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为中国创造提供“软装备”

    2004年4月,在三峡右岸电站70万千瓦水轮发电机组招标中,哈尔滨电机厂(简称“哈电机”)通过自主创新战胜在左岸电站建设中曾经指导过他们的“洋教练”,一举中标4台机组,这是我国企业首次独立承制世界最大的水轮发电机组的设计和制造任务。哈电机在三峡工程中创新图强的故事,得到了国务委员陈至立的肯定,并做出批示,责成科技部派人深入哈电机实地调研,总结哈电机引进消化吸收和再创新的经验。
    哈电机的创举既是企业多年持续不断推进信息化的结果,也是科研人员自主创新的结晶。这表明随着制造业信息化的深入,信息化不仅是企业提高生产效率和经营效益的利器,还是推进自主创新的平台。
 

自主创新的内涵

    制造业信息化包括两方面:一是研发设计信息化,包括应用CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)、CAM(计算机辅助制造)、CAPP(计算机辅助工艺过程设计)、PDM(产品数据管理)及PLM(产品全生命周期管理)等;二是管理信息化,包括实施MRPII、ERP、CRM、SCM及KM等。不论是研发设计信息化还是管理信息化,其高级阶段都是企业知识管理,并以此为基础推进自主创新。
    在制造业信息化的早期阶段,信息化和自主创新除偶尔“相会”外,基本上是两条“平行线”,因为研发设计信息化的主要功效是提高设计效率和产品设计质量,管理信息化的主要功效是降低经营成本、提高管理水平;而自主创新尤其产品自主创新基本上是产业技术自我发展,与IT几乎没关系。但随着制造业信息化的深入,研发设计信息化不仅提高了产品的设计效率和设计质量,提高了企业市场反应能力,而且沉淀在系统内的知识使得PDM、PLM等软件从设计工具变成了产品创新的知识平台;沉淀在ERP内的大量管理数据成为企业管理创新和品牌创新的基础。
     创新是永恒的主题,是可持续发展的源泉。8月21日,国务委员陈至立在中国科协2005年学术年会上说,自主创新主要包括三个方面的涵义:一是加强原始性创新,努力获得更多的科学发现和技术发明;二是加强集成创新,使各种相关技术有机融合,形成具有市场竞争力的产品和产业;三是在引进国外先进技术的基础上,积极促进消化吸收和再创新。换句话说,从“中国制造”走向“中国创造”,必须在这三个层面上下功夫。
   IT在自主创新的不同阶段有着显著不同的作用,随着研发设计信息化建设的深入IT大大加快了引进、消化吸收和再创新的速度,沉淀在PDM、PLM等系统内的知识为集成创新提供了知识平台,但在原始创新中IT的价值主要表现为计算工具。
               

加快引进消化吸收和再创新的速度

    中国用“市场换技术”已经多年,但以往用市场换取的“技术”通常是产品和图纸,科研人员拿到外方图纸后常常知其然,而不知其所以然,因而很难真正意义上消化吸收,当然也难以再创新。在三峡左岸电站招标中,国家依然坚持“市场换技术”,不同的是,这次不再要求外方仅仅提供图纸而是和国内企业一起设计制造。1997年,哈电机还是个“学生”,作为分包者与“洋教练”——法国阿尔斯通公司和挪威KEN公司一起承担三峡左岸电站8台发电机组的设计制造。
    以前,哈电机也曾多次和国外企业开展联合设计,但由于设计环境不同,只好派人到国外“拆图”,即在外方监督下把总包图纸转化成国内标准,再回国设计,不仅效率低下而且难以真正学到外方的设计方法。
    在三峡发电机组设计制造中,哈电机利用异地联合设计环境与外方开展了网上联合设计。哈电机副总专业师郭玉森说,网络环境是企业实现信息化、集成化的基础,也是参与国际合作的入场券;哈电机为建立国际合作的技术环境,实现全球环境下的大制造,在企业Intranet得到充分发展应用的基础上,构建了多国异地联合设计环境。瑞典KEN公司的设计人员把设计任务以及设计方法通过电子邮件发给中方,中方设计完成后再发给对方,遇到困难时双方通过电子白板在网上交流。
在电子邮件往来间,哈电机的设计人员不仅完成了设计任务,而且学会了产品设计的计算方法,如水轮机转轮重心的计算方法等。更重要的是,联合设计过程中积累的大量设计数据沉淀在了哈电机的信息系统内。郭玉森说:“产品设计中最难的不是画图而是计算,过去出国学习,老外一般不传授产品硬度、耐力等的计算方法,学不到计算方法就等于没学到产品设计的真谛。”但通过分析沉淀在系统内的数据,哈电机的设计人员不仅引进了瑞典KEN公司的水轮机设计方法,而且消化吸收了其先进技术,进而发现并突破了外方技术的“软肋”。
    刘胜柱是三峡发电机组水轮机转轮的主要设计者,几年前刚看到老外的设计时,刘胜柱认为太完美了,简直无懈可击,想改进根本不知道从何下手。但在联合设计中,刘胜柱发现“老外的技术也并非十全十美,也有弊病”。原来,挪威KEN公司交付给三峡的转轮技术虽然在性能上达到了当时的世界领先水平,但在稳定性方面没有全面达到合同要求,特别是存在一个高部分负荷压力脉动带。“老师”的软肋成为“学生”创新的靶点。通过对引进技术的消化吸收和再创新,采用新的设计理念和方法,哈电机在水轮机转轮的稳定性方面消除了高部分负荷压力脉动带,从而在右岸电站竞标中战胜“洋教练”,一举中标4台发电机组。
类似的故事也发生在哈飞集团、大连新船重工等企业。早在20世纪90年代初,哈飞集团就利用CAD、CAM、CAE技术和法国、新加坡企业共同研制EC120轻型直升机。为适应国际合作研制的要求,当时哈飞集团引进了法国达索公司的三维设计软件CATIA、美国的CAE软件NASTRAN以及IBM RISC6000工作站;在相同的开发环境下,哈飞集团通过联合设计不仅引进了对方先进的直升机研发技术,而且获得了CAD、CAM、CAE的应用经验。EC120轻型直升机成为哈飞集团第一个采用计算机技术完成全部设计工作,同时采用CAD、CAM一体化技术加工、制造重要结构件的直升机。
    CAD、CAE、CAM、CAPP等计算机辅助技术不仅缩短了产品研发、设计周期,提高了研发、设计质量,而且大大提高了技术引进消化吸收和再创新的速度。为引进先进技术,过去只能派人到国外学习,且不论对方是否愿意传授核心技术,即便对方愿意传授,学习者也往往只能被动接受,因为学习者难以参与到具体设计实践中。如今,依托CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM等技术,虽然仍需派少数人出国学习,但国内企业更多的是通过异地联合设计在实践中引进国外先进技术。目前,哈电机在与GE公司合作中,通过互联网搭建起异地工作室,中美双方设计人员在完全相同的技术环境下进行协同设计,不仅使用完全相同的设计工具、计算模型,而且所有数据存放在双方都能访问的信息系统内。在协同设计过程中,学习者变被动接受为主动学习对方的计算模型、设计理念等;更重要的是,积累了丰富的设计数据,为日后消化吸收和再创新提供了“资源”。

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