從缺乏原創的山寨模仿走向創新的常態化，從逆向工程走向不斷深入的基礎研究，從而最終走向更高級的工業化，這是一條走向制造強國的常見之路。美國、德國在早期發展階段都模仿了昔日大英帝國強大的制造業，從而開啟了工業立國的進程。然而，秩序和規則往往遵循了時間霸權主義的特點，先行者對后來的模仿者，通常充滿了歧視、非議和阻攔。但如果縱觀歷史上各個工業強國從弱到強的過程，模仿就像是人類成長過程中的一種階段性青春期偏頭疼，這個病是完全可以被治愈的。

標簽的重新定義

令人羨慕的“德國制造”（Made In Germany）的標簽，最早其實是英國強加給德國的一種侮辱性的標記，用來表明這種制造是一種低劣貨。然而德國制造后發制人，硬是將一個歧視性的區域性標簽，逆轉成一個全球性的質量保證。這背后的故事，從德國優勢產業之一——化學工業就能看出德國工業發展的過程。德國工業的發展主要從染料所代表的化學工業開始。然而在染料業剛剛起步的頭10年中，十幾家從事染料生產經營的公司都是依靠模仿法國或英國的染料生產流程進行生產的。德國最早的染料工業都把持在所謂的“配方大師”手里，他們不會輕易把秘密配方說出來。而企業只能聽從這些配方大師指揮，毫無辦法。將這些煉丹術般的化學工業帶入現代化工體系的是那些優秀的德國科學家兼工程師。他們啟動了世界上最早的真正意義上的企業實驗室，廣泛地在實驗室內進行各種染料配色的研究，并進入了基礎研究的環節。科學地把握基礎研究的進展使德國擺脫了英國和法國那些秘密配方的束縛，率先開創了現代化學工業。德國工業也走出了模仿的“青春期”，開始了制造強國的征程。

中國制造進入國際化始于改革開放初期，并在2001年加入世界貿易組織（WTO）之后發揚光大。從最開始的來料加工、圖紙加工，到后來隨著制造工藝和技術的提高、零部件供應網絡的日益完善，在一段時期內發展出了大規模的模仿制造體系。手機就是最明顯的例子。1992年開始生產的波導手機，從簡單組裝起步，自2000年開始連續6年蟬聯國內手機[敏感詞]，成為率先打敗諾基亞、摩托羅拉等國外品牌的國產手機。雖然波導最后因為缺乏研發而迅速衰落，當然摩托羅拉、諾基亞等昔日的手機巨頭后來也同樣沉淪，但它的崛起卻是一個標志性事件，它創造了一種將產品快速上市的方式和通道。“快速上市+超級宣傳”的波導制造模式，雖然宛如天空中的煙火，閃亮璀璨卻劃空即逝，但它深刻地影響了中國制造后續的發展。波導消聲匿跡，但它的火種卻散落四處。從波導出來的高管團隊重新創建了面向歐洲市場的傳音手機公司。這個品牌在中國幾乎無人知曉，因為它幾乎就沒有在國內市場銷售，所有產品銷售都是出口。

灰度創新跨過國際門檻：全球設計+中國制造

在20世紀80年代至90年代，一種全球化分工的運行機制出現了。華爾街對于更大利潤的追求推動了企業家對于“輕資產運營”的迷戀。一個企業聚焦于核心競爭力，在當時被看作是頭等重要的大事。大量與核心能力無關的業務開始被外包，并在全球產業鏈條中尋找最佳的分工機制。中國作為一個勤勞、務實的國家，很快就成為全球分工的理想合作伙伴。隨著2001年中國加入WTO，中國的生產熱情和勞動力市場的潛力被充分地釋放出來，“全球設計+中國制造”，成為一種屢試不爽的跨國公司的合作模式。

圖1  灰度創新的兔耳朵曲線

灰度創新邁出了國際合作的最大門檻。日本、韓國當年在東南亞的擴張也都采用“本國設計+東南亞制造”的模式，對助力本地經濟騰飛起到了巨大的作用，也產生了許多灰度創新。但是，所有這些加起來都不如中國制造表現得那么突出。然而，要認可中國制造在這其中的貢獻卻并不容易。

