金東寒，中國工程院院士，第二十屆中央候補委員，天津大學校長、黨委副書記，國家海上風力發電工程技術中心學術委員會主任。他長期從事新型發動機及其動力系統研究與應用開發，先后主持上海市科技攻關、國家自然科學基金、國防重點預研、先期技術演示驗證和重大型號研制等重大科研和工程項目20多項，取得了一系列開創性成果。21世紀初，由他主持研制成功的特種發動機動力系統達到了當時的世界先進水平，并在重大工程中批量應用，是中國該領域的開拓者。金東寒獲得國家科技進步獎特等獎1項、一等獎1項。

汽車、火車、飛機、輪船等交通工具，挖掘機、起重機、盾構機等工程機械，還有熱電廠、發電站，包括我們熟知的神州飛船、蛟龍號潛水器等特種設備，大興國際機場、青藏鐵路、港珠澳大橋等超級工程，可謂天上飛的、地上跑的、海里游的各種設備和大大小小的工程建設，都離不開發動機作為動力。發動機廣泛應用于各個領域，在國民經濟和國防建設中具有不可替代的作用。

發動機類似于人體的心臟，它可以將一次能源轉換成源源不斷的動力，為人類充分享受現代生活提供便利。2022年，我國發電量8.4萬億千瓦時，比上年增長2.2%，而帶動發電站運行的核心正是發動機。與此同時，發動機也是能源消耗的第一大戶和多種污染物的一個主要來源。如今，污染控制成為全社會的共識，污染排放標準不斷提高，高性能、低排放對發動機的性能提出了越來越高的要求。

目前，我國發動機制造能力總體接近國際水平，是發動機制造大國，但還不是制造強國。在高端產品、核心零部件、產品質量穩定性上和世界制造強國相比還有一定差距。我們該怎樣縮短差距？如何以發動機行業的創新經驗探索我國制造業轉型升級之路？

發動機行業面臨能源緊缺、污染嚴重的挑戰

如何評價發動機的先進性？主要有5個指標：高效率、低排放、高可靠性、便于操作、智能化。所謂高效率，就是越省油越好。對于一艘船而言，這艘船的價格在全壽命周期里邊只占10%，90%是油的價格，所以船東對主機的油耗是非常看重的。如果說多加幾百萬元，油耗少了5克每千瓦時，他是馬上就會下單的。低排放主要是減少氮氧化物和硫化物的排放，以此來滿足日益嚴格的排放標準。因為氮氧化物是致癌物質，硫化物是酸雨的來源。高可靠性就是要求大修期要長。對于車用發動機最好不要大修，對于船用發動機實際上是要求跟船同壽命的，但是也需要定期維修。智能化是指發動機更高效、更可靠、更便于操作。

目前船用發動機達到了什么水平？它的油耗已經到了159克每千瓦時，效率遠遠超過了50%。跟車用發動機相比，領先了起碼10到15個百分點，同時滿足國際海事組織第二階段的排放標準。我們所有的船用發動機現在都采用電子控制，智能化水平比較高，另外它的大修期已經達到了24000小時，是非常可靠的。通過50年的努力，船用柴油機的油耗降低了25克每千瓦時，油耗降低1克每千瓦時意味著什么？對于一艘一萬箱的集裝箱船油耗降低1克每千瓦時意味著每年可以節省150萬元人民幣費用。

我們花了非常大的力氣來降低油耗，來保護環境、減少排放，主要是面臨著兩個重大挑戰。

第一個挑戰是能源緊缺。根據2019年英國石油公司發布的世界能源統計數據顯示，世界煤炭可開采年限188年，中國只能開采53年；世界石油可開采年限為54年，中國只能開采18.5年。國家統計局公布的數據顯示，2022年我國全年能源消費總量54.1億噸標準煤，煤炭消費量增長4.3%，煤炭消費量占能源消費總量的56.2%。根據國家發布的《中國能源大數據報告》顯示，我國2022年全年石油消費量約為7.1億噸，所以我國的消費量光靠自己的開采量是遠遠滿足不了需要的，大概超過60%的石油要依賴于進口。

