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大灣區表面工程技術在制造業產業鏈中的地位【劉仁志】

   2020-04-30 3790
核心提示:大灣區表面工程技術在制造業產業鏈中的地位劉仁志(武漢風帆表面工程股份有限公司,湖北 武漢 430000)作者簡介:劉仁志,教授級
 大灣區表面工程技術在制造業產業鏈中的地位

劉仁志(武漢風帆表面工程股份有限公司,湖北 武漢 430000)

 

作者簡介:劉仁志,教授級高級工程師,中國表面工程協會電子電鍍專業委員會副主任委員、電鍍分會技術委員會委員、中國電子學會電鍍專家委員會委員、科普作家,風帆科技股份有限公司(股票代碼430221)創始人之一。發表技術論文100 多篇,編著圖書10 多本,擁有技術專利20 多項。其著作和論文目錄可在個人網站“表面技術與互聯網”和個人博客“長杰的博客”檢索獲取。

劉仁志

 

聲明:本文預計發表于《電鍍與涂飾》期刊2020年第39卷第7期,已被中文核心期刊、中國科技核心期刊全文收錄。

 

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文章全文

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廣東作為中國改革開放的前沿陣地和先行試驗區,為中國的現代化和崛起作出了重要貢獻。隨著中國制造產業重心的部分東移,特別是近10 多年來,長三角地區的現代制造業在智能化時代發揮著越來越重要的作用,吸引了大量投資和人才。

 

這種轉移絕不意味著廣東已經不再有初期的風光,相反,具有銳意改革意識和豐富經驗的廣東,在已經具有大規?,F代制造基礎和高科技產業聚焦的基礎上,再創造新的奇跡是完全可能的。

 

這種可能的一個最重要的前提是大灣區概念,這其實已經不只是一個概念,而是一個現實的平臺。試想廣東和港澳聯手,發揮出的疊加效應,一定不只是算術級的加法,而是指數級的倍增。這對大灣區和整個中國,都是一個極為重要的增長極,值得期待。

 

在這個新區,現代智能制造將是一個重要的主題,以華為、大疆、比亞迪等為代表的現代智能化企業所研發的代表性產品,將成為引領現代制造由大走強的3 個領域的樣板。

 

無論是現代移動通信還是智能無人機和智能電動汽車,都是大量硬件和軟件的集合體,需要強大的現代制造業的支持,需要從材料到工藝、裝備、測試等完整的產業鏈作為支撐。在這條重要的產業鏈中,表面工程技術是一個重要的環節。

 

但是,由于歷史的原因,中國表面工程技術領域呈現的是各自為戰和地區聚集的格局,對于應對中國現代制造的急速發展是很勉強的。作為這個行業的老人,自然生出很多感慨,也有了一些思考。

 

現在應本刊約稿,就大灣區表面工程技術在產業鏈中的地位談點個人看法,供同行參考。

 

有人會奇怪:一個局外人何以要談大灣區的事?殊不知本人早在20 世紀80 年代末90 年代初就在廣州、深圳等地生活工作了近5 年,此后回到現在任職的公司,與廣州、深圳有不少交集,更是作為華為工藝部的電鍍技術顧問考察過深圳的多家電鍍企業,在電鍍業從業至今已經50 多年,應該是有發言權的。

 

當然,大灣區有許多這個行業的前輩和老師,也有本人很多好友,在這里發言,有班門弄斧之嫌,若有不當之處,請多見諒。

 

1  表面技術要做的事很多    

本人對表面的定義與傳統的定義是不同的。本人認為,所謂表面是物體表達形體和感知環境的一種存在,也是不同相之間的界面。即使是完全純凈物體的表面,也與物體內部的組織有一些不同的性質。

 

顯然,所有工業產品,無論整機還是零件,都是有表面的。由于不同材料的表面性質有所不同,人們需要對表面進行處理,以強化或改變原始表面的性質,從而滿足產品設計的需要。這就是要對表面進行處理的原因。

 

不同材料的表面有不同的處理要求,新材料的出現對表面技術提出了更多新的要求。這使得傳統表面技術一直需要適應材料的變化,因而有許多事情要做。

 

在表面技術中,電鍍具有重要而特殊的地位。電鍍是在亞原子級別對電子進行操控,從而實現將離子還原為原子并組裝出鍍層的過程。以如此微觀的表述來定義電鍍,突顯了電鍍技術在現代微制造中的重要地位,已經超出了傳統將電鍍理解為主要是裝飾和防護作用的舊識。

 