美國業界一直對“源頭創新”備加推崇，認為這才是一個國家應該去推動的事情。實際上，這也是自“二戰”以來一直主宰美國的一種重要的科技創新思維。學者Vannevar Bush被認為是創造了美國創新的“管道模式”的奠基性人物，早在羅斯福時代他對政府便有著深刻影響。“管道模式”，顧名思義，就是將發明和創新之間的關系描述成一個上下連通的管道，政府只需要在管道上端的基礎研究進行投資，那么，這些投資就會產生大量創新種子；而管道下游的企業家只要接住這些種子繼續進行研發式培育，做好設計與生產就會產生大量的創新成果。這種模式的要旨就是抓好基礎研究，做好源頭創新，抓住重大突破性發明起源，就可以產生足夠多的財富，這是一種典型的“技術性供給”思路。這種看法其實忽略了“灰度創新”的貢獻。它對于制造通過與研究和設計的互動而產生的創新基本視而不見。而現在，美國開始否定這種自己建立和推崇的模式，轉而認為“設計+制造”如果能在一起，看上去更容易使創新得以發生。

案例：灰度創新的放大效應

德國VENSYS能源有限公司（以下簡稱VENSYS）成立于2000年，坐落在德國的一個小城里，是世界上研制大型直驅永磁風力發電機組的先驅之一。這是地方性大學Sarrbruken的教授們利用研究成果創辦的“校辦工廠”式企業，從研制600千瓦直驅永磁技術開始，逐漸發展到1.2兆瓦、1.5兆瓦和2.5兆瓦等系列產品，取得了眾多的專利和開創性技術。可以說，VENSYS是含著金鑰匙的源頭創新。由于直驅永磁技術利用風輪直接驅動永磁發電機，結構簡單優化，在低轉速下輸出功率更大、效率更高、電子化程度高，省去了雙饋型風機所必需的高故障、高成本的齒輪箱，從而大大降低了維護成本，發電效率可以提升5%以上。然而，在2000年的時候，大型永磁電機的設計和制造技術尚屬空白，全功率變流裝置的成本也是居高不下。因此，永磁直驅技術雖然被看好，但是那些處于市場領導地位的公司對兆瓦級技術路線仍然堅持使用帶齒輪箱的雙饋方案。

由于缺乏應有的制造和市場開拓能力，新技術并沒有太多的“實驗田”，在競爭激烈的歐洲風電市場中，體量弱小的VENSYS一直艱難地為生存而打拼。VENSYS主要的收入來源是技術轉化與技術提成費，而整機、零部件的銷售收入則非常少。

這意味著，從價值鏈條來看，盡管VENSYS側重于研發，屬于制造創新的“源頭活水”。但如果沒有制造現場作為沃土，即便上游研發的技術再領先，也無法真正進入創新循環之中。

直到2003年，中國最大的風機制造商——金風公司（簡稱金風）的介入才改變了這種局面。通過600千瓦/750千瓦機組的國產化，金風公司在產品制造和技術積累方面都達到了一定的水平。在金鳳發展的關鍵階段，看準了這一劃時代的技術，于2003年開始與VENSYS在直驅永磁技術方面進行合作。德國的創新技術和中國的制造能力產生了積極融合的效果，雙方都在市場上取得了巨大的成功。

與國外研發設計接軌是金風很早的傳統。作為國內最早拓荒中國風電產業的企業之一，金風在20世紀90年代開始介入風電制造領域，主要通過購買生產許可證技術、引進成熟的風電技術，通過對引進技術的消化吸收實現關鍵零部件的國產化和機組的批量化生產，為中國風電產業化打下了堅實的基礎。在對引進技術消化吸收的過程中，金風特別重視利用國外先進設計軟件，不僅舍得花重金購買，而且多次送關鍵技術人員出國培訓。在這個過程中，金風購買了大量的設計軟件，包括整機與載荷設計、機械設計類和仿真分析軟件等，這在當時是非常少見的。學習這些設計軟件背后的理論知識，就使金風的技術人員能夠消化和理解軟件背后的邏輯，從而更加全面地理解機組的設計。不僅如此，金風還積極投身于風電技術標準體系的構建，一開始就參照德國先進的工業標準和認證規范，以高標準、嚴要求來規范國產化的零部件。

