[关键词]管理模式;制造资源要素;成熟度
管理模式是管理科学中一个经典而富有挑战的研究领域。特别是在当前,面对全球竞争、动态市场和技术创新等诸多挑战,管理模式又成为学术界和实业界关注的热点。然而,目前这些研究却处在一个各自为阵的阶段,导致人们对管理模式概念界定不清,一定程度上也误导了企业的管理实践活动。为此,本文在对国内外管理模式有关理论分析的基础上,提出构建新型制造环境下管理模式理论体系的新思路。
一、国内外研究现状
20世纪50年代以后出现的成组技术(GT)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)、准时生产制(JIT)等[1],以及80年代后期的敏捷制造、大规模定制等管理模式的研究重点在于技术应用[2],以及管理形式与方法的创新上,都是将人、技术和组织看作是构成管理模式的三大制造资源,这容易使企业进入制造技术决策论的误区。实际上,在新型制造系统中,仅仅考虑人、技术和组织这三大制造资源要素是不够的,另外还要考虑信息资源以及更深层次、更广泛的企业文化、管理理念等非技术性资源。针对这种现象,国内许多学者对管理模式的概念作了界定[3],由于研究问题的角度不同,关于管理模式的定义也有多种描述,从而导致人们对管理模式界定不清;更值得注意的是,目前的研究都没有从更深层次去把握管理模式的本质特性及其形成机理,没有考虑新型制造环境下企业制造资源要素的集成方式及其对管理模式的限制和影响。
另外,随着市场竞争的日趋激烈以及信息化、网络化的影响,许多企业的管理模式显得不再适宜。在改进现有管理模式时,有些企业没有与自身的文化、理念、制度、机制等因素相结合,过于强调技术因素,盲目采用一些先进的制造技术或管理模式(如ERP、CMR、e-Business等),结果这些先进的制造技术或管理模式不但没有发挥应有的作用,反而造成了企业人力、物力、财力的巨大浪费。那么,采用什么样的管理模式最能满足企业可持续发展需要,这就存在一个管理模式的适宜性或成熟度的评价问题。
二、企业管理模式有关理论创新
(一)管理模式概念的重新界定
企业的制造资源要素有多种表现形式。从资源要素角度来看,企业内、外各种资源都应纳入管理范畴,即不仅包括企业内部的人、财、物、信息、技术等资源要素,而且还包括企业外部对企业制造过程产生限制或影响的各种资源。从管理要素角度看,在传统的管理活动中,人、财、物是基本资源要素。然而,随着社会的发展与进步,这些基本要素的性质不断演化更新的同时,还有各种新的资源要素大量涌现,并且各种资源要素的重要性权重也相继发生转变,资源管理要素的范围更加广泛。从人、财、物到信息、组织、制度、理念、文化、知识等资源都成为管理模式的要素,即涵盖所有的软、硬件资源要素;从管理技术、手段和方法角度来看,制造资源不仅涉及到管理技术本身,而且涉及制造技术、信息技术等,如JIT、CIMS、MRPⅡ、BPR等。
上述制造资源要素除了具有目的性、主体行为性、非线性、整体性、互补性等一般特征外,还具有复杂性、多样性、动态可变性、协同性、创新性等新特征[4]。我们将企业的各种制造资源要素通过集成形成的统一体称为制造资源要素体系。制造资源要素体系不仅反映了集成要素之间物质、信息的交换关系,也反映了集成要素之间能量的互换关系。制造资源要素体系是管理模式的支撑基础,它决定着管理模式的基本特性与形态、应用层次及范围。这是管理模式理论研究的基石和逻辑出发点,只有从这一点出发,才能从根本上把握管理模式的本质,从而为构建管理模式理论体系奠定坚实的基础。
(二)管理模式的生成方式分析
制造资源要素的特征决定了其集成方式是各种各样的。管理模式与企业制造资源要素体系之间的对应关系见表。
在新型制造环境下,企业管理模式的选择重点已经从技术层面转变到管理层面,依照制造资源要素的主体行为选择管理模式是目前研究的重点,下面对此进行分析。
1.互补型制造资源要素体系及管理模式
互补型制造资源要素体系指各资源要素之间以功能互补为基础形成集合体,并由此形成管理模式。当某一资源要素的优势(或劣势)恰恰是另一资源要素的劣势(或优势),双方集成可实现优势互补。如以开发新产品、新技术为目的的企业与企业间的战略联盟(技术开发、市场开发等),企业为了增加优势通过兼并形成的企业集团或合资经营企业,企业为了利用外部资源实施的业务外包或动态联盟等形式都是以互补行为为基础而形成的管理模式。
2.互惠型制造资源要素体系及管理模式
互惠型制造资源要素体系是指为了更好地发挥各资源要素的功能,以互惠互利为基础,以供给与需求为主要方式,建立管理模式。这种形式主要有:以大企业为核心的中、小企业网络协作关系、供应链关系以及企业与客户之间建立的客户关系管理(CRM)等。在互惠型模式中,由于各种制造资源的性质不同以及管理行为主体拥有信息量的差异,有可能会导致互惠型模式出现两种不同的具体形式,即对称型和非对称型。对称型能真正实现合作双方的互惠互利,因而是一种稳定的合作模式,而非对称型则是一种不稳定的合作模式。
3.协同型制造资源要素体系及管理模式
协同型制造资源要素体系是指为了改善各资源要素的功能,经过聚合重组,形成相互交流、浑然一体、协同一致的整体性集成功能,以实现管理集成体功能倍增和突变。在协同型模式中,各制造资源要素所表现出的特征与要素体系的整体特征一致。例如,以节拍和工序同期化形成的流水生产机制,就是一种最典型的、高度协同的生产运作方式。其中,各加工设备所表现出的特征已不再是其本身的特征,而是流水线的整体特征。大规模定制生产模式是90年代后出现的最具竞争力的管理模式,它是对传统流水生产和单件生产方式的综合集成,既具有高度的协同效应,同时又能满足市场的多样化需求。另外,还有企业重组、流程再造等都是这一模式在更广泛的时空范围内的体现。
由此可见,管理模式与企业制造资源要素的集成方式之间具有密切相关性。在制造资源要素的每一种集成形式下,都会有几种可供选择的管理模式或制造技术。制造资源要素的不同集成方式,决定了不同的管理模式,由此可以解决企业生产经营过程中的不同问题。
三、企业管理模式成熟度评价方法创新
(一)企业管理模式成熟度的评价方法选择
有关成熟度方面的理论,最早是1957年美国著名行为科学家克里斯·阿吉里斯(ChrisArgyris)在其名著《个性与组织》一书中提出的“不成熟——成熟”理论[5];著名管理学家何塞(P.Hersey)和布兰查德(K.H.Blanchard)将该理论应用于企业管理工作的情景[6]。到了1987年,美国卡内基梅隆大学软件工程研究所首次将标准化大批量流水生产模式引入到软件服务业,并提出了软件能力成熟度模型SW-CMM(CapabilityMaturityModelforSoftware)[7]。目前,该模型经过改进已被陆续应用在软件、系统工程以及采购方面,成为业界流行的工程实施和管理方法,以及国际间的软件组织普遍采用的一种软件生产流程标准的评估模式。
由于管理模式是对企业的人员、技术、组织、信息、文化、环境等制造资源要素的智力生产过程,与员工的工作过程、软件的实施过程一样,管理模式的实施也可以通过成熟的实施过程,可验证的努力而得到预期的实施效果。因此,可以将已有的成熟度理论与方法移植到管理模式成熟度的分析与评价之中。加快管理模式成熟度相关理论的研究,不仅可以进一步扩展SW-CMM的应用领域,弥补管理模式成熟度理论的空白,更为重要的是可以为企业奠定每个管理模式级别下持续改进的基准面,进而优化不同时期、不同发展阶段的企业神经网络——企业管理模式。
(二)企业管理模式成熟度的评价模型
任何企业在成长过程的不同发展阶段都有不同的管理模式,企业管理模式促进企业的发展,企业的发展也带动了企业管理模式的变革[8],伴随企业的成长与发展,管理模式表现出由低级到高级,不断完善、逐步演进的发展轨迹。美国学者伊查克·爱迪思(Adizes)教授将这种演进过程用企业生命周期理论加以描述[9],并且指出当企业沿着其生命周期的轨迹发生变化时,会遵从一种可预知的管理模式。为了准确地选择和评价这种管理模式,我们借鉴软件能力成熟度模型(SW-CMM)来分析企业在不同发展阶段的管理模式成熟度级别。为此,要定义每个级别的关键过程域(标识达到某个成熟级别时所必须满足的条件)、公共特征(指出了一个关键过程域的实现范围、结构要求和实施内容)和关键实践(描述了应该“做什么”)等具体内容。并以此提出企业管理模式的成熟度模型(见图),由图可知,管理模式的成熟度由低级到高级可确定为五个等级,它们分别是:初始级、可重复级、可定义级、可管理级和可优化级。管理模式成熟度越高,企业对制造资源要素就控制得越好,企业管理模式给企业带来的效益就越明显。
不同等级的管理模式具有如下基本特征:(1)初始级管理模式。企业处于发展初期,多种管理模式并存,但又缺乏核心的管理模式,企业管理处于混乱状态;(2)可重复级管理模式。它是对原有成功管理经验的放射和扩大,表现为企业的业务流程达到了制度化、可重复的程度。企业的管理方法也被重复使用到相似化的业务情景中,但是有可能会因为没有规矩的重复而出现混乱;(3)可定义级管理模式。这是一种标准化、一致性的管理模式。企业的管理目标、任务和流程等都已经文档化、标准化,对企业的各项主要活动领域预先进行了定义,并在经营战略的统领下协调企业内外资源的有效整合;(4)可管理级管理模式。这是一种可量化、可预测的管理模式。质量、数量、成本和进度等可以用详细的测量手段和方法进行控制且容易被员工理解。企业可以借助管理理念和经营战略的成熟魅力,合理支配各项资源,对组织架构、管理技术和业务流程等进行强有力的掌控;(5)可优化级管理模式。企业具有自组织、自适应的能力,能够通过调整经营战略,提升管理理念,重组业务流程,重新设计企业组织架构和引入先进管理技术来优化生产、采购、人员等关键资源的利用程度;能够“自发”地发现经营过程中的问题,并加以不断改进,从而保证企业可持续的发展。
通过上述分析,可以得出如下结论:
1.制造资源要素体系是管理模式的支撑基础,是深入研究管理模式生成机理的基石和逻辑出发点。
2.企业管理模式与制造资源要素体系的特征有关。在技术决策主导下,企业一般是按制造资源要素所处的层次或功能构建管理模式。随着企业制造环境的变化,企业管理模式应从技术层面转变到组织管理层面,在考虑制造资源要素体系主体行为的基础上进行优化决策。
论文关键词等同原则专利侵权适用
一、等同原则概述
等同原则不是相同原则,相同原则指专利侵权审判中侵权产品具有与权利人提供的针对专利产品的技术书中规定的产品相同的技术特征,若侵权人只对技术做些许的该改变,在法律上行为人并无侵权行为,但该技术本质上仍归属专利权人,这样专利权人的正当利益无从保护。等同原则指侵权行为人实施的专利技术具有与权利要求人申请判定的技术在某个技术特点上存在差异,但该技术特性是在同样的方式,实现了同样的功能,产生效果基本相同,则该专利权应该得到保护,行为人构成侵权。例如,采取部件移位、等同代替、分解货合并的方式完成专利发明或积极成效,和专利技术比较存在功能、成效、目标上大致相同或完全一样,则被控侵权方法受法律的保护,是种侵权行为。司法实践中较易被侵权的是发明与实用新型专利,在侵权审判中,原告通常采取等同原则与相同原则相结合的方式保护自身权利。所以,可以说等同行原则是相同原则一定程度的补充,可对原告的合法权利做更加有效的保护。
等同原则可对侵权人通过对专利技术或产品的非实质性变更做有效的规避,通过权利的保障提倡技术创新,若行为人仅以同等性形式改变专利特征代替技术创新,则这种改动等同行为就是侵权行为。另外,等同原则可促进社会发展与技术的交流应用。等同原则的出现可以说是民法体系中公平原则的结果,在对专利权保护的同时,对以等同改变行为盗取专利的行为做侵权认定,同时鼓励公众创新。
美国是等同原则的发源地,在司法实践中不断完善发展该原则。在美国威南斯诉讼案中,登米德被美国法院认定为侵权。虽该原则受到批评甚至暂用但后来终被支持,并提出方法、功能与效果的详细检验标准阐述。在1997年,等同原则被美国最高院确认使用任何一项技术要求特征,防止了权利范围扩大。在日本,等同原则的发展也不是一帆风顺的,其产生之初受到各种非议。在1998年,等同原则被确立,并做了适用条件的详细论述,标志着在日本,等同原则完全确立。等同原则被各国法学界接收并以立法形式确立并不是一蹴而就的,是一个循序渐进的过程,到后来,该原则在世界上有着公认的地位;科技的发展推动者等同原则的确立,等同原则同样以权力人保护方式激励着科技的创新;通过对相同原则缺陷的完善,等同原则有效的保护了权利人权益。我国法学界也应该积极研究世界各国先进经验,做好优秀成果的引进,去粗取精,以立法形式对适用等同原则进行体系完善。
在2001年,最高院了适用专利纠纷案件法律问题的司法解释,该规定对等同原则做了概念明确。被看做是专利侵权的判定准则,以技术特征等同排除技术整体等同,对等同特征的认定做了条件性规定。虽然该项司法解释较原则化,但也是我国认可等同原则的标志性法规。等同原则通过将专利保护延伸到等同的范围,对权利做了充分实质性保障,有利于个人与社会利益间的均衡。
二、等同原则之专利侵权适用分析
(一)侵权时间的判定界限
德、美、英关于侵权时间的判定界限有不同的规定,如德国规定为优先权日或申请专利日,美国则是侵权日,英国是公开专利日。我国法律中并无时间标准规定,但学界倾向于侵权行为时间标准,即侵权行为的发生时间。其一,专利保护期为20年,该期限内一定会产生在专利公开或申请时未明确的等价方式,若以专利申请日替代侵权日,若等价手段出现,仿造者就可能逃避侵权认定。比如,电子放大器件——电子管在原来是独有的器件。在做专利申请时,不管是出于审查员目的或申请人自身原因,很可能对电子管做出限定。随着技术的进步,晶体管出现,晶体管几乎对放大电子管做了根本替代,此种现实下,若否定电子管与晶体管间的等价,则保护期限内的电子管电路发明则不受保护,这显然不公平。其二,等同原则的确定是对专利申请时侵权形态列举的限制的补充,将虽存在与记载事项有所差异但技术具有实质等同性做侵权认定。所以,从其目的看,即使技术出现在专利申请后,但被人们知晓,成为代替技术可能性也较大。另外,从基本专利衍生的从属专利若未经许可利用从属专利也构成侵权。相反,若以简单替换替明创造被认定合法,是一种欠均衡与不公平现象。其三,WIPO中也有关于专利侵权日为等同时间界限的规定。最高院也倾向于侵权日标准,如解释“普通技术人员”时规定“衡量标准”是发生侵权时“该领域的知识平均水平”。
(二)适用多余指定原则
多余制定原则是法院在专利侵权案件审判时,将技术特征划分成必要与非必要技术特征,在对多余特征(非必要技术特征)忽略的前提下,专利保护范围的明确依据必要技术特征决定,对侵权客体权利保护认定。
我国法学界对多余制定原则的认识有所差异,其一,对于某项技术特征被写入独立权利,则看做必要的技术特征,即使该特征有十分重要的发明效果,但该技术特征在被控侵权产品上并无表现,以“全面覆盖”理论,则不是侵权行为;至于非必要技术特征在申请专利时的误写,审判时对失误也不能照顾迁就;对第三人的执法统一与法律稳定是专利审判首要面对的。其二,在我国,发明人应尽快申请专利。但权力要求书的撰写具有法律性与技术性,很难把握产品的关键技术特征。所以,以多余限定方式缩小专利保护空间。授予专利后,第三人对权利要求书与说明书的研究,可略去非必要的技术特征实施技术,以公平原则为指导被告行为为侵权。
在我国,对多余制定原则的适用应综合考虑实际。专利制度在我国实施时间并不长,对专利法的陌生,专利人水平的限制以及申请人自行对申请文件进行撰写导致拟定权利要求不当情况时有发生。若对非必要技术特征全部排出,太过严厉。但简单的以多余制定替代某种技术特征有碍于申请书撰写水准的提高,使得确定专利保护空间太灵活。因此,要制定可行标准,做判断时对多余技术特征的认定避免由法院主动认定,而要依靠申请人对该项技术特征进行陈述并说明要求为独立权利的缘由,也要保证被告的陈述权利。在原告提供了充足的理由过后,且被告的反对无效(技术层面做的反对),方可做非必要技术特征的忽略。合理的限度是非必要技术特征忽略的前提。
(三)判断等同物的标准
专利的实现目标应与替换被控产品的技术特征和要求的相应权利特征比较时相结合。比如螺钉与柳钉是机械部件,若发明目的在于部件的可拆卸连接,那么柳钉具有与螺钉不同的发明目的,等价手段不同。若发明目的是部件的可连接,那么拆卸不重要,只是优缺点上的差异,则螺钉与柳钉的等价手段相同。全部技术特征准则的遵守,即遵守“专利要求内容是专利权保护的范围”,即侵权判定以全部技术特征为依据,必要技术特征不可忽略;以被控客体之技术特点与权力要求之对应技术特点做分析,只有证明比较后技术特征存在每项的等同,则视为等同;注重测试数据,不可人为判断是否构成等同,比如比较物存在工作方式、功能实质、效果实质等同或不同,那么二者存在或不存在等同替代。要以证据证明等同是否存在,这也是认定的基础。例如,权利人申请被控方法(产品)与申请方法(产品)具有相同性,那么原告则应举出被控客体在工作方式、功效等实质上的等同证明,被告做辩护,也进行举证。证据可是测试数据,也可为证人证言。
三、关于等同原则的限制问题
等同原则适用于专利侵权的判定实际上是扩大了权利人的权利,肯定了文字以外的权利。但是,应该注意到,不应该使等同原则无限制的适用,对不应当得到的基本权利要做限制。也就是说,技术内容包含公有领域或权利人言明放弃,那么不适用等同原则。禁止反悔原则,指在审批、撤销或对专利权宣告无效时,为了保证专利具有创造性,权利人以修改文件或书面声明的形式,做放弃部分保护或限制权利的活动,由而获得专利权。则在以后的专利侵权审判时,针对放弃或排除的权利是不能适用等同原则的。在专利侵权审判中,诚实信用原则体现为禁止反悔原则。该原则有效地的避免了权利人的背离行为,即为获得专利在审批时暂时做部分权力的放弃或限制,但在诉讼时却想做限制的取消,或做技术特征不重要性的强调,以此双赢。在审判中,权利人时常变成其权力的放弃在于当时的审批压力,因此,希望法院做当时情形的考虑。但法院审判依据的是权力放弃或者修改成立的法律事实。所以,权力人做权力修改时不应“违心”,而应采取法定的法律救济措施保护自身的合法权力。
另外,还存在自由的公认技术抗辩原则。该原则指在专利判定时,若申请权利与专利技术记载权利存在方案相同,自由公知技术与被控的侵权物也存在相似或相同,那么不构成侵权。其依据在于技术权利应该是权利人独立创造,不应对已有技术或公认技术做模仿。也就是说自身权利的行使不应在损害他人或社会公共利益的前提下实现。对于被控的权利技术是否存在侵权行为,被告可否以该原则作为抗辩的理由,学界观点尚未统一。另外,在审理专利侵权以及效力案件由相同法院审判的国家可避免争议的发生。其通常采取专利效力审理先于侵权审理,这使得实践中的自由公认技术抗辩的形式不常见,但在我国存在由不同的法院审判两种纠纷,所以,该原则就有必要存在。
【摘要】为了加快先进制造业的发展,笔者通过对传统成本管理系统的目标、特征、功能、层次结构等方面进行梳理和改革,为选择和实施先进制造模式的企业提供一个具有指导意义的成本管理系统设计框架。
一、先进制造模式实施的成本问题
先进制造模式是指在生产制造过程中,依据不同的制造环境,通过有效地组织各种制造要素形成的,可以在特定环境中达到良好制造效果的先进生产方法。该方法已经形成规范的概念结构体系。先进制造模式实施在质量管理成本、客户管理成本、选择和执行成本、设备维护成本等方面对现行成本管理系统提出了挑战。
(一)客户管理的成本
