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我國裝備自動(dòng)化進(jìn)展與不足分析
2012-06-26
導(dǎo)讀：得益于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，我國裝備制造業(yè)得到了長足的發(fā)展。但是裝備自動(dòng)化仍然存在許多問題。自主創(chuàng)新是民族工業(yè)振興的制勝法寶。要想打翻身仗，就應(yīng)進(jìn)一步健全促進(jìn)裝備自動(dòng)化發(fā)展水平提升的體制機(jī)制。
近年來，我國裝備自動(dòng)化取得了長足的發(fā)展，在石化、冶金等行業(yè)都有了突破性的進(jìn)展，但是我國裝備自動(dòng)化存在的主要問題仍存在諸多問題，比如：自主創(chuàng)新能力低下，自主知識產(chǎn)權(quán)匱乏;產(chǎn)品性能存在差距，進(jìn)入重大工程困難。
我國裝備工業(yè)取得了許多重大成績
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(jī)容量達(dá)到50841萬千瓦，同比增長14.9%;全國發(fā)電量完成24747億千瓦時(shí)，同比增長12.8%;全社會(huì)用電量完成24698億千萬時(shí)，同比增長13.5%;到2010年全國裝機(jī)容量將達(dá)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(yùn)行的200多套20萬千瓦火電機(jī)組中，國產(chǎn)化機(jī)組占70%，40多套60萬千瓦火電機(jī)組中，國產(chǎn)化機(jī)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(jī)，能夠批量生產(chǎn)1000MW大型火電機(jī)組、1000MW大型核心機(jī)組、700MW大型水電機(jī)組，以及大型燃?xì)廨啓C(jī)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(jì)2010年我國乙烯需求量將達(dá)到2500萬-2600萬噸，而生產(chǎn)能力只能達(dá)到1400萬噸，只能滿足國內(nèi)需求的55%，預(yù)計(jì)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(jì)制造的6000米電驅(qū)動(dòng)沙漠石油鉆機(jī)、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(diǎn)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(jìn)水平的冷熱連軋機(jī)、板坯連鑄機(jī)、大型澆結(jié)機(jī)、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(jī)廠、第二重機(jī)廠、上海重機(jī)廠、沈陽機(jī)制廠、太原重機(jī)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(shí)質(zhì)性進(jìn)展，到2003年，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)到了50%，配備了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的普及型也達(dá)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(jī)、華中數(shù)控等伺服系統(tǒng)、伺服電機(jī)生產(chǎn)廠，北京一機(jī)、濟(jì)南一機(jī)等數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。
近年來我國的裝備自動(dòng)化也取得了重大進(jìn)展
在發(fā)電裝備自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)，突破了實(shí)時(shí)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(jī)、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(dá)到了進(jìn)口同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，MACS還通過了IE級的核安全認(rèn)證，該系統(tǒng)在600MW機(jī)組擊敗眾多跨國公司，成功中標(biāo)4個(gè)項(xiàng)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(dòng)化系統(tǒng)，冶金自動(dòng)化研究院已能夠獨(dú)立開發(fā)并完整掌握大型熱軋連軋機(jī)傳動(dòng)交流調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)，攻克了大功率交交設(shè)計(jì)理論及制造技術(shù)，交交變頻器熱連軋機(jī)傳動(dòng)速度控制和抗扭振技術(shù)，交交變頻器熱連軋機(jī)負(fù)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(dòng)化系統(tǒng)中取得成功應(yīng)用。
在石化裝備自動(dòng)化系統(tǒng)，SupconDCS、WebfieldECS等重大裝備自動(dòng)化系統(tǒng)，綜合運(yùn)用裝置建模技術(shù)、先進(jìn)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(shí)還研發(fā)了Multif系列多功能儀表，Superfield系列智能，最終形成重大裝備的成套自動(dòng)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(biāo)中，屢屢中標(biāo)。
在輕工裝備自動(dòng)化系統(tǒng)，昆明船舶在云南紅河卷煙廠實(shí)施制絲機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)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(dá)到84%，精度僅次于美國一個(gè)百分點(diǎn)。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(dá)到了國際先進(jìn)水平。這些關(guān)鍵技術(shù)在新型8000公斤/小時(shí)制絲機(jī)上獲得成功應(yīng)用，使紅河卷煙廠獲得三個(gè)世界第一：自動(dòng)化總體水平，人均實(shí)物勞動(dòng)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(dòng)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(dòng)化產(chǎn)品奇缺，市場競爭力不強(qiáng)。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(dòng)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(dá)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(jìn)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(jìn)產(chǎn)品存在較大差距，同時(shí)由于政府認(rèn)識上的原因，國產(chǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)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(qiáng)，兩端弱”的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。國產(chǎn)裝備自動(dòng)化系統(tǒng)中的主控系統(tǒng)，研發(fā)力量強(qiáng)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(yán)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(jì)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，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(biāo)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(dòng)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(jī)械裝備、大型礦山機(jī)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(jì)制造的大型挖掘機(jī)、大型攤鋪機(jī)、大型裝載機(jī)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(jì)制造的大型注塑機(jī)、大型綜合機(jī)床等重大裝備，成套自動(dòng)化系統(tǒng)都由國外提供。這些因素嚴(yán)重影響我國裝備制造業(yè)的快速發(fā)展。
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