广东省光机电产业发展战略
郑时雄 黄平 张延明
一、国内外光机电技术发展的趋势
(一)光机电产业的需求、变化特点和趋势。
光机电技术是一门跨学科的综合性高技术，它的发展极其迅猛。当前，从军事领域到民用领域，从简单的消费品生产到复杂的社会生产和管理系统，光机电几乎达到无所不在的地步。分析光机电一体化技术的发展趋势，联系目前国际国内高新技术的发展动向，未来光机电技术发展方向有智能化、拟人化、微型化、集成化和绿色化等特点。它们的具体内容是：
1.智能化，主要是赋予光机电产品以某种程度的智能，这是人类恒久的追求目标。
2.拟人化，主要是使光机电系统模拟生命机体和注重产品与人的关系，即使得光机电产品更适宜于人，并与人共生。
3.微型化，是指光机电技术向微型机器和进入微观领域发展的趋势。
4.集成化，是指光机电应是尽可能包含其他领域先进技术的大综合体以及应用系统工程技术来指导光机电系统的开发和应用。
5.绿色化，是要求光机电产品应是高性能、高原料利用率、低能耗、低污染的，能满足可持续发展的“绿色产品”。
(二)光机电产业及核心技术。
光机电技术是机械技术、微电子技术和光学技术或者说是机械产品、微电子产品（含软件）和光学器件在系统中的集成和组合。三大技术优势的集成可以提高多品种、小批量生产的自动化水平,使工艺技术产生新的突破；可以组成对系统内、外部的信息检测，并分别具有对系统内部的自诊断、自修正的功能和对系统外部的调节、控制功能，使智能化产品日益增多；可使产品的体积减小、重量减轻、适应性加强、可靠性提高，产品具备良好的性能价格比。因此，光机电技术的一体化可产生出功能更强、性能更好的新一代技术装备。
光机电技术的核心包括：
1.机械制造技术；
2.微电子技术；
3.检测传感技术；
4.信息处理技术；
5.自动控制技术；
6.伺服与传动技术；
7.光学与光电技术；
8.系统集成技术。
(三)国内外代表性地区及其企业的研发策略。
国外对发展光机电产业十分重视。在美国的“国家关键技术”报告、欧洲的“尤里卡”计划和日本的“振兴科技的政策大纲”中都把光机电的产业和相关技术作为高技术的制高点之一，将机械加工、汽车、计算机和家电等产业中的光机电技术作为高科技领域的重大研究课题。
1.汽车装配生产线的光机电。
在成功开发了焊接、喷漆、接插件和固定螺丝等可执行简单动作的第一代机器人后，日本又开始了第二代机器人的研究。第二代机器人以智能化为代表，具有自适应性，能够通过对外界环境作出判断来改变其动作，这种智能化技术还向生产系统发展。而支撑智能化技术的基础就是光机电的检测、控制和操作系统。
2.超高速、超精密和微细加工。
光机电技术在加工中的发展潜力十分巨大。美国通过能源部“激光核聚变项目”和军队的“先进制造技术开发计划”，投入巨资对大型零件的超精密加工技术进行研究，大大推动了航空、航天和电子技术的发展。日本的超精密技术对象是办公自动化设备、影视设备、精密测量仪器、医疗器械和人造器官等。近年来，1万转以上的主轴关键技术已经有了迅速的发展。日本Makino公司发展的卧式加工中心的主轴可达2万转。英国Granfield研究所开发的超精密车床回转精度达0.1微米，可加工出表面粗糙度小于2.5纳米、形状误差小于0.32微米的零件。美国Boston大学研究的具有6条1毫米腿的“蚂蚁”微型机器长度只有3～7毫米，它将用于实验室放射尘埃及血细胞的收集或采样。
3.计算机中的光机电技术。
美国支柱产业之一的计算机产业的发展为光机电应用技术的迅速发展提供了一个广阔的领域。计算机中磁盘、光盘机构就是光机电技术在计算机中应用的范例。如光盘的信息密度在1994年就已经达到1字节/平方微米、光头跟踪伺服机构的径向偏差峰值不超过15纳米、长期稳定性优于4微秒等性能指标。这些指标的实现无不依赖于近年来光机电技术的发展。
4.其他行业的光机电。