采用先进制造模式的企业最需要的是让它的潜在客户尤其是跨国公司相信,他们有着提供高质量产品和服务的能力。为了达成这些目标,企业必须采取必要的手段让客户知晓其策略和执行能力,特别是与顾客密切相关的质量、技术和雇员三个方面:质量管理的第一步是让所有与企业有关的人员都能参与其中;在技术方面,一种“概念生产”的理念被贯彻和采纳,通过与顾客的协作发现产品改进的可行性;雇员方面最关键的就是建立良好的劳资关系。
(二)先进的制造技术选择和执行成本
顾客对产品多样化的需求促使制造企业寻求革命性的制造技术小批量、多品种的产品生产方法取代了过去大规模产品的生产方法。制造企业发现了灵活性在满足数个细分市场需求过程中的重要性,它能够使制造企业在更短的时间内推出满足市场需求产品的同时兼顾生产效率和质量。灵活性是传统的制造方法向自动化和综合制造转变过程中的实质。与此同时,他们强调制造企业在推行自动化变革的时候应当依据企业长期的发展战略来区分对不同程度灵活性的需求。Mohanty,R.P.(1993)认为,企业在选择和实行先进制造技术时将面临各种各样的问题,要成功地实行先进制造技术就必须对这些问题有透彻的认识。他将这些问题总结归纳为:直接成本因素、试生产成本因素、人力因素、社会因素、战略因素和技术因素。
先进制造技术的采用常常伴随着巨额的投资和高风险。因此,需要制造企业在战略层次上给予相当的关注,而通过合理的程序进行选择和采用就显得非常重要了。众所周知,制造企业通过先进制造技术采用可以获得巨大的竞争优势,如采用灵活制造体系、半自动化电脑辅助设计以及使用机械化设备等。同时,他发现许多企业不愿意采用这些先进制造技术的原因有:1.这些企业通常无法获取先进制造技术带来的好处;2.在实现这些昂贵、复杂的先进制造技术的过程中有许多困难;3.企业缺乏内在的技能;4.企业在使用计算机化系统时存在许多困难;5.先进制造技术的实现存在有多种途径;6.先进制造技术的采用通常要求技能不断的再学习和升级;7.先进制造技术的采用需要基层组织提供不同的支持。
(三)质量管理的成本
在先进制造模式下,企业必须致力于在整个企业的每个环节中提高控制成本、质量、运输的水平,以保持自身较强的竞争力。成本、质量和运输这三个方面相互支撑,最终以最高质量、最低成本、最可靠稳定的运输系统实现顾客满意的目标。一个完整的质量体系应该以对顾客需求的理解为起点,而以顾客的态度和服务质量的总结为终点。整个体系的焦点是顾客的需求。对于制造业,就是要消灭浪费,预防质量问题而不是改正已经存在的错误。对于原材料的控制关键是保证供应,而不是过量采购。
(四)设备维护成本
关于设备诊断和维护管理,有较多的论文和报告。比较典型的是1992年2月由丹麦、挪威、瑞典和芬兰等国发起的一项EUREKA维护基准制定计划,这个计划制定了在各类制造公司设备维护的模式,主要的维护模式包括:1.考察设备维护工作的新领域;2.相互比较采取的措施和效果;3.确立新的设备维护目标。但是,美国的一项调查表明,从1979年开始,美国的工业企业设备维护成本以每年10%-15%的速度增长,但是效果并不理想,仅在1990年因过度维护造成的浪费就已经和1979年的全部正常维护支出持平。随后又有一些学者提出诸如开发计算机决策支持系统、神经网络模型、模糊控制和贝叶斯判别理论来进行制造业维护成本的决策。
一些学者(P.Y.L.Tu等,2001)在对香港一家先进的电子制造公司的设备维护成本进行研究之后发现,1.维护成本主要来自两个方面:(1)由于公司的许多制造设备是由复杂的计算机进行自动控制的,这些设备的保养和维修成本非常高昂,其中的一些保养和修理工作不得不交由设备供应商完成,直接导致了高额的维护成本。(2)设备的意外停机对公司造成的高额生产延误损失。2.从管理的角度来看,该公司没有明确的设备维护目标,许多故障和紧急维修是可以通过预定的检修工作来进行预测和避免的。由于该公司缺乏设备维护方面的指导,有的设备维护过度,浪费了公司的资源,而有的设备由于维护投入不足,仍然经常造成意外故障。因此,必须制定一套可靠的维护成本控制综合系统并加以实施,帮助先进制造公司记录和跟踪公司的设备维护支出和因故障而产生的产量意外减少,并在此基础上制定更为实际、高效、动态的设备维护计划预算,这种维护计划能帮助公司有效避免设备过度维护和维护不足之缺陷。
二、先进制造模式下成本管理系统的目标、特征、功能及层次
(一)先进制造模式下成本管理系统的目标
1.先进制造模式下成本管理系统的总体目标:提升企业的竞争优势。
2.先进制造模式下成本管理系统的具体目标:改善企业的成本结构。
(二)先进制造模式下成本管理系统的特征
先进制造模式下成本管理系统必须具有以下特征:1.信息与决策的相关性;2.成本结构的可视性;3.与战略成本规划、战术成本策划、作业成本控制、成本信息与核算的适应性;4.对先进方法的支持性;5.与财务账户的融合性。而现行的成本管理系统不能满足以上的特性,这样必然不利于先进制造模式的应用和发展,从而也阻碍了先进制造业的发展。
(三)先进制造模式下成本管理系统的功能
1.列示过去、现在和将来的支出;2.反映组织的成本结构和性态以支持成本管理系统的改进;3.支持切实可行的战略计划并明确管理目标;4.引导个人和团队行为,努力实现组织目标;5.为完成组织近期目标和战略规划监控资源耗费;6.预警财务状况恶化;7.反映资源消耗的适用性;8.明确个人和团队对完成经营目标应负的责任;9.有助于分析客户、生产过程、产品和地区对营利性的不同影响;10.为不同的决策者、管理者提供全景式的组织成本结构信息。
(四)先进制造模式下成本管理系统的层次结构
笔者把先进制造模式下成本管理系统分为战略成本规划、战术成本策划、作业成本控制、成本信息与核算四个层次。1.战略成本规划是指企业在选择和确定竞争战略的过程中,运用一定的技术和方法对企业成本战略进行构筑、设计、实施、控制和评价;是从行业维、市场维和生产维等方面对企业未来成本结构的一种预先设计;也是对企业未来战术成本策划的方向和标准进行定位。2.战术成本策划是指对日常作业成本控制中技术、方法和策略进行设计、实施、控制和评价,为解决人们所面临的各种战术性成本管理问题提供具有可行性的方案。它是在战略成本规划制定的方向和标准的前提下,从生产作业系统运行和优化层面,对产品或劳务的成本结构进行策划。3.作业成本控制是指在日常成本管理过程中,运用各种技术、方法和策略对生产运营过程中的产品或劳务的成本进行设计、实施、控制和评价,解决生产过程中产品或劳务成本实际“筑入”的有关问题。它是在战术成本策划方案的指导下,对产品或劳务的成本进行实际“筑入”和控制。4.成本信息与核算是指企业应用成本核算技术以及相互关联的正规化、自动化的成套技术对成本信息系统进行规划、分析、设计和评价,以较低的成本,准确、及时地为企业的战略成本规划、战术成本策划、作业成本控制提供决策有用的成本信息。先进制造模式下成本管理系统的层次结构如图1所示:
三、先进制造模式下成本管理系统的设计
为了解决先进制造模式实施的选择和执行成本、客户管理成本、质量管理成本、设备维护成本等问题,使设计的成本管理系统能够接近罗伯特・S・卡普兰和罗宾・库珀所说的第四阶段成本管理系统的特征,即全面互联的数据库和系统、财务报告系统、整合的ABCM系统、运营和战略业绩衡量系统。笔者根据对先进制造模式下成本管理系统的目标、特性、功能和层次结构界定,对其战略成本规划、战术成本策划、作业成本控制、成本信息与核算四个子系统拟进行如下设计。
(一)战略成本规划子系统的设计
战略成本规划子系统设计的指导思想是:为解决先进制造模式实施的选择和执行成本、客户管理成本问题,使设计的成本管理系统具有全面互联的数据库和系统、整合的ABCM系统、运营和战略业绩衡量系统的特征,必须把企业战略成本规划作为企业战略资源规划的并行工程,运用企业战略分析技术和方法与战略成本管理技术和zz方法的集成以及战略成本规划模型的构建等手段,对企业的战略成本从行业、市场和生产层面进行“筑入”,以实现“技术性和经济性的统一”的目标。
(二)战术成本策划子系统的设计
战术成本策划子系统设计的指导思想是:为解决先进制造模式实施的质量管理成本、设备维护成本问题,使设计的成本管理系统具有全面互联的数据库和系统、整合的ABCM系统、运营和战略业绩衡量系统的特征,必须把企业战术成本策划作为企业资源总体分布的并行工程,运用企业生产管理技术和方法与战术成本管理技术和方法的集成以及战术成本策划模型的构建等手段对企业将要生产的产品成本从生产工艺、生产作业和工厂布置层面进行“筑入”,以实现“技术性和经济性的统一”的目标。
(三)作业成本控制子系统的设计
作业成本控制子系统设计的指导思想是:为解决先进制造模式实施的选择和执行成本、客户管理成本、质量管理成本、设备维护成本等问题,使设计的成本管理系统具有全面互联的数据库和系统、整合的ABCM系统、运营和战略业绩衡量系统的特征,必须把企业作业成本控制作为企业资源的具体分布的并行工程,运用企业生产管理技术和方法与成本控制技术和方法的集成以及作业成本控制模型的构建等手段,对企业生产产品的成本从产品目标成本分解、作业中心责任成本形成和作业中心责任成本控制层面进行实际性的“筑入”和控制,以实现“技术性和经济性的统一”的目标。
一、国外有关制造业的税收政策
机械制造业作为制造业的重要组成部分,世界各国均给予了普遍的重视与支持。各国均结合本国税收制度的特点,在税收制度设计、税收优惠安排等各方面给予了持续激励。
(一)美国。
美国并没有针对装备制造业单独制定或颁布相关税收优惠措施,对产业发展的鼓励主要通过普惠性的税收制度安排来实现。税收激励主要以所得税为主,具体形式通常以间接优惠为主,同时辅之以直接优惠。直接优惠方式表现为定期减免所得税,采用低税率等;间接优惠方式通常包括加速折旧、投资抵免、费用扣除、亏损结转、提取科研开发准备金等。美国政府在20世纪六七十年代对资本所得实行的是高税率政策,结果严重阻碍了高新产业的发展。1978年,美国国会决定降低投资所得税,使税率从49%降低到28%,1981年1月31日里根总统签署了“经济复兴税法”,将税率进一步降低到20%。该法规定:(1)增加实验研究费减税制度。对于高出企业过去3年r&d(研究与开发,以下简称r&d)支出平均额的部分,减税25%。(2)缩短机械设备的折旧年限。对于实验研究用机械设备,大幅度地缩短历来的折旧年限,折旧期限定为3年,产业用机械设备的折旧年限定为5年。(3)进一步扩大企业向大学赠送供研究用新设备的减税范围。(4)对跨国公司的研究开发型小企业采取税收优惠措施。
美国现行的固定资产折旧方面的政策:1986年以后投入使用的有形财产可以根据“修正后的加速成本回收制度”进行资本成本回收。通常的成本回收期限是3年、5年、7年、10年、15年、20年和27.5年以及39年(1993年5月13日之前投入使用的非居住性不动产回收期限为31.5年,下同)。大多数有形个人财产适用3年、5年或者7年的成本回收期限,其中汽车适用5年的成本回收期限;对成本回收期限为3年、5年、7年或者10年的财产采用200%(双倍)的余额递减折旧法折旧,没有折旧完的余额再采用直线折旧法折旧,从而使折旧扣除最大化。对成本回收期限为15年和20年的财产采用150%的余额递减折旧法折旧,没有折旧完的余额再采用直线折旧法折旧。另外,可以选择使用“替代折旧制度”(基本上是直线折旧法)。对居住性不动产通常是采用直线折旧法在27.5年的期限内进行折旧,对非居住性不动产则是采用直线折旧法在39年的期限内折旧。
美国对折旧和折耗还有一些具体规定:(1)于2001年9月10日之后、2004年9月11日之前购买的、成本回收期限少于20年且适用“修正后的加速成本回收制度”的新财产,某些电脑软件、水利公用事业财产和某些租赁期间的改良物,在第一年可以享受特殊的30%的折旧扣除。这些财产必须在2005年之前投入使用(某些寿命较长的财产可以在2006年之前投入使用)。(2)1980年以后、1987年1月1日以前在美国投入使用的大多数有形动产以及不动产,必须根据加速成本回收制度进行资本成本的回收。加速成本回收制度允许纳税人使用加速的方式在法律规定的期限内收回成本。通常,加速成本回收制度允许的回收期限是3年、5年、10年、15年、18年以及19年。(3)汽车以及规定的某些其他财产适用特别的规定。只有当汽车50%以上是用于符合条件的经营时,才能够申请加速折旧扣除。对于不足50%的为经营使用的汽车以及某些其他的有形财产,美国也有特殊的规定。(4)新财产和使用过的财产的成本回收方式及回收期限是相同的。纳税人可以选择在普通回收期限或更长的回收期限以内使用直线折旧法回收成本。纳税人还可以选择在普通回收期限以内使用150%的余额递减法回收除不动产以外所有财产的成本。在计算最低替代税时要求上述方法进行成本回收,但是已申请在第一年进行30%折旧扣除的财产除外。(5)公司可以选择根据法律规定的年度最高扣除限额(2002年为2.4万美元;2003年为2.5万美元),列支某些用于积极贸易经营的、符合条件的财产的成本。另外,公司按照该方法进行的扣除不得超过经营的应纳税所得。2001年9月10日之后购置、2007年之前在曼哈顿“自由区”投入使用的财产,年度最高扣除限额可以增加3.5万美元。(6)对于在美国境外使用的某些有形动产和不动产,美国在法令中制定了单独的成本回收方法和期限。(7)某些控制污染的设备可以享受快速摊销。在美国,不要求税收上的折旧与会计账簿上的折旧相一致。
不针对特定行业单独制定或颁布相关税收优惠措施,是美国产业税收优惠政策的最大特点之一。目前,美国产业税收优惠政策的两个基石分别是:科研机构作为非营利机构免征各项税收和对企业r&d费用实行税收优惠。
科研机构作为非营利机构免征各项税收。(1)美国税法上明确,非营利机构不用纳税;(2)在税法上明确了科研机构(包括官方资助的和非官方的)属于非营利机构不用纳税。实际操作中,坚持两条原则:(1)实质重于形式原则,即研究机构只有真正从事科研活动,并且不以营利为目的的才能获得非营利机构的资格,享受免税待遇。(2)收入相关原则,即科研机构获得的收入只有严格用于科学研究,才能享受免税待遇。
对企业研究开发费用实行税收优惠。为鼓励企业增加r&d投入,把r&d投入与一般性投资区分开,实行“费用扣除”和“减免所得税”的双重优惠。企业r&d费用可选择两种方法扣除:(1)资本化,采取类似折旧的办法逐年扣除,扣除年限一般不少于5年,用于软件的费用可缩短到3年。(2)在r&d费用发生当年做一次性扣除。作为鼓励性措施,企业r&d费用按规定办法计算新增部分,其20%可直接冲减应纳所得税额。若企业当年没有盈利,或没有应纳所得税额,则允许的减免税额和r&d费用扣除可往前追溯3年,往后结转7年,其中费用扣除最长可顺延15年。
为了鼓励对小型企业投资,美国政府提供了一些优惠,其中最重要的优惠是:允许投资者出售符合条件的小型企业股票所获利得的50%免税,但是持有小型企业(总资产不超过5000万美元的公司)股票的时间必须为5年以上。
(二)日本。
日本也是通过普惠性的税收制度安排来实现对产业的激励政策,现行主要的政策措施包括以下几个方面:
1.对国内投资法人的进口税收鼓励。国内制造业法人于本年度进口的某些指定免税进口货物量超过自1989年4月1日以来各年中此类进口物品最大数量的至少5%时,可以要求从法人税额中扣除进口商品增加额的4%。对于特定的国内投资法人,符合一定条件时,其组建后最初5年产生的亏损允许向后结转7年(标准结转期为5年),这项特殊规定适用于2002年3月31日前发生的亏损,2002年税制改革中将其延长至2004年3月31日。
2.对资本性投资的税收鼓励。中小企业于2002年3月31日之前购进并使用的指定机械和设备(包括电子计算机系统)购进成本的7%以及购进的指定节能型机械、设备调整后购进成本(25%-100%)的3.5%或者7%,可以从法人税额中扣除。最大限额为法人税额的20%。2002年税制改革将此项税额扣除适用期延长至2004年3月31日。1998年创立的中小企业促进投资税制进一步降低了机械设备的购进成本和租赁费用,由特定中小企业购进的机械、设备、家具、固定组装设备、货车和大型船只购进成本选择按7%进行特别税额扣除或者按30%提取特别折旧,适用期限从1998年6月1日截止到2004年3月31日。7%的税额扣除也可以适用于特定租赁资产。
3.对r&d的鼓励。所有r&d支出和开发专利权的成本,既可作为当期费用列支,也可以分几年摊销。对超过自1967年以来该公司发生的r&d支出最高金额的增长部分支出额,允许有25%的税收扣除。对经批准的新技术投资给予特别加速折旧津贴。某些产业成立的联合研究会购买新机器及设备或新设施的成本可以作为当期费用列支。对中小规模的企业也规定了特殊的税收激励措施。对于提交蓝色申报表的中小企业于1985年4月1日至2003年3月31日之间开业的各会计年度产生的试验研究费,允许其从法人税额中扣除,扣除率为中小企业支出的试验研究费的10%。扣除限额是法人税额的12%-14%。对于符合创新经营促进法规定的中小企业在设立后10年以内,实施新领域开拓计划以及上年度试验研究费和开发费总额占收入金额的比例超过3%时,企业内部留成不予征税。试验研究费超过过去5年中前3年的平均数,按增加部分的15%给予税额扣除。日本的许多政府机构还都为批准的科学研究项目提供直接的帮助支持。
4.对资金转让损益的递延征税。2001年税制改革配合商法的修改,创立了企业重组税制。凡符合企业合并、分立以股份转让的形式实现资金流通以及企业重组时相互持股比例超过50%直至100%等条件时,对资金转移过程中产生的损益给予递延征税的优惠待遇。
(三)韩国。
韩国通过《税收减免管理法》和《外国投资促进法》采取了一系列税收优惠措施以实现国家经济目标。1999年1月1日制定了《特别税收待遇管理法》,合并和替代了原两法中规定的税收优惠措施。制造业作为韩国的重要产业,同样适用这些税收优惠政策,主要内容包括:
1.对中小企业的税收优惠。主要措施包括:(1)投资准备金。符合条件的中小企业在其年底资产价值的20%以内设立投资准备金,可以在税前扣除。但是税前扣除的准备金,应当从提取准备金以后第3年起,分36个月作为实现利得分摊计回应纳税所得额(实际上相当于政府对企业的投资行为提供了一笔期限大于3年的无息贷款,支持企业投资)。(2)投资抵免。中小企业购置机器设备等企业资产,或者在销售店安装信息管理系统的,可以按照购置额的3%抵免个人所得税或者公司税(直接减少公司或个人的应纳税额,直接减税优惠)。(3)新建中小企业的优惠。新建符合条件的中小企业,可以自新建企业首次实现盈利年度起享受6年减半征收个人所得税或者公司税(所得税六减半);新建中小企业自设立以后5年内减半征收财产税(财产税五减半)。此外,财产取得税和注册税可以免税两年(财产取得税和注册税两免)。(4)对中小企业的特别优惠。在大城市内的中小企业,根据其行业不同,可以享受10%-30%的个人所得税或者公司所得税的减征优惠(中小企业的特别优惠减征)。
2.促进技术和人力资源开发的税收优惠。所有符合规定目标条件的,都可以享受以下优惠:(1)技术和人力资源开发准备金。除了从事不动产或者饮食和住宿服务以外的公司,在每一纳税年度可以按照其毛营业所得的3%(技术密集型行业和某些符合条件的资本品行业为5%)提取可以在税前扣除的准备金,但是同样需要在提取以后第3年起分36个月分摊计回应纳税所得。(2)技术和人力资源开发抵免。除了从事不动产或者饮食和住宿服务以外的公司,可以按照下列两种计算方法中数额较大者享受税收抵免:纳税年度发生的技术和人力资源开发支出的15%;或者当年技术和人力资源开发支出比前4年的支出平均数超过部分的50%。(3)投资于技术和人力资源开发设施的税收抵免。公司购买设施用于研究开发和职业培训的,最多可以按照其总价款的5%抵免。(4)技术转让所得免税。受让技术的公司,则最多可以按照总价款的3%(中小企业为10%)享受税收抵免。(5)风险资本利得不征税。风险投资公司投资于新建中小企业的,其出售该中小企业的股票或者权益所实现的利得,免征公司税,,(6)股票选择权的税收优惠。行权所实现的所得,若不超过3000万韩元,则不征税。