初步入門以后，對這些標準背后的設計理念，金風深感大有提高的空間，于是決定對外部采用聯合創新的方法。西方的工業基礎是一種土質均衡的土壤，無論是與學校合作，還是與研究單位合作，抑或是與零部件廠家合作，誠信度和互相支持的精準度都非常強。即使國外大學做出來的成果，有限元分析、實驗數據都直接配套，拿過來之后稍微做些工程化的修改就可以投入應用。西方研發的工程化趨勢很明顯，而這一點正是國內院所相對比較薄弱的地方。

金風當時的風電設備銷售主要集中在1.0兆瓦以下的小容量低端市場，而1.5兆瓦以上的中高端風機市場則長期被GE風電、三菱重工等跨國公司所占領。在這種情況下，金風決定與VENSYS聯合研發1.2兆瓦直驅型風電機組。然而，在達坂城風電場運行的1.2兆瓦樣機盡管通過了德國Windtest測試機構的認證，樣機發電性能達到了國際[敏感詞]的水平。但在開始階段，由于兩家公司技術磨合及供應能力不足等原因遲遲不能量產，手中的大量訂單不能按時交貨。

為了扭轉這種被動的不利局面，2008年4月，上市不久的金風斥資4120萬歐元購買了VENSYS公司70%的股權，將直驅永磁技術的知識產權掌握在自己的手中。然而，能夠成功并購VENSYS完全得益于雙方長達5年的合作。在開始收購的時候，金風并不是出價[敏感詞]的買方，還有其他兩個強勁的競爭對手——美國GE和高盛也在虎視眈眈。最終選擇了金風的VENSYS的CEO Renk解釋道，“VENSYS還只是一個研發團隊，比起純粹的資本投資行為，更希望看到自己的技術落地，得到市場的認可。與其說選擇金風收購VENSYS，不如說是看到了和金風長期合作發展的未來”。二者長時間的聯合設計與制造也大幅度降低了并購過程的磨合成本。收購之后，德國金風風能子公司也干脆搬到VENSYS所在的城市，與VENSYS員工一同工作。中德互派工程師，提供一切機會促進并購雙方的交流。從最初幾天會議交流，到幾個月派駐輪換，再到一年兩年甚至多年在對方公司常駐，雙方團隊在業務合作過程中實現了研發思路的統一、開發工具和設計方法的整合，有效地提升了產品研發的工作效果和產出效率。同時，二者在業務融合的過程中，德方也逐漸接受了相同的價值導向、客戶導向。加班加點有時候也被德方接受。這是東西方文化相互融合和影響的結果。

中國制造的最大特點之一是創意多。如何將豐富的創意與德國設計的嚴謹思考和工匠精神結合，非常考驗雙方的智慧。金風與VENSYS的碰撞在被雙方接受之后所形成的產品設計就開始變得很規范。例如，磁鋼防護層的設計升級，金風研發和工藝設計團隊借鑒葉片相關生產工藝，在磁鋼表面快速形成真空覆層，以改進原有防護設計的生產效率和工藝效果，而VENSYS團隊在獲悉這一創意之后，認真比對相關工藝在葉片制造和磁鋼防護方面的技術特點，在設計原理無誤的情況下，詳盡地針對材料、工裝、操作步驟、生產節拍等諸多環節進行理論分析仿真和小樣試驗測試。經過國內車間的驗證及進一步優化細化，最終雙方共同確認了新的防護層設計及工藝方案。

