基于产学研合作视角的吉林省碳纤维产业发展对策探索

□冯 璐 沈 滢 王 琦 洪诗鸿

一、碳纤维概述

碳纤维(Carbon Fiber)是一种含碳量在95%以上的新型纤维材料。它不单具有碳材料所固有的特性，同时也兼有纺织纤维的柔软性和可塑造性，是新一代增强纤维。利用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或者酚醛纤维等，然后经过碳化工艺流程便可获得碳纤维，而这中利用的较为普及的碳纤维主要是来自于聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造过程包含四个步骤:纤维纺丝、热稳定化(预氧化)、碳化以及石墨化，在这四个制造过程中也会伴随着一系列的化学反应:脱氢、环化、预氧化、氧化、脱氧等等［1］。并且作为一种功能型的纤维材料，碳纤维具有一系列别的材料所无法匹及的优点:低密度、耐热耐腐蚀耐冲击、导电导热、减震降噪抗干扰等等。这些优势使得碳纤维材料在很多领域都被看好，从最开始的军用领域，到现如今的航空航天领域、汽车领域、体育用品领域等都被广泛运用，甚至在未来的医学器械领域也具有远大的发展前景。

近年来，世界碳纤维需求和产能不断扩张。东丽公司在2013年的碳纤维产能就已经达到了2.11 万t/a［2］。预计到2016年，全球对于碳纤维的需求量将高于8 万吨以上，而我国的碳纤维需求更是与日俱增。同时，经过几十年的研究努力，我国在碳纤维产能方面也已取得了较大的发展，2010年，我国碳纤维原丝的产能约莫为12，080 吨/年，碳纤维产能为7，081 吨/年，占世界碳纤维主要生产企业总产能的十分之一左右［3］。

国家“十三五”规划纲要中指出，坚持把科技进步和创新作为加快转变经济发展方式的重要支撑，加快高新产业的发展。在《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中更是明确提出要加快碳纤维及其复合材料产业发展，促进传统材料升级更新换代，设立碳纤维及其复合材料产业体系的产业发展目标。对于吉林省而言，大力发展碳纤维产业，对调整优化吉林省产业结构、促进经济增长、提升吉林省的综合竞争力具有着重要的战略意义。

二、吉林省碳纤维行业的发展现状

(一)吉林省碳纤维产业发展的现状。自碳纤维产业被认定为国家重点培育和发展的战略性新兴产业后，吉林省也积极响应国家政策，大力发展碳纤维新兴产业，并且正在逐步形成一个完整的碳纤维产业集群。在2010年，吉林省吉林市更是被认定为全国唯一的碳纤维高新技术产业化基地。碳纤维产业基地通过对外引进吸收并自主研发，现已拥有两种获得国家发明专利认证的碳纤维原丝生产的核心技术，为吉林省碳纤维产业的发展作出了巨大的贡献。同时，该基地也在不断寻求成本的降低及产业链的延长，研发出来较多的下游产品，例如碳纤维自行车、碳纤维防寒服等等。2006年，吉林奇峰化纤集团有限责任公司与长春工业大学进行合作，主要是为了攻克聚丙烯腈基碳纤维的工业化难关，将长春工业大学实验室的研究成果与工业化腈纶生产控制技术整合在一起，进而研发出了生产聚丙烯腈基碳纤维原丝的工业化生产技术，获得了2 项国家专利。吉林奇峰化纤公司迅速成长，目前已发展成为了集国有资产经营、化纤及纺织纱线生产、设计研发、商业贸易于一体的大型化纤综合性企业。拥有六大系列450 多个品种，客户广布于国内20 多个省、市及亚洲、欧洲、美洲、非洲10 多个国家和地区，成为国内最大的腈纶生产基地、最大的竹纤维生产基地以及最大的碳纤维原丝生产基地［4］，并且成为了中国腈纶产业“十三五”规划的起草单位之一。作为全国最早开始研发碳纤维的省市之一，随着2012年年产5，000 吨碳纤维原丝生产线的建成投产，吉林省已经成为了我国国内最大的碳纤维原丝生产基地［5］。