3.鼓励投资的税收优惠。主要包括:(1)为提高生产率而进行的设备投资抵免。居民或者本国公司投资于下列之一者,可以按照投资额的3%(中小企业为5%)抵免个人所得税或者公司税:提高中小企业工艺和制造自动化水平的设备;提高制造技术和技能的设备;电子商务设备。(2)特定用途的设备投资抵免。投资下列设备可抵免3%:防污设备、清洁设备、防止工业危害设备和采矿安全设备等。税收-[飞诺网feno.cn]
(四)加拿大。
加拿大政府在利用税收法典鼓励企业的r&d投资方面有着很长的历史,制造业作为加拿大的重要行业也深受其益。
1961年以前,r&d活动的经常性支出在发生当年可以全额扣除。在前两年发生的r&d资本支出的1/3可以在当前年度扣除。r&d支出除经加拿大税务署批准的以外,扣除总额不得超过其上一年度应纳税所得的5%。1961年,资本支出可以在发生当年或以后任何年度全额扣除。1962年,取消对超过上一年度应税所得5%的支出申请扣除时须经主管部门批准的要求。以1961年的支出额为基数,r&d支出(经常性支出或资本性支出)超过这一基数增加部分的50%,可以从应税所得中扣除。1967年,全部r&d支出超过1961年基数增长部分的50%扣除规定,被《产业研究与开发鼓励法》规定的政府补贴所取代。新法规定,超过基期平均支出额增加部分的资本支出的25%和经常性支出的25%,可以得到政府提供的现金补贴。基期被定义为补贴年度以前的5年。对这25%的税收补贴免税。1975年,将对r&d资本支出可以推迟到以后年度抵扣的优惠政策扩大到经常性支出。现在经常性r&d支出和资本性r&d支出都可以在发生当年或以后任何年度冲销。1976年,《产业研究与开发鼓励法》被废止。1977年,引入r&d投资的税收抵免措施。抵免比例从5%—10%不等,因地区而异。1978年,r&d投资的税收抵免比例,对加拿大的大部分地区提高到10%,对滨大西洋诸省和魁北克的加斯佩地区提高到20%,并引入对小企业r&d投资给予25%税收抵免的规定。引入除以前3年平均数额之外再给予r&d支出总额50%税收优惠的规定。1983年,对科学研究支出的税收抵免比例提高10个百分点。对r&d支出的基本税收抵免比例提高到20%,对加拿大滨大西洋省和魁北克省的加斯佩地区的抵免比例提高到30%,对小企业的抵免比例提高到35%。取消应税公司应在1年内申请税收抵免限额的规定。允许把未使用的抵兔额度向后结转7年和向前结转3年,冲销应缴纳的联邦税收。小企业当年结余的未使用抵免额度的40%和大公司结余的未使用抵免额度的20%可以申请退税,但这条退税规定1986年5月已到期。取消50%附加优惠的规定,作为一项临时措施,允许公司把未申请抵免的结余额度转让给购买该公司新发行股票的个人去申请抵免;对免税公司和非公司组织的企业支付相当于其未使用抵免额度价值一定比例的现金。加拿大政府还建立一种新的筹资机制,即《科学研究税收抵免制度》(srtc),该制度1984年1月立法通过。其主要内容是:(1)投资者通过购买研究与开发项目实施公司(不论是否与研究开发有关)的股份、债务,分享其产品或收入利益而获得50%的税收抵免额。(2)r&d公司根据该税收抵免制度每筹集到1美元的投资支出,就可以得到相当于投资者转让的抵免额的退税。(3)r&d项目实施公司在筹集到资本后的任何时间,都可以声明放弃其对r&d投资税收扣除和税收抵免的申请权。r&d公司可以按其r&d支出额的50%申请退还应退的税收抵免额,该公司曾声明放弃过对这种税收激励的申请。(4)如果投资者是个人,税收抵免则要将按符合条件的投资中规定数额的34%从基本联邦税收中冲销。节省所得税的计算意味着总有效抵免比例约为50%。对公司投资者而言,税收抵免比例是50%,要从联邦税收中申请冲销。1984年10月10日对外公布关于某些“流动性强”的享受科研税收抵免的投资可以延期偿付的规定。有接近60%的科研投资申请居于“流动性强”的交易,在这类交易中,投资者和公司都转让抵免额度。在一笔典型的流动性交易中,投资者将借给科研公司100美元,其中55美元为见票即付。尔后投资者就可以从联邦政府收到50美元作为税收抵免额。短期过后,投资者就将收回贷款。在处理纳税申报表时,收回的55美元还款加上50美元税收抵免共计105美元,投资者获利5美元。《科学研究税收抵免制度》于1985年5月被废除。加拿大公民控制的小型私人公司投资于r&d项目的经常性支出获取的税收抵免额可以申请100%退税。这条规定从1985年5月23日开始抄行,并无有效期的限制。符合r&d鼓励措施的支出必须是“全部用于”r&d项目的规定被新的条款规定即一项支出的“全部或基本上全部”是用于r&d项目即符合r&d鼓励措施所取代。“科学研究”这一术语被修改为“科学研究与试验性开发”。这种修改的目的是要确认绝大部分的产业r&d投资都集中在对新产品或新工艺过程的试验性开发上,而不是纯理论研究和应用研究。
(五)俄罗斯。
俄罗斯对制造业的支持主要体现在它所全面推行的“消费型”增值税制度上。俄罗斯1992年开始实施“生产型”增值税制,对俄罗斯境内生产的商品、产品和提供的服务征收,也对进口到俄罗斯境内的货物征收,但是进口某些“技术型”生产设备可以享受减免优惠。从2001年1月1日起,俄罗斯大力推行“消费型”增值税,进项税额不能扣除的项目已很少,购买固定资产所含的进项税额,在固定资产入账后就立即给予抵扣。
(六)德国。
德国制造业所有r&d支出都可以在发生当年扣除。用于r&d活动的厂房设备可以申请加速折旧津贴。对符合条件的研究与开发投资,政府给予其r&d资本投资额的7.5%的现金补贴。对许多r&d密集型的产业,政府也给予进一步的现金补贴或税收抵免补贴。个人和公司为科学目的捐赠可以申请税收扣除,公司支持研究机构同一个产业合作从事r&d项目,可以获得大量的税收优待。
(七)英国。
自1997年6月2日以后,对于包括制造业在内的所有中小企业购买大多数类型的机器和设备,可以采用加速折旧法。所有企业的经常性和资本性研究与开发支出都可在发生当年申请扣除。并且,自2000年4月1日或者以后起,对于小公司的一些r&d费用给予税收抵免。对于还没有开始贸易的公司,允许从其利润中扣除150%的r&d支出。2002年以后,这一税收优惠扩大到大公司。各个政府部门和机构也都对r&d投资给予直接的帮助与支持。
(八)法国。
政府为r&d项目提供高达其投资成本50%的补贴。在税收上这种补贴被视同贷款而非该公司的所得。r&d支出在发生当年可以全额扣除。从事r&d活动使用的厂房和设备投资也适用加速折旧的规定。专门从事r&d的公司可以享受特殊的税收待遇。特许权使用费和专利权的销售收入如果在3年内用于再投资,则不征税。
(九)巴西。
对符合技术条件的工农业企业实行多种优惠:(1)可以按照当年r&d支出的15%抵免公司税(包括支付给居民研究机构的服务费和特许权使用费),但是不超过应纳公司税的8%,不足抵免部分可以往后结转两年。(2)通过抵免的方式免除设备、机器、仪器、配件和工具的商品流通税(即其进项允许抵扣)。(3)用于研究开发活动的新仪器、设备,除了按照正常折旧以外,允许再按照正常折旧率双倍计提折旧。(4)可以按照支付特许权使用费、科技援助费和根据经批准的合同支付给非居民的专项服务费时所扣缴的预提所得税的50%享受税收抵免,并减半征收金融交易税。但是享受优惠企业必须承诺至少按抵免额或者减税额2倍的资金投向境内的研究活动。(5)生产技术先进或者大批量生产资本品的企业,其支付的特许权使用费和科技援助费,在运用该项技术生产的产品销售净所得的10%限额内,予以税收扣除。(6)为取得或者维持工业产权而汇出的资金,免征预提税和金融交易税。
(十)中国香港与中国台湾:
中国香港是以纳税人的工业装置及机械安装成本的60%提取首次折旧,以后年度按类型的不同,折旧率分别为10%、20%和30%。工业建筑物及构筑物首次为20%,其以后年度折旧率为4%。商业建筑物每年的折旧率为4%。
中国台湾对模具工业用一系列优惠政策以扶持发展,主要有下列几点:(1)将模具工业列为“策略工业”的第一位,鼓励发展;(2)新建模具厂可免所得税5年,5年后如增资1000万元(台币)以上,由增资所创造的利润可再免税4年,4年后如又增资1000万元(台币)以上,由再增资所创造的利润又可免税4年;(3)免税期满后,模具厂所得税比其他行业优惠5%(其他行业为25%,模具行业为20%);(4)凡进口模具加工设备,免征进口关税。
二、国外税收政策的特点及对我们的启示
国外产业税收政策因国别的不同而有所差异,虽然世界各国都注意同时使用直接和间接的激励政策来刺激产业的发展,但西方发达国家更主张运用间接的税收激励,而发展中国家则较多地使用直接的税收优惠措施。世界各国的产业税收政策对制定符合我国国情的装备制造业税收政策具有很好的借鉴意义。
1.注意普惠性的政策和特惠性政策调节相结合,采用普遍非专项补贴的税收优惠方式,即不限定只有高新技术产业、特定地区、特定性质、特定规模的企业等才能享受这些优惠政策,传统行业中的固定资产折旧、r&d费用同样可以依法享受税收优惠政策,这是大多数国家税收政策的共同特点。美国、日本、加拿大、德国、英国、法国、韩国、俄罗斯等国家的税收政策体现得尤其明显,这一条在wto反专项补贴协议背景下也显得尤为重要。事实上,这些国家对鼓励发展的产业都提供税收优惠,但更多的是通过对中小企业提供税收优惠的方式来实现的。虽然目标是促进新兴创业企业尤其是科技型创业企业的发展,但没有直接采用高新技术企业的方式,从而保证了这些产业的长期可持续发展,同时也不违反wto专项性补贴限制原则。我国根据产业政策指导方向,为加快锻造等基础性行业的发展,提高锻造企业科研开发能力和产品技术水平,“十一五”期间,我国提出了“扶优扶强,技术进步,节能、环保,可持续发展”的原则。应该说,我国将对基础性行业扶持发展的落脚点定位为提高企业科研开发能力和产品技术水平,抓住了行业发展的关键,具有长期可持续发展的战略意义。但是,将支持发展的原则部分地定位为“扶优扶强”,则可能是治标不治本的权宜之计,彰显了我国在发展基础性产业问题上急功近利的思想。这一方面是由于“优”和“强”从来都是相对的,我国锻造等基础性行业的水平在世界上基本上并不占优势,需要大力发展,而国内企业“优”和“强”的标准又是难以定义的,硬是划定国内锻造行业的“优、强”企业必然引起行业内企业的相互攀比,从而陷入争项目、争资金、争政策的计划经济的恶性循环。另一方面,税收政策设计促进产业发展是要遵循一定的科学理论的。据世界银行的实证研究发现,“稳定和可以信赖的税收制度再加上与资本输出国税率大致相同的税率是投资激励措施有效前提条件。低公司所得税的稳定税制比高税负、高激励但不稳定的税制对投资的促进作用更大。”对锻造行业支持的税收政策设计定位为“扶优扶强”,不仅政策的效果难以考量,而且有悖于税收公平,不利于我国稳定税制的建立和整个基础行业的长期可持续发展。
2.税收优惠与政府导向相协调。各国绝大多数税收优惠政策的出台过程实质上是向市场
传递明确信号的过程,然后由市场引导企业的投资行为,按税收优惠的方向进行,从而形成了“政策调控市场,市场引导企业”的有效优惠机制,推动了各国产业的发展。税收优惠政策的根本是有效撬动企业的投资行为按照政府鼓励的方向发展,美国、加拿大、日本等国的税收激励措施明显地体现出了这一点。撬动行为的工具大家都不约而同地选择了产业可持续发展的源头——对科研开发的激励措施上,包括科研开发资金的筹集、开发费用的双重优惠、开发设备的折旧与折耗、投资抵免等。这里,尤其值得关注的是,税收优惠的给予并非是政府开出的免费午餐,企业优惠的最终获得取决于企业的开发投入以及投入的多少,多投多得,少投少得,不投不得。税收优惠与企业的投资行为是相互制约的,互惠互利,税收优惠政策是企业与政府间互动性的双赢政策。当然,企业的开发筹资是充分得到政府的支持的,有的已充分体现在税收优惠制度的设计之中,譬如,各种准备金制度等。税收优惠对投资开发行为的激励并不以企业的规模大为划定适用与否的界限。而且,各国政府都更加看中中小企业的研究开发能力,制定各种措施加以鼓励和保护。近几年来,为支持锻造行业发展,经国务院批准,我国曾给予部分锻造企业“产品增值税先征后返”的优惠政策。此次我国有关部委研究制定关于对装备制造行业的激励发展措施时,“产品增值税先征后返”政策的适用也处于一个焦点环节,成为众多企业竞相争取的关键。从这一税收优惠政策的设计看,“增值税先征后返”是在产品生产的下游环节所设立的税收优惠,很难保证“先征后返”的资金能够按照政策设计的意图用于企业的科研开发和扩大投资,政策设计的效果难以保证,基本上是政府对享受政策的企业提供了免费的午餐,难免该政策会成为众多企业竞相追逐的对象。这一点可以从我国锻造行业评分标准中少得可怜的科技开发经费中得到相当明确的印证。当然,这种政策设计简单直接,易于操作,无论对政策执行者还是对享受政策的企业来说均会省时省力,方便快捷,但却不可避免地造成了税式支出中支出与管理的脱节,对税式支出不能形成有效的管理与控制。西方国家的税收激励政策与我国明显不同,各国对行业的刺激均会体现出企业的投资主体地位,税收激励均是间接配套,注重发挥导向作用,从实证的情况看,税式支出均能产生“四两拨千斤”的效果。
3.事前扶持与事后鼓励并用。各国在受鼓励产业的播种期和创建期,税收优惠侧重于事前扶持;而在成长期和成熟期,税收优惠的重点则更倾向事后鼓励。事前扶持突出地表现为政府与企业共担风险,如把r&d投入与一般性投资区分开来,实行“费用扣除”和“减免所得税”的双重优惠。对固定资产的折旧,有些国家则是执行强制性的加速折旧,促使企业加速回收投资成本。而事后鼓励的意义则体现在政府与企业对所得的分割与让渡,如科研机构作为非营利性的机构免征各项税收。事前扶持与事后鼓励并用,以事前扶持为主,是各国促进产业发展的税收优惠政策的成功经验之一。与国外许多国家相比,我国固定资产的折旧制度控制偏严,对于企业生产的重要机器设备的折旧年限一般高于发达国家,对于加速折旧的使用规定了严格的审批程序。加速折旧在我国还只是一种特惠性的措施,像美国、日本、韩国、加拿大等国均鼓励企业使用各种加速折旧的方法,美国甚至制定了强制性的加速折旧的政策规定,目的是督促企业加速进行资本成本的回收。对于固定资产的税金支出,绝大多数国家均允许在增值税中进行一次性扣除,而我国到目前为止仍然使用的是“生产型”增值税,东北地区的增值税转型改革也只是增量型的扣税制度,不仅在增值税上存在重复征税,而且也直接加大了企业的投资成本。对于技术开发费的扣除,虽然我国实行了税前抵扣和加计扣除的政策,但是,对于加计扣除,我国实行的仍然是税前抵扣,且扣除的最高限额只相当于应纳税额的16.5%,对于不足抵扣的部分,则直接摊入了企业的开发成本,而大多数国家在严格区分科技开发和一般的投资行为的基础上,对于技术开发费的加计扣除则规定了相当宽松的税收优惠,加计扣除可直接抵扣应纳税额,可相当于应纳税额的20%-35%,对于不足抵扣的部分,则允许企业向前或向后抵补,有的抵补时间可达15年,甚至是无限期抵补。这一税收优惠措施无疑对企业的科技开发活动起到了强烈的刺激效果,保证了企业在科技开发领域源源不断的资本投入。
4.科学地选择优惠对象。发达国家在选择税收优惠的适用对象上,一般是站在产业规划和经济发展的高度来加以甄别,坚持产业内普惠,重点发挥政策导向作用,而少有按企业的性质、规模等进行区别对待的做法。这一方面保证了税法的公平、透明及税制的稳定,同时,也有利于企业形成稳定的预期,增加企业对政府和税制的信心,形成政府与企业之间的良性互动。我国税收优惠则有所不同,在产业税收优惠存在的基础上,大量存在的仍然是按企业的性质、规模、地区等而设立的税收优惠,个案的税收优惠更是在相当程度上存在,甚至个案税收优惠与产业发展规划相互冲突的情况也并不鲜见。由于不同层次、不同性质、不同类型的税收优惠相互交织,从而不可避免地造成了我国税收优惠政策目标不明确的缺憾。这不仅使我国的税收优惠很难谈得上税收公平,就是基本的所得税法规条例也被肢解得支离破碎,专业人士一时也很难搞得清楚。
5.加强税收优惠成本控制与效益考核的管理。为了有效地防止税收优惠支出额度和支出方向的失控,许多国家的政府都建立了规范的税式支出预算,并对资助的项目进行成果鉴定,对其经济与社会效益进行预算和考核,连同税式支出的估价,一同附于年度预算报表之后。我国在税收优惠支出的管理上也存在许多薄弱环节,譬如,对部分锻造企业“产品增值税先征后返”的实际效果,我国就缺乏科学的测算与管理。虽然通过国家的政策扶持,我国锻造企业的技术创新、产品质量、工艺水平、生产设备、环境治理和劳动条件等都得到了很大的提高和改善,市场竞争力进一步增强,但是,我们能否将锻造企业这些年来的成绩都简单地归功于“产品增值税先征后返”这一税收激励政策?对这一问题我们尚且缺乏严密科学的论证。因而,我们至今无法对“增值税先征后返”的政策效果作出切合实际的评价,对是否继续执行这一政策还是另择它途我们仍然缺乏计量检验的实证依据。这一点对我们制定装备制造业的税收激励政策以及加强税式支出的管理尤为重要。
三、我国有关装备制造业的税收政策
我国装备制造业现行可以利用的税收优惠大致分为以下几类:
(一)流转税类。
1.进口货物免税类。
(1)投资自用设备免税。国家鼓励、支持发展的外商投资项目和国内投资项目,在投资总额内进口的自用设备及配套件、备件和技术,免征进口增值税(国发[1997]37号)。
(2)贷款自用设备免税。利用外国政府贷款和国际金融组织贷款项目进口的自用设备,加工贸易外商提供的不作价进口设备及其配套件、备件和技术,免征进口增值税(国发11997]37号)。
(3)技改自用设备免税。对国家批准的技术改造项目进口的自用设备,免征关税和进口增值税(国发[1997]37号)。
(4)生产高新技术产品进口自用设备免税。企业为生产《国家高新技术产品目录》的产品而进口所需的自用设备,及其按合同随设备进口的技术及配件、备件,除《国内投资项目不予免税的进口商品目录》所列商品外,免征关税和进口增值税(财税字[1999]273号)。
(5)软件生产和集成电路设计企业设备免税。对经认定的软件生产企业和集成电路设计企业,进口所需要的自用设备,以及按合同随设备进口的技术(含软件)及配套件、备件,不需出具确认书。不占用投资总额,除国家规定不予免税的进口商品外,从2000年7月1日起,免征进口增值税(财税[2000]25号)。
(6)集成电路生产企业进口设备免税。对经认定的集成电路生产企业,引进集成电路技术和成套生产设备,单项进口的集成电路专用设备和仪器,除国家规定不予免税的进口商品外,从2000年7月1日起,免征进口增值税(财税[2000]25号)。
(7)集成电路生产企业进口料件免税。从2000年7月1日起,对在中国境内设立的投资额超过80亿元或集成电路线宽小于0.25微米的集成电路生产企业,进口自用生产性原材料、消耗品,免征进口增值税(财税[2000]25号、财税[2002)136号)。
