發(fā)展自動(dòng)化成套系統是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵之一

導讀：日前，在中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所舉行的中國工程院“工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展”工程科技論壇上，浙江大學(xué)工業(yè)自動(dòng)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(dòng)化的現狀和主要任務(wù)》的報告，四問(wèn)題嚴重制約中國裝備自動(dòng)化發(fā)展。

         日前，在中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所舉行的中國工程院“工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展”工程科技論壇上，浙江大學(xué)工業(yè)自動(dòng)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(dòng)化的現狀和主要任務(wù)》的報告，指出，我國對許多大型設備，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，都有相當的制造能力，但獨缺與之配套的自動(dòng)化成套系統。自動(dòng)化成套系統是大型裝備的重要組成部分，沒(méi)有自動(dòng)化成套系統，大型裝備就沒(méi)有靈魂。所以，目前發(fā)展大型裝備必須同時(shí)發(fā)展自動(dòng)化成套系統，這是發(fā)展裝備制造業(yè)的關(guān)鍵之一。 

      孫優(yōu)賢說(shuō)，裝備制造業(yè)特別是重大裝備制造的鮮明特點(diǎn)是：需求彈性大、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)程度高;研制周期長(cháng)，需要投入大量資金;成套性強，需要各個(gè)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(cháng)具有很強的帶動(dòng)作用，對國民經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結構調整具有重要意義。

我國裝備工業(yè)取得了許多重大成就 

      在石化裝備方面，百萬(wàn)噸級乙烯裝備以及大型PTA成套設備已經(jīng)成為石化裝備振興的重中之中，它代表當今世界石化裝備的*高水平。2005年，我國乙烯生產(chǎn)能力為900萬(wàn)噸/年，預計2010年我國乙烯需求量將達到2500萬(wàn)-2600萬(wàn)噸，而生產(chǎn)能力只能達到1400萬(wàn)噸，只能滿(mǎn)足國內需求的55%，預計到2010年我國需新增80萬(wàn)-100萬(wàn)噸級的乙烯成套裝置約8套。我國已能成套提供1000萬(wàn)噸級煤油廠(chǎng)，300萬(wàn)噸加氫精制、150萬(wàn)噸加氫裂化裝置所需要設備。我國自己設計制造的6000米電驅動(dòng)沙漠石油鉆機、大型乙烯工程主要設備（包括乙烯裂解裝置、聚乙烯裝置以及聚丙烯裝置等）、30萬(wàn)噸合成氨裝置關(guān)鍵設備、大型城市煤氣化裝置等大型設備，也在國家重點(diǎn)工程中廣泛使用。 

      在發(fā)電裝備方面，2005年完成9000萬(wàn)千瓦，到2005年底，國內發(fā)電裝機容量達到50841萬(wàn)千瓦，同比增長(cháng)14.9%;國內發(fā)電量完成24747億千瓦時(shí)，同比增長(cháng)12.8%;全社會(huì )用電量完成24698億千萬(wàn)時(shí)，同比增長(cháng)13.5%;到2010年國內裝機容量將達到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(wàn)千瓦火電機組中，國產(chǎn)化機組占70%，40多套60萬(wàn)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。 


 

      在數控裝備方面，我國數控技術(shù)起始于1958年，經(jīng)過(guò)50年不平凡的發(fā)展歷程，我國國產(chǎn)數控裝備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，到2003年，國產(chǎn)數控機床的國內市場(chǎng)占有率達到了50%，配備了國產(chǎn)數控系統的普及型也達到了10%。我國已奠定了數控技術(shù)的基礎技術(shù)，形成了華中數控、航天數控等數控系統生產(chǎn)廠(chǎng)，蘭州電機、華中數控等伺服系統、伺服電機生產(chǎn)廠(chǎng)，北京一機、濟南一機等數控主機生產(chǎn)廠(chǎng)。 

      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******的冷熱連軋機、板坯連鑄機、大型澆結機、4063立方米高爐、6米焦爐、200萬(wàn)噸級大型露天礦成套設備，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**重機廠(chǎng)、**重機廠(chǎng)、上海重機廠(chǎng)、沈陽(yáng)機制廠(chǎng)、太原重機廠(chǎng)。 



近年來(lái)我國的裝備自動(dòng)化也取得了重大進(jìn)展 

      在冶金裝備自動(dòng)化系統，冶金自動(dòng)化研究院已能夠獨立開(kāi)發(fā)并完整掌握大型熱軋連軋機傳動(dòng)交流調速系統技術(shù)，攻克了大功率交交變頻器設計理論及制造技術(shù)，交交變頻器熱連軋機傳動(dòng)速度控制和抗扭振技術(shù)，交交變頻器熱連軋機負荷觀(guān)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)化系統中取得成功應用。 