光机电技术不仅应用于机械生产工程，而且在其他行业也都有其应用。已生产的智能电梯群，可以根据不同时间、客流量、流向或预约乘梯时间等因素作合理安排，以达到减少乘客等待和乘梯时间，避免拥挤，做到负荷均衡和降低能耗。家电产品的光机电是日本发展最快的一个行业。许多家电产品已采用传感器、微处理器，并使其智能化，从而能够达到最佳工作状态。如具有自动调整（烤炉、烤架、加热、解冻），模糊调整（食品原料的混合、粉碎、搅拌），切菜（切细、碎刺等）等功能的自动烹调菜肴的炉具及其他各种智能化家电产品等，就是光机电家电的一个典型例子。
以上光机电技术的应用表明：以往单纯采用机械手段进行制造的方法已无法满足现代设备和产品所提出的要求。必须通过光机电的方法，把制造技术、微电子技术、计算机技术、软件技术、自动控制技术以及光学精密测量技术等手段融合在一起，各施所长，优势互补，才能得到所需的高精密度的产品，以满足工程所提出的各项要求。
我国未来光机电发展的主要领域如下：
1.工业生产过程控制系统；
2.高性能、智能化仪器仪表；
3.先进制造技术；
4.医疗电子设备；
5.电力电子基础技术及配电自动化；
6.纺织系统在线检测、智能控制、工序连续化技术；
7.微机电系统；
8.光学与光电技术；
9.家用电器智能化及信息家电技术。
二、广东光机电产业技术发展水平的分析
(一)光机电产业产值、主要企业及其按地区分布情况。
从总体来看，我省光机电产业状况如下：
1.1998年光机电产业产值占全省工业总产值的23%左右，位居前列，是我省的机电制造业是我省的支柱产业之一。光机电产业的高新技术产品产值也占全省高新技术产品总产值的14.5％，居全省第二位。
2.光机电产业仍然属于传统产业，其高新技术产品总产值约占本行业总产值的7.8％，低于全省9.02％的平均水平。从整体上看，行业结构调整任务艰巨。
3.除普通机械外，广东省的光机电产业主要集中在大珠江三角洲地区的广州、佛山、江门、珠海等地，发展程度的地区差异十分明显。
(二)光机电产业的年产值和比例。
图1列出广东省高新技术产品年产值、光机电产业的年产值及其所占比例。
从图1中可见，光机电产品年产值占全省高新技术产品年产值的比例较高。最低年份占11.77％（1995年），最高年份占23％（1996年）。
图2给出广东省部分光机电产品全国市场占有率。从图2中可见：我省的一些光机电产品如家用电器、高档医疗器械和某些机械如彩色扩印机占据全国同行业市场的绝大部分份额（60％以上）；即使复印机只占有178%的份额，但仍在全国排名第一。这些是我省光机电产业的优势。
处于国内领先水平的主要产品及其主要生产企业和技术有：
1.广东的电器机械（含家用电器），电子医疗器械及专用机械三大类产业中，有不少属于高新技术产品并领先于国内水平，有的还达到国际先进水平，如环保型电冰箱、干式变压器、电脑控制大型发电机、静止式励磁装置、超声成像诊断仪、电磁动态塑料挤出设备、四通换向阀等，其发展前景较好。
2.在所有领先于国内水平的产品中，自主开发的很少，引进、消化、吸收占大多数。这说明，我省光机电高新技术产品还未真正进入自主开发阶段。
(三)广东光机电技术发展的现状。
1.光机电产业结构状况：
我省光机电产业结构情况大体如下：
(1)属于本省支柱或重要产业，市场占有率高，出口量大，但业内竞争激烈、危机四伏，生产能力利用不足，如家电行业。
(2)技术领先，市场占有率高，出口潜力大，但尚未达到一定的经济规模，如电子（智能）医疗器械行业。
(3)为本省新建支柱产业配套，但目前基础薄弱的产业，如汽车电子（及系统），包括EEI（电子控制燃油喷射技术）、EMS（电子控制发动机管理系统）、ABS（防制动抱死系统）、ASR（驱动防滑装置）、AIRBAG（安全气囊）、GPS（全球定位及卫星导航）以及电子信息产业专用装备和基础件等。