(8)集成电路生产企业进口料件免税。从2001年1月1日起,对在中国境内设立的投资额超过80亿元或集成电路线宽小于0.25微米的集成电路生产企业,进口列名的专用建筑材料、配套系统和生产设备零配件,免征关税和进口环节增值税(财税[2002]162号)。
2.减税类。
(1)模型、模具减税。轻型客车生产企业自主开发所需进[j6勺参与模型和模具,减半征收进口关税(税委会[1997]19号)。
(2)轻型客车国产化减税。对经国家批准的生产企业所需进口的零部件,实行国产化率挂钩的关税税率(税委会[1997)19号)。
①对轻型客车整车生产企业,产品国产化率达到40%-60%的,进口的零部件2年内按规定税率的75%征收进口关税;达到60%-80%的,2年内按规定税率的60%征收进口关税;达到80%以上的,按规定税率的40%征收进口关税。
②对发动机、变速箱生产企业,产品国产化率达到60%—80%的,进口的零部件,按规定税率的60%征收进口关税;达到80%以上的,按规定税率的30%征收进口关税。
3.出口退税类。
(1)机电产品出口退免税。利用外国政府贷款和国际金融组织贷款,通过国际招标方式,由国内企业和1993年底前设立的外商投资企业中标的出口机电产品,包括机械、电子、运输工具、光学仪器、扩声器、医用升降椅、坐具、体育设备和游乐场设备,可退免增值税(国税发[1998]65号、国税发[2000]165号、财税[2003]238号)。
(2)出口机电产品退税。从1999年7月1日起,出口机械及设备、电器及电子产品、运输工具、仪器仪表四大类机电产品,按17%的退税率退税。除以上四大类机电产品以外的其他机电产品,按15%的退税率退税(财税字[1999]225号)。
(3)船舶、汽车及其关键零部件、航空航天器、数控机床出口退税率17%。从2004年1月1日起,船舶、汽车及其关键零部件、航空航天器、数控机床等列名货物的出口退税率维持17%(财税[2003]222号)。
4.即征即退类。
(1)集成电路产品退税。自2000年6月24日起至2010年底以前,对销售其自行生产的集成电路产品(含单晶硅片),按17%的法定税率征税后,其实际税负超过6%的部分,增值税实行即征即退(财税[2000]25号)。
(2)集成电路产品退税。自2002年1月1日起至2010年底,对增值税一般纳税人销售其自产的集成电路产品(含单晶硅片),按17%的税率征收增值税后,对其增值税实际税负超过3%的部分实行即征即退政策,所退税款由企业用于扩大再生产和研究开发集成电路产品(财税[2002]70号)。
(3)集成电路产品国外加工即征即退。从2000年7月1日起,对经认定属于国内设计并具有自主知识产权的集成电路产品,因国内无法生产、到国外流片、加工,其进口环节增值税超过6%部分实行即征即退(财税[2002]140号)。
5.先征后返类。
(1)商品铸锻件先征后返。自2003年1月1日起至2005年底,对规定所列284家铸锻企业销售的用于生产机器、机械的商品铸锻件,增值税先征后返35%(财税[2003]95号)。
(2)模具产品先征后返。从2003年1月1日起至2005年底,对国家规定所列160家国有专业模具生产企业销售的模具产品,2000年底前,增值税先征后返70%(财税[2003]95号)。
(3)数控机床产品先征后返。从2003年1月1日至2005年底前,对列名的数控机床企业生产销售的数控机床产品,在规定返还税款额度的部分,增值税实行先征后返100%(财税[2003]97号)。
(二)所得税类。
1.固定资产折旧类。
(1)中试设备加速折旧。企业进行中间试验,其中间试验设备的折旧年限可在国家规定的基础上加速30%-50%(财工字[1996]41号)。
(2)特定机器设备加速折旧。电子生产、船舶工业、生产“母机”的机械企业、飞机制造、汽车制造、化工生产、医药生产企业和经财政部批准的企业,其机器设备可采取双倍余额递减法或年数总和法加速折旧。其他企业的某些特殊机器设备,也可实行双倍余额递减法或年数总和法(财工字11996]41号)。
(3)特定机器设备加速折旧。电子生产企业和经财政部批准的企业,其机器设备可采取双倍余额递减法或年数总和法加速折旧。其他企业的某些特殊机器设备,也可实行双倍余额递减法或年数总和法(财工字[1996]41号、国税发[2003]113号)。
(4)软件加速折旧。企事业单位购进软件,凡购置成本达到固定资产标准或构成无形资产的,可以按固定资产或无形资产进行核算。内资企业经主管税务机关批准,其折旧或摊销年限可以适当缩短,最短为2年(财税字[2000]25号)。
(5)特殊设备加速折旧。对促进科技进步、环境保护和国家鼓励投资的关键设备,以及常年处于震动、超强度使用或受酸、碱等强烈腐蚀状态的机器设备,报经国家税务总局批准,可缩短折旧年限或采取加速折旧的方法(国税发[2000]84号、国税发[2003]113号)。
(6)特殊设备折旧。对促进科技进步、环境保护和国家鼓励投资的关键设备,确需缩短折旧年限或采取加速折旧方法的,由纳税人提出申请,当地税务机关审核,逐级上报国家税务总局批准(国税发[2000]84号)。
(7)选择折旧年限。企业可以根据技术改造规划和承受能力,在国家规定的折旧年限区间内,选择较短的折旧年限(财工字[1996]41号)。
(8)折旧年限孰短。企业技术改造采取融资租赁方式租人的机器设备,折旧年限可按租赁期限和国家规定的折旧年限孰短的原则确定,但最短折旧年限不短于3年(财工字[1996]41号)。
(9)软件折旧。企业购入的计算机应用软件,随同计算机一起购入的,计入固定资产价值;单独购入的,作为无形资产按规定的有效期限或受益年限进行摊销,没有规定有效期限或受益年限的,在5年内平均摊销(财工字[1996]41号)。
2.减免税类。
(1)设计研究收入免税。对科研、生产、教学一体化的学校和设计研究院设计研究所取得的所得,暂免征收所得税(国税函[1996]138号)。
(2)新办软件生产和集成电路设计企业减免。对中国境内新办的软件生产企业和集成电路设计企业经认定后,自获利年度起,第1-第2年免征所得税,第3-第5年减半征收所得税(财税[2000]25号)。
(3)集成电路生产企业减免。集成电路生产企业投资额超过80亿元或集成电路线宽小于0.25微米的,从获利年度起,第1-第2年免征所得税,第3-第5年减半征收所得税。其中,设在不发达的边远地区的,减免税期满后,在以后10年中,可按其应纳税额减征15%-30%的所得税(财税[2000]25号)。
(4)软件生产和集成电路设计企业减税。对国家规划布局内的重点软件生产和集成电路设计企业,如当年未享受免税优惠的,减按10%的税率征收企业所得税(财税[2000]25号)。
(5)小线宽集成电路产品减免税。对生产线宽小于0.8微米(含)集成电路产品的生产企业,经认定后,从2002年开始,自获利年度起实行企业所得税“两免三减半”的政策,即从获利年度起,第1-第2年免征所得税,第3-第5年减半征收企业所得税(财税[2002]70号)。
3.税额抵扣类。软件企业和集成电路企业已退增值税款抵扣。软件生产企业、集成电路设计企业和生产企业,按增值税即征即退政策所取得的税款,不计入应纳税所得额,准予在缴纳所得税时抵扣(财税[2000]25号)。
4.再投资退税类。集成电路生产再投资退税。自2002年1月1日起至2010年底,对集成电路生产企业、封装企业的投资者,以其取得的缴纳企业所得税后的利润,直接投资于本企业增加注册资本或作为资本投资开办其他集成电路生产企业、封装企业,经营不少于5年的,按40%的比例退还再投资部分已缴纳的企业所得税税款。同时,对国内外经济组织作为投资者以其在境内取得的缴纳企业所得税后的利润,作为资本投资于西部地区开办集成电路生产企业、封装企业或软件产品生产企业,经营期不少于5年的,按80%的比例退还再投资部分已缴纳的企业所得税税款(财税[2002]70号)。
5.投资抵免类。国产设备投资抵免。凡在中国境内投资于符合国家产业政策的技术改造项目,其项目所需国产设备投资的40%,可从企业技术改造项目购置当年比前一年新增的企业所得中抵免。当年抵免不足的,可用以后年度的新增所得税延续抵免,但最长不得超过5年(财税字[1999]290号)。
6.亏损结转类。年度亏损结转。纳税人发生年度亏损,可以用下一纳税年度的所得弥补,弥补不足的,可以逐年延续弥补,但最长不得超过5年(条例第11条)。
7.税项扣除类。
(1)研究开发经费资助支出扣除。社会力量对非关联的非营利性科研机构的新产品、新技术、新工艺所发生的研究开发资助,经主管税务机关审核,其资助支出可以全额在当年应纳税所得额中扣除。当年应纳税所得额不足抵扣的,不得结转抵扣(财税[2001]9号)。
(2)取消资助研究开发经费税前扣除审核权。对社会力量资助非关联的科研机构和高等学校开发经费需报主管税务机关审核后全额扣除的规定取消后,改由纳税人依法自主申报扣除,主管税务机关应加强事后检查(国税发[2003]70号)。
8.技术开发费扣除类。技术开发费扣除。企业研究开发新产品、新技术、新工艺所发生的各项技术开发费用,包括新产品设计费、工艺流程制定费、设备调整费、原材料和半成品的试验费、技术图书资料费、未纳入国家计划的中间试验费、研究机构人员的工资、研究设备的折旧、与新产品的试制、技术研究有关的其他经费和委托科研试制费等,可按实际发生额,在计征企业所得税时税前扣除。其各项费用增长幅度超过10%以上的,允许再按实际发生额的50%在应纳税所得额中扣除(国税发[1999]49号)。
四、税收政策支持装备制造业发展的思路及建议
从中外在促进产业发展的税收激励措施上可以清晰地看出,我国在这方面的税收政策显得非常凌乱,难成体系,税收激励目标也不明确,对纳税人和不同产品的不公平待遇大量存在,税式支出管理也亟待强化。借鉴世界银行的实证研究结果,“大多数发展中国家应当形成一个企业信赖的环境,这是促进投资战略的第一步。也就是说,要从制度上建立可持续的经济政策,消除税收和非税收的抑制因素,避免税制的朝令夕改。一旦企业的自信形成,税制的可靠性不再成为问题,该国就应当考虑进行目标明确的税收政策干预,如快速注销(指固定资产加速折旧)、投资宽减和投资税收抵免等来刺激机器设备以及研究与开发的新投资”,我们认为,由于装备制造业属于经济发展的物质生产力范畴,在国民经济发展中居于特殊地位,必须作为特殊行业加以保护和支持。振兴我国装备制造业,必须和一般的加工制造业相区别,确立相当明确的政策目标,进行重点扶持。根据世界各国的发展经验,扶持的基点应该立足于促进企业投资和强化企业科研开发上。对于现已出台的各项税收优惠措施,重新进行梳理和归集,在考察其实际效果的基础上,删繁就简,出台一揽子并且相互配套的税收激励措施,逐步将现行的税收优惠改造成规范的和稳定的产业行业税收优惠,为我国产业和行业税收优惠制度的建设建立政策模板。坚持“产业、行业税收优惠为主导”和“间接优惠为核心”的原则,尽量避免依据所有制性质、企业规模、产品档次等设立税收优惠的做法,减少个案优惠和直接优惠的数量,增加税收优惠的透明度,加强税式支出的预测、控制、考核和管理,基本上不再向企业发放税收优惠的“免费午餐”。
为此,建议从以下几个方面来构建我国对装备制造行业的税收优惠政策体系。
(一)流转税。
主要体现在增值税、关税等有关税种上。
1.在该产业上率先在全国推行彻底的增值税由“生产型”向“消费型”转变的改革。在东北地区业已取得增值税转型改革成功经验的基础上,将这一改革由地区试验不失时机地扩大为全国范围内的选择性的产业行业试验,一定程度上会降低增值税转型改革在全国范围内所有行业同时推广所带来的财政经济风险,,同时,由于东北地区增值税转型改革中固定资产进项抵扣实行增量抵扣制度,增值税仍然存在重复征税问题,所以它是一种不彻底的改革。装备制造业所处的产业经济环节决定了它更适合采用固定资产进项全额抵扣制度,若再配置以允许下游企业所购进的增量装备制造业固定资产产品进行增值税进项抵扣,这样既可以促进装备制造业产品的销售,同时也可以减少工业经济下游的生产成本。从实际情况看,装备制造行业普遍存在历史负担较重、更新改造能力较差、固定资产更新速度较慢等状况,固定资产增值税增量抵扣的税制改革很难使其受益。在装备制造行业推行固定资产增值税全额抵扣,不仅可以逐步校正增值税的重复征税,而且可以减轻其投资成本,促进企业的开发与投资。
2.调整完善进口货物免税制度。对于装备制造业投资自用、贷款自用、技改自用以及研发自用进口的自用设备及配套件、备件、技术和必需的而国内又无合适替代品的原材料等,建议参照生产高新技术产品进口自用设备给予免征关税和进口增值税。为了鼓励国内企业大力开展科研开发,走自主创新之路,可对成套设备引进和科研开发所必需的、国内一时难以制造的关键零部件、关键技术的引进加以区别,对成套设备引进可只给予免征进口增值税的照顾,而对进口关税则不予免征;对于关键零部件、关键技术的引进则同时给予免征增值税和免征关税的照顾,因此来调节进口结构,促进国内自主研发和技术创新。
3.坚持鼓励出口原则,强化装备制造业的国际竞争意识,对装备制造业的产品出口,继续实行保护性的出口退税政策,为装备制造业开展国际竞争创造条件,建议装备制造业的产品出口退税率,继续维持17%的退税率水平。
4.改革和完善装备制造业产:品增值税先征后返制度,切实强化增值税先征后返的管理和监督,提高使用效益。建议对商品铸锻件、模具产品、数控机床产品等装备制造业产品在整个装备制造业全部企业范围内按照企业实际缴纳的增值税额给予全部先征后返,但是,先征后返的税款不再直接到达企业的资金账户,而是用全部先征后返的税款首先建立全国范围内的装备制造业科研开发基金,各企业可以按照各自增值税先征后返的税款在基金内设立各自的基金账户。基金以无息贷款的形式专项向企业的科研开发提供资助,各企业根据各自科研开发的实际需要进行自由申请和使用。科研开发基金的管理和对使用效果的考核可由主管退税机关、国家政策性银行、装备制造业协会共同管理。这样,不仅进一步明确了产品增值税先征后返的政策意图,加大了对先征后返税款使用的制约,而且可以充分发挥返还税款的集约效应,对整个行业的科研开发将会起到一定的保障作用。
(二)所得税。
主要涉及固定资产折旧、所得税减免、再投资退税、投资抵免、税项扣除、科研开发费用扣除等几个方面。
1.加大固定资产折旧力度,促使企业尽快回收投资成本,提高装备制造业的再生产能力。通过加速固定资产折旧,促使企业快速收回投资成本,是世界各国在实施税收激励过程中的基本做法。制约我国装备制造业发展的重要因素是企业投资乏力,生产设备陈旧和技术手段落后,投资资金来源渠道不畅。因此,在整个装备制造业行业全面实行加速固定资产折旧对于有效破解我国装备制造业发展“瓶颈”具有重要意义。在现行的税收优惠政策中,我们对选择性的企业实行了选择性的加速折旧的方法,在企业的甄别、加速折旧的贯彻上均存在一定的难度,难以保证政策实施的效果;为了全面提升我国装备制造业的水平和国际竞争力,保证政策效果,建议在整个装备制造业行业内推行强制性的固定资产加速折旧方法,业内所有企业的有形动产和购入无形资产等固定资产均要采取双倍余额递减法或年数总和法进行加速折旧,房屋建筑物等生产性不动产可加速30%-50%。这样,可以有效缓解行业投入不足、资金来源匮乏、科研开发经费不足的状况。
2.调整所得税减免思路,压缩一般性减免,重点支持科研开发。我国在所得税减免优惠的运用上,除了对免税的使用外,更多的是“两免三减半”的做法。事实上,“两免三减半”的政策基本上是给予鼓励发展的新办企业的一项优惠政策。由于所得税法中有关亏损结转的一般性规定,“两免三减半”对于新办企业来说,实际上是在亏损结转的基础上又叠加的一块税收优惠。从实际执行的效果看,它是鼓励引进资金,开办新厂,而对即有企业的升级换代、科研开发益处不大,它已经越来越转变为一般性的税收优惠措施,如果说这项政策在我国改革开放初期对吸引外资、加快我国经济建设步伐起到了一定作用,但是,在我国面临经济结构调整、产业结构优化、强化自主创新的新时期,它已经暴露出了政策目标不明确的缺点,与我国的经济发展阶段不相适应。因此,建议装备制造业的设计研究收入免征所得税,对企业内部的设计研发中心,科研、生产、教学一体化的学校,企业单独设立的设计研究院以及企业与有关设计单位联合开发所取得的所得,给予免征所得税优惠。
关键词:先进制造业中小企业技术能力组织能力
中图分类号:F124.3文献编码:ADOI:10.3969/j.issn.1003-8256.2016.06.001
0引言
2016年4月,德勤(Deloitte)与美国竞争力委员会(CouncilofCompetitiveness)联合《2016全球制造业竞争力指数》,公布了对全球制造业分布格局、国家竞争力排名、区域制造业集群、制造业竞争力驱动力量、公共政策等方面在全球企业高管中的调研结果,并对未来制造业发展方向和竞争格局进行了预测。报告认为,目前中国仍是全球最具竞争力的制造业国家,创新、人才、先进制造技术的应用是未来制造业竞争力的关键。
Nelson和Winter在《经济变迁的演化理论》中指出,动态演化的企业和自然选择的市场机制是影响经济变迁的两个关键因素。驱动经济增长的力量一般包括要素驱动、投资驱动、创新驱动等,在经济增长进入“新常态”的背景下,中国长期以来主要依靠要素价格、资源投入、大规模投资拉动的传统增长模式将不可持续,经济发展方式需要转型升级,而宏观经济转型升级依托于微观企业变革,企业转型升级、自主创新是中国制造业未来竞争力的前提,经济发展中创新驱动的立足点是提升企业的创新能力,制造业转型升级的一个重要环节是激活中小企业的创新力量。正确理解现阶段中小企业自主创新的内涵、探索自主创新能力的培育路径,对实施创新发展战略、推动制造业转型升级、提升国际竞争力都具有重要意义。
1中国制造业产业发展现状及转型
1.1中国制造业产业发展现状
从产业结构来看,近年来,制造业在GDP中所占比重呈现连续下降趋势,2012年,服务业增加值在三次产业中所占比重达45.5%,首次超过工业,2013年、2014年这一现象进一步加强,分别为48.1%和42.7%,从投资规模看,2002―2010年,中国工业固定资产投资比重从47%下降到42%,而第三产业投资比重由49%增加到55%,表明中国投资的重点已由第二产业转向第三产业,经济服务化趋势开始凸显,“生产”、“服务化制造”、“二三产业融合”趋势不断加强。
从制造业先进性程度看,在2010、2013、2016年在德勤《全球制造业竞争力指数》中国连续被列为全球制造业最具竞争力的国家。但是,中国制造业在全球价值链的国际竞争力并不等同于制造业的先进性,改革开放初期,中国主要以初级生产要素为依托,以加工贸易等方式“低端嵌入”全球价值链,经过30年的发展,中国制造业出口技术结构不断优化,但出口的比较优势仍集中在中低技术产品领域,如纺织、木材、橡胶等,高技术行业,如通讯设备、光学设备等比较优势逐渐加强。随着美国、德国、日本、英国等传统制造业强国凭借强大的技术优势和工业基础设施,近年来提出振兴制造业、向高价值先进工业发展的战略规划,中国制造业未来竞争力将面临严重威胁,这也是《2016全球制造业竞争力指数》预测2022年美国将取代中国成为最具竞争力制造业国家的原因。
1.2制造业创新决定经济长期发展水平
