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淺談:精密儀器如何突破重圍
時間:2014-11-26 20:08 ?? 新聞來源:萬能拉力試驗機 ??瀏覽
隨著儀器行業的不斷發展,精密儀器在通過測量認識世界的里扮演著重要的角色。當代社會發展,產業升級、減災防災、環境監測、醫療保健、供給、國防安全等無不對測量技術和儀器設備提出更多需求、更高要求。
  
  專家介紹,目前我國測量技術和精密儀器設備的研究、制造與國際先進水平存在明顯差距。單純依靠進口設備、進口技術,不能提高我國精密儀器的水平。如何將進口的設備技術轉化為自己的?如何推進測量科技自主創新進入世界前沿水平?
  
  測量和精儀意味著科技發展優先權
  
  為什么要重視測量技術和精密儀器的研究、創新?
  
  徐可欣:先進的測量科技和精密儀器是科學發現的工具、技術創新的種子,許多劃時代的科技成果、獲得諾貝爾科技獎的項目皆由此產生。如質譜儀的發明使我們能按原子、分子的質量差異進行分離,檢測物質組成;計算機X射線斷層掃描(CT)、核磁共振成像(MRI)等技術使我們可以更早發現疾病;圖像傳感器(CCD)已是手機、數碼相機中的關鍵器件,這些儀器和方法的發明者也都獲得了諾貝爾獎。
  
  一個多世紀以來,諾貝爾自然科學獎項中,有68.4%的物理學獎、74.6%的化學獎和90%的生物醫學獎是借助各種先進儀器完成的。
  
  現實社會發展也提出了很多新的科學上必須回答和解決的問題。如工業排放是如何對氣候變化、環境乃至人群健康狀態產生影響的?二惡英濃度低,測量方法復雜并只能離線進行,環境科學的發展迫切需要發明痕量物質監測的新測量方法和儀器監測二惡英。而痕量物質對人們健康影響的機理、評估與監測方法等更是亟待突破的科學問題。
  
  陳寶泉:測量與儀器科技水平還反映國家實力。美國商務部國家標準與技術研究所上世紀90年代中期發布的數據表明,美國儀器儀表產值約占國民總產值的4%,但它拉動的相關產值卻高達66%。2007年美國商務部國家標準技術研究所的戰略報告指出,21世紀制造業和人們生活質量提高的關鍵是測量技術,此領域對維系國家競爭力也不可或缺。日本為奪回在測量分析儀器上的優勢,文部省啟動了尖端測量事業,投資達上百億日元。
  
  總之,測量和儀器是科技基礎,誰掌握了最先進的測量方法與精密儀器,誰就掌握了科技發展的優先權、人民健康的保障權、商業標準的制定權及突發事件的主動應對權。
  
  高端儀器設備基本依靠進口
  
  在測量技術和精密儀器的研究、發展方面,我國存在哪些問題?
  
  陳寶泉:我國科技投入大幅增加,購置的大型儀器設備已初具規模。但其中60%是進口設備,尤其是昂貴的高端儀器設備基本都依靠進口。以醫療儀器為例,2007年全球醫療儀器市場規模約2500億美元,我國購買量約4%,我國醫院所做的高端檢查、治療基本使用進口設備。2008年我國圖像診斷儀器購買量達15.7億美元,基本被美國GE公司、德國西門子公司、荷蘭菲利浦公司、日本幾家公司瓜分,我國自己生產的醫療儀器產品僅占2%。
  
  當前,我國在測量技術與精密儀器方面與世界強國差距大,由此導致的科技創新掣肘影響面廣,如不盡快制定發展戰略并迎頭趕上,差距會繼續拉大。
  
  測量科技和儀器發展方向、途徑
  
  要想在測量技術與精密儀器方面迎頭趕上,重點發展方向是什么?
  
