工业4.0给我国电镀业带来的挑战与机遇——着眼点和着力点在哪里？

刘仁志（中国电子学会电子制造与封装技术分会 电镀专家委员会副主任委员）

工业4.0给我国电镀业带来的挑战与机遇
——着眼点和着力点在哪里？

刘仁志（中国电子学会电子制造与封装技术分会 电镀专家委员会副主任委员）

1 引 言

春天已经来到了。

面对制造业不景气和环境保护双重压力的电镀业界，却仍然能感到寒意。悲观的人甚至认为电镀业正在应验“夕阳工业”的魔咒，走在下坡的路上。从各地传来的行业消息，基本上都是不乐观的，不要说散布在各地的电镀企业，就是在电镀工业园内的不少电镀企业也无以为继，停产和关门的不在少数。从电镀化学品和装备供应商的销售业绩的下滑和收款的困难，也都传达出电镀业不景气的信息。可以说中国电镀业正面临着前所未有的挑战。

当然，对于所有熟知战略思维和现代管理理念的人，都知道挑战同时也是机遇。这已经是挂在各级领导嘴上的口头禅。至于如何将挑战转化为机遇并将其抓住，则仁者见仁，智者见智，众说纷纭，莫衷一是。有些甚至是空对空的大话，并没有可操作性，令人无从抓起。

中国电镀业在中国成为制造业大国的过程中，做出过贡献。从上世纪90年代起，随着改革开放的深入发展和中国工业规模的迅速增长，电镀工业也得到快速发展。一批以技术服务和原材料供应为特色的民间电镀原材料企业、设备制造企业得到稳定发展，特别是在江苏南部，许多乡镇企业很早就开始了电镀设备、辅助设备的制造和营销。我国也形成了以广东为代表的电镀业产业集区域，随后有温州地区、昆山地区、重庆地区、天津地区、山东、东北等几个电镀相对集中的地区形成了各地的电镀工业园区，为国内和国际市场从事着规模化的电镀加工和生产。这时的电镀业的设备、原材料开始大量引进国外先进技术。一些发达国家和地区也将其电镀产业外迁到中国沿海地区，以分享中国制造的低成本，并将污染也作相应的转移。这个时期我国电镀企业的总数仅两江地区就达近万家（珠江三角洲约6000多家，长江三角洲约2300多家），电镀加工产值上百亿人民币，这还不包括电子电镀中的印制板制造等产业的产值，如果将印制板和微电子电镀的产值考虑进去，则有上千亿人民币的产值。

与此同时，电镀设备技术也有了很大进步和发展，从电镀整流电源到规范的镀槽、水洗槽；从过滤机到热交换器、干燥箱；从阳极篮到各种阳极材料；从超声波到去离子水机；包括挂具、阴极移动、搅拌、包装运输设备等，为电镀业的发展提供了装备支持。

从上世纪90年代末进入到21世纪以来，世界制造加工业中心已经基本转移到我国，同时，对环境问题的认识已经从地区性发展到全球性的概念。一损俱损的现实使电镀业等所有对环境有影响的工业，无论在什么地区，最终的受害者是全人类，而不止是那一个国家或地区。于是，清洁生产的法规开始在全球兴起，我国现在也已经进入到这个时代。电镀业正在清洁生产的规范下，进入一个新的发展期。电镀工业园在全国各地兴起，以应对越来越严格的环境监管。但是，随着劳动力成本的增长和环境治理投入的增加，无论是工业园区投资者还是入园企业的经营者，都面临着很大的压力，有些已经难以为继，成为中国制造面临问题的缩影。

现在中国制造面临的问题，也就是中国电镀业面临的问题。以前做大过程中所忽视了的基础夯实工作，给当前的困境埋下了伏笔。随着人口红利的消失、环境代价的提升和基础研发投入不足导致的转型困难，使得电镀业的困境雪上加霜。这个时候，行业如何走出困境和规划未来发展，需要有客观和冷静地分析，以找出行业存在的问题并针对这些问题采取具体的措施。

