本文不少内容摘自于机械工程学会机械工程导报发表的《中国分析仪器的破局术》 ,共勉!
关键词:
一、落后 20 年
中国科学仪器,一向是触目惊心地落后。在全球 Top20 的仪器厂家之中,呈现了“85331”的阵型。其中 8 家是美国企业,5 家是日本企业,德国和瑞士各3 家企业,还有 1 家英国企业,没有 1 家中国企业入列。
在价值超过1000 万元人民币以上的冷冻电镜或核磁共振波谱仪,国产化率则几乎是零。
中国科学家所能取得的顶级成就,就矗立在这样一种几乎完全依赖的进口仪器的局面之上。
二、分析仪器的难点
最近两年,科学仪器已经引起整个社会的高度重视。但当资本大量涌进来的时候,也难免会感到失望。这个产业体量太小,似乎难以挑起大梁。
人们是在用这种仪器,跟分子进行对话。 奇怪的是,这种设备的制造,表面看上去却很简单。 设备的零部件,有上千个。通过购买零部件的方式进行组装,完成一台机器并不复杂。这就是为什么在当前资本的加持下,国内质谱仪企业居然有六十多家,这种现象并非正常。在全球高度垄断的质谱仪行业市场里,只有五家顶级的质谱仪。即使放大到整个科学仪器行业,排名第一与排名第二十的销售额,可以相差二十倍。如此高度垄断的市场,很难想象小企业是如何存活下来,如何攻克技术难关。
机器组装看上去并不复杂。但真正具有挑战性的,是如何让这台仪器稳定工作?这正是科学仪器最难的地方。这里面有很多工艺是近乎老师傅的经验。它涉及到各个领域:物理、化学、真空、机械、电子、软件、自动化的综合协调。分析仪器都具备这种特点,它是一个综合学科相互妥协的艺术。而这种妥协,正是科学家与工程师的最高智慧交融之地。
三、四大贫瘠阻隔突破
拥有高度垄断地位的美国科学仪器,得益于已经非常成熟的产业形态。在这里,科学家与职业经理人、全球市场和成熟资本,形成了稳定的四合一局面。科学仪器的起源,很容易找到大学科研的影子。而要成功商业化,则需要诸多因素的配合。然而,中国学者的创业注定需要先趟过一条艰苦的工程化之路,这里需要补齐的短板实在太多。
四大贫瘠之地,限制了高端仪器的发展。
首先是贫瘠的用户奶水。工业化产品的进步,高度依赖用户的使用反馈。但这一次,靠用户反哺是很难有机会的。搞基础课题研究的学者,非常依赖工具的先进性。
很多分析仪器的原理,都有着如此古老的渊源。在这些领域,已经被写过无数篇论文。就像是被无数人挖过的矿藏现场,没有多少学术“油水”。对于这种“论文饱和区”,要想搞出高引用因子的 SCI 文章,是非常困难的。于是,很多大学教授会避开这些领域的研究。然而,对于中国制造而言,这些贫瘠的学术化领域,正是丰富的工程化宝地。
这里并不需要太多的创新,而更需要工程化的深挖和复耕。然而,如果科技部门的课题导向仍然以论文发布为导向,那么基础研究与商业化应用之间的桥梁,就会迟迟无法建立。
第三是贫瘠的质量体系。
中国有一条“创新鄙视链”,过分看重“技术创新”,而对“质量突破”熟视无睹。实际上,仪器制造界中,人们尚不清楚,如何才能建立完整的质量体系。面向医疗领域的仪器仪表,有 ISO13485 这种医疗器械质量
然而实际结果则证明,为分析仪器配套的供应链一直非常拉胯。做一个价值高但产量很低的小众市场,没有供应商愿意参与配套。
成本与质量都难以保障。仪器仪表,虽然是中国高端制造必须攻克的巅峰产业,但它其实本身是一个落后的半自动化半手工业的时代。从科学家,到商业化,这中间的工程化过程,需要企业拥有强大的制造能力和健康的供应链公共品。而国内,恰好都不支持。
四、工业化思维的高端作坊体系
分析仪器的供应链,还没有为国产仪器的崛起,做好准备。于是企业家必须开始自行建立制造能力。广州禾信开始花费大气力,突破制造技术。
由于仪器需求量很少,零部件的供应都高度垄断。
而如此关键的零部件,大概有数十个。看上去都是小玩意儿,但是每一个小玩意儿都需要对材料有深刻的认识,还要有物理系统、化学反应的系统性设计。最后进到了车间,各种工艺派上用场。精密加工需要用车削复合中心,加工铜、加工铝、加工钢、加工 ABS 塑料。而塑料部件需要注塑,电路板稳定需要贴片机。仪表外壳钣金要进行表面的精密成型,最后要有复杂的喷涂设备。当供应链不能有效支撑的时候,高端仪器的制造不得不进入到作坊体系。然而,这种尝试是值得的。
小记:静心突围
需要有更多的科技经费,投入到工程化而非原理化的创新。这些工程化课题的水平,不应该由同行评议的教授来决定,而是交由企业家来评价。而一个企业家,必须变成现场制造大师,才能真正地搞好科学仪器。分析仪器就像是一个艺术创作的行当。需要时间,才能沉淀出艺术大师和制造大师。那些卡住中国分析仪器脖子的,也并不完全都在于技术创新,很多突破口在于质量创新。如果能够平心静气地牵住质量这个牛鼻子,80% 的卡脖子症状会自动消失。值此全球供应链大变局之际,分析仪器的破局之法,也是中国制造所要正视的挑战。
暂时不写读后感,为改善国产仪器质量累的有点困,触及自己的就是国产摩擦磨损试验机,改天补上!