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四大問題嚴重制約中國裝備自動化發(fā)展
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http://www.china-zesir.com 發(fā)稿日期:2007-8-17
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日前，在中科院沈陽自動化所舉行的中國工程院“工業(yè)自動化的發(fā)展”工程科技論壇上，浙江大學(xué)工業(yè)自動化國家工程研究中心、中國工程院院士孫優(yōu)賢做了題為《我國裝備自動化的現(xiàn)狀和主要任務(wù)》的報告，指出，我國對許多大型設(shè)備，如大型綜合機床、大型工程機械、大型礦山裝備、大型冶金裝備、大型化工裝備等，都有相當(dāng)?shù)闹圃炷芰�，但獨缺與之配套的自動化成套系統(tǒng)。自動化成套系統(tǒng)是大型裝備的重要組成部分，沒有自動化成套系統(tǒng)，大型裝備就沒有靈魂。所以，目前發(fā)展大型裝備必須同時發(fā)展自動化成套系統(tǒng)，這是發(fā)展裝備制造業(yè)的關(guān)鍵之一。
2009年中國對講機產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢預(yù)測研究咨詢報告 近年來，得益于經(jīng)濟社會快速發(fā)展和信息技術(shù)日新月異，我國信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)保持了快速協(xié)調(diào)發(fā)展，面對競2009年中國消費電子產(chǎn)品外殼與結(jié)構(gòu)件市場研究咨詢報告 【出版日期】 2009年1月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 160個2009年中國電視機外殼市場研究咨詢報告 【出版日期】 2009年1月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 160個2008年中國驗鈔機行業(yè)調(diào)查研究咨詢報告 【出版日期】 2009年1月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 160個孫優(yōu)賢說，裝備制造業(yè)特別是重大裝備制造的鮮明特點是：需求彈性大、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)程度高；研制周期長，需要投入大量資金；成套性強，需要各個行業(yè)的緊密配合；技術(shù)難度大，需要各種高技術(shù)的高度集成；科技含量高，對經(jīng)濟增長具有很強的帶動作用，對國民經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。
我國裝備工業(yè)取得了許多重大成就
在發(fā)電裝備方面，2005年完成9000萬千瓦，到2005年底，全國發(fā)電裝機容量達到50841萬千瓦，同比增長14.9％；全國發(fā)電量完成24747億千瓦時，同比增長12.8％；全社會用電量完成24698億千萬時，同比增長13.5％；到2010年全國裝機容量將達到6.5億千瓦。我國發(fā)電裝備已形成以哈爾濱電站設(shè)備、中國東方電氣、上海電氣三大制造基地為代表的自主產(chǎn)業(yè)能力，正在運行的200多套20萬千瓦火電機組中，國產(chǎn)化機組占70％，40多套60萬千瓦火電機組中，國產(chǎn)化機組占25％以上。在消化、吸收的基礎(chǔ)上，已能生產(chǎn)600MW亞臨界、超臨界、超超臨界煤電三大主機，能夠批量生產(chǎn)1000MW大型火電機組、1000MW大型核心機組、700MW大型水電機組，以及大型燃氣輪機和大型循環(huán)流化床鍋爐。