随着工业化进程的推进,特别是进入后工业化时代,制造业在国民经济中所占比重一般会出现下降的趋势,这在欧美国家的产业发展进程中已经得到广泛印证。但是,GDP的产业构成并不能完全解释一国产业结构定行业对国民经济的重要性程度。工业产品由于其制造技术、工艺等的复杂性,制造能力成为解释一国经济增长前景的最重要指标,制造业,尤其是复杂制造业所反映的知识能力决定了一国的长期发展水平(HausmannR.,C.A.Hidalgo,etal,2011;贺俊、吕铁,2013),制造业创新决定经济长期发展水平。由于工业,特别是制造业投资规模大、产业链条长、吸纳就业多等特征,往往是国民经济中研发活动最活跃、承载创新资源最多的经济部门。制造业不仅是技术创新的来源部门,同时也是知识积累、技术扩散、应用和增强的部门(黄群慧,贺俊,2015),是技术创新的动力和载体。从技术创新来源看,制造业是技术创新最为活跃的部门,无论是技术创新投入,还是研发成果产出,制造业都承担了一国技术创新活动的重要组成部分;从技术创新的应用看,制造业是将技术进步成果应用于生产的最直接、最主要的载体。一些学者的研究发现,一国的制造能力与其相关产业领域的技术创新能力有密切的关系。Pisano(2012)等学者通过对多硅晶、锂电池、计算机、通讯等产业的研究发现,由于这些行业制造业外包,导致这些领域的前沿科技和研发也在向外包所在地转移,结果造成这些行业的技术优势和产业竞争力逐渐丧失;从技术创新扩散的角度看,制造业通过对原材料、生产设备的供给和需求、生产工艺、产品、知识、服务而成为向其它领域传播创新的源泉。
1.3先进制造业技术范式及产业组织形式变化
先进制造业的基本特征是先进制造技术的深度应用。以预测分析、智能互联(IOT)、高性能计算、增强现实(VR)为代表的先进制造技术是推动传统制造业向先进制造业转型的关键,人才、成本控制、生产能力是未来制造业竞争力的主要驱动因素。以数字化、智能化、信息化为基础的现代制造技术、基于可重构生产系统的柔性制造技术,正在推动全球制造技术范式从大规模制造、模块化生产向大规模定制甚至全球化个性制造转变。从产品架构角度来看,模块化产品由于技术要素都包含在承担完整功能的零部件设计和制造环节中,其工艺和技术竞争力在于成本控制,通过采用新的制造技术和工艺,实现模块化、柔性化和规模化兼容,进行成本创新;一些基于前沿技术的模块化产品,如通信设备、工业基础件等,以及一体化产品,其技术范式的基本特征是前沿技术的创新、应用、以及区域工业生态系统的完善。
技术范式的变革必然要求与之相适应的组织方式、甚至制度系统的变革,因此,现代制造技术的创新和应用将改变要素的投入方式、投入结构和组织方式,并对既有的制度和管理提出新的要求,从而推进企业管理模式、产业组织方式和宏观制度环境的变革。复杂的制造技术使得产业组织结构由传统的大企业主导型和供应链主导型向产业生态型转变。产业组织的生态化使得相关主体企业的活动从“上游选择下游跟随”转变为“生态系统中的平行互动”,生态系统中的众多中小企业借助数字技术实现信息实时数据化,通过互联网进行数据传递,个体企业可以通过数据挖掘、数据分析等技术,即时创新产品;生态系统中的核心企业,则可以通过平台进行资源信息汇集、资源和能力整合,在多样化的技术范式、产品范式中进行选择,在此基础上展开协作生产。因此,生态系统中的企业通过“合作竞争”、“背对背竞争”,展开并行研发,协同生产,实现系统演化与企业个体演化的相互促进,这种竞争与合作机制为单个企业的自主研发和创新提供了巨大激励。
2制造业中小企业自主创新能力发展现状
企业作为技术创新的主体之一,其生产活动是知识吸收、积累、扩散的重要途径,因此,企业创新能力的形成是中国经济转型、制造业升级最关键的因素,是“创新驱动”战略和制造业转型升级的微观载体。中小企业一直是中国制造业发展的主力军,中小企业目前占中国制造业企业总数的90%以上。目前制造业中小企业普遍面临创新人才储备少、流动性大、自身技术知识积累薄弱等问题,缺乏自主创新能力;同时由于创新知识产权保护、行业发展路径、竞争环境等原因,缺乏自主创新动力。技术学习难度增大、外部协同创新机制不完善、企业自身演化进程等因素共同决定了企业自主创新的必要性。
2.1技术学习难度增加
随着中国制造业技术水平的不断进步,与发达国家间的制造技术差距逐渐缩小,技术引进难度不断加大。一方面,先进国家为保持其技术优势,往往对核心技术进行“锁定”,通过各种技术手段和制度加以保护,严格控制向其他国家的转移;其次,作为核心竞争优势的“核心技术”,技术的一体化、集成化、复杂化程度高,体现为隐含在日常程序中的“隐性知识”,往往是难以交易、不易模仿的。当企业的制造技术所依托的知识基础具有很高的默会性和一体化特性时,这类隐形知识就会形成一种“自然的隔绝机制”(Teece,2007),阻止模仿者进行知识学习和技术模仿。因此,知识本身的特征、知识学习过程的特征,也决定了当个体知识积累和技术水平达到一定程度以后,必然面临外部学习难度增加的障碍,被动走向自主创新的路径。
2.2外部创新协作机制不完善,协作效率低下
由于知识本身的特征及知识产权保护制度不完善等原因,创新活动往往具有很强的外部性。企业创新本质上是一种经济活动,经济活动的外部性直接导致其活动主体激励不足,从而使得产品(服务)供给不充分。同时,由于创新、研发活动本身存在的巨大风险和不确定性,以及资本市场不完善、融资体系不健全导致的中小企业研发创新投入不足,很难成为真正意义上的创新主体(陈劲等,2012,等)。当面临外部市场环境、技术环境压力时,企业往往寻求外部创新资源,作为内部创新不足的补充,因此,产学研用合作、产业创新联盟等合作创新成为企业创新不足的替代(卢仁山,2010;等)。但无论产学研用还是产业创新联盟,普遍存在各方主体联系松散、治理机制不合理、创新成果评估困难、转移机制不健全等问题(何郁冰,2012;曹素璋,2010;等),制约了企业从外部寻求创新来源的效率,而这些问题的解决需要科研结构、企业、政府等主体的多方协调,涉及政策层面、产业链治理层面的问题。在外部创新资源不足、技术难以外取的情况下,企业自主研发、自主创新成为应对外部技术和市场变革、寻求战略转型的合理选择。
2.3企业通过知识积累形成自演化
组织是特定知识的集合。企业通过培育对知识、资源的整合能,形成应对外部变化的适当的“自然反应”,通过知识吸收、积累、整合形成自我演化能。企业的创新活动是企业在技术引进、消化、吸收、再创新之后的一种特定的技术创新范式,即企业依靠能够调动的资源完成技术突破,并应用于特定市场、解决特定问题的活动。根据Utterback&Abernathy的创新过程模型,组织的技术创新和演化会依次经历流动、转移、和专业化三个阶段。通过引进先进技术设备进行专业制造,在这一过程中进行技术的消化、吸收、改进,形成改进型产品和工艺创新,逐步积累起基础研发和原始创新能力,实现技术赶超。近四十年来,中国作为发达国家制造业转移的主要承接国,中小企业采用加工贸易、补偿贸易等方式,通过技术转移、模仿创新等方式逐渐完成了制造技术的“原始积累”,积累了一定的技术力量和学习能力,根据组织演化的一般规律,必然走上从“模仿”到“集成”和“创新”的发展过程。
3制造业转型升级背景下中小企业自主创新能力的内涵
3.1自主创新能力的内涵
从学者们对企业创新的界定来看,“创新能力”的内涵主要指企业解决特定问题的“技术能力”,以及对资源、市场的“组织能力”(陈劲,2012;吴晓波等,2009;等)。理解企业创新能力,首先需要厘清“知识创造”与“技术创新”之间的关系。“知识”是认知范畴的概念,而“技术”是实践范畴的概念,知识是企业技术创新的理论基础和思想来源,技术创新是对前沿知识进行转化和利用的过程,是对知识要素的具体运用和价值实现。“知识”具有基础性、前沿性、丰富性、产业共享性等特征,企业通过对新知识的复制、转移、重新组合形成某项新技术;技术创新是企业对前沿知识综合运用、创造出特定技术成果、并实现产业化的过程。技术创新的目的不是发现前沿知识,也不在于将前沿知识转化为技术,而是研发市场所接受的产品,并取得收益的过程,即技术创新是一个包含了知识技术化、技术产品化和产品市场化的知识产业化的过程。
企业的创新活动和能力系统包含比“技术创新”、“技术能力”更宽泛的概念。Schumpeter(1934)在其“创造性破坏”理论中指出,企业面临的战略问题是决定和开发难以模仿的流程和路径,来支持有价值的产品和服务,开发新的竞争力。该理论将“产品与服务(创新)”与“组织内部流程和路径”联系起来,指出组织内部流程在解决特定需求的技术创新中的作用。Teece(2007)的“动态能力”理论也强调组织内部流程、位势和路径在创新的环境中获取和保持竞争优势的重要性。NelsonandWinter(1979)开创性提出了知识与组织演化的关系,研究了技术创新与制度创新的融合。Dosi等(2008)在技术范式理论基础上,进一步将企业“能力”拓展为技术能力和组织能力,其中,技术能力是指“组织共同的科学知识以及应用这些科学知识的惯例”,组织能力则被定义为“有关组织内部协调和组织间互动的知识和惯例”,既包含组织内部、组织间交流协调的机制,也包含决定努力程度的激励因素对“技术能力”和“组织能力”的区分,进一步阐明了企业创新活动的机制:组织惯例和路径决定了企业在“解决特定问题”的过程中,是否在“做正确的事”和“正确地做事”,既企业的技术路线和技术能力,因此组织惯例和路径是企业技术能力构建的基础。从微观主体层面看,制造业转型升级过程中企业必须通过技术能力以及互补性资源组织能力来实现竞争力提升。因此,企业的技术能力,以及与技术范式、技术特点相匹配的组织能力,共同构成企业“自主创新能力”。
3.2制造业转型背景下中小企业自主创新的特定内涵
根据演化经济学的观点,经济发展、产业升级是一个能力构筑的过程,制造业竞争力的来源是基于知识积累的技术能力的形成,经济发展和技术进步的实质是技术能力的提升,由此带来的产品、工艺上的创新(路风,2006),以及与技术路线相适应的资源组织方式、商业模式等管理创新(Figueiredo,2003,Teece,2007等)。因此,制造业转型升级至少包含三个方面的内容:产业技术能力培育、与技术路线相匹配的资源组织方式、商业模式等管理创新、以及制度机制的支撑和保障。对于制造业企业来说,企业转型升级主要包括技术能力和组织能力的创新。
我国制造业发展的阶段特征、产业特征、中小企业发展路径决定了现阶段中小企业自主创新能力具有特定的内涵。在技术能力培育方面,由于全球价值链分工、明显的要素成本优势、区域产业竞争驱动的大规模投资等因素,导致中国制造企业,尤其是中小企业大量进入模块化产品制造领域,基于模仿创新、知识积累、产业配套等因素,在模块化制造技术方面逐渐培育了明显的竞争优势(吴晓波等,2009;黄群慧、贺俊,2015)。因此,未来制造业中小企业应当基于自身技术路线和制造能力,借助区域创新系统、协同创新平台等渠道,通过自主研发、合作研发,整合外部前沿知识和核心技术,加快知识-技术-产品转化速度,充分发挥在模块化产品领域的积累的技术和制造优势,加强模块化产品架构创新和模块标准制定权,加强高端产品低成本化的成本创新,提高中国制造业在全球价值链中的主导地位和竞争优势。
在组织能力方面,与模块化产品制造相适应的现代制造业的核心是复杂制造技术的应用,复杂制造技术使得产业组织形式发生了根本变化,从大企业主导逐步过渡到供应链主导、产业生态系统平台主导,企业竞争的重点不再是规模和供应链中的位势,而是在动态环境中不断获取、形成动态能力,形成“连续的瞬时竞争优势”。企业竞争战略由“产品战略”向“平台战略”转移,运营活动的核心是向所在的产业生态系统提供互补性的产品和服务,与系统中的支持性企业形成积极的互动反馈,因此,企业的组织能力主要体现在如何动态使用内外部资源的能力,对资源的动态使用包括两个方面:资源的灵活配置,以及为达到资源的灵活配置企业在协调活动上的灵活性(卢彬彬、罗仲伟,2011),采取灵活多样的合作模式,对企业内外部资源进行动态配置。
4制造业中小企业创新能力培育路径
中小制造企业由于资金、人才等资源和抗风险能力的限制,在自主创新能力培育的路径选择方面有异于大型企业。基于产业集群、价值链、产学研用、或跟随大企业的“协同创新”模式,成为中小企业自主创新的战略选择。在具体的协作模式上,往往采用战略联盟、技术外包、专利交易、人员流动等方式,达成企业与企业之间、企业与研究机构、政府、高校、中介机构之间的合作创新,促进新技术、新知识在知识创造主体和技术创新主体之间顺畅流动。企业通过对新知识的吸收、对互补性资源的整合,逐步提升在技术、工艺、制造方面的能力,通过不断的知识积累,将外部显性知识内化为隐形知识,构建自己的竞争优势。中小制造企业自主创新能力培育路径如下图所示:
自主创新能力本质上是对知识的发现、获取、转化、使用的能力,制造业中小企业应从以下几个方面培育自主创新能力:
第一,在技术路线选择方面,基于模块化产品、大规模制造形成的知识积累和制造技术,仍然是中国制造业企业,特别是中小制造企业的比较优势,不断积累模块化产品领域的技术能力,进一步发挥大规模制造的成本优势,利用信息技术和新兴工艺对传统生产设备和制造系统进行改造和提升,是未来一段时间内制造业中小企业自主创新、发挥比较优势的重要途径。在产业转型升级过程中,制造与服务、信息产业与传统制造业的融合会逐步加深,制造企业有发展“生产型服务”、“服务型制造”的动力和趋势,但同时也应当意识到,由于与信息技术、先进制造技术以及服务行业的进一步融合,制造环节的价值创造能力将会大大提升,在产业价值链上的收益分配地位也将进一步提高。
第二,在组织能力培育方面,一方面应加强对组织内部资源的管理能力,通过加强组织结构、程序、文化等方面的动态适应能力,提高组织的柔性和创新性;另一方面,通过组织间关系管理和资源整合能力,寻找在产业价值链、产业生态系统中的适当位势,积极拓展与上下游合作厂商、顾客、竞争者之间的知识合作与交流,寻求互补性的资源,进行关键性互补资产投资,建立长期合作的战略联盟关系,为自主创新主动创造机会和条件。
第三,在技术能力培育方面,积极参与产学研用创新合作,通过与科研机构、大学等知识创造主体的合作,获取产品架构创新、模块标准制定等模块制造领域的关键技术、核心知识,通过产品、工艺等环节的创新,实现新技术的产业化,这个过程既是新知识扩散、获取创新受益的过程,也是中小企业通过知识积累、自行演化,促进显性知识向隐形知识的转化,不断提升技术创新能力、培育竞争优势的过程。
第四、作为自主创新能力培育的基础和保障,中小企业应注重优化知识――技术转化机制。企业创新活动的首要目标是实用导向,是为了解决具体问题而对新技术、新工艺、新方法的探索,而研究机构的科研成果往往具有明显的学术导向和共性特征,与企业的技术路线、工艺特征、产品性能要求等存在一定程度的差异。在科研成果(新知识)向问题解决方案(新技术,新工艺)转化的过程中,企业自身的技术力量起到关键作用。因此,中小企业应着力提高自有技术人员、研发队伍的素质,并通过人员、信息等要素流动的手段,促进新知识向新技术和新产品的转化。
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TheSpecificConnotationandCultivationPathofIndependentInnovationAbilityforManufacturingSMEs
正确把握五个特征,构建现代产业体系
党的十七届五中全会对现代产业体系特征作了“结构优化、技术先进、清洁安全、附加值高、吸纳就业能力强”的科学界定。要构建我省现代产业体系,必须正确把握现代产业体系的这五个特征。
一是结构优化。现代产业体系的现代元素比较显著,其三次产业的构成有别于传统产业体系。当然,不同发展水平的经济体,其现代产业体系的结构差异也较明显。在发达经济体,现代产业体系主要是指现代服务业发展比较充分的产业构成,一般情况下现代服务业的GDP占比达到70%左右。而在新兴经济体,现代产业体系则指工业化进程比较健康的产业构成,先进制造业的GDP占比为50%左右、现代服务业的GDP占比稳步上升。2009年,我省三次产业构成为6.5:53.9:39.6,产业体系还有较大的结构优化空间。
二是技术先进。技术先进的源泉在于创新,无论是以生产业为主体的现代服务业的加速发展,还是传统制造业向先进制造业以及传统农业向现代农业的转型升级,都离不开创新驱动。创新是发展现代产业体系的第一推动力。增强自主创新能力是发展现代产业体系的战略基点和调整产业结构、转变发展方式的中心环节。“十二五”时期,我省将进一步加快创新型省份建设,逐渐加大研发投入的比重,显著增强科技自主创新能力,大幅度提高科技进步对经济增长的贡献率,使创新成为构建现代产业体系、加快发展方式转变的主要驱动力。
三是清洁安全。现代产业体系以减量化、再利用、资源化为特征,集清洁企业、循环生态工业园区和节约型城市于一体,用最小的资源环境代价来保持经济的快速发展,是资源节约、环境友好的可持续发展模式。通过可持续发展的模式将产业对环境的破坏降到最低限度,就是一种向现代产业体系过渡的途径。“十二五”时期,我省要通过构建现代产业体系,加快发展方式由高碳向低碳转变,实现单位地区生产总值能源消耗和二氧化碳排放大幅下降,主要污染物排放总量显著减少,环境污染得到有效防治。
四是附加值高。一般发达经济体工业增值率在40%左右,而由于自主知识产权和自主品牌“两自”产品比重不高,我省2009年规模以上工业企业的增值率只有23%。原因何在?微笑曲线表明,附加值最丰厚的区域集中在价值链的两端,即研发和市场。没有研发能力只能做代工,赚一点辛苦钱;没有市场能力,再好的产品,产品周期过了也只能作废品处理。构建高附加值的现代产业体系,关键是打破在微笑曲线制造环节的低端锁定,左端往微笑曲线研发环节转,实现由“制造”向“创造”的跨越;右端往微笑曲线市场环节转,实现由“模仿贴牌”向“自主品牌”的跨越。
五是吸纳就业能力强。2009年,我省三次产业就业构成为25.1:35.7:39.2,以制造业为主体的第二产业所吸纳的就业比例低于其所创造的增加值比例逾18个百分点,而以现代服务业为主体的第三产业的这两个比例则基本匹配。究其原因,制造业具有实物资本密集的要素投入特征,而服务业的要素投入则以人力资本密集为特征。与日本和亚洲四小龙目前5%左右的农业就业份额相比,我省还有20%的劳动力可以从第一产业向第三产业转移。正因此,有必要加快构建以服务经济为主体的现代产业体系,就业增加了,以消费需求为主体的内生型增长才能真正启动。
打造四大主体产业,构建现代产业体系
要构建现代产业体系,关键是要聚焦政策、聚集资源、聚合力量,加快打造高新技术产业、服务经济、先进制造业、现代农业等四大主体产业,着力构建“以高新技术产业为主导、服务经济为主体、先进制造业为支撑、现代农业为基础的现代产业体系”。
一是以高新技术产业为主导。加快培育和发展高新技术产业对我省抢占新一轮产业发展的制高点,构建现代产业体系,加快发展方式转变具有重大战略意义,是赢得主动、赢得优势、赢得未来的关键所在。“十二五”时期,我省将以技术优势抢占发展制高点,以规模优势抢占市场先机,重点发展新能源、新材料、生物技术和新医药、节能环保、软件和服务外包、物联网和新一代信息技术六大高新技术产业,同时大力发展高端装备制造、光电、智能电网等高新技术产业。目标是到2015年高新技术产业产值占规模以上工业比重明显提高,区域创新体系更趋完善,研发投入占地区生产总值比重达到2.5%,科技进步贡献率提高到60%以上,形成一批拥有自主知识产权、自主品牌的创新型企业,率先基本建成创新型省份。