  徐可欣:推進我國測量科技進入世界前沿,要兼顧世界測量科技發展趨勢和我國階段性需求。我認為有三個目標很重要,需布局攻取。一是原創性測量技術與儀器,二是國家目標導向或測量儀器發展趨勢引領的測量技術與儀器,三是精密儀器核心技術。這三大目標中,各有一個優先展開協同創新的方向,分別是先進測量方法、微智能探測器與微納器件制作技術。
  
  我國和發達國家的差距,除產業規模、技術積累不夠外,更在于測量原理和儀器設計的原始創新方法上不行。要改變現狀,需要在幾個方向上下大工夫。如能源領域的深海、深地探測,環境領域中微量化學物質的快速檢測,地球尺度環境風險的預警等;在安全與農產品藥物殘留檢測方面,探索根據物質的指紋光譜等光學信息建立快速測量識別物質成分的方法,特別是痕量物質快速測量方法;在生命科學領域,活細胞或蛋白構造的實時觀察,細胞內分子信息傳遞的視覺化,細胞與蛋白標識、檢測裝置的研發,如微弱熒光觀察裝置等;攻克復雜條件制約,突破現有測量極限,需改變原有模式、單一原理的方法局限,對不同學科進行交叉和融合,開展基于數理方法綜合運用的手段創新以實現測量方法的原始創新,上述這些成果將對科技自主創新產生不可估量的影響。
  
  徐可欣:智能微探測器是指尺度微小、可受控獨立完成對特定信息的獲取與發送,且自帶動力源的傳感系統。這種智能探測器在很多領域作為“人眼”,應用前景廣闊。這一領域可為納米技術、微機電系統、傳感器、自攜能源等多方面基礎研發提供戰略牽引,進而產生更多可預測的成果。如惠普公司正在研發“地球中樞神經系統”:計劃在全球布下1萬億個傳感器,形成巨陣來監測生態、地震、能源使用狀況。
  
  徐可欣:微納器件制作技術是精密儀器的核心技術,涉及材料、工藝、核心算法軟件等諸多科技領域,目前的方向是向微小化、多功能集成化和智能化發展。世界領先的超精密加工技術可實現小于1納米精度和小于30納米尺度的特征結構制作。根據我國國情,可優先考慮探索新機理。當物質尺度達到納米量級時,在力學、熱學、電學或光學等方面會產生新效應,經典理論已不再適用,必須給予修正或探索新理論。
  
  加工微納器件所用的工作母機屬高端精密儀器,目前基本依賴進口。我國應一方面積極攻關,另一方面在對已有設備的使用上應盡快形成自己的加工技術。
  
  實現上述三大目標及優先創新方向的途徑是什么?
  
  徐可欣:在發達國家,測量與精儀行業等高技術行業已形成了上下游銜接、企業分工合作的格局。我國在該領域也可搞一些規模適當、效率高的國家攻關工程。該行業是技術密集型產業,發展離不開大學、研發院所的智力與人才支撐。大學、研發機構要強強聯合,分工協作。目前我國高校發揮著研發主力軍的作用,但高校“姓教”,其人員編制、固定經費仍來自任務。當下我國需要發展出一批技術有特色、有創新能力的中小型精儀企業。調整政策和機制,在教學受益前提下使高校研發的成果乃至于智力資源迅速轉變為生產力,高校畢業生尤其是博士去中小企業就業任職,十分必要。
  
  發展、提升眾多有實力的中小企業不僅是精儀行業,也是我國工業化繞不開的路徑。以精儀行業為例,高技術、高附加值、高風險為特點的科技型中小企業不可能靠“土法上馬、因陋就簡”路子培育,要圍繞高科技產品特點考慮相應的配套政策,如吸引高端人才創業,健全真正的風險投資意識及渠道等。
  
  徐可欣:國家對精儀與測量科技創新的支持應以事后獎勵為主,這樣便于研發投入主體轉向受益者而非把納稅人的錢投給企業。為避免門類繁多的研發單位各自為戰,出現急功近利的低水平重復、惡性競爭,可考慮組建獨立于高校、院所的國家協同創新中心、產業聯盟,真正起到引領行業、集中力量、合理配置資源以解決實際問題的作用。銑刀是模具加工的主要刀具,其加工量約占模具切削加工總量的80%-90%,從而成為模具加工刀具的開發重點。在本屆展會上,很多刀具企業都展出了用于模具加工的成套銑削刀具,并將加工后的模具與刀具放在一起同時展示,吸引了眾多參觀者。例如,山特維克可樂滿展出了CoroMill系列銑刀“家族”的眾多成員,其中不少是用于模具加工的銑刀。
  
