、乐山，都有在建和规划建设中的集成电路生产线。 面对这些生产线所需的先进设备和仪器，我国装备制造业很不适应，当前只能承制其中的很少部分。 3.3 从微电子装备做起是合理的选择 近十年国际上研究开发用于高新技术发展的装备，无不从微电子装备做起。美国在1991年“国家关键技术”报告中提出：“美国半导体工业是依赖于设备供应商这个基础的，在制造设备方面领先的国家有可能主宰半导体器件的世界市场”。为此，报告建议将“微米级和毫微米级制造”列为国家关键技术，具体瞄准集成电路应用，技术上从毫微米光刻技术、薄膜/表面处理技术、微米级机械器件三方面集中突破。 芯片生产线装备基本上属于“精密光机电设备”，技术密集、附加值高、体现综合国力；外围设备多，相关性强，带动性大，所需技术多数正是高新技术产业的共性技术—精密/超精密技术、光机电技术。而其前沿产品（0.25μ以下技术及装备）已成为国外控制我国发展先进装备的关键指标线。一条8英寸生产线设备投资约10亿美元；一条12英寸生产线设备投资达到15～20亿美元，可以预期，在五到十年内，我国集成电路生产线建设将以几百亿美元投入到相应的装备采购上。而全球2000年半导体设备投资530亿美元。 为摆脱完全依赖进口和受制于人的局面，上海信息化发展战略的七大任务中提出要加大信息产业装备和生产线的研制开发力度，为信息产业提供工作母机和成套生产线；上海和北京的机械制造企业正在发动当地资源，力所能及地向电子装备进军（从外围、后工序设备做起）；也有一些外资小企业，开始在国内设厂制造单项后工序设备供应全球。但是从整体来看，信息技术发展所需的所有关键设备，目前处于基本上依靠进口的局面。需求是最大的动力，从微电子装备做起，显然是合理的选择。 3.4 传统和新兴产业之间不存在鸿沟 传统产业和新兴产业不仅是你中有我我中有你的关系，而且是新兴产业的成长有赖传统产业的基础、同时促使传统产业改造提升的关系。各新兴产业的多数复杂生产工艺，大都由相应的早已成熟的单项工艺技术经过提升改进集成组合而成。如在半导体制造技术领域有名的装备供应公司，美国Ultratech公司、VSEA公司和日本TEL公司，它们依托的基本技术分别是离子植入和等离子掺杂技术、薄膜沉积技术和激光热处理技术，都是在机械工程师熟悉的摩擦学、表面工程、真空工艺、焊接技术、热处理等传统领域普遍应用的工艺技术基础上，针对新需求综合集成，做得更精细、更实用、更高一个档次。 分析国外情况，美国发展半导体技术的主角多是新兴企业；而日欧则是新老企业联合形成发展主体，特别是装备制造业更是如此。如日本佳能公司依托照相机技术发展光刻设备，日立公司依托精密加工技术发展印制线路板高速钻床，一批家电巨头大力发展微电子生产技术及装备，如松下、索尼、三洋、夏普，欧洲的博世、蔡司、飞利浦，美国的德州仪器公司，都从传统制造产业成功进入半导体制造领域。这些事实，对于经济基础远不如美国的发展中国家如何用好现有产业基础发展高新技术产业，应该是有用的启示。 3.5 机械工程要有新发展 要使我国的装备工业能够适应高新技术产业化的需求，并不完全取决于工程师们，在这里体制创新、机制创新往往比技术创新更重要。但是从技术基础来看，机械工程学科发展和人才培养的重心和方向，显然也要主动作出适应性调整。 例如从高新技术发展的需求出发，应该更加重视精密模具技术、RPM技术、精密与超精密加工技术、自动化与机器人技术、真空技术、表面技术、光刻技术、薄膜技术、精密测量技术、新材料应用技术等。 应该把工业工程、成组技术、并行工程、虚拟设计、快速制造、网络化制造、个性化批量生产、现代化物流、客户管理等首先应用于高新技术产业化装备的研发、设计、生产中。 从技术和专业的簇群概念来审视，机械工程为高新技术装备开路必须大大加强四方面的技术群，也就是高新技术装备的四类关键共性技术，或者说要做好四方面的文章： 3.5.1 做好光机电文章 光机电综合技术，实质上属于广义的机电一体化技术，是机械和控制的综合，光学、电子学和机械学的集成，机械、材料和粒子物理化学性能的综合集成和复合，涉及机械工程的诸多领域，是微电子技术、光通讯技术、生物技术、纳米技术、航空航天技术等高新技术发展中离不开的共性技术。 