二是以服务经济为主体。现代经济最显著的特征就是现代服务业的增长,表现为两个70%,即地区生产总值中服务业的比重以及在服务业中生产的比重均达到70%左右。因此,必须把推动服务业大发展作为我省产业结构优化升级的战略重点。或许有人认为,“大树下面难长草”,毗邻上海使得我省服务业难以做大做强。但我们也要认识到,今天不积极调整产业结构,明天就要被产业结构所调整。如果我们能在优势产业上谋求服务业的突破发展,就能形成足够大的反磁力,越过服务业“难以发展”的门槛。“十二五”时期,我省将充分发挥制造业基础雄厚的优势,重点发展现代物流、研发设计、金融服务、科技服务、商务服务、信息服务等生产业,推动服务业与制造业互动发展。适应消费结构升级,重点发展商贸服务、健康服务、医疗服务、养老服务、社区服务、家庭服务等生活业,加快发展文化产业、体育产业和会展业、旅游业。顺应信息化发展新趋势,大力发展电子商务、互联网内容产业、3G网络服务、网络电视、移动多媒体广播电视等新兴服务业。
三是以先进制造业为支撑。先进制造业是主导工业制造业发展方向、掌握先进技术的制造业的总称,其先进性体现为产业的先进性、生产技术的先进性与生产组织管理的先进性。目前我省电子信息、装备制造、石油化工三大主导产业已成为工业经济的重要支撑,纺织、冶金、轻工、建材等传统产业规模很大,38个工业大类中有23个居全国前三位。但我们也要清醒地看到,我省现有主导产业和传统产业的发展水平离先进制造业的要求还有相当差距。“十二五”时期,要构建以先进制造业为支撑的现代产业体系,就要大力推进主导
产业高端化、传统产业品牌化,加速提升制造业发展水平。在现有主导产业和传统产业中不断吸收电子信息、计算机、机械、材料以及现代管理技术等方面的高新技术成果,并将这些先进制造技术综合应用于制造业产品的研发设计、生产制造、在线检测、营销服务和管理的全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产。
四是以现代农业为基础。农业不仅具有食品保障功能,而且具有原料供给、就业增收、生态保护、观光休闲、文化传承、市场服务等功能。建设现代农业,必须注重开发农业的多种功能,向农业的广度和深度进军,促进农业结构不断优化升级。“十二五”时期,要构建以现代农业为基础的现代产业体系,就要用现代装备武装农业、现代科技提升农业、现念经营农业、现代知识培训农民,加快推进农业现代化建设,提高农业综合生产能力、抗风险能力、市场竞争能力。完善现代农业产业体系,发展高产、优质、高效、生态、安全农业,发展设施园艺业、规模畜牧业、特色水产业和乡村旅游业。把培育现代农业经营主体、发展农民专业合作组织与推进农业适度规模经营、发展高效农业、建设农业特色产业基地结合起来,大力发展农民专业合作、土地股份合作、社区股份合作组织,加强现代农业产业园区、农产品加工集中区、农产品批发市场建设,支持国家农业科技示范园建设,促进农业生产经营专业化、规模化、产业化、集约化。
坚持五项原则,扎实推进现代产业体系建设进程
为了尽快形成产业结构高级化、产业发展集聚化、发展方式集约化、产业布局合理化、产业发展国际化的现代产业体系,有必要坚持自主创新、集聚发展、集约发展、错位发展和开放发展五项原则。
坚持自主创新,构建现代产业体系必须把创新摆在第一位,通过理念创新、制度创新、知识创新、技术创新、管理创新等多维度的创新来化解产业发展中的各种矛盾。深入开展基础性、前沿性技术和共性技术研究,大力推进原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新。以培育自主知识产权、自主品牌和创新型企业为重点,注重应用技术研发和先进技术应用,推动人才、技术与资本、市场有效对接,促进更多的科技成果转化为现实生产力。坚持把产业结构调整与自主创新紧密结合起来,选择一批引领产业升级的重大技术课题进行攻关,突破一批重大关键技术,转化一批重大技术成果,提升产业技术层次和竞争力,推动经济增长动力向科技引领、创新驱动的转变。
坚持集聚发展,基于产业链联系、运输成本节约、公共设施成本的分摊、信息沟通的便捷和包括技术扩散效应和学习效应在内的多种形式的正的外部性,集聚发展已经成为获得竞争优势的基本途径之一,特别是对于处于价值链各个环节的中小企业来说,集群更成为生存和发展的必要环境。要以园区建设为载体,促进优势产业集聚发展,提升产业内生优势,构建产业链高、中、低端有机统一的现代产业集群,夯实现代产业体系发展基础。加快建设新能源、智能电网、生物技术和新医药、新材料、工程机械、轨道交通、节能环保、软件、服务外包和物联网等一批特色产业基地,尽快形成万亿元级、千亿元级的产业规模。
坚持集约发展。面对日趋强化的资源环境约束,必须牢固树立绿色、低碳发展理念,坚持环保优先、节约优先方针,加快形成资源消耗低、环境污染少、资源利用水平高的产业发展新格局。推进工业园区生态化建设和改造,完善环保基础设施,加快构建绿色产业链和资源循环利用链。推行清洁生产,引导企业改造生产流程,提高生产技术和工艺水平,开展IS014000环境管理体系、环境标志产品和其他绿色认证,建成一批绿色园区和绿色企业。调整能源消费结构,提高非化石能源比重。注重从源头上降低能耗、防治污染,坚决淘汰落后产能,推进高耗能、高排放企业的技术改造,促进节能新技术、新产品、新工艺、新材料的广泛应用,大力推广节能示范项目建设和合同能源管理。
本文通过对反垃圾邮件技术的发展阶段和关键技术进行分析,同时对未来反垃圾邮件技术的研究和发展方向进行探讨。
【关键词】反垃圾邮件关键技术发展研究
1垃圾邮件的特征和危害
垃圾邮件(spam),又称UBE(UnsolicitedBulkE-mail),即未经接受者同意而大量散发的电子邮件。垃圾邮件主要具备以下一个或者多个特征:一是收件人无法拒绝收取的邮件;二是含有虚假的信息源、发件人、路由等信息;三是邮件内隐藏有病毒、木马等破坏性程序,或者含有大量广告甚至、政治色彩的信息;四是隐藏发件人身份、地址等信息。
垃圾邮件具有以下五个明显的危害性:
(1)占用网络带宽,影响邮件服务器的正常工作,降低网络的运行效率。
(2)浪费用户的宝贵时间和上网费用。
(3)收件人隐私遭到侵犯,个人信息泄露。
(4)对网络安全形成威胁,邮箱遭受病毒或恶意攻击,成为黑客攻击他人的工具。
(5)不良信息泛滥,造成政治危害和社会危害,尤其对未成年人产生不良影响。
2反垃圾邮件技术的发展历程
第一代反垃圾邮件技术以过滤技术为主,包括了规则过滤、统计过滤和地址列表过滤等。这种技术应用最为广泛,可以在不作任何协议修改的情况下直接使用。
第二代反垃圾邮件技术被称为行为识别模式,对垃圾邮件的频次、时间、数据包头格式、IP地址、发送标识、协议类型等各类特征通过概率统计模型进行统计分析。这些特征能够针对带有诸如“同一时段频繁发送、动态IP地址”等特点来判断垃圾邮件。
第三代反垃圾邮件技术是电子邮件认证技术。该技术可以有效阻断垃圾邮件制造者利用漏洞伪造邮件发送地址的行为。但目前由于部署电子认证系统需要投入较高的软硬件成本,并且受限于多种因素,尚不能广泛应用。
第四代反垃圾邮件技术是多技术整合分层过滤。该技术是上述三代垃圾邮件处理技术的综合利用,可以在最大程度上实现反垃圾邮件的最大威力。
3反垃圾邮件的关键技术
3.1过滤技术
如前文所述,过滤技术基于邮件样本检测和规则匹配的原理,可分为规则过滤、合作式过滤和地址列表过滤三类。规则过滤技术通过设定好规则的匹配来实现过滤,虽然能有效阻止垃圾邮件,但误判率较高、比较容易扰信息影响。统计过滤是规则过滤技术的升级,通过使用统计规律计算垃圾邮件附加特征出现的可能性,来区分邮件的合法性,这种方法误判率较低。地址列表过滤技术是指根据建立的黑名单(BlackList)和白名单(WhiteList),分别是已知的垃圾邮件发送者和可信任发送者IP地址或者邮件地址,来判断是否接收电子邮件。
作为最有效的过滤技术,这里我们着重介绍Bayesian(贝叶斯)过滤技术。它首先对正常邮件和垃圾邮件进行分类学习,分别提取它们的特征值,对每个特征值进行赋分。在收到邮件时,对其提取特征值(比如标题、地址、附件、路径等信息),用之前学习到的特征值和分数对其进行赋分。在邮件中出现正常邮件的特征串,就赋予一个正分数,如果在邮件中检测到了垃圾邮件的特征串,就赋予一个负分数,最后根据总分来判断其是正常邮件还是垃圾邮件。Bayesian过滤器是用户根据所接收到所有邮件的统计数据来创建的,这意味着垃圾邮件发送者无法猜测出过滤器的配置情况,从而有效阻止垃圾邮件。
由于垃圾邮件数量庞大,内容特征变化快,过滤技术面临规则维护工作量大、误判率高、网络开销大的技术瓶颈。但是由于较为成熟,且较易部署,所以过滤技术是应用最为广泛的反垃圾邮件技术。
3.2行为分析技术
行为分析主要在一定范围内对邮件流量进行监测并分析其变化规律,进而为识别垃圾邮件提供依据。根据监测点所处的位置,分别在邮件发送阶段和接受阶段对网络流量进行分析。如根据某邮件蠕虫爆发期局域网内域名解析流量和失败的SMTP连接数目急剧增加的情况,可以判断出垃圾邮件的变化规律,研究邮件病毒的扩散趋势。
3.3逆向查询技术
如果能够更高效地区分伪造的邮件和合法的邮件,那么就能从根本上解决垃圾邮件问题,验证查询技术应运而生。为了限制发送者的虚假地址,一些系统要求验证发送者邮件地址进行验证。上世纪九十年代初,出现了邮件交换纪录(MX),当发送邮件的时候,邮件服务器通过查询DNS的MX纪录来找到接收者的域名。逆向查询解决方案就是定义逆向的MX纪录(RMX),用来判断发送邮件的域名和IP地址是否对应。由于垃圾邮件的地址通常不会来自真实的RMX地址,因此可以判断是否非法。
4最新技术与展望
4.1意图分析技术
许多垃圾邮件标题和信体都与合法邮件一样,但是信体内有诱使接收者点击的URL地址,而URL地址链接的内容是其真正意图。意图检测技术就是对URL进行检查,根据链接的内容来判断是否为垃圾邮件,从而识破发送者真实意图,阻断邮件。
4.2图片识别技术
针对图片垃圾邮件的技术有邮件指纹识别技术、ocr识别技术以及之后的第三代图像防御技术。图片垃圾邮件的发送者企图使用动态gif图像,或者用横线、符号和其他图像模糊图片内的文字。Ocr引擎则具备动态gif文件分析功能和模糊文本识别技术。
4.3发件人特征识别技术
鉴于垃圾邮件制造者的伪装术越来越高,出现了针对“好人”身份欺骗的特征识别技术,首先要验证发信者身份并预测其行为,这其中包括列举垃圾邮件制造者的行为以及加强不依靠身份验证进行辨认的措施。
5结语
当前,垃圾邮件已成为全球各国和互联网业界共同面临的严重问题,应当采用管理与技术并重方式,以先进的技术手段为基础,以完善的管理制度和法律法规为依托,不断加强国际合作,对垃圾邮件保持高压态势。未来反垃圾邮件的行动主要包括如下四个方面:
(1)加强互联网立法,制定严格法律严惩垃圾邮件制造者。
(2)设计更为安全和完善的邮件体系。
(3)加强技术研发和人才培养,不断提升核心技术能力。
(4)加强宣传和行业自律,净化网络空间。
参考文献
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[关键词]三维动画;角色造型设计;动画制作
[中图分类号]J5[文献标识码]A[文章编号]1671-5918(2015)14-0097-02
随着现代信息技术的进步与发展,传统的以后手工绘画制作为基础的动画制作程序已经发生了很大的改变,越来越多的动画制作工作被计算机所代替,Flas、三维动画、合成动画等都是伴随计算机软件技术的发展而出现的。尤其是三维动画的兴起与发展,给动画制作者和欣赏者带来了前所未有的体验,而角色是三维动画的灵魂,如果没有良好的角色造型设计,很容易让三维动画丧失个性并缺乏吸引力,对故事情节的安排以及发展也会产生不利影响,那么高质量三维动画的制作也就无从谈起。因此,有必要对三维动画中角色造型设计的相关问题进行系统探讨。
一、三维动画角色造型设计的主要技术特点
三维动画可以与二维动画、真实场景合成,实现“二维角色+三维场景”、“真实人物+三维场景”等多种效果,利用三维渲染技术,还可以实现三维动画模拟二维动画效果,实现许多二维动画达不到的镜头效果,又能保持二维动画特点,体现出独特的艺术风格。对于三维动画的角色造型设计而言,最大的技术特点就是三维建模,角色造型的建模要依据角色设定三维视图,借助电脑设计软件里进行立体化设计;在进行角色形体的塑造过程中,必须保证每部分的形态都能够保持一定的空间感,呈现出严谨的圆度效果,减少设计过程的随意性。同时,三维动画的角色造型设计,要在建立精致模型的基础上,赋予精美的贴图,达到尊重现实而又超越现实的效果,并对动画角色的形象进行立体化的展现,实现在真实的三维空间中,对动画角色360度展现的效果。总之,在三维动画制作中,角色造型设计的三维外协特征决定了动画角色的视觉外观,在选择造型设计技术时还必须综合考虑可用的建模工具、计算机硬件、时间限制等因素,重视不同复杂程度的模型在动画制作阶段中的地位和作用等。
二、三维动画制作中角色造型设计的重要性
(一)角色造型设计可以突出动画角色的性格与形象
一部三维动画的成功与否,仅仅依靠动作制作技术上的先进性还是远远不够的,其关键在于要塑造出具有全球化的和无限商业价值的动画角色造型形象。作为一名优秀的三维动画设计人员,要想设计出优秀的动画角色形象,不仅要重视动画角色本身性格特征的充分展现,还有融入动画故事情节的发展过程,演绎出富有吸引力的故事情节。因此,成功的三维动画角色造型设计,必须先明确动画角色造型设计的基本性格和特征,然后再选择相关设计技术和模型,最后设计出具有独特性格与形象的动画角色形象。例如,在动画片《冰河世纪》中,那只为了得到松果的小松鼠,在《功夫熊猫》中的好吃、喜欢幻想的阿宝,都是具有鲜明的性格与形象特征,给观众留下了非常深刻的因素。
(二)动画角色造型设计可以推动动画剧情的发展
一部三维动画作品的剧情,也是吸引观众的重要元素,好的剧情能够有效吸引观众的注意力,乃至引人入胜、发人深省。因此,三维动画中的角色造型设计应当与动画片的剧情发展进行有效的融合,即通过剧情的发展丰富动画角色的形象,动画角色造型上的变化又能推动剧情的发展,必要时可以通过角色造型上的对比和变化来吸引观众。例如,《狮子王》中的蓬蓬和丁满两个角色,它们两个虽然只是在动画片中的两个配角,但是在造型上设计上却有着很多的艺术性和巧妙之处,一个憨厚,一个调皮可爱,二者形成了鲜明对比,使观众一看到这样的两个形象就眼前一亮,对动画片剧情的发展也形成了很多的映衬和铺垫。
(三)动画角色造型设计能够反映时展潮流
动画片在制作与发展,是当时的社会价值观念与意识形态存在着必然的联系,所以三维动画中的角色造型设计还必须顺利时代的发展潮流,准确表达出特定时代背景下的价值观,符合当代大众的审美观,不能脱离健康的道德标准体系,这样才能通过动画角色的造型设计,拉近动画篇与观众之间的心理距离,引发观众更多在情感上的共鸣,提高三维动画制作的亲切感。例如,在动画片《机器人总动员》中的角色造型设计,片中主角虽然没有表情、不会说话,但是这正好符合信息时代和科技时代背景下的生活特征,很多的观众在平时的生活都是围绕着电子产品“打转”,被电子科技所包围,所以很容易引起观众在情感上的共鸣。总之,三维动画的角色造型设计虽然有多中形式可供选择,但并不是无拘无束的,只有准确地把握喜欢的角色造型。
(四)动画造型设计能够让一部作品产生深远影响
一部三维动画的制作时间可能相对较多,情节也相对简单,经常用一个固定的模式套出集集不同的剧情,在看过之后,很多观众可能记不住故事情节,但是对于角色形象和特征却能深深地印在脑海之中。因此,三维动画制作中的角色造型与设计,还必须在独特的行为、语言个性等设计环节多下工夫,只有这样才能将角色造型重复性的深入观众内心。如《白雪公主》在拍成动画前只是一个童话故事,但是成为动画人物后,影响了一代又一代人,甚至跨越了漫长的时间与不同的文化背景,被多年龄层的广大观众接受。
三、三维动画制作中角色造型设计的关键措施
(一)动画角色造型设计要符合时代要求
在三维动画的创作过程中,设计人员可以选择多样化的素材,但是动画角色的形象特征是表达人类精神和情感的重要载体,直接决定了能否使观众在内心产生心灵上的共鸣,这也是动画艺术的生命力所在。因此,在三维动画角色造型设计的具体实践中,必须多设计一些能够符合时代特征,反映特定时代文化和社会现象的角色,并融入一些社会上的流行元素,这样才能更好地把握住人们对物质和的更高追求,力争使观众在欣赏完三维动画后,不仅能放松身心、取悦自己,还可以实现心灵和精神上的共鸣。
(二)动画角色造型设计必须具备技术上的可行性
动画角色造型的可行性是指角色成立要与动画片整体风格和谐统一的设计要素。动画角色造型的可行性具体表现为其合理性和实用性。一个动画角色可以设计的富有变化,但是有个前提就是必须实现动画整体设计风格的吻合,否则就容易脱离动画角色的设计初衷。例如,设计人员在一开始想设计了一个非常夸张可爱的角色,为了突出可爱的特性,我们可以把头和身体画的大大的,而腿脚弄得短或胖些,这在二维的空间可以达到理想的效果。但是在三维空间上由于其形态的夸张,很多动作的设计无法实现,这样的角色造型就会给工作带来很多麻烦,进而影响到动画制作的进程。
(三)动画角色造型设计必须突出形象特征
三维动画的艺术性、教育性、娱乐性的特征,以及动画制作人员的思想,最终都是要通过具体的角色造型进行展现,所以动画角色造型设计必须坚持“直观”的原则,突出动画角色的形象特征,尤其是对于针对少年儿童的动画角色造型设计,更应当让观众能够直观地感受到动画角色的形象特征。这就要求动画设计人员在构思阶段,就必须对角色造型的形象特征有一个准确的定义,提前构思出这个角色应当具备的性格、特点和外在形象等艺术特征。因此,动画角色造型设计的明确、单纯以及强烈的视觉冲击力是三维动画制作中必须考虑的首要问题,为了达到这个效果,夸张是做好的办法,类型化和程式化是最直接的手段,这是和它的审美特征紧密相关的,也是角色造型设计过程中需要坚持的一个重要方向。
(四)动画角色造型设计要注重趣味性
趣味性是三维动画作品中不可或缺的一个重要元素,一部三维动画在推行市场后的初始阶段,其趣味性决定了市场反应效果,所以三维动画作品中角色形象的趣味性设计是非常重要的内容。三维动画的设计人员在造型设计的具体实践中,必须牢牢抓住角色造型的趣味性特征,体现出角色的幽默性和娱乐性。但是在角色造型设计中如何注重趣味性也是一门学问,不仅要转理解和塑造动画角色来来,还要针对不同观众的心理特征来设计类型多样的角色造型,尤其是对于很多细节上的变化,也是趣味性设计中所不容忽视的。
(五)动画角色造型设计要有艺术感染力
要想概括出动画角色造型的精神气质和性格特点,就要对形象特征不断的推敲和反复的锤炼,让提炼出的角色造型呈现出一种熟悉的陌生感,这样才能增强艺术的表现力,提高艺术的感染力。从而让人们和动画作品中的角色产生情感上的共鸣,使人们在心灵上以及意识上都能得到愉悦。通过这种特性的体现,使现代动画造型脱离了传统动画角色的客观性描述,运用艺术手段来高度提炼以及人为的主观处理,让现代动画作品有个更宽泛的发展空间
四、结语
总之,角色造型设计在三维动画制作中起着无可替代的重要所作用,是决定动画片的角色性格塑造质量以及动画片能否走向成功的关键因素。而在角色造型设计的过程中,并不是杂乱无章、没有参考依据的,三维动画的造型设计人员要深入生活,紧贴时展要求,提高动画角色造型设计的先进性、趣味性、艺术性、独特性,并积极融入自己的创意和风格,同时注重动画角色造型的可行性,就一定能够设计出高质量的动画角色。
参考文献:
[1]冯慧.中国独立动画的角色造型的发展[J].现代装饰(理论),2012(12).