首先,拿大家熟悉的移動通信基站產品為例。先不談波導產品對鍍銀結晶結構的嚴格要求,僅僅只說腔體結構材料的變化,就給電鍍帶來許多挑戰。

 

眾所周知,第一代的基站是低頻產品,當時的波導產品采用銅材料做腔體,表面鍍銀達30 μm 以上才能滿足測試標準要求。隨著移動通信技術的進步,中高頻道應用增多,體積減小,開始采用鋁材做腔體,到4G 時代已經完全是鋁材的天下,并且開始研發樹脂腔體,而5G 將大量采用新型塑料和電子陶瓷材料。這些給表面處理,特別是電鍍,提出了許多新課題。

 

其次,汽車和飛行器都有這種類似的材料輕量化過程。增加有效載荷的一個最直接措施就是降低產品自重,因此汽車采用鋁材和樹脂已經是常態,飛機就更不用說了。而最重要的是這些材料的表面需要通過電鍍來增強,或賦予其各種物理性能,包括強度、耐溫、電、磁等性能。這些有的已經有了成熟的工藝技術,有些新材料則需要開發新的工藝和技術。

 

由此可知,僅僅是材料的變化就提出了許多新課題,而智能化電子產品的應用就需要更多的表面技術支持。如果能針對這種市場變化制定相應的戰略,就可以保證現代制造產業鏈的強度和韌性。如果大灣區的表面處理業不夠強大,不能提供區域內制造業的配套加工需要,一定不利于實現區域發展的遠大目標。因此,表面處理產業環在大灣區整個工業產業鏈中具有舉足輕重的地位,是值得持續關注的重要行業。簡言之,大灣區的表面處理業應該做大做強。

 

2 需要有前瞻性的投入意識

做大做強表面處理業,需要具有前瞻性的投入意識。但是,有這種意識的國內表面處理企業并不多。大多數都是要有可觀收入的項目才做跟進規劃,這就導致企業研發的能力不足。而跟進的戰略不只是沒有辦法處于領先地位,還會有企業之間重復投入造成產能過剩,最終導致惡性競爭的情況發生。

 

愿意第一個吃螃蟹(即冒風險)的人是不多的。這不是一個急功近利的問題,更多的是對發展趨勢的判斷能力的問題,這個能力有時需要的甚至是直覺。由于這種敏感的直覺并不是人人都具備,因此需要找市場調查來作為投資和立項的參考,而這類由咨詢公司執行的所謂市場調查,往往只是數據的堆砌或主觀臆斷,并沒有多少參考價值。

 

本人所在公司在上新三板時券商就曾聘請一家咨詢公司做過市場調查,調查報告中提供的信息就與行業的實際情況相差甚遠。因此,需要投資者和當事人去動用自己的資源和頭腦來作出判斷。更重要的是要有一定的前瞻性和冒險精神,這也是風險投資難的一個重要原因。

 

實際上,前瞻性是建立在對事物的認知能力之上的。對于看得更高和更遠的人,行動起來并不是冒險,而是享受高人一籌的快樂。而要想看得更高更遠,需要哲學思維能力和堅信事物運行的規律。相信在改革開放中拼博這么多年的大灣區表面處理業界,是不乏這類精英的。

 

3 應該實現院校與企業的實質性聯合

目前市場提出的新課題都是難度較大的高精尖課題,如果單打獨斗,勝算是不高的。這就需要借助社會力量,特別是高等院校和科研院所的力量。國家也一直提倡企業與院校聯合,院校也希望能獲得企業支持來共同開發新課題。

 

但是,過去的校企合作大多數是松散的和非實質性的,企業拿出一點資金,學校讓學生做一些基礎的研究課題,出幾篇論文,甚至申請幾項專利,就可結題了,這樣的校企結合意義不大。

 

縱觀國內大專院校,目前仍堅持在電鍍領域開設課程和開展研究的并不多,其中有傳統的哈爾濱工業大學、天津大學、福州大學、廈門大學和復旦大學,另有一些新興的大學為適應地區表面技術和電鍍技術的需要開設了電鍍專業課程,如中國計量大學、上海應用技術大學、南昌航空大學等。

 

反觀大灣區內的大學,在這個領域沒有投入必要的關注,而是將眼光盯在更加前沿的課題。但是,如果沒有表面技術方面的突破,一些關鍵的前沿技術也是難以有進展的。比如電源技術,對于新的電極材料的開發,電鍍(電鑄)就是一個重要的支撐,對延長電源壽命或提高效率而言非常關鍵,這又何嘗不是前沿呢?

