作者/金東寒
金東寒，中國內燃機學會理事長，中國工程院院士，天津大學校長。他是傑出的動力機械工程專家，我國特種發動機動力系統技術領域的開拓者和領軍人物。他是國際內燃機學會主席，是這一國際學術組織成立近70年來，擔任該職務的第一位中國人。
從中船重工上海船用柴油機研究所所長，到擔任上海大學黨委書記、校長，再到2019年5月履新天津大學校長，30載砥礪前行，他始終致力於特種發動機及其動力系統的研究與應用開發，主持研製的我國首臺具有自主知識產權的特種發動機及其動力系統，開創了我國新型特船從無到有的歷史，使我國特船技術水平、綜合性能步入世界先進行列，他為中國艦船裝上了性能優越的“中國心”。
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、發電站以及工業製造領域，包括我們熟知的神州飛船、蛟龍號潛水器等特種設備，乃至大興國際機場、青藏鐵路、港珠澳大橋等超級工程，可謂天上飛的、地上跑的、海里遊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。發動機廣泛應用於各個領域，在國民經濟和國防建設中具有不可替代的地位。1/ 怎樣評價發動機的先進性呢？
怎麼樣評價發動機的先進性呢？主要有這麼五個指標：高效率、低排放、高可靠性、便於操作、智能化。
拿高效率來說，大家都知道越省油越好，對於一艘船而言，船的價格在全壽命週期裡邊只佔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，你油耗少了5克每千瓦時，他是馬上就會下單的。低排放主要是氮氧化物和硫化物，要滿足日益嚴苛的排放標準。氮氧化物是致癌物質，硫化物是酸雨的來源。高可靠性就是大修期要長，對於車用發動機誰都不希望去大修，對於船用發動機實際上跟船是同壽命的，但是也需要定期地維修。
智能化最主要的目的是讓它更高效、更可靠、更便於操作，所以智能化是要給發動機賦能。我們舉一個實例，目前船用發動機達到了什麼水平？油耗已經到了159克每千瓦時，效率就遠遠超過了50%，所以跟車用發動機相比，領先了起碼是10到15個百分點，同時排放滿足國際海事組織第二階段的標準。我們的所有船用發動機現在都採用電子控制，智能化水平是比較高的。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麼？經過50年的努力才降低了25克每千瓦時，實際上平均兩年降低1克每千瓦時，對於一艘一萬箱的集裝箱船來說，油耗降低1克就意味著每年節省150萬元人民幣。
2/ 面臨兩個重大挑戰
發動機類似於人體的心臟，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。2018年我國各種交通工具運送旅客176.7億人次，相當於把全世界人口運送兩次。2018年，中國發電量居全球第一，達到了6.8萬億千瓦時，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汙染物的一個主要來源。我國60%的石油被髮動機消耗，59%的煤炭被蒸汽輪機消耗，如今，汙染控制成為全社會的共識，汙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。
我們花了非常大的力氣來降低油耗、保護環境、減少排放，為什麼？主要是我們面臨了兩個重大挑戰。
第一個挑戰就是能源緊缺。根據2019年英國石油公司發佈的世界能源統計，世界煤炭可開採188年，中國只有53年；世界石油可開採為54年，中國只能開採18.5年。但是再看看我們的消費結構，我們每年用了所有煤炭消費的50%，我們用了所有石油消費的14% ，所以我們的消費量光靠我們自己的開採量是遠遠滿足不了的，我們大概超過60%的石油要依賴於進口。
第二個挑戰就是汙染嚴重。我們通過研究發現，道路交通和航運是有害氣體排放的第一、第二個源頭。我們舉一個例子，一艘集裝箱船的排放量到底是多少？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於15萬輛卡車的排放量，這個排放量是非常大的。
從氮氧化物的空間分佈情況來看，氮氧化物濃度高的主要是從印度沿海經馬來西亞，然後再到中國的沿海，中國的沿海排放是汙染物最嚴重的。航線上我們的排放比在其它的地方也要嚴重得多。
國際海事組織對有害物質的排放要求也越來越嚴格，其中美國和加拿大沿海水域，北海還有波羅的海實行了排放控制區，日本海還在申請當中。如果這些地方實行了更加嚴格的要求，而我們還是用一般的船去運輸的話，
到了港它就會不讓你停靠碼頭，那時候你換船肯定是不行的，所以它就用這種方式限制你必須滿足更高的要求。不像是陸用的車，我們國家說歐洲實行歐5標準，我們可以實行國4標準，反正我們的車不開出國門。但是船就不能做到這一點，所以我們國家從去年開始也開始實行了排放控制區，主要是在珠三角、渤海灣還有長三角。3/ 與製造強國之間的差距在哪兒？