(二)吉林省碳纤维产业发展存在的主要问题。虽然吉林省的碳纤维原丝生产技术的突破为国内的碳纤维产业的发展起了一定的促进作用，但在碳纤维整体产业链的技术创新与产品生产及市场化方面仍远远落后于其他国家，相比与国内其它省份，也并不具有绝对优势。它在产业整体长远发展中存在的问题也是不容忽视的，主要体现在以下几个方面:

1.碳纤维产业的完整价值链脱节。碳纤维产业完整的产业链应该是包括从原丝、碳纤维，到预浸料、制品开发的有机结合的，但从目前吉林省的发展现状来看，高性能的预浸料、预制件和碳纤维复合材料零件的生产技术始终没有突破，研发面临着多个瓶颈，这也就导致了完整产业链的脱节。同时也由于碳纤维的多种优势使得它的应用领域十分广泛，带来机遇的同时也为它带来了诸多问题与挑战，因为各个领域所生产的产品不同，而不同的产品对原材料的品种和规格也具有不同的要求，这就使得对碳纤维质量和要求也表现出复杂性和多样性。然而目前吉林省在碳纤维的技术研发、生产和使用上缺乏有效的沟通与交流，各自为政，没有形成原丝、碳纤维、预浸料、制品开发的有机结合，从而造成整个碳纤维产业价值链的脱节［6］。

2.碳纤维产业的产学研及交流合作效果不理想。对于碳纤维这个高新技术产业而言，从产品、技术的研发到应用;从新兴企业的诞生到最终的市场化运营，其过程是很艰难的，单靠一方之力很难进行下去。资金的匮乏、人才的单一、政策的导向等等都是可能需要面临的问题，而产学研合作则是通常采取的模式。作为全球碳纤维产业的领头羊，东丽集团有着规模巨大的研发团队。之所以东丽公司能占据较高的市场份额，并且保证高产品质量，是因为它整个产业链的各环节都能完美结合，均衡分布研发力量;同时也注重培养复合型的全才，不局限于关注某一环节的研发，而是可以在不同的环节进行流动学习，促进各不同技术环节间的交流，以便能更好地满足市场地需求。从1969年至今，公司共培养出了上千名的发明人［7］。但相比之下，吉林省碳纤维产业的产学研及交流合作效果则不那么理想。即使在面临着外资企业打压挤兑的形势下，国内分同行企业也仍然没有形成很好的产业集群与共同对抗发展。有的虽也与一些科研机构合作，但当研发合作进行到一定程度、出现利益纷争时，合作也会出现裂痕，甚至合作到此结束。这就会使得这些行为企业在后续的产业化、市场化的推进过程中缺乏科研机构有效的技术支撑力量;而科研机构则可能带着研发成果自立门户，此时一方面要继续研发，一方面还得关注企业管理、市场调研、产品推广等，便会大大削弱研发力度，减缓研发成果推出的时间。而上述这两种情况，无论哪种，都是不利于碳纤维产业的健康快速发展的。在碳纤维产业链的结合中，企业不仅会遇到一些基础层面的理论问题，也会遇到很多操作层面的技术拼瓶颈，这就要求技术操作人员要有扎实的科学理论基础，研发人员也应该不断积累实践经验和数据，学以致用。这正是目前碳纤维行业发展所面临的一大困境，而加强相互学习交流、合理明确分工恰恰是摆脱这一困境的有效出路。碳纤维生产企业和科研机构可以找出各自的技术水平、管理能力等等，然后根据这些主要去攻克不同类型的碳纤维，同时加强经验与成果的沟通、交流与分享，使双方都可以不断从对方那里汲取经验教训，进而不断完善碳纤维产业的产业链［8］。

三、吉林省碳纤维产业发展战略实现途径——产学研合作平台的搭建

为了能更好更快地冲破吉林省碳纤维产业技术创新的瓶颈，实现吉林省碳纤维产业的集群发展，就必须将政府、企业、科技机构等多方力量融合在一起，围绕碳纤维产业链搭建有效的产学研合作平台，有效地利用多方的资源与优势，明确分工，共同寻求制约吉林省碳纤维产业技术发展瓶颈问题的解决办法，加快研发成果的转化，实现国产碳纤维产业的自主研发，形成吉林省碳纤维产业的整体优势，从而来推动吉林省碳纤维产业飞速的发展。