隨后，雙方的考驗進入了第二個階段，也就是產業化的環節。中國的產業配套比較齊全。改革開放引入了很多國際標準和國際裝備，很快可以形成一個快速進入市場的產業鏈或者是供應鏈系統。供應鏈的開發其實是一個巨大的創新，也是一個很容易被忽略的創新。實際上，從德國方面拿過來的都是一個一個僵硬的標準，從標準怎么變成工裝，又怎么變成工藝，這中間需要有太多的再創造。

例如，給電機浸漆一般采用滾浸的工藝。一個油槽里面放著絕緣漆，在上面架一個軸把電機立起來轉動，就像北京轉爐烤鴨一樣。但對于VENSYS設計的大尺寸永磁直驅電機，這種方法生產效率低、材料成本過高、涂漆表面也不均勻，且生產過程中的質量缺陷會影響電機的絕緣壽命。然而德方VENSYS表示無能為力，因為從設計端來看，只能走到這一步。金風工程師拿著這個大尺寸的設計圖紙與電機制造廠商反復協商，最后決定投資建設一個大型真空浸漆設備，讓電機定子整體進行真空浸漆。由于采用負壓的方式，絕緣漆就更容易滲透到電機的內部，使絕緣效果非常好。浸漆之后，再進行常規的百分之百的浸水實驗。

這個圍繞設計而定制的制造在現場端徹底解決了大尺寸的生產工藝。圍繞著制造端的大量專業實踐知識的涌現，也就是所謂的“黑手”創新，一雙車間老摸機油的黑手，使設計師的天才想法最終得以實現。

大型直驅機組的主軸承裝配是一個非常關鍵的工序。為了達到最佳的使用效果，主軸和軸承之間的裝配游隙應盡可能小。從傳統制造的公差配合來看，理論上要達到這個設計要求，只有將軸承游隙和軸的尺寸公差都降低。但在實際中，這是非常不經濟而且幾乎無法實現的。如何在批量生產階段想辦法既降低成本，又能保證配合間隙？德國設計師們的問題再次留給了制造工程師。這個時候，金風和上游的軸承、主軸制造廠家聯合探討可能的辦法。最后三方決定用“時間差”來換“空間精度”。主軸廠首先得到軸承預先提供的游隙數據，然后軸承商開始批量生產。在這個供貨周期范圍內，主軸廠開始進行精細加工使其尺寸達到特定值。一場精巧的協同戰役打響了。在當時軸承供貨極為緊張的時期，主軸制造工藝連夜調整改進，最終使從廠家得到的每一個軸承都順利進入裝配階段，在沒有大幅增加零部件加工難度的情況下達到了設計要求。上游研發設計師的精密與下游精密的裝配遙相呼應，共同展現了設計與工程的精巧之美。

由于中國地域跨度大，地質風貌多樣化，各種環境如高溫區、低濕區、高海拔區、內陸風沙區、海上鹽霧區等都會給風電機組帶來不同的挑戰。歐洲的平地多，除了平均海拔3000米的阿爾卑斯山脈，其他地區很難找到太多的高山，而在中國，許多風場都是在海拔3000～4000米的西北部地區。而類似廣東、海南這種高鹽、[敏感詞]濕的天氣，在歐洲也幾乎沒有。在中國東北零下42℃的風場同樣存在，而歐洲設計者有時候會認為不是所有的生意都可以做，不要說零下42℃，就是零下25℃以下，就已經很難實現了。然而，這就是中國特有的市場，如果不去攻克就沒有人會去做。這些復雜多變的工況，為VENSYS的研發提供了源源不斷的應用場景。這也意味著“德國設計+中國制造”進入了第二輪創新階段。

由于轉速較低，直驅機組的轉速測量面臨較大的難度，傳統的采用編碼器通過頻壓轉換得到轉速的方法成本高且容易發生故障。更重要的是，這種方法對于1.5兆瓦電機還比較有效，但對于更高功率的2.5兆瓦電機則不再適用。針對這個問題，金風研發工程師開發了一種新的算法，提取單套發電機繞組的三相弦波交角特征信息，實現無須標定和校驗的全數字化準確測量轉速。這種想法，讓德國VENSYS的設計工程師們也很興奮。基于這種技術，再結合模型預估，完全可以實現無觸點對發電機及風輪的轉角測量，而且成本大幅下降。