2 何处着眼

宏观上，国家已经制定了《中国工业2025》规划，中国工业正在向着工业4.0时代转换，这个过程中，一些落后的产能正在被淘汰，而一些与工业4.0接轨的行业，则正在兴起和快速发展。这些行业包括是IT业，通讯业、新能源汽车、机器人等行业。我们应该看到，这些行业没有一个是可以不要电镀加工的。电镀技术在现代制造中的地位不是削弱，而是增强了。因为电镀技术早已经不只是装饰和防护使用，而是重要的产品功能保障要素，这在许多行业和产品中都已经被证实。现在还有一些行业的某些产品，正被电镀工艺不能支持而成为新产品开发的瓶颈。因此，从宏观上看，电镀行业不是要不要的问题，而是不但需要，还要发展的问题。

但是，在这个重要的市场需要面前，我国电镀行业却因为先天不足而难以跟上时代发展需要，如何从微观上对企业面临的问题着手进行解决，既是企业自身需要思考的问题，也是行业和相关领域需要思考的问题。

2.1 企业的着眼点

现在电镀企业面临的问题中，传统产能过剩严重而新兴工艺需要却难以满足。我们许多电镀企业主要镀种是钢铁等金属制品的装饰和防护性电镀，镀种单一，而现代制造进入4.0时代对电镀需要的特点是材料的多样化，从轻金属到非金属和复合材料都有，电镀企业要做这方面投入，才能跟上时代需求。镀种也从装饰性和防护性向功能性要求方面发展，同时对装饰和防护也提出了一些新要求，特别是在防护性能方面，一些在严酷环境工作的产品，例如汽车、通讯基站等，都要求有1000小时以上的防盐雾能力。这采用传统电镀技术是难以满足的。

还有一些产品在制造过程中需要电镀参与制造，例如新的电极材料电镀、新的金属镀种、新的散热镀层、导波镀层、生物材料镀层、太空材料镀层等，有些是个性化的要求，而个性化制造则是现代制造中的一个新特点之一。例如现在已经正在兴起的3D打印制造，涉及许多新的金属和非金属打印材料，产品成型后，其表面处理将是一个重要领域。这些都需要电镀企业拥有新镀种方面的配套能力。相信只要有市场需要，电镀企业是愿意投入跟进的。只有跟着工业4.0走，才能使电镀企业走出困境。

2.2 供应链的着眼点

靠电镀企业自己的力量，要想开发新材料电镀和新镀种工艺技术明显存在困难。他们需要市场供应链的支持。这就向电镀技术和原材料供应商如何加大跟进工业4.0的力度提出了新要求。而在环境问题上，则电镀企业需要更多绿色环保产品和工艺，这同样是电镀供应链中需要重视的一个环节。基于我国企业在基础研发方面一向投入不足的特色，要想破解这方面困局，需要电镀业供应商有投入眼光，在基础研究和新工艺开发上都要有所投入。有些电镀添加剂企业采取拿来主义，自己不搞研发，这样的企业不可能走得很远。因为人家最好的技术是不会轻易给你的，你总只能是跟在别人后面的二流供应商。当然研发人才也是一个瓶颈，找不到好的开发人才，很多投入就会打水飘，这也是企业在研发上不敢大胆投入的原因之一。这些则需要相关领域的支持。包括行业的支持。

在电镀生产供应链中，电镀装备是一个非常重要的领域。但是，我国电镀行业对这方面的关注是不够的。应该有更多企业将着眼点放到关注装备上来，不只是简单地将人工转变为机械化，而是电镀生产模式的转变，包括工艺如何配合装备来实现产能、效率、质量等综合指标提升的问题。这在印制版电镀、高速电镀、3D激光镀等方面已经有很好应用例证。装备先进将是电镀强大的标志之一。图1是汽车产品中应用3D激光电镀的电器产品的示例。

2.3 行业的着眼点

以现在电镀行业面临的人才和新工艺都缺乏的局面来看，有两个相关领域不可或缺。这两个领域一个是教育，一个是科研。但是，这两个领域由于没有看清电镀行业与现代制造的关系而存在视觉盲区，根子在我国急功近利的考核体制，使教育和科研机构多年来减少以至退出了对电镀技术人才的培养和课题的研究。他们没有认识到现代制造的强大离不开电镀的强大。