(4)光机电产业行业分布十分分散，除主要分布于机械、轻工行业外，几乎每个行业都有，例如电力、冶金、运输、建筑、化工、医药卫生等，给政府调控、协调和统计带来困难。
2.R＆D与技术创新体系概况：
光机电产业是一个“既老又新”的行业，有的领域建有相应的科研开发机构，有的领域基础很薄弱，有些领域甚至是空白。据不完全统计，全省与光机电产业有关的R＆D机构（包括科研机构、工程中心、生产力促进中心）有20多间，但由于体制问题和历史原因（科技体制改革未到位、条块分割等），未能形成合理配置，不能适应发展需求。从总体上看，企业还未成为技术创新主体。
3.广东光机电技术的优势：
(1)随着我国改革开放的深化，广东在改革开放中先走一步，政策优惠形成了一定的优势，但是如何进一步深化改革、加快科技进步来重建广东光机电企业和产品的优势已成当务之急，这也是大力发展这一产业的有利时机。
(2)广东省工业制造业，包括许多中小企业在内，在十几年的改革开放中引进了不少的先进设备和制造技术，不少企业配备了计算机，并应用于技术开发、管理信息系统等方面，取得了一定的成绩。这为光机电产业的发展提供了良好的技术和物质基础；
(3)光机电产业基础较好，有一定生产规模，并在全国有一定市场占有率，市场需求仍在上升。
(4)一些光机电产品（如办公、医疗专用设备等）属我省优势产业，还有一些市场潜力巨大、社会急需的产业正在起步，如环保机械及其相应工程，市场前景看好。
4.机遇与挑战：
确定高技术产业化重点领域应遵循下述原则：
(1)适合我国经济、社会发展的基本国情，满足国民经济发展之急需，对国民经济发展和产业化结构优化升级有重大推动作用；
(2)符合当前国家重点鼓励发展产业、产品和技术目录的要求；
(3)具有较大的市场前景，有较好的经济效益、社会效益和环境效益，符合可持续发展要求；
(4)有限目标、突出重点，经过努力近期可以在有关产业领域中开始实施产业化。
根据上述原则，我省发展光机电产业的主要任务应当是：
(1)根据世界发展趋势和市场的需求，在所确定的重点领域内，通过技术创新，大幅度地提高产品的技术含量，使其更符合未来顾客需要和满足经济发展的需求, 提高我省光机电产品的市场竞争能力, 培育新的经济增长点。
(2)不断地吸取计算机、信息、自动化、新材料和现代管理技术，改造我省传统光机电产业，将其综合应用于产品的整个寿命周期，使其能在急剧变化、日趋全球化的市场竞争中大大提高自己的竞争力，并使其成为取得社会经济环境效益的综合技术。
三、光机电技术发展的战略及实施建议
(一)光机电技术发展的战略选择。
光机电产业的发展对促进我省整个工业的发展起着十分重要的作用，并有着十分乐观的发展前景。而光机电的一些重点发展领域是：
1.电器机械。
发展适用于城市电网改造和农村电网改造与建设所需110千伏及以下电压等级的电网设备、元
件及其系统高新技术产品。例如具有自诊断、自动监测、自恢复的智能型产品；自能灭弧开关及无（少）人值班电站、变电站系统设备；按组合化、模块化、小型化、高性能、高可靠性和微电子（电脑）化等要求改造和发展电气机械产品。家用电器广泛采用微机自动检测、模糊控制技术、变频驱动技术，实现智能化。
2.电子（智能）医疗器械。
建设我省电子医疗器械的研究开发和生产基地，确立我省磁共振成像设备、医用射线诊治设备、超声诊断仪器、心电监护仪等产品在国内电子医疗器械产业中的主体地位。当前主要是扩大规模化生产，实现专业化分工，降低成本，扩大市场。
3.专用设备（包括塑料成型、包装机械、食品加工机械、建筑和农业机械等）。
4.数字化文化办公机械。
光机电行业要建成为办公与信息自动化设备产业。
5.智能仪表、关键基础件及现场总线控制系统。
为各行业自动化提供完善、可靠的零件和系统。
6.数控设备及精密机械本身和各行业提供NC生产装备，促进各行业生产装备改革，提高生产率。
7.环保机械。