  由于銑刀是切削加工中金屬切除量最大的刀具,因此,提高銑削加工效率已成為銑刀創新的方向之一。山特維克可樂滿參展的CoroMill345是一把帶修光刃刀片的45°主偏角面銑刀,與帶平行刃刀片的標準面銑刀相比,可使工作臺進給速度提高3倍,并獲得更好的表面光潔度。傳統的配備修光刃刀片的銑刀通常都是精銑刀,切深量較小,而CoroMill345銑刀的最大切深可達6mm。在本屆展會上,特固克公司也介紹了一款類似的銑刀。可以預言,它們展出的新產品樹立了大切深、大進給銑刀的新標桿,將會引起行業的共鳴和跟進,對于提高量大面廣的平面銑削的質量和效率具有重大意義。
  
  銑刀新結構的推廣
  
  在本屆展會上,可以看到,近年來開發的一些銑刀新結構已應用于更多銑刀產品上,一些刀具制造商成系列地推出了采用新結構的銑刀產品。例如,可斜坡走刀的銑刀,最早是為加工模具型腔或內封閉槽而開發的,它具有銑平面、銑型腔、銑孔等多種功能,非常適合模具加工工序集中的特點,可以減少換刀時間。在這次展會上,可斜坡走刀的銑刀結構特征已被應用于平面銑刀、立銑刀、方肩銑刀、圓弧角銑刀等不同的銑刀品種上,使大多數銑刀品種具有了多功能的優點,不僅為模具加工,而且為范圍廣泛的常規銑削加工帶來更大的效益。
  
  類似情況還出現在小切深、大進給銑刀上,株洲鉆石切削刀具有限公司、Tungaloy公司等都開發了這種銑刀的系列產品,以充分利用其大進給的優點,提高銑削效率。Tungaloy公司甚至還將這一概念應用于車削刀具,推出了TurningX超大進給車刀,可使加工效率提高8倍。株洲鉆石切削刀具有限公司還展出了新開發的FMD03、FMD04、FMP03系列立裝刀片重力切削面銑刀,所配的LNKT系列刀片有正的刃傾角和前角,在加工中切削輕快,機床功率消耗少,切深可達17mm,加工效率很高。
  
  提高刀具的經濟性
  
  為了幫助刀具用戶克服金融危機帶來的困難,從刀具的結構設計入手,提高刀具的經濟性成為當前銑刀新產品開發的特點之一。一種普遍采用的做法是,將可轉位刀片設計為雙面可用,使切削刃增加一倍。同時,還可以通過增加多邊形刀片的邊數來提高其經濟性。在本次展會上,配備六邊形、七邊形或八邊形雙面刀片的面銑刀已成為各參展公司宣傳產品經濟性的一個賣點,如Dijet公司配備七邊形刀片的面銑刀,以及三菱公司配備八邊形CBN刀片的面銑刀。此外,VARGUS公司推出的螺紋刀片把通常的3個刀尖增加到6個,而且是雙面刀片,使刀片成本降低了一倍以上。
  
  各公司展出的模塊式可換頭立銑刀不僅可縮短換刀時間,而且可以減少刀桿數量,降低刀具成本。日研公司展出的一種減振刀具接桿采用特殊合金制造,以替代常用的硬質合金材料,降低了刀具接桿的成本。
  
  快速發展的整體硬質合金銑刀
  
  整體硬質合金立銑刀也是模具加工的主流刀具。從本屆展會中,可以看出其主要發展趨勢為:
  
  開發各種消振銑刀
  
  在本屆展會上,日立公司推出的EPOCHMIRUS系列高效模具銑刀通過優化設計新的苞米齒形,以及采用相鄰刀刃刀齒不等距錯位的結構,降低了切削力和振動,提高了加工效率。
  
  開發加工淬硬模具鋼的銑刀
  
  此類銑刀可加工的材料硬度范圍從HRC45-HRC67,甚至可高達HRC70。例如,優能公司參展的涂層硬質合金立銑刀適合硬度HRC45-HRC65模具鋼的高速加工。
  
  開發加工難加工材料的銑刀
  
  隨著航空航天工業和能源設備制造業的發展,超級合金的用量迅速增加,對加工效率和刀具壽命提出了更高要求,也推動了刀具供應商的新產品研發工作。例如,三菱公司推出的CoolStar系列整體硬質合金立銑刀,特殊設計的排屑槽形狀改善了排屑效果,并在每條排屑槽內設置了多個內冷卻孔,提高了冷卻效果,加上采用了耐磨性好的高韌性基體材料,可實現對超級合金材料的高效加工,并延長了刀具壽命。OSG公司展出了為航空工業加工復合材料而研發的立銑刀,該銑刀具有特殊的槽形,在加工多層復合材料板材時,可避免產生分層和形成毛剌。
  