国家层面的电镀中专和职业教育基本是空白，一向只依靠大学相关专业支持的电镀技术人才的培养现在几乎停止了招生。例如武汉大学与电镀相关的专业就随着几位原专业老师的退休而停止了招生。有些大学虽然保留有与电镀相关课题，但规模都在缩小，很多电化学应用专业转而研究电源，对功能性电镀的研究认识不足。其中一个重要的原因是电镀课题从论文到转变成生产工艺需要有企业的配合，而这个环节是缺失的，因而转化为生产力遇到阻力，学校的积极性也就没有了。因此，如何与一些大专院校开展电镀人才培养方面的合作，是行业可以做的一项重要工作。

在科研方面，原来从事电镀专业研究的科研院所本来就少，知名的主要就是机械口的武汉材料保护研究所和电子口的太原工艺所和军械口的重庆的五四所等。但是，这些院所现在都在企业化后划小核算单位，有些甚至于个人各自为战，没有综合开发能力，一切向钱看，国家不拿钱，如何有动力开展基础研究和新工艺开发？

这就需要行业向相关方面发出呼吁和提出建议，让大家在中国制造2025这个大前提下，做出中国电镀工业2025的规划，统筹各方面力量，在市场经济运作的前提下，提出行业需求和课题，制成目录，供相关院校和科研机构参考，有条件的电镀产业链中的优势企业，也应该建立自己的研发中心，发挥各自优势，或开展强强联手、或进行优势互补，形成电镀由大转强的合力，为电镀行业积极投入研发，持之以恒，必有成果。从而为电镀行业提供先进的技术、工艺和装备。

3 何处着力

中国电镀工业面临的挑战和机遇，需要电镀行业自己通过努力来化解和抓住。说句流行的话，只能是自己救自己。自己到市场中去找感觉，找方向，走出困境，别开生面。

对于电镀企业，在保证一个前提的同时，应该对自己有明确的定位。一个前提就是具备清洁生产的资质，具备环境保护的能力而获得生产许可的企业。没有这个前提，生存权都没有，其他就不用谈了。明确的定位，就是要有为现代制造中的各种产品的电镀提供可供选择的加工能力。要根据所在地区的产业结构来谋划电镀生产力，根据工业4.0优先发展的产业来布局电镀产能。例如机器人行业、智能产业、现代交通工具、新能源等。这些产业的产品所需要的，除了装饰性和防护性镀层外，更多是功能性镀层，并且产品材料多样化等，这就要求电镀企业具备应用这些需要的能力。这种能力包括对不同材料制品电镀的能力，对不同镀种需要并达到产品质量要求的配套能力，对一定产量需求的产能能力。具备了这些能力，在现代制造4.0时代就有生存和发展的空间。

我国今年即将开启第13个五年计划，国家提出的在国际上建立的一带一路规划也已经启动，智能汽车、机器人应用的扩展和中国全面实现小康等一系列宏观利好都将随着春天的到来而繁花似锦。电镀业怎么能错过这个重大机遇，拖中国制造由大变强的后腿呢？因此，着力提升电镀企业的能力，应该是电镀行业所有从业者的共识。并且应该从几个方面着力，提升行业的整体实力。

3.1 企业管理由粗放到精细

我国电镀企业的管理从生产到工艺，一直都是比较粗放的。从原材料的采购到生产过程控制到生产工艺管理，都还没有达到精细的程度。即使在大力开展电镀清洁生产的前形势下，以无费或中低费方案为主的企业改进，占有绝大多数，这直接导致企业竞争力和赢利能力都不强。