借助于資本作為紐帶，二者合作的灰度創新進入了快速通道。對于金風而言，其在2008年之前，國際市場的銷售量很少，而并購VENSYS之后，金風可以利用VENSYS的高端德國制造品牌進入歐洲與美國市場。金風隨即創建了制造變流和變槳系統的子公司，屬于VENSYS的生產子公司，通過該子公司生產VENSYS高端德國制造品牌，以此為突破口，進入德國風機制造市場。VENSYS品牌主打歐美市場，金風則主打中國及亞非市場，實施“雙品牌戰略”。VENSYS不但是金風關鍵的研發平臺，同時也開始承擔歐洲市場營銷主體的功能。

與VENSYS相比，金風在制造上具有成本優勢，VENSYS則在研發上具有技術優勢。這是一個典型的灰度創新的成功案例。對于VENSYS的設計而言，只有金風，只有在中國，才能找到與之相匹配而且成本適宜的零部件，并且進行改良，將結果回饋給VENSYS。這樣，就使VENSYS的設計優勢與金風對于制造和工藝把握的優勢相結合。產業化的優勢使金風成為VENSYS強大的后盾。到了2015年，金風新增裝機超過4600臺，新增裝機容量超過7.8GW，成為全球最大的風機制造商，并將直驅機組在全球風電市場新增裝機量份額提升至20%以上。而VENSYS自身規模也在發展，在德國也開始擁有兩個生產基地，年營業額在1億歐元左右。

金風與VENSYS的聯合設計和研發將直驅永磁技術發揚光大。VENSYS作為典型歐洲研發型公司，十分重視其原創型“源頭創新”，將直驅永磁的關鍵技術進行了專利保護，在有限投入的情況下做到最大的保護效果。而金風不斷加大對知識產權的投入力度，保護外來知識產權的同時，通過后續技術創新和持續專利開發，建立有效的專利保護群，除了將永磁直驅的核心技術在更大區域范圍內實現保護，還將工裝工藝方法等“黑手”創新有效地保護起來。與此同時，金風也敞開灰度創新的大門，在丹麥、德國、澳大利亞設立了金風研發基地，與清華大學等高校陸續合作，建立起多通道的創新研發體系，獲取了電控系統、變流器和變槳系統等關鍵部件的設計和制造經驗。

從松散的合作到深入的灰度創新，資本起到了重要的催化作用。然而在一開始，直驅永磁發電為非主流技術，其產業鏈不完整，相應的零部件供貨商也較少。金風在產業鏈條上深諳合作之道，形成各種機制的灰度創新。金風采取了不同尋常的措施，搭建產業平臺，與上游供貨商進行零部件的聯合設計以扶持供貨商。為了吸引全球最大的葉片供貨商——丹麥LM公司，金風甚至單方出資在新疆為LM公司建造廠房，而就地配套的LM優質葉片對金風的發展起到了重要的作用。在變流器絕緣柵對極型晶體管（IGBT）模塊的生產制造上，金風也加強與英飛凌公司的技術合作，強化高端零部件模塊的技術儲備。

結語

突如其來的新冠疫情，在全球引起了深重的災難。制造業供應鏈也受到很大影響，全球制造業面臨巨大的挑戰。制造與創新二者之間的聯系，從來沒有像當前這樣清晰地展現出來過——這是中國制造在全球工業走向專業化分工進程中所展示的令人瞠目結舌的成果。對于制造創新，需要有一個更長的價值鏈周期，才能識別其中的價值。

并非只有“源頭創新”、“設計創新”等才是亮閃閃的創新。中國制造在工廠現場，通過與源頭創新進行工程化結合，同樣取得了閃亮的創新成就。例如，新疆金風、蘇州博眾等優秀的制造企業通過在制造端產生的創新，延展了源頭創新的巨大市場價值，實現了基礎原理與市場應用的完美結合。這是對中國制造創新鏈條完善的一種探索，經過重塑甚至再造知識結晶的過程，從而為創新做出巨大的貢獻。