在石化裝備方面，百萬噸級乙烯裝備以及大型PTA成套設(shè)備已經(jīng)成為石化裝備振興的重中之中，它代表當(dāng)今世界石化裝備的最高水平。2005年，我國乙烯生產(chǎn)能力為900萬噸/年，預(yù)計2010年我國乙烯需求量將達到2500萬－2600萬噸，而生產(chǎn)能力只能達到1400萬噸，只能滿足國內(nèi)需求的55％，預(yù)計到2010年我國需新增80萬－100萬噸級的乙烯成套裝置約8套。我國已能成套提供1000萬噸級煤油廠，300萬噸加氫精制、150萬噸加氫裂化裝置所需要設(shè)備。我國自己設(shè)計制造的6000米電驅(qū)動沙漠石油鉆機、大型乙烯工程主要設(shè)備（包括乙烯裂解裝置、聚乙烯裝置以及聚丙烯裝置等）、30萬噸合成氨裝置關(guān)鍵設(shè)備、大型城市煤氣化裝置等大型設(shè)備，也在國家重點工程中廣泛使用。
在冶金裝備方面，我國已能生產(chǎn)1700熱連軋、1780冷連軋、3500中厚板連軋等具有國際先進水平的冷熱連軋機、板坯連鑄機、大型澆結(jié)機、4063立方米高爐、6米焦?fàn)t、200萬噸級大型露天礦成套設(shè)備，以及大型粗鉛冶煉的艾隆爐、煙化爐、焙燒爐等，優(yōu)勢制造企業(yè)有第一重機廠、第二重機廠、上海重機廠、沈陽機制廠、太原重機廠。
在數(shù)控裝備方面，我國數(shù)控技術(shù)起始于1958年，經(jīng)過50年不平凡的發(fā)展歷程，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進展，到2003年，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達到了50%，配備了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的普及型也達到了10％。
我國已奠定了數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，形成了華中數(shù)控、航天數(shù)控等數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠，蘭州電機、華中數(shù)控等伺服系統(tǒng)、伺服電機生產(chǎn)廠，北京一機、濟南一機等數(shù)控主機生產(chǎn)廠。
近年來我國的裝備自動化也取得了重大進展
在發(fā)電裝備自動化系統(tǒng)方面，HOLLIAS-MACS、HOLLIAS-PLC、HOLLIAS-PADS等分布開放式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線開放式控制系統(tǒng)、電站集散控制系統(tǒng)等重大裝備自動化系統(tǒng)，突破了實時數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)、數(shù)據(jù)分流和截取技術(shù)、智能故障診斷技術(shù)以及爐、機、站各系統(tǒng)融合技術(shù)等一大批技術(shù)難關(guān)，使系統(tǒng)從工藝水平到體系結(jié)構(gòu)，從硬件性能到軟件功能等方面，都達到了進口同類產(chǎn)品的先進水平，MACS還通過了IE級的核安全認證，該系統(tǒng)在600MW機組擊敗眾多跨國公司，成功中標4個項目，并在核電中取得了很好的應(yīng)用業(yè)績。
在冶金裝備自動化系統(tǒng)，冶金自動化研究院已能夠獨立開發(fā)并完整掌握大型熱軋連軋機傳動交流調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)，攻克了大功率交交變頻器設(shè)計理論及制造技術(shù)，交交變頻器熱連軋機傳動速度控制和抗扭振技術(shù)，交交變頻器熱連軋機負荷觀測及控制技術(shù)等八大技術(shù)難關(guān)，并在攀鋼1450熱連軋、川威950熱連軋、北臺850熱連軋、建龍1780熱連軋的自動化系統(tǒng)中取得成功應(yīng)用。
在石化裝備自動化系統(tǒng)，SupconDCS、WebfieldECS等重大裝備自動化系統(tǒng)，綜合運用裝置建模技術(shù)、先進控制技術(shù)、智能控制技術(shù)、裝備優(yōu)化技術(shù)、故障診斷技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和相關(guān)工藝技術(shù)，成功解決了大型煉油廠、大型化工廠、大型石化廠等重大裝備的優(yōu)化與控制；同時還研發(fā)了Multif系列多功能儀表，Superfield系列智能變送器，最終形成重大裝備的成套自動化系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)已銷售4000余套，在該領(lǐng)域占有57％的市場份額，成為國內(nèi)應(yīng)用數(shù)量最多、應(yīng)用領(lǐng)域最廣的控制系統(tǒng)。在與眾多國外大公司的競標中，屢屢中標。