(一)产学研合作平台的搭建要素。

1.保证资金支持。就目前国内的发展情况而言，碳纤维作为高新技术产业，是需要大量引进国内外的先进设备与技术的，同时着眼于对技术的吸收和创新，因而需要庞大的资金投入。这就主要是依靠于国家及地方各级政府和碳纤维产业体系中的关联企业的大量资金投入。同时还应该借助政府政策的力量，引导社会资产的大量流入，建立起以国家和各级地方政府财政为导向，企业投入为主体的多渠道、多层次的资金融入平台，并推动科研机构自筹科研经费。有了资金，产业就可以购买原材料，继续引进新技术、高智能设备，完善产业体系的基础设施;同时拿一部分资金作为下一步的人才培养的储备资产;一部分资金作为产业后续发展的财务支撑，从而为碳纤维产业的技术突破提供资金支持。在这一环节中，最为重要的就是人才的培养，因而下一步的工作就是对人才结构的优化。

2.完善人才结构。科技以人为本。要想将引进的技术进行充分吸收、实现产业的技术突破，高科技的专业对口人才是必不可少的，同时也要求能熟练操作机台、设备，熟练掌握生产操作流程的生产助理MA、流水线工人等，这就要求要建立完善的人才培养体系，拥有全方位、多层次的人才结构。人才的培养主要可以通过以下几方面来实现:

一是企业内部进行员工培训:通过新人入职训练、日常的操作培训、考核，老员工对新员工的指导等方式来提高员工的技能水平和熟练程度。一般生产型企业里，生产助理MA、流水线工人类等初级人才队伍的人员数量较多，占企业整体员工数量的很大比重，而她们往往接受的教育水平程度不是很高，因而应该是人才培训的重点。进行各项培训时一定要稳打稳扎基础，把技能练熟、练精，来更好更快地对新引进的设备、技术或生产流水线操作上手，从而提升技术吸收的进程［9］。

二是鼓励员工外出进修，取长补短。为了提高职工的素质，增强业务能力，从而更好地适应产业发展的需要，政府和企业应当采取一些激励措施来鼓励和支持职工参加业务对口的高一层次学历进修及各类外出培训，例如学费补贴等。并对那些在进修工程中取得优异成绩的员工给予一定的奖励，例如加薪、岗位晋升等，从而激励更多的职工来不断提升自身的知识水平和业务素质。

三是与高校结合，共同办学，大量培养高技能的对口职工。有了资金，产业可以和高校联合办学，设立相关专业，同时政府制定政策来鼓励人们学习。当然产业也可以自行开办高职高专，大量培养高技能的对口职工。通过学校素质教育，培养大量的具有高教育水平与素养的劳动力以及合格的专业人才。在积极发展学校高等教育的同时，加强岗前职业培训和在岗训练考核，构建结构完整、层次丰富、类别齐全的培训制度建。

四是在进行全方面多层次的人才培养时，设立和完善相关的竞争、激励机制。一定程度的竞争和相关的激励措施能够激发人员的创新欲望和创造潜能，使之不断寻找突破途径。物竞天择、适者生存。只有通过适度的竞争，才能实现队伍的优胜劣汰，不断引进新鲜血液，从而保持队伍的良性循环。同时采取现代化的工资制度，在传统的岗位工资的基础上，加入市场工资、业绩工资等，形成内容丰富的多元化工资模式，规定绩效考评的时间周期、考评标准，采取阶梯级别式的收入发放制度，使所获得的收入与所付出的贡献成正比，以充分调动人才的积极性，鼓励员工追求更高的收益［10］。