3.5.2 做好“表面文章” 最明显的例子是芯片。芯片制造的基本工艺：镀层、制版刻蚀、掺杂、热处理，可以说都是“在表面上做文章”，都是精细表面技术。又如半导体器件、显示器、微波电路、光磁储存介质、激光器件、生物医学器件、太阳能电池等应用金属和金属氧化物镀膜、类金刚石膜，也都是净化或真空条件下的精细表面技术。 3.5.3 做好“微尺度文章” 所有高新技术产业都需要超精密测量和加工技术。集成电路制造走向2001年的0.13μ、2004年的0.09μ、2008年的0.06μ和2014年的0.03μ，已经成为世界半导体业界的共同目标。纳米尺度的材料展现全新性能，相应地微纳米机械需要全新的设计理念与工艺方案。 机械工程必须适应这一现实，从仅仅瞄准“重”的和“大”的工作对象中解脱出来，努力在微尺度上，从毫米、微米延伸到亚微米和纳米尺度，研究开发相应的微机械工程，设计制造相应的微机械设备和器件。 为此，机械工程研究的领域要发展微运动学、微结构学、微动力学、微摩擦学、微流体力学，建立基于尺度效应的微机械学。 机械制造产品要有微齿轮、微电机、微轴承、微阀、微泵、微开关、微直线导轨、微激光头、微刀具、微主轴、微型传感器，并由此制成微机械、微操作器、微型机器人、微型卫星、微型武器和探测器等。 相应地，机械制造技术要掌握精密/超精密技术、微型加工、微细测量、微表面处理、微电火花加工及微能量束加工等。 3.5.4 做好“经济性文章” 高新技术能否产业化，最终必然体现为经济性问题。比如海水淡化，原理问题早已解决，采用膜技术的技术方案也没有太多争议，核心是生产成本。如何能改进制膜设备，提高生产效率和成品率，加上改进传热分离系统，改进用能设备，提高输送效率，大大降低制造成本，这些以经济性为最终目标的生产技术集成，实质上都是机械工程师的应有工作。同样，太阳能光伏发电、电动汽车、风力发电、磁悬浮列车等能不能早日大面积推广，实现产业化，主要难题也都归结为经济性。机械工程师要为高新技术产业化服务，必须寻求技术和经济的全面解决方案。 3.6 第三次攀登高峰的新特点 要攀登为高新技术产业化提供先进装备的新高峰，须要看到其新特点： ·在技术上，是多学科复合集成，寻求综合解决方案。必须组成多专业工程师团队。 ·在时间上，高新技术发展和更新速度快。必须瞄准前沿，迎头赶上。当今芯片技术的主流正在进入300mm晶圆和0.1μ级工艺，全球正在建设的生产线一半以上已是300mm的晶圆厂。在这里新旧常常不是并存关系，而是淘汰取代。 ·在组织上，是大规模竞争前合作体制，跨行业联合突破。必须强强合作，以减少研发成本。 ·在机制上，是计划手段和市场机制综合运用。必须政府倡导、规划协调加支持，高强度推进。 在制造业界现在知道美国有一个“下一代轿车计划（PNGV）”的人很多，但并不都知道在发展半导体技术上，在美国、日本和欧盟，有世界上三个大规模的政府推进、企业联合、产学研综合行动的超大型研发计划，这就是美国的SEMATECH（半导体制造技术联盟）计划、日本的ASTI（半导体技术联合体）计划和欧盟的JISSI（欧洲半导体硅）计划和后续的MEDEA（欧洲微电子应用开发）计划。一个明显的事实是，在发展信息技术的关键工艺和设备上，再市场化的国家也意识到企业利益与国家目标的高度一致，而且事关全局，必须政府推进，组织大范围联合研究体，千方百计抢占制高点。 |
| 4 新要求 新时期的中国机械工程师，必须适应一系列的新要求，其中最主要的是：高新技术产业化的要求、机械制造业结构调整提高素质的要求、机械工程师业务向广大服务领域扩展的要求以及适应全球化竞争和国际性合作的要求。 4.1 机械工程师职业的总体发展趋势 ·美国机械工程学会组织了一次有代表性的广泛调查，对1996～2006年美国分行业机械工程师就业情况作出了预测，其主要结果是： —1996～2006年美国机械工程师总体上将增加约3.5万人； —机械工程师将越来越多地就业于机械制造以外的行业，其中最大部分是在服务行业，首先增加于工程管理服务和专业性服务； —机械制造部门所占机械工程师的比例虽将下降，但仍是其最大部门（占53.7％)。 ·香港1993～1999年人力需求的变化情况是： —制造业人数由868万人下降到244万人，特别是操作工减少，而技术及专业人员增加； —就业职工大量转向制造业中的电子工业、进出口贸易、交通运输仓储业、通讯服务业、金融、保险、房地产服务业和公共服务业。 ·我国多数地区目前的情况，不同于发达国家，也不同于国际商业化都市。如上海市发布的2001年度人才开发紧缺专业目录中，既有智能仪器仪表网络系统、数控机床及机电一体化、微电子装备，也有汽车制造、发电与输变电设备、石化设备、冷冻空调设备、现代农业装备、城市轨道交通装备、船舶与港口机械设备。相应所需的专业则是机械设计制造及自动化、材料成型及控制工程、工业设计、过程装备与控制工程、测控技术与仪器、热能与动力工程、电气工程及自动化、生态学、环境工程、安全工程等。上海电气集团已与中科院签署科技合作协议，将微电子装备技术、燃气轮机技术、循环流化床发电锅炉技术、工业机器人应用工程、机床主轴和交流伺服电机系统等列为首批合作项目。很明显，在我国相当长的时期内，融入和结合了信息技术的制造专业仍然是很需要的专业。值得我们参考的是，今年台湾省统计，高考最热门五大专业中，电机工程学列在法律、外文、医学、资讯工程之前，位居第一。 4.2 机械工程师为实现价值而塑造自己 根据新时期的新要求，必须扩展思路来定位新时期的机械工程师。例如，已有不少原先的机械工程师在银行系统里很好地发挥着作用；不少机械工程师从事经济工作研究，成为以切合生产实际为特长的知名学者；制造业的工程师应用网络技术比网络专家寻找应用实体显得更有成效等。 参考美国所作的调查，年轻的机械工程师在未来十年中的期望，最普遍的两项是继续教育和职业引导（有经验的忠告、咨询、榜样）；在中年机械工程师中，未来十年的最大期望是继续教育、职业策划和能力更新；而对于有经验的机械工程师，未来十年的主要期望是继续教育、寻求新职、策划前程。由此看出，在美国，新经济的新要求反映到机械工程师对自己理想和前程的设计，都是首先希望继续教育和职业转移，都是要求自己不断适应、不断学习提高并寻求更合适的自我实现。这是大大不同于以往的就业观念、奋斗目标和择业理念的。如果稍为仔细一点观察我们的周围，这样的趋向也在悄悄向我们走来。 4.3 制造活动的三轴理论 要了解未来的机械工程师需要掌握什么，必须分析制造活动的实质内涵。有一种关于制造活动的三坐标分析，对理解制造活动的实质具有参考意义。这种理论认为： X轴－转变轴，对应各种冷热加工过程，体现实际生产加工； Y轴－移动轴，对应物料移动、搬运、装配、仓储，体现为物流； Z轴－信息轴或时间轴，对应数据获得、储存、处理和分析、应用，体现信息功能和自动化。 按照这样三个坐标的分析，传统的初级制造活动大体上体现为X和Y的组合，改进物流和改进加工技术同样重要，即X、Y方向都大，面积才能大，此时再加大Z轴（如CNC、CAD、CAPP、CAM，机器人、自动生产线、ERP），会有最好的效果。 而如果X及Y很小，只是一味在Z轴方向加大，效果不可能好。也就是在加工过程和物流过程很不完善（工艺落后、管理混乱、物流不顺）时，单靠自动化、靠信息要素难以发挥效果。 20世纪80年代日本在制造业上超过美国，靠的是生产技术强，加上完善的物流，而在自动化方面投入并不很多，这中间JIT起了主要的作用；后来美国回过头来加强制造技术和质量控制，使传统制造业提高到先进生产水平，加上美国原有的完善的物流系统和信息技术上无可置疑的优势，以三个坐标的共同增强构成了当今最强大的制造业。 发展中国家追赶发达国家不能盲目照搬，一味追求信息化手段最先进、买自动生产线、买全套ERP系统管理软件，想绕过扎扎实实地抓制造工艺和基础管理，绕过改进物流和提高生产和管理效率，必将不能获得成功。 4.4 制造技术的五组分学说 同样有参考价值的是关于制造技术五个组分的学说。这五个组分是：产品与过程设计技术、生产制造技术、信息沟通技术、组织管理技术和材料技术。 产品与过程设计技术、生产制造技术和材料技术是传统制造技术的组成部分。与机械工程师打交道的材料迅速地从钢铁扩展到轻金属、非金属、高分子材料、半导体材料、稀有材料以至纳米材料，在分子层次创造新材料的方法将使同一零件内材料组成可以不同，大大增加设计变化的空间。机械工程师当然须要及时补充相关新知识。 