浅议中国磁性材料制造业的科技创新

浅议中国磁性材料制造业的科技创新

研究多国的工业发展战略，不难发现，尽管各国的发展路线千差万别，但都有一个共同的发展目标――制造业科技创新，并把自主知识产权数量及质量作为衡量制造业科技创新实力的一个重要指标。美国、日本等发达国家在知识产权质量和数量上有明显优势。根据WIPO统计数据，美、日通过PCT申请国际专利数量为我国的2.7倍和2倍。其科研成果转化率超过40%，而我国仅为10%左右。尽管2011年中国超过美国和日本成为全球最大专利申请国，但在申请专利的质量及有效程度上仍处于较低水平，高技术含量和高市场价值的专利较少，关键产业和核心领域的专利占有率相对较低。创新能力不足严重制约我国制造业的发展。波士顿咨询集团（BCG）发布2016年最具创新力的50大公司榜单显示，中国只有2家企业榜上有名，位次也比较靠后，为35名小米，46名华为。为提高制造业的整体创新实力，国家对核心基础产业的重视程度达到前所未有的新高度。工信部出台强基工程等重大扶持专项，国家和地方亦出台一系列科技政策和奖补措施，从政策扶持、税收优惠、创新氛围、人才培育、国际间合作等多个角度，扶持和推动制造业的升级转型。推进工业化和信息化融合举措，在研发设计信息化、生产制造智能化、综合保障网络化以及社会管理和服务创新等国民经济和信息化方面获得新的突破。与此同时，大力实施创新驱动和“中国制造2025”战略，把加快发展“新一代信息技术、高端装备、新材料、生物、新能源汽车、新能源、节能环保”等战略性新兴产业作为主要方向。而80%以上的重点产业领域都与磁性材料行业息息相关，为磁性材料产业的再次燃爆发展带来重大机遇。
一、我国磁性材料制造业的特点
1.企业多、散，集约化程度不高，产业规模偏小。年产能达到万吨级的企业不足10家，占比不到3%。年产能小于500吨的企业占比近50%。从地域上看，主要分布于浙江、江苏长三角地区，约占60%；广东、广西、湖南、福建、华南地区约占16%；北京、天津、河北、吉林、辽宁等华北地区约占6%；山东、山西约占5%；陕西、河南、湖北、安徽约占5%；四川、重庆、贵州等西部地区约占8%。与日本、韩国发达地区相比，我国磁材企业规模小，产业小而分散，难以拥有强大的竞争力和话语权。
2.生产制造过程自动化程度较低。大多企业仍采用人工或半自动化生产模式，生产控制精确性低，例如，配料时的称量精度、混合时的均匀度、烧结温度控制精度等等，管理粗放导致产品质量稳定性低，无法满足高端产品对工艺控制精度的需求。
3.创新实力不足，高性能高稳定性产品需求迫切。永磁器件的品质在很大程度上决定装备的可靠性，带动整机向小型、高性能、高可靠方向发展。而行业整体创新实力不足，导致新技术发展步伐减缓，产业化进程滞后，知识产权储备相对缺乏带来行业隐忧。
二、我国磁性材料制造业的发展现况
1.制造业自动化智能化程度不断提高，技术创新取得突破。国内的永磁铁氧体生产专用设备基本上已经国产化，永磁铁氧体器件制品生产的大吨位（200吨以上）自动磁场成型压机、烧结窑炉、磨加工和磁测试设备和技术也日渐成熟，适应干压各向异性技术的自动干压成型压机、湿法制粉装备、脱水机、三推板烧结窑、全自动多工位磨床等也逐渐进入磁性材料制造工厂。愈来愈多的企业开始开展装备的自动化技术改造，推进“机器换人”工程。例如横店集团推进“磁性材料智能制造新模式应用”项目，在磁器件加工制造中的料浆运输、模具压制、模具加工等环节均实现了自动化，装备自动化在降低劳动力生产成本的同时，提高工作效率和产品稳定性。北矿磁材在安徽阜阳建成的年产6万吨的中高端永磁铁氧体粉体材料高效智能化清洁生产线，实现永磁铁氧体粉体生产，从配料、混料、造球、预烧到最终包装入库全流程自动化控制。总体来说，磁性材料生产设备国产化水平越来越高，使用国产设备已经能够生产各种高性能磁材，但工装设备加工控制精度和可靠性与日本等国外发达国家相比还有差距。磁性材料产业竞争将从基本的产能层面向技术、产业链、环保、知识产权等全方位展开，关税贸易方式、以及价格、专利、标准、能效、环境评价等多种非关税壁垒手段将成为国内外企业间竞争的有力武器。