      在發(fā)電裝備自動(dòng)化系統方面，HOLLIAS-MACS、HOLLIAS-PLC、HOLLIAS-PADS等分布開(kāi)放式控制系統、現場(chǎng)總線(xiàn)開(kāi)放式控制系統、電站集散控制系統等重大裝備自動(dòng)化系統，突破了實(shí)時(shí)數據復制技術(shù)、數據分流和截取技術(shù)、智能故障診斷技術(shù)以及爐、機、站各系統融合技術(shù)等一大批技術(shù)難關(guān)，使系統從工藝水平到體系結構，從硬件性能到軟件功能等方面，都達到了進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平，MACS還通過(guò)了IE級的核**認證，該系統在600MW機組擊敗眾多跨國公司，成功中標4個(gè)項目，并在核電中取得了很好的應用業(yè)績(jì)。 

      在輕工裝備自動(dòng)化系統，昆明船舶在云南紅河**廠(chǎng)實(shí)施制絲機自動(dòng)化系統，該系統運用圖像識別技術(shù)，通過(guò)高速攝像，鑒別快速通過(guò)的**中的雜質(zhì)，識別率達到84%，精度僅次于美國一個(gè)百分點(diǎn)。系統在特種檢測技術(shù)上取得突破，用紅外技術(shù)快速在線(xiàn)測定**水分，用核輻射技術(shù)在線(xiàn)測定**重量，用射線(xiàn)快速在線(xiàn)測定**粒度，所有檢測精度都達到了******。這些關(guān)鍵技術(shù)在新型8000公斤/小時(shí)制絲機上獲得成功應用，使紅河**廠(chǎng)獲得三個(gè)****：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(xiāo)售。該系統已在國內大中型**廠(chǎng)廣泛應用。 

      在石化裝備自動(dòng)化系統，SupconDCS、WebfieldECS等重大裝備自動(dòng)化系統，綜合運用裝置建模技術(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)、數據挖掘技術(shù)和相關(guān)工藝技術(shù)，成功解決了大型煉油廠(chǎng)、大型化工廠(chǎng)、大型石化廠(chǎng)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系列智能變送器，*終形成重大裝備的成套自動(dòng)化系統。目前該系統已銷(xiāo)售4000余套，在該領(lǐng)域占有57%的市場(chǎng)份額，成為國內應用數量*多、應用領(lǐng)域*廣的控制系統。在與眾多國外大公司的競標中，屢屢中標。 



我國裝備自動(dòng)化存在的主要問(wèn)題 

      自主**能力低下，自主知識產(chǎn)權匱乏。具體表現在國產(chǎn)**自動(dòng)化產(chǎn)品奇缺，市場(chǎng)競爭力不強。2004年，我國國產(chǎn)控制系統為3240套，占61%，但國產(chǎn)**控制系統的市場(chǎng)份額只占5%;與裝備自動(dòng)化系統配套的國產(chǎn)智能變送器，2004年的市場(chǎng)占有率為27%，但**智能變送器不到5%;特別適合于大中型裝備的成套專(zhuān)用控制系統或成套專(zhuān)用優(yōu)化系統，2004年國產(chǎn)系統的市場(chǎng)份額達到30%，但國產(chǎn)**成套專(zhuān)用控制系統或優(yōu)化系統幾乎為零。 

      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由于在高可靠性、高穩定性、高環(huán)境適應性，以及數字化、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)由于政府認識上的原因，國產(chǎn)控制系統進(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所壟斷。如核電裝備，在秦山核電站、大亞灣核電站等應用國產(chǎn)控制系統25套，但全部都在外核。又如石化裝備，在大型煉油廠(chǎng)、大型化工廠(chǎng)等應用3000余套，但在核心裝備上應用的還不到50套。 

      控制系統“中間強，兩端弱”的現象十分嚴重。國產(chǎn)裝備自動(dòng)化系統中的主控系統，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。但是作為控制系統的兩端——變送器和執行器，長(cháng)期以來(lái)投入嚴重不足，研發(fā)力量單薄，產(chǎn)品質(zhì)量低下，我國自行設計制造的智能變送器在國內市場(chǎng)占有率只有國外產(chǎn)品的十分之一，智能執行器更是如此。與以微型化、數字化、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(zhù)很大的差距。

公用工程大型裝備自動(dòng)化控制系統十分落后。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(cháng)期以來(lái)，資金投入不足，研發(fā)力量薄弱，缺乏現代控制理論、方法、技術(shù)的融入。我國自行設計制造的大型挖掘機、大型攤鋪機、大型裝載機等重大裝備，控制系統絕大部分由國外提供。我國自行設計制造的大型注塑機、大型綜合機床等重大裝備，成套自動(dòng)化系統都由國外提供。這些因素嚴重影響我國裝備制造業(yè)的快速發(fā)展。