关键词:共性技术;组织;激励;中国产业
中图分类号:F260文献标志码:A文章编号:1673-291X(2012)15-0162-02
引言
经济的发展越来越体现出协同发展的特征,经济的可持续发展和高质量发展,与其技术水平是离不开的。技术水平的高低,不仅取决于先进技术的研发及商业化,还取决于基础性的技术,即共性技术。产业共性技术又称共性技术(GenericTechnology),其最早由G.Tassey和A.Link等人提出的。李纪珍(2004)认为,产业共性技术是指在很多领域内已经或未来可能被普遍应用,其研发成果可共享并对整个产业或多个产业及其企业产生深度影响的一类技术,主要包括产业间共性技术、产业内共性技术和企业内共性技术。随着经济的发展和技术研发模式的变迁,共性技术在科技与经济相融合趋势中日益重要。推进共性技术进步,特别是信息方面的技术,已经成为几乎每个经合组织国家的技术政策和产业政策的规律性特点。共性技术是经济发展的基石,是技术能力提升的平台,平台的高低,决定技术质量的高度和经济崛起的加速度。目前,共性技术的理论研究,还处于起步阶段。基于组织和激励的视角探讨共性技术的相关研究更少。本文以共性技术为基础,以共性技术的组织及激励为切入点,探讨共性技术的组织及激励优化问题,对于技术能力的提升,进而提升技术创新能力,形成基于共性技术创新平台构建的“洼地”效应,形成基于共性技术的创新网络和创新集群,具有非常强的实践价值和可操作性。
一、共性技术的产业属性分析
从技术层面来看,共性技术的特征表现在基础性、平台性、探索性、综合性以及风险性等几个方面(操龙灿、杨善林,2005;鲍健强、,2004)。共性技术是基础研究实现商业化的必经环节,作为市场主体的企业必须在共性技术和基础技术基础之上投资并形成专有技术。因此,作为技术基础设施的共性技术与企业技术研发密不可分,为企业技术产品的商业化奠定基础。共性技术的相关成果,可以为多个产业提供支持,因此这一技术具有平台性的特征,如无线射频识别技术、条码技术、先进制造技术等。共性技术的研发并不能与商业化保持时间上的同步,它要先于除基础性研究以外的所有其他环节,因此共性技术的研究与开发具有探索性的特征。
任何一门技术的研发工作,都具有非常明显的高风险特征。而共性技术从经济学视角来看,还具有公共物品和外部性的特征,因此它的高风险风和低收益性、低排他性特征,进一步加剧了它的高风险性。
二、中国共性技术开发的组织与激励问题分析
(一)中国共性技术开发组织中的问题
从实际运行来看,中国基础研究和应用技术研究开发主体比较明确。而对于共性技术而言,还没有明确的研发主体(李纪珍,2005)。造成共性技术研发主体的模糊性的主要因素在于共性技术投资高风险低收益性、公共物品及外部性等特征,这就直接造成了资本稀缺性中小企业的“观望动机”以及针对资本雄厚的大企业的“搭便车”心理。造成共性技术研发主体的模糊性的另一个因素在于市场的“趋利避害”特性并进而造成企业的“短视”行为。原有科研机构的市场化改革,也将科研机构的研究重心转移向市场化强的应用技术。转制后,虽然一些科研机构还继续从事一些共性技术研究,但是由于转制后的院所要按照企业机制运行,追求经济效益的市场化取向大大限制和削弱了承担共性技术研究的积极性,再加上目前承担产业技术研究的部级研究机构没有建立,支持产业共性技术研究的政策还尚未制定,因此产业共性技术开发主体出现了缺失的状态(操龙灿、杨善林,2005)。
共性技术的高风险性以及平台性特征,比如要求企业间就共性技术进行联盟,实现相对松散的R&D联合体,这种联合体可能是横向和纵向并行的综合体。这种松散的联合体具天生的不稳定性,因此需要一个有“权威”的参与者的参与,以强化共性技术R&D联盟的稳固性,这个参与者当然就是政府。而实际情况却是,政府在产业共性技术研究方面过于追求市场化,产业政策缺位,推进技术进步措施转变缓慢,与市场互动质量不高。
(二)中国共性技术开发激励中的问题
1.市场激励动力不足。市场经济中,价格作为资源配置的唯一信号,它为市场中的技术创新尤其是共性技术创新提供内在的动力。当价格高时,共性技术的供给就会增加,当价格低时,共性技术的攻击就会减少。但是当共性技术市场存在外部性以及公共物品特征的时候,市场机制的作用会被削弱,甚至会导致市场失灵(MarketFailure)。从需求方面来看,作为技术供应主体的企业,在满足市场产品和创新市场需求的同时,还要面临来自竞争对手的替代性竞争,来自竞争的压力能激励企业开展技术创新活动。当前中国的市场机制有待完善,市场的激励机制、价格机制等还没有完全发挥作用。
2.政府激励强度不大。共性技术研究从战略层面上得到了相关部门的重视,并得到了相关科技计划的支持,但是政府在执行环节有待加强,对共性技术研究的支持也比较分散,“各自为政”比较普遍。政府对共性技术开发支持强度不大,表现在产业共性技术战略缺位、承担主体和支持计划分散等。
三、中国产业共性技术能力提升的路径选择:组织和激励的视角
关键词:汽车零部件可再制造性工艺流程
中图分类号:U469.6;96文献标识码:A文章编号:1674-098X(2016)11(a)-0014-03
汽车再制造产业的发展,改变了传统的经济增长方式,形成了循环经济增长模式,即“资源-产品-失效-再生资源”的循环过程;从社会角度分析,发展汽车再制造产业,可更有效地利用资源和保护环境,以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济和社会效益,契合了循环经济发展的需求;从企业角度分析,发展汽车再制造产业,可有效的缩短汽车制造周期,降低制造成本;从汽车使用者权益分析,汽车再制造产业的发展,能够保障汽车用户的废旧汽车被回收的权益。
目前,在以美国、墨西哥为首的北美地区,其汽车再制造产业规模占全球50%~60%的市场份额;而中国的汽车再制造占全球市场份额的0.6%;截至到2015年底,我国的汽车保有量已经达到了1.72亿辆,2015年,我国的汽车注销量604万辆,占汽车保有量的3.51%;同年,我国的汽车回收量为170多万辆,占汽车保有量的0.99%,占我国当年注销量的28%;2016年,我国汽车的回收量预计可达280万辆左右。而在发达国家中,汽车的报废率(汽车报废量与汽车保有量占比)在6%~8%之间;废旧汽车的回收率在5%~7%之间;未来几年,我国的汽车再制造产业发展空间大、发展前景好。
1再制造主要特征
汽车再制造工程是以汽车零部件的全寿命周期理论为指导,以实现废旧零部件性能提升为目标,以优质高效、节能环保为准则,用先进的修复技术和产业化的生产为手段,对废旧零部件所进行的性能修复、改造、升级等一系列技术措施或工程活动的总称。简言之,汽车再制造工程就是废旧零部件高技术修复、性能升级的产业化,在生产环境中把废旧的汽车零部件还原到与新产品同样质量的制造过程。
汽车再制造的特征主要体现在以下几个方面:一是材料的来源方面,汽车再制造工程主要材料来源于功能性损坏或技术性淘汰等原因不再使用的汽车及零部件产品;二是工艺过程和工艺技术方面,汽车再制造工程的主要特殊工艺有旧件检测、旧件可再制造性能评估、旧件拆解、清洗及表面修复技术等工艺;三是体现在特有的技术装备支撑方面,包括再制造成形与加工装备、拆解与清洗装备、无损检测与寿命评估设备等。
2汽车再制造工艺流程
汽车零部件中常见的再制造零部件包括发动机、变速箱、前后桥、转向器、发电机、起动机、空调压缩机、水泵等。
在汽车核心零部件再制造的工艺过程中,首先对回收的废旧车辆进行无破坏精细拆解;其次是对被拆解的全部零部件进行无损检测及分类,对其中易损件(如橡胶件、垫片、密封圈等)直接报废;根据具体零件的磨损程度、公差配合情况、材料的疲劳程度等因素,对部件总成的基础件、核心件分为报废件、可再使用件及可再制造件三类;其中的报废件直接破碎,对材料进行回收再利用;对可使用件清洁后使用;对可再制造件清洁后进行机械加工修复或表面工程修复;最后对再制造后的零部件进行精密检测,对不合格零件进行报废处理,对合格零件配合新件进行总装、测试,对测试合格的再制造部件总成进行打标、封装、销售。
其具体再制造工艺流程如图1汽车再制造工艺流程图所示。
3汽车再制造方法及可再制造性因素
汽车核心零部件再制造主要有两类实现方法,分别是减尺寸法和恢复尺寸法,两类方法各有优劣。减尺寸法的主要优势在于质量相对稳定,成本相对较低,更适合大批量生产,但是由于不同报废零件的磨损尺寸不尽相同,因此加工一致性较差;而恢复尺寸法再制造的汽车零部件产品与新品基本一致,用户接受度较好,但质量难控制,工艺成本高,生产效率较低。
影响汽车零部件再制造可行性的主要因素有汽车零部件再制造的技术可行性、经济可行性、环境可行性及零部件再制造服役性四大因素。废旧汽车零部件的可再制造性定量评价是一项综合系统工程,涉及其评价体系及评价方法。建立可靠的再制造评价模型,是进行再制造可行性评价的前提。通过把不同的再制造技术方案所需的时间、费用、修复技术及环境效能进行综合分析,建立“费用-技术-效率-环境-性能”评价模型,为汽车废旧零部件再制造方案决策提供依据。
4汽车再制造走向产业化的技术研究
针对当前汽车再制造产业酝酿突破的关键时期,基础研究必须跟上产业步伐,以期指导和支持产业发展。我国汽车回收及再制造产业起步晚、起点低、技术基础薄弱。
我国汽车回收及再制造产业的进步与发展,离不开其基础问题的研究;其具体的研究方向,应从以下几个方面展开。
(1)建立旧件的拆解技术体系。
研究旧件结构、旧件完整性拆解技术及拆解特征的最大目的,即最大限度保证零件的使用价值,应注重强调基于零部件可再制造性确定的拆解顺序,基于旧件的物理特性决定拆解工艺及基于拆解分析建立零件信息库;而研究旧件结构与旧件非完整性拆解技术,应注重可回收利用程度,决定材料裁切的方式及基于连接方式决定零件再利用的场合等。而基于旧件材料回收压实技术的主要特征是,最大限度压缩材料体积以便转运与处理。
(2)建立旧件可再制造性无损检测体系。
研究旧件可再制造性无损检测特征的最大目的,即最大限度的确保再制造的零部件具有可再制造性;应注重研究再制造零部件失效区组织性能无损检测技术,研究再制造零部件服役性能评估及预测技术,研究再制造零部件安全性检测装备及预测技术。
(3)建立旧件质量恢复特性的参数表征体系。
研究旧件再制造技术及其特征,最根本的目的是尽可能以最小的修复成本恢复旧件的使用性能。旧件表面修复工艺技术研究开发,要从旧件的表面镀覆工艺技术、旧件表面裂纹修补技术、旧件表面局部精密修整技术、旧件表面无损清洁技术等方面进行研究。而旧件强度特性恢复工艺技术研究开发,要求从旧件的表面激光强化提升强度等级工艺技术、表面激光强化增强耐磨损性能工艺技术、整体二次热处理提升零件强韧性工艺技术、降级使用的强度特性评定技术等方面进行研究。
(4)建立旧件废弃物无害化处理技术体系。
研究旧件废弃物无害化处理技术的根本出发点是尽可能以最小的控制环境成本,免于环境污染。对固体废弃物无害化处置工艺技术研究开发,需要从轮胎破碎后物理化处理工艺技术研究、轮胎破碎后化学处理再生制胶工艺技术研究、轮胎破碎后材料分解技术研究、内饰材料再生制造工艺研究等方面着手。而对与液体废弃物无害化处置工艺技术研究开发,需要从强腐蚀液体(如电解液等)的物理与化学处置工艺开发、污染性废弃油液(如机油、齿轮油、防冻液等)的无害化工艺研究、废弃物处置安全性评估技术研究等方面着手。
5结语
汽车再制造工程充分利用废旧汽车的零部件,通过再制造技术,实现其经济效益、环境效益的双赢,符合资源节约型、环境友好型经济要求;同时,汽车再制造产业的发展,能与我国的新车制造相互促进和补充。其一,大量到期服役的汽车,如能及时的退出流通市场,一定程度上会刺激新车的销量;其二,废旧汽车的拆解,能够为新车的改进设计提供技术依据;其三,旧车零部件的再次使用,能够极大的减少国家的资源消耗,降低新车成本;其四,通过旧车的回收、拆解、再制造;保障了汽车用户的废旧汽车被回收的权益。
报废汽车回收、拆解、再制造的主要意义在于,可有效控制报废汽车对环境的污染;能够有效的增加国家对资源的重复利用率;能够促进汽车制造业可持续发展;能够形成新的产业体系;未来几年,我国的汽车再制造产业将会迎来大的发展;但是,我国汽车再制造产业,还存在以下几个方面的不足。
(1)回收、拆解及再制造企业数量严重不足。
(2)先进的回收、拆解技术严重缺乏;回收、拆解管理理念落后、陈旧。
(3)国家对汽车再制造产品质量监管缺失,社会对汽车再制造产品认可度不高。
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5at.
【关键词】三维扫描仪;GeomagicDesignGeomagicStudio逆向;技术
1前言
随着科学技术的不断发展,工业产品本身对其设计与制造过程和效率的要求也越来越高,因此,逆向工程技术的运用也就越来越广泛。尤其是在模具制造行业、汽车制造行业、产品的质量检测与修复等方面,逆向工程技术显得更为突出。所以,对基于Win3DD-L三维扫描仪的逆向设计与制造技术的研究是一个重要的课题。逆向过程是一个从产品到产品的设计制造过程,对于基于Win3DD-L三维扫描仪的逆向设计与制造过程就是利用Win3DD-L三维扫描仪,首先对现有产品进行其点云数据的采集;然后再把得到的点云数据进行去除噪音杂点、统一采用等处理,进行三维数字化建模;再利用UG加工进行模拟加工轨迹和编写程序;最后利用数控铣床把产品加工出来。
2点云数据采集
对电话模型进行点云数据的采集。首先对产品的结构进行分析,分析其结构特征及外形特征,考虑该零部件在三维扫描过程中显像情况;然后对电话模型的表面进行显影处理(即进行喷粉处理),喷粉要十分均匀,颜色不能太深,有特征的地方粉不能过厚;之后进行贴点工作,根据贴点的原则,电话模型的贴点如图1所示。零部件贴完标志点后,应运三维扫描仪对该零部件进行三维扫描,获得其点云数据,如图2所示。在扫描的过程中,应该先扫描定位标点,之后再对工件进行扫描,这样有利于工件正反面的拼接,能有效的保证扫描数据的精度。
3点云数据处理
对电话模型进行点云数据的后处理。点云数据的处理过程是一个非常重要的过程,因为对于整个电话模型的后期的建模和数控加工都是建立在点云数据的基础之上。首先,将通过扫描仪采集的点云数据导入GeomagicStudio软件中,然后对扫描的初始点云数据进行减少噪音、删除体外孤点、统一采样等处理,最终初始点云数据的处理结果如图3所示。然后,要将处理完的点云数据转化从片体数据,即,要对点云数据进行封装,封装成三角面片,此时电话模型就从点云数据转化成了三角面片。之后再对三角面片进行强度优化、孔填补、删除钉状物等处理,最终导出igs的点云文件,如图4所示。
4电话模型的三维数字化建模
三维数字化建模是逆向工程技术过程中最为关键的一部分,它把三角面片转化成数学特征实体,得到最终可以加工的数学模型。不同的建模方法、不同的建模过程所得到的数学模型的精度也会完全不同,首先要选择适当的方法建立工件的坐标系,优先选择特征最明显的面或体建立工件坐标系。其次,仔细分析该零部件的结构特征,找出分型线或者基准面,先从整体特征做起,最后再一一完善局部特征。电话模型的三维数字化建模。把得到的igs文件导入到GeomagicDesign软件中,利用该三维建模软件对电话模型进行三维数字化建模。首先导入该igs文件,选择基准平面,建立模型的坐标系,然后在三角面片的基础上先对电话模型的整体特征进行建模,然后再完善其它所有的曲面特征,最终生成电话模型的三维数学模型,如图5所示。
5机床加工
机床是把三维数学模型转化成产品的工具,它可以实现对数学模型的加工过程。为了降低加工成本以及验证加工方法的可行性,首先对建立好的数学模型进行模拟仿真加工,模拟出实际加工时的刀轨轨迹,仔细检查加工时的刀轨轨迹路线,以保证和提高零部件的加工效率。首先利用UG10.0的加工模块,对电话模型进行刀轨轨迹模拟加工并进行后处理程序编程。导入三维数学模型,该模型需要正反面加工,应用型腔轮廓铣的方法先对工件的正面进行粗加工、后进行精加工、然后半精加工、再精加工、最后进行清根处理,之后再对工件反面进行粗加工、进行精加工、然后半精加工、再精加工、最后进行清根处理,其加工轨迹如图6所示。最终的模拟加工效果图如图7所示。之后根据生成的工件加工轨迹,程序进行后处理,生成该零件的加工程序,然后将该程序导入到XK713型数控机床中,对电话模型进行机床加工,最后加工完成的效果图如图8所示。
6结语
本文主要阐述分析了基于Win3DD-L三维扫描仪的逆向设计与制造过程,以电话模型的逆向设计制造过程为实例,详细阐述了一种新的逆向设计制造思路和方法,并验证了该思路和方法的正确性和可行性。这种先利用三维扫描采集点云数据;然后再处理点云数据,对其进行三维建模;之后再应运UG对其进行加工程序的编程;最后再利用数控铣床加工出实际产品的从虚拟到实际的产品开发过程,其最大的优点就是大大地缩短了新产品的开发周期,具有一定的研究意义。
参考文献:
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[5]赵毅,王明辉.基于GeomagicStudio的汽车连杆锻件逆向建模技术[J].CAD/CAM与制造业信息化,2007(10).