我们在许多场合都说过中国电镀技术落后，管理比技术更落后，就是因为许多企业将管理当成软指标，过得去就行，管理措施都只在纸上或墙上，没有能落实到全体员工的行动上，这其中的要点，其实是人力资源的管理。现代管理制度中包括ISO9000和清洁生产等要求建立体系的制度，都是植根于人的。没有人的执行力，没有人的理解与配合，任何先进的工艺和装备都发挥不出最好的效果，而人力资源管理的要点，应该是让员工有获得感，让企业成为员工和企业共谋发展的平台。没有员工的参与，企业的效益是难以保障的。这就是精细到人的原则。关注到这个层面，企业的管理才会上一个新台阶。

3.2 电镀装备自动化智能化

我国电镀装备落后是不争的事实，很多电镀企业还在以人工为主进行电镀生产。半自动和自动生产线也很多是超期服役或带病运行。这也是目前电镀企业难以满足现代制造产品需要的原因之一。虽然现在各地电镀工业园都将入园企业的硬件要求做了规定，只有采用一定规模的自动生产线的电镀企业才能入园，但是，由于我国电镀生产线装备没有统一标准，几乎都是非标装备，并且类型各异，五花八门，并不完全具备全自动化生产的能力，距智能控制更是还有较大距离。图2是建立在信息化管理的基础上的现代电镀生产控制系统的示意。仅就工艺控制一项，就需要在各种工艺参数收集并做出调整、添加动作的装备开发方面有专门的投入。现在，温度自动控制、pH自动调整、添加剂按安培小时补加等系统已经有成熟技术和产品。但在主盐浓度、配位剂浓度、电流密度等自动检测和调整方面，还需要加大开发力度。

3.3 电镀工艺绿色化

电镀行业面临的环境保护压力一直都是很大的。这是电镀企业能否生存和持续发展的前提和关键。因此，采用绿色环保技术和工艺，从源头上杜绝或减少污染排放，应该是环境保护的优选模式。在此基础上采用在线治理，严控污染物超标富集，是减少最终治理难度的重要措施，末端治理只能是最后的防线。现在一些在线治理和综合利用的电镀金属回收与治污系统技术与产品已经在推广中，这些基本上都是针对现行电镀工艺采取的措施。从长远和战略的角度，应该根据市场的需要和预测开发绿色电镀技术与工艺，开发一些新型替代性镀层和合金镀层、复合镀层，减少重金属或贵金属的消耗。同时重视改善一次电流分布的电镀装备、挂具和工装的研发，使过度依赖二次电流分布而大量采用配位体和添加剂的传统有所改变。高速电镀等以装备为主流的电镀模式已经显示出优良的装备可以在高速和高电流密度下获得良好镀层，应该对传统手工和半自动的电镀模式有所启发。应该研究提高镀速的同时保证电镀产品质量的电镀新装备，强化电镀过程的同时，提高生产效率、减少排放，使生产过程节能环保，让传统粗放型的人工电镀生产转化为精细化装备生产模式。在这方面，电镀装备设计与制造行业是大有可为的。这方面，需要电镀装备生产制造商与电镀工艺与原材料开发商展开更多的交流与合作，针对市场需要开发出具有引领作用的电镀新装备。这是我国电镀由大转强中的一个重要领域，是有志投入电镀转强战略的着力点。

4 展 望

随着工业4.0时代的来临，一些新型智能工业产品进入市场。由自动控制和互联网技术结合衍生出来的工业新产品层出不穷，从无人机到自动驾驶汽车到智能机器人等，大量改变传统生产生活模式的新产品的更新换代将会是今后工业产品中的常态。而这些新产品无一例外地都要用到电镀技术。没有电镀技术，这些现代电子产品的互联互通就无法实现，一些功能就不能达致完美。

从市场的角度，国际和国内都已经有了明确的布局。一带一路规划所产生的产能需求应该是重要的出口机遇。国内第一个百年目标的实现，则需要国内产能的支持，这些都预示着良好的市场机遇。但是，这些机遇不是给落后产能的，是给先进生产力的。

因此，工业4.0时代电镀产业来说，确实是重要的发展机遇。当然，这首先取决于是否够有足够的实力应对技术和环境提出的挑战。

将落后的电镀产能转变为先进的电镀生产力，就能抓住这次世界性工业转型换代的跨世代机遇。