形成日处理垃圾100～1 000吨机组系列、总容量达100兆瓦的生产能力；城市污水处理技术及工程；工业（电镀、化工）污水处理技术及工程；工业废气生物处理技术应用。
8.机械基础件制造。
机械基础件是提高机械产品质量、增加产品可靠性、降低生产成本、缩短产品开发周期的重要基础。我省应根据需要和可能，开发生产无泄漏、无污染、无毛刺、低能耗、高可靠性、低噪音、高精度、高寿命的新一代机械基础件。
9.城市轨道交通智能控制及信息系统。
城市轨道交通是现代化大都市的重要干线交通体系，是对环境友好的“绿色交通”。我国城市交通技术政策规定：“大城市和特大城市的公共交通发展方向应该实现电气化和立体化，特大城市交通要以轨道交通为主体。”国家已经批准北京、上海、广州、天津、深圳、南京为城市轨道交通优先发展和国产化的试点城市，6个试点城市中我省占两个。根据国家城市轨道交通设备国产化及产业化要求，我省光机电产业应将发展城市轨道交通智能控制及信息系统作为发展目标。
10.先进制造技术。
正如上述材料所述，国家发展计划委员会和科学技术部规定：高技术产业化两个任务之一，就是利用先进技术改造和优化传统产业。并指出先进制造技术是当前高技术产业化的重点技术方向之一。世界上所有主要先进国家和发展中国家，几乎无一例外地把发展先进制造技术作为21世纪的重要研究课题，作为发展经济和提高综合国力的主要措施之一。十分明显，在发展光机电产业时，只有用先进制造技术改造和优化我省的传统产业，才能设计出有自主产权、高技术含量的创新光机电产品（系统），才能有条件快速、高质、低成本生产及提供良好的售后服务，使我省的光机电产业能健康快速地成长。
发展先进制造技术，除了要从战略高度研究符合我国、我省现实的先进制造模式并利用应用工程加以检验外，最重要的就是要有足够的支撑先进制造的智能技术产品。
11.工业机器人应用系统。
目前我国工业机器人制造已进入产业化阶段，其有关生产企业已由国家定点。充分利用工业机器人应成为我省光机电产业的一个重要组成部分。我省应开发有关工业机器人系统应用工程成套技术。
12.自动控制系统及装置。
现代工业产品档次的提高，全赖于自动化、光机电。除了产品的现代化设计以外，其核心是采用微电子技术、计算机控制技术、软件技术、数字驱动系统等。光机电技术水平及产业化程度的高低是体现电子信息产业发展水平的一个重要标志。
(二)实施行业技术发展战略的建议。
1．以主导产品为中心。
我省的主导产品是电器机械、电子（智能）医疗器械、专用设备、数字化文化办公机械、智能仪表及关键基础件、数控设备及精密机械、环保机械、机械基础件制造、城市轨道交通智能控制及信息系统、先进制造技术和工业机器人应用系统等方面的具有优势的产品。以我省的骨干企业为龙头，以发展拥有自主知识产权的高新光机电主导和拳头产品为重点，通过规模化生产和产、学、研相结合，开创我省光机电产业的优势。
我省一些应当重点发展的领域是：电器机械、家用电器、仪器仪表、文化办公机械、医疗器械和普通机械等。这些行业的一些企业是发展广东省光机电产业的中坚力量，充分利用它们在国内已有的产品优势组建企业集团是大力发展我省光机电产业优势的有效手段之一。
2.以技术为中心。
(1)组成虚拟企业的中小企业群。
由于我省的光机电工业的产业结构尚不尽合理，各地的重复建设导致地区结构趋同化倾向十分明显，因此不免有部分企业技术水平低、生产工艺落后、浪费严重、达不到经济合理的生产规模，进而导致经济效益低下。此外，我国很快将加入WTO，带来的冲击会直接波及到效益差、长期亏损的企业。那些依靠关税或非关税措施保护的企业，也同样会受到冲击。由于市场竞争的加强，某些行业的利润率会下降，长线产品的生产将会受到相应的抑制。那些管理落后、效益低下的企业必然要进行资产重组。通过兼并重组扩大企业规模，积极谋求企业间的联合，增强自身实力，走集约化经营的道路，是提高其竞争力的有效方式。