第二個挑戰是污染嚴重。道路交通和航運是有害氣體排放的第一、第二個源頭。一艘一萬箱的集裝箱船的氮氧化物和硫化物的排放量相當于15萬輛卡車的排放量，排放量非常大。我們再看看氮氧化物排放的空間分布情況，氮氧化物主要是從印度沿海經馬來西亞，然后再到中國沿海，中國沿海是污染物排放最嚴重的區域。國際海事組織對有害物質的排放要求越來越嚴格，所以我國也開始實行排放控制區，主要是在珠三角、渤海灣、長三角一帶。

從發動機制造看我國制造業同制造強國之間的差距

談到發動機，我想大家最直觀的印象就是汽車發動機，因為現在汽車已經普及了。其實人類生活和生產都離不開發動機，如果沒有發動機，我們就無法享受現代生活帶給我們的一切便利。

發動機就是把其他形式的能量轉換為我們所需要的形式。從歷史上來看，蒸汽機的發明引起了第一次工業革命，效率大幅度地得到了提高；內燃機的發明和使用又是第二次工業革命的重要標志。中國發動機行業的現狀是什么樣呢？我國發動機行業經歷了從仿制到聯合開發再到自主開發的歷程，創新能力持續提高。在內河航運、航海運輸領域，我國陸續開發出的自主品牌系列船用柴油發動機，性能已經達到了國際先進水平。在重型卡車等運輸領域，我國生產的多系列柴油發動機，技術水平已經同世界先進國家并駕齊驅，涌現出了像濰柴、玉柴這樣的領軍企業，自主品牌約占全球重卡柴油機市場份額的三分之二。而在家用轎車等乘用車領域，我國生產的發動機由于油耗較高、可靠性不足等原因，目前占據的主要是低端市場，正處在奮力直追的跟跑階段。從整體來看，我國在發動機新材料研發、自主創新能力等方面依然存在一定的瓶頸。我國現在是發動機的制造大國，但還不是制造強國，差距主要體現在以下這幾個方面。

第一個差距是高端產品的自主創新能力不足，在大部分細分市場上，我國開發的發動機還不能滿足高端客戶的需要，占據的都是低端市場。在高端市場我國自主開發的產品與國際先進水平有一定差距，主要反映在效率可靠性上。我國還不掌握正向設計的能力，沒有辦法根據用戶的需求，通過建立數學模型，正向設計開發出滿足客戶需要的發動機。

第二個差距是核心零部件制造能力不足。所謂核心零部件，通常是指技術難度大、投入大、回報周期長、風險大的一些零部件，通常是被國際少數幾家公司所掌握并處于壟斷地位，現在即使我們有些公司能夠做一些核心零部件，也不如人家價格便宜、效率高。

第三個差距是產品質量穩定性不足。近30年來我國產品的質量進步很大，但是目前存在的問題就是質量不穩定。我把這稱之為“99分現象”，就是說我們的產品，表面看不出來質量不好，但總是差1分，得不了100分。所以只能靠價格去跟別人競爭，我國一些企業一般首先關注成本。比如說今天做一個東西賣100元錢，就在想著明天怎么做能夠賣90元錢也能掙錢，千方百計降低成本，至于質量差不多就行。所以我們的排序是首先關注成本，然后關注交付，最后才關注質量。而那些世界上的百年老店最關注的就是質量，其次關注的是交付，要保證按時交付，最后才關注成本。