在輕工裝備自動化系統(tǒng)，昆明船舶在云南紅河卷煙廠實施制絲機自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)運用圖像識別技術(shù)，通過高速攝像，鑒別快速通過的煙絲中的雜質(zhì)，識別率達到84％，精度僅次于美國一個百分點。系統(tǒng)在特種檢測技術(shù)上取得突破，用紅外技術(shù)快速在線測定煙絲水分，用核輻射技術(shù)在線測定煙絲重量，用射線快速在線測定煙絲粒度，所有檢測精度都達到了國際先進水平。這些關(guān)鍵技術(shù)在新型8000公斤/小時制絲機上獲得成功應(yīng)用，使紅河卷煙廠獲得三個世界第一：自動化總體水平，人均實物勞動生產(chǎn)力，單一品牌銷售。該系統(tǒng)已在國內(nèi)大中型卷煙廠廣泛應(yīng)用。
我國裝備自動化存在的主要問題
自主創(chuàng)新能力低下，自主知識產(chǎn)權(quán)匱乏。具體表現(xiàn)在國產(chǎn)高端自動化產(chǎn)品奇缺，市場競爭力不強。2004年，我國國產(chǎn)控制系統(tǒng)為3240套，占61％，但國產(chǎn)高端控制系統(tǒng)的市場份額只占5％；與裝備自動化系統(tǒng)配套的國產(chǎn)智能變送器，2004年的市場占有率為27％，但高端智能變送器不到5％；特別適合于大中型裝備的成套專用控制系統(tǒng)或成套專用優(yōu)化系統(tǒng)，2004年國產(chǎn)系統(tǒng)的市場份額達到30％，但國產(chǎn)高端成套專用控制系統(tǒng)或優(yōu)化系統(tǒng)幾乎為零。
產(chǎn)品性能存在差距，進入重大工程困難。我國大部分控制系統(tǒng)由于在高可靠性、高穩(wěn)定性、高環(huán)境適應(yīng)性，以及數(shù)字化、智能化、集成化等方面，與國外先進產(chǎn)品存在較大差距，同時由于政府認識上的原因，國產(chǎn)控制系統(tǒng)進入我國重大工程的關(guān)鍵裝備、核心裝備、主體裝備十分困難，絕大部分被國外控制系統(tǒng)所壟斷。
如核電裝備，在秦山核電站、大亞灣核電站等應(yīng)用國產(chǎn)控制系統(tǒng)25套，但全部都在外核。又如石化裝備，在大型煉油廠、大型化工廠等應(yīng)用3000余套，但在核心裝備上應(yīng)用的還不到50套。
控制系統(tǒng)“中間強，兩端弱”的現(xiàn)象十分嚴重。國產(chǎn)裝備自動化系統(tǒng)中的主控系統(tǒng)，研發(fā)力量強大，投入資金充足，技術(shù)成果豐富，產(chǎn)品質(zhì)量較高。但是作為控制系統(tǒng)的兩端——變送器和執(zhí)行器，長期以來投入嚴重不足，研發(fā)力量單薄，產(chǎn)品質(zhì)量低下，我國自行設(shè)計制造的智能變送器在國內(nèi)市場占有率只有國外產(chǎn)品的十分之一，智能執(zhí)行器更是如此。與以微型化、數(shù)字化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化為特色的，以高精度、高可靠、高適應(yīng)為目標的，體積小、重量輕、成本低、功耗小的高質(zhì)量產(chǎn)品相比較，有著很大的差距。
公用工程大型裝備自動化控制系統(tǒng)十分落后。公用大型工程裝備指的是大型工程機械裝備、大型礦山機械裝備、大型口岸工程裝備、大型交通工程裝備、大型城市工程裝備等，長期以來，資金投入不足，研發(fā)力量薄弱，缺乏現(xiàn)代控制理論、方法、技術(shù)的融入。我國自行設(shè)計制造的大型挖掘機、大型攤鋪機、大型裝載機等重大裝備，控制系統(tǒng)絕大部分由國外提供。我國自行設(shè)計制造的大型注塑機、大型綜合機床等重大裝備，成套自動化系統(tǒng)都由國外提供。這些因素嚴重影響我國裝備制造業(yè)的快速發(fā)展。
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