信息技术在制造过程中起着越来越重要的作用。如机电一体化技术、微电子技术改造制造业、CAD/CAM技术、数控数显技术、智能制造、虚拟制造、电子商务等。新时期的制造业必然是信息化、数字化、网络化和集成化的制造业。运用信息技术的能力是当今机械工程师最须要加强的新能力。 管理技术在机械工程中的地位和作用变得越来越重要和举足轻重。由于以往组织管理被排除在技术之外，长期以来成为一般机械工程师的弱项。在技术不断高速发展、而管理越来越跟不上的情况下，大量传统制造企业中的问题更多地出现在管理上，形成所谓“三分技术，七分管理”的局面。 把管理技术视为制造技术的当然组成部分，是未来制造业顺利发展的必要的理论基础。对此，五组分学说中“Orgaware”的提法是一个有用的工具。 这个OrgawareTechnology，组织管理技术，在制造过程中应该包括所有为实现制造活动所需的组织支撑系统，如行政管理、通信交流、信息沟通、工作协调、组织结构、规章制度、标准规范等。而与组织管理技术密切相关的要素则是机制、体制和制度，管理体系，激励制度，以及人际联系、领导能力、协调能力、综合能力、判断能力、决策能力等。 支撑组织管理技术的学科知识是系统工程学、技术经济学、统筹学、组织学、行政学、心理学、统计学、管理学、营销学等。 4.5 新型制造业需要复合型人才 时代要求制造技术的叠加融合，21世纪的制造业是以系统集成和交叉融合为基本理念的新型制造业。 例如，机电一体化、数控机床、CAD/CAM、FMS、数字化制造技术体现了机械技术和电子信息技术的复合；精益生产、准时制生产、工业工程、质量控制反映了机械技术和管理技术的结合；现代化的客户管理系统、库存管理、现代物流都要求管理技术和信息技术的集成。而一切AMT、CIMS、ERP、虚拟企业、电子商务、网络联盟等现代制造理念和模式的实现，必须是机械技术、管理技术和信息技术三者融合集成的结果。 在美国所作的调查研究中，机械工程师未来必须具备的重要能力中包括通讯能力、计算机编程能力、业务实践、工程基础、团队工作能力、跨专业理解能力、项目管理能力、学习能力、创造性、多语言能力等多种能力的综合。 时代需求越来越向复合型人才倾斜，这是普遍的趋势。 4.6 创新和学习——机械工程师的基本品质 在所有未来机械工程师必须具备的能力中，结合我国机械工程师的实际情况，应该特别强调创新和学习能力是最重要的基本品质。江泽民主席指出：“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”；科技部长徐冠华不久前提到：“只有敢于打破常规、标新立异，才能获得不为旁人所知的真知灼见。因循守旧、墨守成规都与创新无缘。”我们应该大力提倡国内外有些创新型公司所遵循的理念，例如KODAK公司倡导的“想象的第一规则是不存在规则”、“换一个角度来看世界”、“将你的思维翻个个儿”、“用孩子的眼光来看世界”等。 终身学习、善于学习是机械工程师的必备品质。我们所处的新时期，最大的特征就是机遇和挑战无限，学习永无止境。停止学习，就是被淘汰的开始。已有的知识不更新将快速老化。 此外，对于工程师来说，在创新问题上排除纯技术观点十分重要。“最好的技术不一定能成功，市场最终还是要打败技术”（钱伯斯）。而且，机械工程师不但要有内容类知识（是什么、为什么）、方法类知识（怎么做、谁来做），还要有规则类知识（约束着怎么做和谁做、什么能做、什么不能做……）。哈佛商学院的传统是重视得出结论的思考过程，而不是能否得出正确的答案。“会学”重于“学会”，方法比知识更有用。 机械工程师应当保持发扬自己传统的优良品质：如认真严密、逻辑性强、全面权衡、追求准确性、系统性、结合实际、动手能力强等，同时克服机械思维、容易见物不见人、技术至上忽视市场等弱点，全面加强信息技术和管理技术的学习掌握，塑造成为新时期机械制造业和非机械产业都需要的复合型工程师，这也正是新形势下我国机械工程师的新机遇。 ————————— 练元坚，研究员级高级工程师。中国机械工程学会副理事长，中国机械工业联合会专家委员会委员，中国机械工程学会表面工程委员会主任委员。原机械工业部科技司司长。主要从事制造业科技管理及战略研究工作，发表文章30余篇。 |