此外，企业的重组还应当提高有关企业的敏捷度，在一些重要发展领域组成虚拟企业的中小企业群。即按照敏捷制造的模式，对这些企业组织机构、生产技术和人员进行全面集成，形成一个对于环境变化能作出有效、敏捷的反应，竞争力强的生产系统，使企业的资源得到最充分利用，取得良好的经济效益和社会效益。
(2)进行以先进制造模式改进传统企业的应用工程试点。
先进制造技术是在传统制造技术基础上，不断吸收各种现代科学技术和组织管理理论，特别是计算机技术及管理信息系统，综合应用于制造全过程，实现优质、高效、低耗、文明、灵活生产，以取得理想的经济效果。制造业是工业发达国家国民经济的主要支柱，其产值平均占各个国家生产总值的60％以上。在某种意义上说，国家之间综合国力的竞争首先是制造技术水平的竞争。
为了使我国、我省的光机电产业有较快发展，更快与世界接轨，使其在未来在的世界市场上更有竞争力，必须高度重视用先进制造模式改造传统企业。这些模式包括柔性生产技术（Flexible Manufacturing Technology）、敏捷制造（Agile Manufacturing）、精益制造（Lean Production）、全面质量管理（TQC）、准时生产（Just in time）等等。现代制造技术和管理经验将其与相关资源以及创新的组织机构集成为一种具有独特管理环境和生产实体的新型先进制造系统。先进制造系统从总体来看具有下列特点：①先进制造系统具有技术先进、组织结构合理、运转高效、对环境变化反应敏捷的特征；②有别于传统的大批量生产组织方式（专业化），先进制造系统强调制造资源优势集成，体现出系统科学性和学科综合性；③先进制造系统以适应市场变化、多品种、优质、高效、低成本、高效益为目标；④先进制造系统的建立和运行以先进的科学技术、组织结构和管理为基础。用先进制造模式改进传统企业体现了对企业生产过程进行重新思考和重新设计构思的企业过程再造思想，集中反映了现代制造业技术、组织结构和管理的发展趋势。因此，进行以先进制造模式改进传统企业的应用工程试点是保证我省光机电产业稳定和持续发展的必要条件。
3.以新的经济增长点为中心，组建我省光机电专业网络系统。
近年来，广东省的光机电产品在国内市场有长足的进步，不少产品在技术和质量上已具较高水平，在国内市场上具有一定的竞争力。不少企业通过引进一些先进设备和技术，取得了较好的成绩。随着市场经济的深入发展，先进的科研成果和技术若不能充分发挥功能和作用，利用率和效益不高，就可能使现有的优势丧失殆尽。特别是我国进入WTO后开放的市场将面对国内外两个方面的日益剧烈的竞争。为保持我省的竞争优势，发挥已有的资源和人才优势，应当尽快建设光机电专业网络系统。通过动态灵活的网络组织机构，将国内外商业信息、不同相关企业的资源状况数据、先进科学技术乃至高素质的人员进行集成，形成对光机电的科研和生产需求能作出快速有效的反应，并具有竞争力的专业系统。同时，像敏捷制造等先进生产技术在分布式网络条件下可以发挥其快速灵活的优越性，而光机电专业网络系统将为这些现代生产模式提供有利的物质基础。
4．以服务为中心。
(1)组建光机电产业技术服务中心。
组建我省发展光机电产业技术服务中心（实体或基于因特网的虚拟中心）。其目的是为我省的光机电企业特别是中小企业提供技术服务。例如，根据产业发展趋势和企业需要，有关应用基础或企业急需解决的问题（诸如产品换代、新工艺新技术引进、企业资源重组和集成等）进行咨询和服务。这类中心应当通过对市场需求的预测和调查，建立光机电产品市场的数据库、技术跟踪信息系统和专家咨询系统，为企业预测产品的市场需求和技术发展趋势，从而以尽量少的成本和最快的速度生产出产品。技术发展趋势预测主要是建立技术跟踪信息系统，跟踪行业中国内外领先企业的R＆D的动态。实际上，这些企业今天的R＆D就是明天的产品。因此，可以从R＆D的动态中分析产品趋势，通过建立专家咨询系统，探讨技术产业化的可行性和经济价值，进而分析产品趋势和产品替代的可能性，预测产品的寿命，为我省光机电产业的持续发展提供技术支持。