我還發現一個現象，我看了很多企業，特別是一些中小企業，它們生產的產品品種很多，但是這些產品之間沒有什么相互的協同聯系，就是拼湊個規模。包括一些國有企業，特別是一些集團化的企業給子公司下指令，今年要增長多少，明年要增長多少，都關注規模而不是關注效益。同時我也看到另外一些企業，這些企業非常專注，就做它自己的產品，別人說現在做房地產賺錢多，它不為所動，幾十年做下來，它在自己專注的方面做得非常厲害，占據國際市場20%，甚至30%。這種企業被人們稱作“隱形冠軍”。據調查統計，全球有2300家“隱形冠軍”企業，德國擁有超過1300家“隱形冠軍”。我非常欣賞這種“隱形冠軍”企業，要做就要做得專注、做到極致，我們太缺少這樣的企業了。

政府、企業、高校、行業協會在制造業轉型升級中的作用

制造業轉型升級必須依靠創新來驅動，制造強國需要具備4個主要特征：雄厚的產業規模、優化的產業結構、良好的質量效益和持續的發展能力。我國的制造業企業基本都處在價值鏈的低端，而歐美企業多處在中高端。黨的二十大報告指出，堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上，推進新型工業化，加快建設制造強國、質量強國、航天強國、交通強國、網絡強國、數字中國。實施產業基礎再造工程和重大技術裝備攻關工程，支持專精特新企業發展，推動制造業高端化、智能化、綠色化發展。這為我國制造業的轉型升級指明了方向。我們該如何邁向全球價值鏈中高端？在制造業轉型升級的過程中，政府、企業、高校、行業協會等應該如何各揚所長，發揮應有的作用呢？

第一，切實發揮政府的創新引導作用。政府要加強供給側結構性改革，打造一個良好的營商環境，重視培養優秀的技能人才，造就一批能工巧匠。

第二，切實發揮企業的創新主體作用，激發企業家的積極性和創造性。這兩年我國企業也開始越來越重視創新，華為為什么能夠成為今天的華為？任正非非常重視創新投入，他在開始創業的幾年把所有的錢都投入到研發當中去。正是這種強大的投入，可以吸引到最好的人幫助設計創新管理體系，做很好的實驗室，打造一個很好的創新平臺。加大投入是最重要的，要重視管理體系的建設，實現有組織的科研。

第三，釋放產學研協同創新潛力。高校擁有非常好的人力資源。高校擁有59%的“兩院”院士，75%的國家杰出青年基金獲得者，在“國家三大獎”中的獲獎數量也是非常高的，占比70%多，技術發明獎、自然科學獎占比都非常高。現在最主要的問題是高校的老師、科研人員不太關注企業的需求，高校老師選擇研究題目一般不管研究到底對工業部門有什么用，只基于發表文章來考量，因為考核的標準就是這樣的。應該改革目前的考核方式，鼓勵教授把論文寫在祖國的大地上。高校一般有很好的重點實驗室，包括省部級重點實驗室、國家重點實驗室，也有很多好的設備、儀器，很好的人力資源。怎樣發揮高校的創新潛力？最重要的就是要改革考核方式。

第四，發揮學會和行業協會服務的作用。中國內燃機學會和中國汽車學會以及中石油的潤滑油公司等15家企業聯合發起成立了一個發動機潤滑油中國標準開發創新聯盟，包括汽車公司、主要的發動機公司、添加劑公司，整個行業的翹楚都在這個聯盟里面。這個聯盟經過兩次擴容，擴容后的成員包括國際最著名的潤滑油公司和添加劑公司，還包括國際上兩個評價公司。這個聯盟制定中國標準，以后希望爭取做到用中國潤滑油、中國發動機的標準來進行評價，然后在中國使用。這個聯盟是企業出錢來支持的，每個企業都要出錢，后面加入的公司，還要補交錢。這些外國公司沒有表決權，但還是積極參與，他們希望能夠影響我們的標準制定，并且按照我們制定的標準搞研發，這樣可以更好地把他們的產品打入中國市場。

自主開發確實是個漫長的過程，是需要積累的。看到中國發動機近20年的進步，我一點都不擔心。假以時日的話，我國發動機在不久的將來一定是可以全面地和國際的先進水平來進行競爭。