  開發加工石墨和鋁合金的銑刀
  
  此類刀具采用了金剛石或類金剛石涂層,可為高效加工石墨電極及鋁合金提供有力的技術支持。例如,OSK公司展出的鋁合金粗加工銑刀的前刀面帶有斜向分屑槽,可使切削更輕快,并防止切屑粘結,使刀具壽命更長。
  
  刀具應用指南作用大
  
  值得一提的是,在本屆展會上,山特維克可樂滿公司向參觀者散發了兩本“銑削應用指南”小冊子,內容包括銑刀的選擇、銑削參數的設定、正確的走刀路徑和實施方案等。隨著數控機床的應用日益普及,傳統的銑削加工方法已不能滿足數控銑削的要求,極大地制約了數控機床性能的充分發揮。這種全面、系統介紹現代銑削新技術和實際應用知識的小冊子對于促進現代銑削加工技術的進步和普及應用,提高銑削加工的技術效益和社會經濟效益具有重要價值,一定會產生深遠的影響。在展會上同時展出的技術指南手冊包括車削、銑削、鉆削、鏜削和刀柄等內容,全面介紹了現代刀具的應用新技術。這些技術資料對于廣大刀具用戶的價值遠遠超過一件新的刀具展品,成為了本屆展會的一個亮點,應引起刀具用戶的關注。

繼愿景光電、大眼界、浩博光電后,深圳億光科技有限公司成為深圳又一家倒閉的LED顯示屏企業。前車之鑒,后事之師。分析倒閉的幾家企業,得出的結論十分相似:價格戰、三角債、產品同質化是導致這些企業倒閉最主要的三種原因。面對目前的處境,LED顯示屏企業如何打破發展困局?

  加強專利意識 不為他人做嫁衣

  在深圳億光倒閉后,億光照明總經理吳正喆在微博寫到:“今天五月廿六。公歷7月4日,周四。昨有2起LED企業破產,一是深圳“億光”破產,這家山寨億光從一創辦就想著歪門邪道,破產適得其所,省了億光清理它的事,好。二是中山雄記歇了。再次證明:沒底線的低價沒未來是對的。那些酷愛低價的經銷商該引以為戒,或許下一個就該是你了。是日宜:可持續;不宜:賤”。深圳億光在企業名稱上玩迷蹤拳,抱臺灣億光電子的大腿,折射了行業浮躁、創新缺失的縮影。這樣的行業環境表現在產品上就是同質化嚴重,企業面對客戶,失去議價能力,只能通過低價競爭搶訂單。

  個別廠家對知識產權的漠視,對他人專利肆意的侵犯,已經嚴重LED顯示屏行業的健康發展。業內在知識產權的侵犯主要有以下兩種情況:1、由于仿制假冒他人專利產品,具有成本小、易獲暴利的特點,一些不愿意將資金投放在研發的企業整天挖空心思地去抄去仿別人的產品,然后通過價格戰的方式占領市場,以致大手筆投入專利研發的企業付出了巨大代價。2、由于LED顯示屏大部分由工程渠道的銷售,所以工程案例的歸屬往往只有采購雙方知曉,加上涉及合同細則,客戶去求證也非常困難。這就給個別廠家創造了可趁之機,盜用其他知名企業工程案例為自己的品牌背書。

  面對侵權,許多LED企業往往會選擇忍氣吞聲,因為侵權訴訟需要大量的精力和經濟支出,較大的維權難度也讓眾多國內企業逐漸輕視專利申請的重要性。所以,一些在有實力、能創新的企業只能采取被動的防御措施:1、不敢把最新的產品在官網和展會展示。2、只在國外注冊專利,只在國內注冊一些改觀外觀專利。3、為了防止其他企業盜用自己的工程案例,會把工程案例的圖片加上重重的水印。