我國發動機行業經歷了從仿製、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並駕齊驅，湧現出了像濰柴、玉柴這樣的領軍企業，自主品牌約佔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於油耗較高、可靠性不足等原因，目前佔據的主要是低端市場，正處在奮勇直追的跟跑階段。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，我們該如何突破瓶頸，縮短與製造強國之間的差距呢？
我們現在是發動機的製造大國，但還不是製造強國。主要體現在以下這幾個方面。
1）差距一是高端產品的自主創新能力不足。在大部分細分市場上，我們開發的發動機還不能滿足高端客戶的需要，所以我們佔據的都是低端的市場。在高端市場我們自主開發的產品與國際先進水平也有一定的差距，主要反映在效率可靠性上，這說明我們還不掌握正向設計的能力，我們沒有辦法滿足用戶的需求，通過建立數學模型，然後正向設計開發出滿足需要的發動機。
2）第二個差距，核心零部件製造能力不足。所謂核心零部件通常是技術難度大、投入大、回報週期長、風險大的這樣一些零部件。通常是被國際少數幾家公司所掌握，處於壟斷地位。現在即使國內有些公司能夠做一些核心零部件，它也做得不如人家更便宜、效率更高。
2018年上海舉行的中國國際進出口博覽會上展出的價值最高的一臺設備，重量超過200噸，2000多萬元人民幣，這個設備非常貴。船用四衝程柴油發動機的零部件一般都是用數控龍門鏜銑床來加工，它一天的折舊費就要高達一萬塊錢。現在我們的員工工資只是國外員工的十分之一，我們這樣算出來的話，成本還是非常高的，為什麼？因為在國外他們做了大量的工藝研究，加工這個機身只花12到15個小時，而我們加工這個機身
用同樣的設備要超過50個小時，甚至70、80個小時，這樣一算的話，我們的成本可能是別人的兩倍。 這三個產品實際上就是所謂的高端產品，高壓共軌、模塊化的選擇性催化還原系統以及增壓器。共軌系統的噴嘴精度是0.5微米，什麼概念？就是一根頭髮絲的1%，30年前我們說精度達到一根頭髮絲，那都是很精密了，現在是一根頭髮絲的1%，這個要求非常高。現在我們的柴油機用的一些還是合資品牌的，只是在中國製造的而已。最早的時候我知道這個共軌系統佔發動機總成本的要超過20%，現在由於我們的話語權不斷地在提高，現在已經降到了10%。那麼增壓器也差不多，只不過增壓器的價值更少一點。
那麼怎麼樣來衡量說是哪個產品或者核心零部件是高附加值的？根據定義它是說在原有的價值上附加了一個價值，這個就是高附加值。其實我覺得沒那麼複雜，我找到了一個簡單的辦法可以衡量哪些產品算是高附加值，就是用
單位重量的價值。我們這裡面列出來的東西主要的原材料都是鋼鐵，航空發動機每公斤超過15000元，空中客車每公斤超過12000元，寶馬740根據配置不一樣每公斤在700到1000元，引進的中速柴油機每公斤是250元，濰柴的重卡發動機大概就每公斤100到200元之間。雅馬哈摩托車每公斤是70元，永久自行車只有40元。所以100元錢以下的基本上就跟高附加值搭不上邊，單價越高，附加值越高。3）第三個差距，在產品質量穩定性方面我們還有差距。近30年來，中國產品的質量進步應該說是很大的，但是目前存在的問題就是質量不穩定。根據原國家質量監督檢驗檢疫總局抽檢的結果來看，我們的製造業的產品大概在市場上有10%不合格，所以每年造成的損失要超過2000億元。所以我就稱之謂有一個叫“99分”的現象，就是說我們現在的產品不大能看出來質量不好 ，但是總是那麼差一口氣，得不了100分，所以我們只能靠價格去跟別人競爭。我們國家企業的理念基本上首先關心成本，比如說今天做一個東西我賣100元錢，我就在想著我明天怎麼做能夠賣90元錢也能掙錢。它就是怎麼樣做降低成本，至於質量呢？差不多就行。所以我們的排序是首先關注成本，然後關注交付，最後才關心質量。那麼那些世界上的百年老店最關注的就是質量，就是怎麼想著把質量做好，其次關心的是交付，按時交付，最後才關心成本。
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麼相互的協同聯繫，就是拼湊個規模。包括一些國有企業，特別一些集團化的企業給子公司下指令，你今年要增長多少，明年要增長多少，那麼很多人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那個產品，別人說現在做房地產賺錢，賺錢多，它不為所動，幾十年做下來，它在這個方面做得非常厲害，佔據國際市場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，德國有1300家，美國有將近700家，日本有超過200多家，中國只有78家。所以我非常地欣賞這種隱形冠軍企業，我主張要做就要做得專注，就要做得極致，我覺得我們太缺少這樣的企業了。
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