近五年技术进步推动产业快速提升，从全国范围看，多数企业可以生产FB6、PC40、N42等中高性能产品。由于近几年新兴市场看好，新设备层出不穷，扩建，新建的趋势还在延续，企业重组整合开始加速。
2.新技术导入和应用提速，技术进步推动传统产品提升竞争力。伴随着中国永磁铁氧体行业的迅猛发展，国内磁性材料行业在制造技术方面逐渐赶超发达国家。技术创新不再局限于产品磁性能的提升（La-Co、La-Zn添加技术）；开始关注，通过优化现有生产工艺，在进一步提高现有产品性能的基础上获得批量产品的高一致性（优化配方技术、提高取向度；提高烧结密度；控制晶粒尺寸等技术）；亦开始进行产品应用性能的研究，满足社会的特殊需求（如“四高”和“四特”，即低温度系数、高温使用、高压强度、特殊性能参数等）；同时对产品自动化生产技术开发制订了效能提高30%，合格率提高10%，综合成本下降5%-8%的目标。
三、企业在科技创新方面存在的主要问题
1.对外依存度高，追赶模仿多于自主研发。原始创新一般难度大、投入多、周期长、风险大，大多企业因考虑投入产出效益，不会投入较大人力物力。而将研发重点放在二次创新，吸收再创新，追赶模仿现有较成熟的新技术新产品。创新技术对外依存度高达50%以上，严重制约制造业整体科技创新实力的提高。
2.研发投入不足，重视产业多于科研。制造业是创新最集中活跃的领域。美国制造业研发经费约占全社会研发经费的66%，专利量约占90%。中国制造业也是技术创新的主要承担者，但研发经费投入总量仍然偏低，经费投入占主营业务收入比重不足1%，而这方面发达国家普遍在2%以上，最终导致自主创新能力不强，这成为制约中国制造业国际竞争力提升的主要因素。
3.研发基础设施配套不足，??新能力有待提升。研发设备配套结构不平衡，单台50万元以上的大型研发设备不足，“一批关键设备、一批创新工艺、一批特色材料”的串联效应严重缺失。
4.创新技术质量较低，缺少核心技术创新。长期以来，我国的工业核心技术和关键技术工艺严重受制于人，经济和国防建设所需的关键材料、核心零部件、基础软件等对外依存度较高，工业基础研究和公共服务能力不足。
四、企业科技创新力提升措施
1.完善现有创新机制。从创新管理、科研与人才激励、科技创新经费保障等方面建立一系列有效的科技创新管理制度，通过多种方式对现有技术资源进行整合，激发技术人员的工作激情，加强集体认同感、荣誉感，建立多方面相互结合管理制度和管理流程体系。
2.制定合理有效的创新能力提升策略。从硬件软件两方面制定合理有效的创新能力提升策略，形成持续效应。包括研发投入保障、高水平科技成果培育、配套设施建设等。
3.重视人才培育和团队建设。加强内部激励，在人才队伍建设上实现突破。牢固树立人才是科技创新第一资源的人才理念，充分发挥市场调节机制，研究、制定并落实高端科技人才引进、留用和培养制度，认真营造适合科技人才成长、发挥专长的创新、创业环境；完善保障机制和激励机制，激发和保护科研人员的创新激情。
五、结语
借用《中国制造2025》的指导思想：坚持走中国特色新型工业化道路，以促进制造业创新发展为主题，以提质增效为中心，以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。磁性材料制造业的做强做大，要紧跟国家创新驱动和“中国制造2025”发展战略，加强企业技术创新能力和实力，不断完善内部创新体系，实现创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本。
（作者单位：国家磁性材料工程技术研究中心北矿磁材科技有限公司）