在家用电器方面，广东省科技厅牵头成立的“广东省家用电器研究开发协作网”已开始运作。通过该协作网的工作，探索组建我省光机电产业服务中心的新模式，形成我省光机电技术创新的新体系。
(2)跟踪和引进世界先进技术，促进国际合作
中国将加入WTO，光机电产业将面临全新的挑战与机遇。我们要审时度势，抓住机遇，迎接挑战，做好与国际接轨的大文章。面临的挑战主要有：由于关税的调低与放开，外国的产品必定涌入中国市场，供求矛盾更加激烈；平等的市场竞争使得实力雄厚的外国跨国公司纷纷在中国投资建厂，增加国内企业的竞争对手；由于平等贸易，外国的知名企业会以优质的产品直接进入中国市场，并会封锁先进技术等。
工业发达国家在探索和生产光机电产品的先进技术方面已经先走了一步，也有效地推动了这些国家的技术和经济的高速发展。为使我省这一产业在激烈竞争的国际市场上占有一席之地，我们必须在积极引进先进技术和设备的同时，及时引进先进的组织和管理理论和技术，加速我国技术和经济发展、早日实现与国际大市场接轨。因此，跨国的动态联盟的出现将是发展的必然。我省的企业必须加强与国外企业合作与交流，积极学习国外先进的技术与管理水平，积极探索与国外厂商的合作机会。我省一些主要家电行业已将自己融入国际经济的大循环圈，如科龙、康佳、创维、格力和TCL等都在以或自主，或与业界巨擘联合，或在国外成立技术开发机构，或聘请当地外籍人员等方式进行先进技术的研发。企业到国外设立研究机构是顺应近年来国际公司跨国研究活跃的潮流，但是目的则各不相同。美国微软、英特尔等在我国设立研究机构，其目的是利用中国人才和开发中国市场。而我省光机电企业在外（特别是发达国家）所设机构则应当以引进和获取当前发展的最新技术及开发储备产品为主要任务。
(3)完善人才培养体系。
充裕的光机电方面的优秀人才是确保我省光机电发展必不可少的条件。我省在改革开放中先行一步的发展战略，培养和造就了一大批有才能的领导干部、技术人才和经济管理人才（这也包括了光机电产业）。这些人才乐于和勇于接受加速经济发展、提高产品竞争力的新观念、新组织结构模式。这些人才对我省现有光机电产业的发展起到了极大的促进作用。
由于人才的培养是多方面和长期的，为使我们的领导干部、技术人员和管理人员始终站在国际光机电产品发展前沿，就必须在不断培养新型光机电方面人才的同时，使现在的各方面的人才可以经常得到再教育、更新知识的机会。因此，必须完善我省在光机电方面的人才培养体系（包括再教育制度）。只有构建完善的光机电人才终生教育体系和知识动态供应系统，才能使我省的光机电产业后继有人、持续发展。
(4)发挥主管部门的调控功能。
前面指出：国家和省委、省政府扶持高新技术产业发展的政策常常得不到落实。因此，必须形成一个落实各项政策的机制与程序，解决政府各部门之间的协调问题，克服“地方自行其是”的缺点。
我国、我省积累了几十年计划经济组织和管理的经验（实行计划经济管理的经验和方法，在实行市场经济条件下仍具有一定的借鉴作用），政府各行政部门有多年组织多单位协作攻关的经验积累，可以在政策的实施中充当组织协调的角色。
但是，由于多年实施计划经济的原因，又使得许多企业（特别是国营工业企业）经营机制不灵活，经营观念落后，跨地区、跨行业、跨部门协作受到一定的制约。另外，人员素质不高，计算机管理信息网络尚未建立或不健全，运输、网络通信、制造技术等物质条件较差，部分经济法规的未建立、不完善或措施尚未到位，一些诸如产品质量、交货期、债务纠纷等问题不能得到及时有效的解决，使得企业之间互相信任程度较差，合作积极性不高，这些是光机电高新产品和技术发展中十分不利的因素。因此，必须发挥政府主管部门的功能，利用行政、经济和法律的手段进行宏观调控和引导，为我省的经济发展，特别是光机电等高新技术和产业的发展提供有力的保障和支持。(完）