 

說到這里,經濟效益仍然是一個不得不考量的因素,而另一方面,不客氣地說,是還缺少從事這種開發的領軍人物。在這個領域多年的退出,一些教師從沒有動力到不再關注,對沒有多少效益的電鍍課題早已經沒有興趣。究其原因,則與大學的考核機制和資源配置原則有很大關系。這樣一來,這個專業的衰落就是必然的了。

 

這就是為什么芯片電鍍裝置、芯片切割用金剛石線鋸裝置、金剛石化學鍍技術等核心技術都由國外發達國家開發及掌控,而在中國的大專院校中很難找到從事相關研究的人。被視為低端的電鍍技術,卻在高端的芯片制造中扮演著重要角色,中國制造業中許多人對此漠不關心,實在是一件非??杀氖虑?。

 

4 人才的培養是關鍵

現在困擾表面處理業界的一個更為緊迫的問題是人才奇缺。招聘高端電鍍人才的困難,導致獵頭公司不惜造假來滿足一些企業的需要。

 

本人擔任某企業顧問時,就遇到獵頭公司招來的所謂高級電鍍人才,進行電鍍基礎知識測試時,100 分的卷面分只能得20 多分,而這家企業的普通技術員卻可以得70 分以上。這些學歷和經歷都造假的所謂高級電鍍人才甚至不清楚陰極鍍層和陽極鍍層的差異,完全就是騙人錢財。但這也反映出行業的無奈,有真才實學的電鍍人才確實嚴重匱乏,以至于猴子也可以充大王。

 

基于歷史原因,我國電鍍業一直被定位在低端行業,加之當初門檻較低,行業裝備、環境、管理都較差,給世人以污染、危險的行業印象。同是電鍍技術應用行業,印制板制造因為電子產品需求的帶動,具有自動化程度高、設備精良、現場管理好等特點,被定位為高新技術產業。單純的電鍍加工產業則因為環境和現場兩大問題而成為環保管控的重點對象。

 

其實,印制板制造是電鍍應用最集中的行業。目前,電鍍行業正在吸取印制板行業的經驗,實行全自動化和生產線的封閉運行,所有進出液體由管線分流,地面整潔,三廢得到治理。這種新一代電鍍企業正越來越多,落后的產能已經基本消除。

 

但是,即使這樣,電鍍人才仍然缺少,因為大專院校已經不愿意開設相應的專業。另一方面,即使是這個專業的學子,畢業或從業一段時間后也大多轉入其他行業,真正進入這個行業的基本上是其他專業的人員。這就是表面處理業人構成的現狀。如果不改變這個現狀,要想使表面工程做大做強是不可能的。這需要多個方面的協調才能加以解決,行業呼吁加政策措施應該也是重要的方面。

 

5 產業聯盟新思維

說到行業的呼吁,就不免要說到行業。中國有表面工程行業協會和電鍍分會,各地也有各地的行業協會,但是這些協會在行業內的影響力實際上并不大,或者說沒有發揮它應該有的作用。其實在各家企業都忙著做自己的事情的時候,需要有一班專職人員來打理行業內的事情,這種做法在發達國家很普遍。

 

例如日本的表面技術協會,就具有權威性,整合了日本產業、研究機構、大學等各項資源,實行會員制,每月定期出版技術期刊,對一年的期刊內容(每期一個專題)進行預告和按專題約稿。對行業和會員都有很大幫助,同時可以協調行業與其他行業或政府的關系。

 

我國有我國的特色,而廣東又有改革開放的前沿經驗,應該敢為人先,在實行產業聯盟方面做出更多的嘗試。要想有一個強勢的行業,應該在各地協會、學會基礎上,召開聯席會議,拿出主張,組建一個大灣區表面工程協會。

 

可以出版刊物,聯合大灣區的所有表面處理企業和所有大專院校及科研院所的相應專業,統一協調大灣區的表面處理行業事務,包括制定標準和行業守則、定價議價、研究與開發、人才培訓、難題攻關等。

 

還可以組成調研小組,到大灣區內大型高科技企業了解對表面技術的需求或遇到的技術難題,組織力量幫助企業解決難題。這對于做強大灣區的現代制造業一定大有裨益。

 

經歷這次世界范圍內的疫情大流行之后,相信許多企業家會看清形勢,將社會效益放在經濟效益之上。為了大灣區,為了全社會,每個人做出自己的努力,共同將表面處理行業做大做強,為祖國的進一步繁榮昌盛多作貢獻。

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