困难和挑战
2009年“成品率的提高”国际技术工作组调研了最新的研发和困难,整理出了与成品率相关的关键的挑战。在2009年,整理出了新的远期挑战,即:450mm晶圆的引入带来的对缺陷探测和特征分析的影响,以及由于较大的衬底表面积带来的缺陷预算和成品率模型问题。450mm晶圆的引入需要新一代的检测工具。拥有成本受到吞吐率和设备成本的影响。很难在450mm晶圆代仍然保持检测设备的吞吐率水平。因此,设备的成本非常重要。检测时,如何处理450mm晶圆具有风险:首先,大的圆片具有挠性,其次,用于缺陷检查的坐标精度也有困难。由于表面很大,因此需要获得大量的检测数据量。改善数据质量并减少数据量是非常重要的。缺陷预算和成品率模型受到大的衬底上未知缺陷密度的影响。
在2009年的ITRS中,近期的关键挑战的次序和类型都没有变。当前,最重要的关键挑战是对多种致命缺陷和信噪比的探测。以高捕获率和低拥有成本以及高吞吐率来同时探测和区分多种致命缺陷,是很困难的。此外,在大量的噪扰和伪缺陷间找到与成品率相关的缺陷,是一件令人生畏的工作。其次,需要搞清楚与3D检测相关的需求。这使得检测工具需要具有检测高深宽比结构的能力,同时还要能够探测非目视缺陷,诸如空洞、内部缺陷和亚表面缺陷等。仍然有大量的对高速和经济有效的检测工具的需求。随着3D缺陷类型的重要性的增加,对高速和经济有效的3D检测工具的需求变得越来越重要。电子束检测看起来不再能够成为所有这些任务的解决方案。
其它的成品率提高方面的近期挑战,根据重要性的不同依次列写如下:
工艺稳定性和绝对污染水平之间的关系,包括与成品率之间的关系:需要数据、测试结构和方法,以便在工艺液体污染类型和水平与成品率之间建立关系,并决定所需的对气体、化学品、空气、先驱体、超纯水和衬底表面清洁度的控制限制。
晶圆边缘和斜面控制和检测:晶圆边缘和斜面的缺陷和工艺问题可以导致成品率损失。当前,需要大力开发监控和污染控制方法。
在远期,有以下的关键挑战:
非目视缺陷和工艺离散:不断增加的由于非目视缺陷和工艺离散造成的成品率损失需要在方法学、诊断和控制方面,有新办法。这需要在系统成品率损失和版图特性之间建立起联系。逻辑电路区域中,特征的不规则性使得它们对系统成品率损失机制非常敏感,例如在光刻工艺窗内的图形工艺离散性。
在线缺陷特征分析:基于对更小缺陷尺寸和特征分析的需求,需要有光学系统和能散X射线光谱系统的替代方法来进行更小尺寸缺陷和特征的高吞吐率在线特征分析。待分析的数据量正在大幅度增加,因此,需要有进行数据解释的新方法以保证质量。
开发基于模型的设计-制造接口:由于光学邻近校正(OPC)和集成的高度复杂性,模型必须要考虑更大的参数敏感度、超薄膜的完整性、电路设计的影响和封入的更大数量的晶体管等。
450mm晶圆的引入(见上文)。
“成品率的提高”一章包含三节:缺陷预算和成品率模型、缺陷探测和特征分析、晶圆环境和污染控制。在2009年,主要的工作是更新技术需求表。主要的改变总结如下:
-缺陷预算和成品率模型:
・缺陷预算表进行了更新。ITWG需要有解决方案来对每次晶圆处理中的颗粒数或颗粒控制极限数据进行更新,以便给设备供应商和未来的集成器件制造商提供每道晶圆处理时可允许的缺陷和颗粒数数据。
-缺陷探测和特征分析:
根据缺陷检测和探测方面的最新进展,对表YE6、7、8进行了仔细的检查和更新。
4.15计量
计量需求继续受到先进光刻工艺、新材料和超越CMOS的材料、结构和器件的推动。二次图形生成和二次曝光的光刻技术的引入增加了复杂度,因为需要在相同的测量区域内测量线宽、边墙角度和线宽粗糙度的两次分布。另一个关键尺寸测量的重要挑战是工具的匹配。未来几年的精度需求可以通过单一工具来满足。但是EUV光刻计量方面还存在着很多差距,特别是对掩模版的计量。掩模版的制造工艺需要有更大的提高,特别是对光化学图形的掩模版检测和空气中成像而言,更是如此。套刻计量能力落后于对改善套刻控制的需求。前端工艺继续推动计量技术来提供对新的更高介电常数材料、双功函数金属栅、新的超浅结掺杂工艺的测量。亚1nmEOT栅层叠需要在制造中大幅度改善膜厚和成分的控制。互连结构继续使用新的材料。对低κ材料的多孔性控制的需求推动了对多孔性测量的新的兴趣。3D互连计量需求主要受到硅贯穿通孔(TSV)研发活动的推动。下一代TSV的键合晶圆套刻控制现在已经有了可能的解决方案,正在调研之中。在超越CMOS器件的计量领域中,石墨烯(graphene)测量在显微技术和电学特征分析方面取得了进展。此外,现在有几种方法能够决定样品中石墨烯的层数。对理解大面积石墨烯的均一性的需求推动了物理和化学计量的发展。此外,计量方面的研发也和其它的超越CMOS的材料方面的研发工作相关。
困难和挑战
很多下面列出的近期的挑战在22nm技术代以后仍将继续。计量需求在2015年以后将继续受到未知的新材料和新工艺的影响。因此,很难找到所有未来的计量需求。不断缩小的特征尺寸,器件电学参数的更加严格的控制(例如阈电压和漏电流),以及新的互连技术例如3D互连等,将给物理计量方法带来严峻的挑战。为了实现期望的器件按比例缩小,计量工具必须要能够测量原子间距的特性。表ITWG14列出了计量的10个主要的挑战。
4.16建模和模拟
“建模和模拟”是半导体器件和芯片制造及特征分析的虚拟部分:使用计算机程序来预测几何形状、应力和器件的化学成分(掺杂物、锗硅等)、它们的电学特性和可靠性以及电路和系统的最终行为。“建模和模拟”的整体目标是支持现实的技术、器件、电路和系统的开发,通过提供对哪些技术最困难、最昂贵、最低效或最耗时的信息,来减少开发时间和成本。为了实现这个目标,建模和模拟的工具必须要包括适当的物理模型,包括适当的参数设置,并满足不同的需求,包括应用的普适性、模拟速度、应用的复杂性,以及用户界面和互动等。因此,需要在建模和模拟能力的专注的研发活动。
为了能够最好地满足工业界和研究界在模拟工具方面的用户需求,ITRS的建模和模拟工作组在2009年专注于工业需求,一方面来自于组内的评估,另一方面来自于ITRS其他组的结果,与工艺、集成和制造等诸多领域相关。详细地考察了来自于这些工作组的文字、演示和详细讨论,2009年ITRS整理了这些横向的内容,加入到“建模和模拟”之中。
“建模和模拟”一章的主要内容是基于这些横向内容以及对最新技术的整体评估。在下文中,对本章的主要内容进行了总结,特别是和2007/2008年的ITRS进行了对比。
和早年间一样,在“建模和模拟”一章的篇首就强调了困难和挑战。在2009年的ITRS中提到的六个16nm技术代以前的近期挑战包括在内。其中,两个挑战重新命名为“纳米级CMOS模拟能力:能预测CMOS器件极限的方法、模型和算法”和“互连和封装的热学-机械学和电学建模”。由于工业需求和最先进技术的发展,所有这些挑战的详细内容都已经显著改变,如本章的表ITWG15和表MS-1所示。远期的挑战指的是16nm以后的技术代。这里,只有前两条进行了少量的修改。
和ITRS的其他组类似,“建模和模拟”一章覆盖的领域范围很广,从设备模拟到工艺、器件、互连、电路和封装等。在2009版的“建模和模拟”一章,包含7节,处理了建模的不同层次的内容:设备/特征级的建模、光刻建模、前端工艺建模、器件建模、互连和集成的无源元件的建模、电路建模和封装模拟。尽管这些节的范围与2007版相比并无变化,需求却基于工业界和建模和模拟行业的最新发展有了大的演进。
在2007年的ITRS中,有三个课题横跨这7个领域,即:材料建模,用于设计、制造和成品率的TCAD,以及数值方法。2009年的ITRS进行了扩展,包括工具的互操作性,它是工业界和研发界高效使用模拟的一个重要需求。第二个课题在范围上有所演化,成为新的一节:设计健壮性、制造和成品率的建模。此外,由于可靠性问题在建模和模拟的各个层次都变得更加重要,器件、电路和封装层次的可靠性问题部分地基于制造工艺及其变化,在2009年的“建模和模拟”一章中加入了“可靠性建模”一节。
新的建模能力的开发需要长期的研究和越来越多的跨学科研究,可能最适于在学术或实验室环境下进行。因此,要想在建模和模拟方面取得成功,必须要在大学和独立研究所之间进行大量的研究活动,并和工业界进行密切的合作。
由于基础的研发工作通常需要大量的开发时间,因此,有足够多的研究基金能够及时地应对工业界未来的重要需求,是非常重要的。当前,由于这类研究基金的缺乏,上述的技术挑战变得愈发困难。例如,2005年和2007年ITRS中列出的几条建模和模拟需求,由于没有足够的研发基金的资助,在2009年被推迟了。
困难和挑战(表ITWG15)
5路线图技术特征总表
5.1背景
路线图技术特征总表(OverallRoadmapTechnologyCharacteristics,OTRC)是在制定路线图的过程中最先完成的部分并作为基础来指导国际技术工作组开展工作,完成他们各自章节的详细内容。这些表格同时也是在规划更新的过程中协调各工作组工作的重要手段,这主要是通过突出对比各个参数表不一致的地方来实现的。修订这些技术特征总表的过程需要不断加强工作组间和国际合作,最终对发展趋势的基本模型建立共识,最终对目标值达成一致意见。显然,这需要反复努力和审核才能实现。
路线图技术特征总表(ORTC)中的指标数值在各技术工作组所负责的每一章中得到更详细的阐述。本节的内容是希望强调半导体工业目前的飞速发展步伐。它标志着从2008年开始的版本更新和重新修订工作的已经完成。此外,在附录中还提供了2009年最新更新的路线图技术特征总表的术语表。
如上所述,路线图技术特征总表提供了关键半导体指标数据的全面总结。请注意,除非特别声明,否则起始年份一律指的是该产品产量由一个制造商,使用“生产性工具”第一次超过每月几千件的年份(这个标准和以前的路线图是一致的)。此外,需要有第二个公司在三个月内也开始生产(见图2a)。为了满足这一定义,对于ASIC生产来说,可以是许多不同的产品在同一生产设施中加工的累计产量。
尽管我们在本章的“概述”一节中已经提到,但是仍然还需要重申:在业界还会有一些公司,在他们公开发表的材料中使用“节点”一词来描述他们的技术进展和时间表,而这些描述可能会和路线图的定义和特定的目标并不一致,因此,会产生混淆。
在2003年版的路线图编纂过程中,曾经试图做出折衷,在2003年,由逻辑电路制造商的“90nm”工艺作为参考技术“节点”。由于实际器件接触的金属1(M1)半节距都认为是110-120nm,因此,在路线图中,基于DRAM交错接触M1半节距的表头目标会产生混淆。经过与先进的制造商磋商以后,认为:有些发表的材料则是用“索引的”技术节点路线图来表示平均半节距(用于描述密度)和印制栅长(用于速度性能)。有些公司则是用某个产品功能翻倍(例如逻辑门数或存储器比特数翻倍)作为“节点”发展的量度方法。这种衡量技术进步的方法使得“节点”关系变得愈发复杂,这是因为密度的改善可以通过设计方面的提高和线性光刻特征尺寸的减小来实现。
由于技术“节点”也应用于闪存产品的参考,而且2005年版和2007年版的路线图中闪存技术得到了进一步的重视,因此,造成了更多的混淆。例如,闪存产品的单元密度由非接触多晶硅互连半节距来定义,而不是像DRAM、MPU和ASIC产品中那样由金属1(M1)半节距来推动密度的发展。而且,闪存单元设计者已经确定了非常激进的闪存单元面积因子(见术语表)的改善速度,以便能够快速地降低成本并满足快速提升的非易失性存储器(non-volatilememory,NVM)存储的要求。
国际路线图委员会(IRC)已经决定,在2007年版路线图中,将ITRS路线图和各个公司发表的材料之间的混淆降低到最小程度。为此,可以采取的最佳方法是,将根据产品(DRAM、MPU/ASIC和闪存)对不同技术趋势推动因素的跟踪区分开来。正如前文所述,MPU/ASIC和DRAM产品半节距现在已经通过一个共同的参考指标来定义,即M1交错接触半节距,而闪存NVM产品则是根据非接触多晶密集平行线作为参考(参见图1)。各个国际技术工作组表格将使用最能够代表该技术发展趋势推动因素的指标作为表头。
由于新版路线图强调对不同产品趋势的分别跟踪,没有使用通用的产品技术表头,仅仅使用了参考技术的生产年份。在2007年版的路线图中,强调了技术趋势和功能性指标(晶体管、比特、逻辑门等)或与各个产品组(DRAM、闪存、MPU和ASIC)相关的特征(速度、功耗)性能。如果有公司的希望以路线图为参考,那么,从现在开始,必须要以特定产品的技术趋势线作为参考,这些都在路线图的“综述”一章和“术语表”中进行了定义。
不同的产品技术趋势将继续被监控,最新的技术工作组调查显示,DRAM的历史发展趋势将会接近于2平均2.5年/周期的发展趋势(周期的定义为:每两个周期尺寸降一半),因此,2009年DRAMM1半节距目标和2008年ITRS更新版的ORTC表相比保持不变。建模和计算得到的预测趋势可能和实际调查的结果有一些不同,然而,所有的目标和影响“严峻的挑战”及“可能的研发解决方案”的时间表,将会和最新的调研结果相一致。
在最近的闪存技术调查中,整体光刻分辨率现在看起来受到最先进技术的推动,闪存产品已经领导特征尺寸的发展趋势。例如,像下面补充详述的那样,快闪存储器的非接触多晶硅半节距预期将在2010年进一步超越DRAM交错M1半节距达3年。闪存非接触多晶硅半节距领先于DRAM交错接触M1半节距2年时,从光刻工艺的困难程度来讲,它是和领先于DRAM交错接触的M1半节距等效的,因此,这个新增的时间领先就会导致闪存技术推动领先光刻技术的发展。有关“生产年份”的时间定义方面的细节,请参考“术语表”。
2009年路线图表格中的技术趋势目标,已经从2009年开始逐年列写,直至2024年,跨度达15年之久。然而,根据以前的国际路线图工作组确立的指导方针,2009年路线图保持了对技术趋势周期的定义,这个周期的时间就是达成工艺技术重大进步所需的时间。更清楚地说,技术趋势周期时间继续被定义为每周期实现大约0.71倍的缩小(即每两周期实现0.50倍的缩小)所需的时间。请参考图6和图7。
注意,从2009年的路线图技术特征总表的表1和表2就可以看到,技术周期的时间可能对不同的产品来说是不同的。例如,在2009年的路线图中仍然预期,DRAM交错接触半节距M1仍然以2年半一个周期平均降低0.71倍(每5年0.5倍)的速度发展,直到2010年/45nm)。在2010年以后,DRAMM1的趋势预计将每3年缩小0.71倍,直至2024年的9nm目标。这样,每年的缩小倍数即为0.8909倍/年,这个数值可以用于计算中期的每年趋势目标(例如:2011年/40nm,2022年/14nm)。
考虑了可用的PIDS工业调研数据和国际技术工作组及路线图委员会的输入以后,我们对新的闪存产品技术发展时间模型达成了一致,即,基于非接触多晶硅半节距定义。闪存非接触多晶硅半节距在2000年/180nm时被设定为两年的技术周期,并扩展至2010年/32nm。光刻工作组继续使用闪存非接触多晶硅半节距推动着工艺设备的发展以实现这个目标,在2010年,预测在数值上“领先”于DRAM交错接触M1半节距3年。在2010年/32nm以后,闪存非接触多晶硅半节距将变为每三年一个周期,仍然是领先DRAM发展趋势3年,直至2024年/6nm。
为了反映2009年ITRS设计技术工作组的最新数据和模型更新,对MPU(以及高性能ASIC)产品技术趋势线时间表进行了更新(像DRAM那样,是基于相同的交叉接触M1半节距定义)。在路线图技术工作组和路线图委员会对历史数据进行分析并达成共识之后,MPUM1半节距现在已经比DRAM趋势落后一年;然而,MPU/高性能ASIC现在设置为2年一个技术周期(每4年尺寸减半),直至2013年/27nm。在2010年/45nm时,MPU/高性能ASICM1目标将跨越DRAMM1周期时间轴,直到2013年/27nm时回到3年的技术周期,直至路线图末期的2024年。
MPU(以及高性能ASIC)最终物理栅长目标在2008年更新中进行了重大修改,并且在2009年的ITRS中再次进行了修改。这个目标从2003年版路线图开始一直未发生变化,均为每2年一个周期(每4年0.5倍,即每年0.8409倍),直至2003年/45nm。从该点以后,至新的2009年/29nm目标,趋势是要跟踪由前端工艺和PIDS技术工作组提供的实际数据值。从2009年/29nm数据点开始,模型开始跟踪PIDS调查数据,通过使用3.8年周期(即每7.6年降低一半,或每年降低0.9128倍),直至路线图的末期,即2024年/7.4nm。光刻和前端工艺国际技术工作组对最终的物理栅长尺寸(包括刻蚀掉的尺寸)和印制栅长目标的比值,达成了共识。
低运行功耗ASIC栅长目标根据新的PIDS调查数据制定(通过移动它们相对于MPU印制栅长和物理栅长的引入时间),在2008年ITRS更新中加入了新的低待机功耗物理栅长线,并在2009年ORTC表中进行了更新。
5.2路线图时间轴
2009年版的路线图保持了15年的预测时间框架:从2009年作为其时参考点,一直到2024年。未来DRAM产品的技术步伐的时间趋势,在过去的路线图中,由先进的交错接触M1半节距来代表,并且预计在2010年/45nm以后,会回到三年一个周期的速度上来(即每三年特征尺寸减小到0.71倍),这和2008年更新版的预测是一致的。由PIDS技术工作组2008年的更新中指出,90nmDRAM半节距技术代从2005年开始加速量产,具体时间由客户产品的质量认证完成时间决定,这早在2003版ITRS中,就对DRAM产品的“生产”做出了清晰的定义。
基于PIDS技术工作组的调研,2008年ITRS的表ORTC-1DRAM产品M1半节距趋势目标和工业界观察到的历史上2.5年的技术周期相符(由180nm/2000年、90nm/2005年和预测中的2010年45nm计算得来)。由DRAM制造商提供的数据显示,DRAM交叉接触的M1半节距从2007年的45nm至2024年的9nm期间,回复到3年的技术周期(0.71倍/周期),如图8a所示。
如上所述,DRAM互连半节距将不再用作最先进的半导体制造技术最具代表性的特征并被用来定义技术周期(特征尺寸的0.71倍的缩小)。事实上,闪存非接触多晶硅半节距特征将继续它每2年一个技术周期的发展步伐直至2010年/32nm,已经领先于DRAMM1的特征尺寸达3年,现在,光刻技术工作组已经认定它成为先进工艺制造技术的最重要的驱动力。类似地,如上文所述,落后的MPU、ASICM1交错接触的M1互连半节距以更快的2年周期的步伐发展,并预期将在2010年/45nm的水平上超越赶上DRAM半节距,并保持2年/周期的发展速度直至2013年/27nm。2005年版路线图的关注重点是是面向产品的,所有产品技术的发展趋势都将被监控,任何产品趋势都有可能加速发展趋势,并推动工业界的研发和设备材料供应商对先进技术的开发。如图8a和图8b所示。
舍零取整的趋势数值
使用180nm作为DRAM产品半节距在2000年的趋势计算标准,2009年国际半导体技术发展路线图的“舍零取整”办法,修正了过去沿用的各技术节点标志性数值。实际计算的数学趋势数据(用于路线图技术特征总表和技术工作组技术需求表的模型计算)是每两个周期数值缩小50%,由此得出的新的从1995年350纳米开始的舍零取整的节点目标数据如表C所示。
注意新的“舍零取整”的修正在工业界进入新的纳米技术时代(亚100nm)的两位数的技术周期时变得更为重要。请注意,在有些地区,为了出版上的连贯性,可能还在继续沿用过去的从100nm/2004年开始的技术代数据。从2004年的100nm技术开始计算,将导致里程碑位置比当前的2009版ITRS的术语早一年(例如:70nm/2006年,50nm/2009年,36nm/2012年,25nm/2015年等)。国际路线图委员会一致同意,两种计算方法在远期趋势计算中都保留下来供使用,即2001年路线图的远期数据予以保留(2010年/45nm;2013年/32nm;2016年/22nm),同时逐年增加新的数据(2012年/36nm;2015年/25nm;2018年/18nm;2022年/13nm)。2008年的ITRS更新中,在表ORTC-1的技术趋势线中,在2016年以后增加了小数点后一位的数字,以提高舍入精度。
5.3路线图技术特征总表的更新
MPU/ASICM1半节距作为交叉接触的半节距继续定义为交叉接触的半节距,这和DRAM相同。DRAM的发展趋势与2008年的ITRS更新是相同的,然而,已经落后的MPU、ASICM1交错接触的M1互连半节距以更快的2年周期的步伐发展,并预期将在2010年/45nm的水平上超越赶上DRAM半节距,并保持2年/周期的发展速度直至2013年/27nm,然后会回到3年/周期的发展速度。闪存产品的半节距继续定义为非接触的多晶硅半节距,并且在2008年ITRS的基础上进行了修改,它将继续它每2年一个技术周期的发展步伐直至2010年/32nm,然后回到3年的技术周期上,直至2024年。参见图8a和图8b。
由于“等效的按比例缩小”工艺改善(铜和低κ互连、形变硅、高κ/金属栅等)的折中,作为性能和功耗管理的替代技术(见图8c),印制的MPU和物理栅长趋势在2008年和2009年ITRSORTC中进行了重大的修订。如上所述,物理栅长趋势和历史上的观察数据取得一致,并从2009/32nm至2024/7.5nm之间,技术周期放慢至3.8年。印制栅长在2011年开始了延迟的三年技术周期,并且继续延续到2024年,并且和物理栅长的比例关系有所缩小,直至2024年的7.9nm,仅比那时的预期最终物理栅长大一点。参见图8b。