  LED顯示屏抄襲、山寨、以及冒用工程案例的現象,成為很多LED廠家不能言說的痛。更危險的是,一些業內人士已經對這種不正之風見怪不怪,抄襲、山寨成為了行業的潛規則。在這樣的生態環境下,LED顯示屏行業的研發勢必會“抄襲成風”,技術水平停滯不前,而投入重金做創新研發的企業只能是為他人做嫁衣,最終出現劣幣驅逐良幣的現象。但可喜的是,已經有企業拿起了知識產權這一法律武器,保護自己最大利益。近日,東莞興煌科技起訴福建國能光電侵犯其發明專利權一案完結,東莞興煌科技的勝訴為行業帶來了一股正能量。另外,知名LED顯示屏廠商易事達針對歐美市場,開展了反偽冒風暴,在外貿論壇和一些社交網站上發布了假冒易事達的公司名稱和業務員圖片,防止客戶上當受騙。

  規避資金鏈風險 開拓多種融資途徑

  LED顯示屏大多為中小企業,現金流和抵押物都很難通過銀行貸款的審核,如果借助擔保公司、小額貸款公司間接獲得銀行資金,甚至被迫接受銀行一些近乎苛刻的要求,無疑增加了融資陳本和經營上的風險。為了維持運作,企業只能給客戶放款,然后依靠信用向供應商賒賬,一旦企業的銷售市場不穩定或利潤空間下降,產品質量不能滿足客戶要求,供應商就會對企業還款能力和信用產生動搖,一方面斷貨,一方面擠兌,企業很快就會垮掉。回溯LED顯示屏的倒閉史,可以發現不只是億光、愿景光、浩博光電、大眼界這些所有億元級企業倒閉的原因都是因為三角債。

  適度利用財務杠桿在整個行業健康的時候,會幫助一些缺少資金的企業順利起步。但在目前的商業環境下,由于供求雙方信息不透明,企業放款給客戶無疑是用今天豪賭明天。有了深圳億光、愿景光、浩博光電等前車之鑒,現在很多LED顯示屏企業都開始關注財務的健康狀況,不再為了銷售業績而盲目放款。

  針對LED顯示屏企業融資難的狀況,一些企業、銀行和政府機關也進行了一些嘗試來覺這一問題:一些企業準備建立一個信息共享平臺,將一些不誠信的客戶列入黑名單,控制風險;一些銀行攜手B2B網站進行了金融模式的創新。具體模式為:熟悉企業的經營狀況的B2B行業網站作為第三方,推薦有貸款需求的中小企業,然后銀行根據中小企業與B2B網站合作的具體情況向企業發放貸款;國家為解決高新技術企業的融資問題,推出了“新三板”, 只滿足主營業務突出、公司治理結構健全、運作規范等條件的LED顯示屏企業都可以申請在“新三板”上市。

  止戰之殤 創造可持續的發展環境

  深圳億光表面上看是死于三角債導致的資金鏈斷裂,但更深層的原因,源于其對價格戰的依賴。價格戰導致行業利潤整體走低,企業只能擴大出貨量,通過薄利多銷來維持正常運營。深圳億光定位“中國LED渠道服務第一品牌”,主要做國內市場,渠道銷售利潤本就薄,為了贏得更多的訂單,給客戶放款后,大量應收款難以收回,最終因為拖欠供應商款項走向破產。

  利潤率較高的行業往往容易爆發價格戰。五六年前,LED顯示屏行業的毛利潤可以達到維持在50%左右,純利潤30%以上,擁有實力的大廠商為了將部分中小規模廠商淘汰,首先開打價格戰。經過這幾年的價格拼殺,顯示屏產品利潤已經觸底,行業毛利已經不足30%,純利潤更是10%不到,不但中小企業在價格戰中風雨飄搖,挑起價格戰的LED顯示屏企業也自食其果,面臨著更加惡劣的競爭環境。另外,為了保證利潤,很多LED顯示屏廠家都不愿意在技術上過多投入開發新模具,普遍采用公模(指的是大家共有的沒有專利的制造模具)設計降低成本,進一步導致市場產品同質化的趨勢。其次,價格戰讓價格成為客戶選擇產品時的單一標準,客戶壓價、拖款非常普遍,惡化了整個行業的經營環境。最后,價格戰下生產的一些劣質產品,影響了整個行業在客戶心目的形象。價格戰下的LED顯示屏行業,呼喚創新。

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