3.其它平台准备。在人力与财力要素都安排好时，相应的信息交流平台也要应运而生。建立有效的信息交流平台，及时沟通各方主体，避免因信息的延误而导致的成本增加等。在网络化的时代，信息交流既可以通过传统的线下中介来传达，也可以利用网络为载体，完成信息的快递沟通交流。当然，在市场经营或获取收益的同时，风险也是不可避免的，因而合理的风险评估机制也是很有必要的。所谓风险评估，即对某些事或某些人带来影响或损失的可能程度的测量。可以通过利用风险因素分析法或者模糊综合评价方法等来对所面临的各项潜在风险的全面分析，确定其发生的概率并加以规避。其一般的流程是:分析潜在的风险来源→识别潜在风险发生、转化的条件→估计风险发生的后果→计算其发生的概率→风险规避及评估。

(二)产学研合作平台的搭建。基于前期要素的准备工 作，以政府为主导的产学研合作市场化服务平台就搭建起来了，主要突破的关键技术就是高性能的预浸料、预制件和碳纤维复合材料零件的生产。以前面两个环节的资金投入和人才储备为支撑，政府、企业、科研院校和中介机构各司其职:一是由企业主要负责资金、设备、基础员工的保证以此来辅助生产技术的突破，政府部门则提供资金及政策支持，制定相关政策，鼓励高校研发，引导市场及社会资产的注入;二是在此基础上科研院校开始培养专业技术人才，进行预浸料、预制件和碳纤维复合材料零件的生产技术的研发与突破，为合作提供技术支持;三是由企业来利用科研机构研发出来的创新技术来进行规模生产，并将生产研发出来的零件在市场上进行销售，进行资金的回笼。当然在这三方合作的同时，也要有相应的中介机构来广泛收集信息，完善交流渠道，协调各方分歧，并且提供某种形式的担保，从而保证合作的顺利执行。

在资金、人才及各方的合作下共同来实现碳纤维产业的发展，其共同作用机制如图1 所示。只有这三个方面都同时跟进，才能实现技术的突破。但在此要注意的是，政府的作用不是万能的，过度依赖于政府的指导和调控不但不会带来巨大的收益，反而会降低产业自主发展的积极性与创造性。在碳纤维产业慢慢成长发展的过程中，要将市场融入进来，降低对政府的依赖，以此才保证产业发展的活力与动力，从而顺利实现产业的规模化和稳定发展。

四、结语

总之，作为国家重点培育和发展的战略性新兴产业，同时也是吉林省大力发展的新兴产业，碳纤维产业技术的发展与稳定对吉林省甚至是我国的经济发展、产业结构的优化有着重要战略意义。要准确认识到吉林省目前碳纤维产业发展的程度，增强宏观指导，共同致力于提升吉林省碳纤维产业技术创新的能力，实现吉林省碳纤维行业的快速健康发展。

［1］碳 纤 维［EB/OL］.http://baike.baidu.com/linkurl =C8SUohNMv-tHSbmW9BatKiPjEhL7LLCC1q6HPi7vaX7NY4a 0dIgUAABL6 -CLatf1QRWwMZwnGf3hL9ktHrzJH

［2］张定金，陈虹，赵凯.全球碳纤维产业发展新格局［J］.中国化学纤维，2013，13:38 ～41

［3］罗益锋.新形势下的全球PAN 基碳纤维产业动向［J］.高科技纤维与应用，2011，5:14 ～19

［4］2015年吉林省碳纤维产业发展论坛在吉林市举行［EB/OL］.http://www.shjnet.cn/xw/jcjsb/201501/t20150124_334 268.html

［5］李萍，杨红利，阎蕊轲.吉林省碳纤维产业发展路径探析［J］.经济论坛，2015，7:100 ～101

［6］徐爱武，黄萍，胡伟伟.浅谈我国碳纤维产业的现状及发展对策［J］.山东纺织经济，2010，11:26 ～27

［7］杨铁军.产业专利分析报告:高性能纤维［M］.北京:知识产权出版社，2013，第14 册

［8］熊磊，高鹿鸣.国际知名碳纤维企业经营模式对国内同行业发展的借鉴［J］.高科技纤维与应用，2014，39(2):5 ～10

［9］许江健.浅谈中小企业的人才队伍建设［A］.2007 寰宇生产力产业经营交流论坛论文集［C］.2007:230 ～233

［10］莱芜钢铁集团有限公司.建立完善激励机制发挥技能人才作用［J］.中国冶金教育，2006，1:7 ～8