第一篇:大飛機子午線輪胎先進復合材料及結構的設計與制造基礎研究
24.“大飛機子午線輪胎先進復合材料及結構的設計與制造基礎研究”重大項目指南
航空輪胎是飛機起降不可或缺并維系其起飛和降落安全的關鍵部件。我國大飛機發展已經取得重大突破,大飛機的國產化迫切需要發展高性能航空輪胎。子午化是高性能航空輪胎的重要標志,目前我國尚無民航大飛機子午線輪胎自主技術和產品,完全依賴于進口。
大飛機子午線輪胎是由橡膠納米復合材料胎面、胎側、氣密內襯層等與數層尼龍/芳綸纖維簾線、芳綸帶束層、鋼絲圈等骨架材料復合而成的多尺度、多材質、多層的復雜結構制件。大飛機輪胎服役條件苛刻,要求其能承受瞬時高應變、高載荷,具有高抗沖擊、耐強摩擦和耐高溫燒蝕等性能。因此,大飛機子午線輪胎的設計與制造包括瞬時高速高沖擊載荷下輪胎橡膠復合材料摩擦生熱耦合的磨損和燒蝕老化機理、高頻高應力寬溫域條件下橡膠復合材料的多尺度微觀結構演化與性能的關系、輪胎結構-材料一體化設計以及多材多層界面調控及成型制造方法等關鍵基礎科學問題。因此,要實現我國大飛機子午線輪胎的自主制造,必須開展系統深入的基礎研究。
通過大飛機子午線輪胎先進復合材料及結構的設計與制造基礎研究,形成我國自有的設計理論體系,實現關鍵橡膠復合材料的設計與制備,以滿足我國發展民用和軍用大飛機國家戰略對高性能航空輪胎的需求。
一、科學目標
建立高頻高應力寬溫域條件下橡膠復合材料的研究新方法,發展大飛機子午線輪胎結構-材料性能-材料微觀結構跨尺度設計理論與方法,揭示高頻高應力寬溫域條件下橡膠復合材料的微觀結構演化與性能的關系、瞬時高速高沖擊載荷下橡膠復合材料的摩擦磨損和燒蝕老化機理,以及大飛機子午線輪胎多材多層界面的失效機制等規律,發展大飛機子午線輪胎各部件不同特殊性能要求的系列橡膠復合材料新制備技術,研制達到我國適航標準的大飛機子午線航空輪胎,在大飛機子午線輪胎設計理論和關鍵橡膠材料技術方面取得重大突破,使我國在該領域的研究水平和研究隊伍居國際前列。
二、研究內容
(一)高頻高載荷寬溫域下輪胎橡膠復合材料的跨尺度模擬及設計方法。
發展分子和介觀尺度模擬技術,研究高頻高應力寬溫域條件下橡膠復合材料的微觀結構演化,建立從橡膠復合材料微觀結構到輪胎宏觀結構的跨尺度模擬及設計方法,形成先進的自有設計理論體系。
(二)苛刻動態條件下橡膠復合材料的微觀結構演變與非線性粘彈機制。
建立高頻高應力寬溫域條件下橡膠納米復合材料的粘彈性表征及微觀結構、性能演化同步測試新方法,研究復雜苛刻外場條件下橡膠復合材料的多尺度網絡結構演變過程以及非線性粘彈性與力-熱交互耦合行為。
(三)瞬時高速高沖擊載荷下橡膠復合材料的摩擦及燒蝕老化機理。
建立高速高沖擊載荷條件下橡膠復合材料摩擦磨損的研究方法,研究大飛機輪胎橡膠復合材料的摩擦生熱及燒蝕老化機理,探索橡膠材料抗燃燒、抗磨、抗老化的新方法。
(四)大飛機子午線輪胎多材多層界面調控及加工制造方法。
建立高速高沖擊載荷下多材多層橡膠復合材料界面粘合的研究方法,研究復雜苛刻外場條件下大飛機子午線輪胎多材多層界面的應力傳遞與失效機制,發展納米填料增強、纖維增強橡膠復合材料的界面調控及設計制備新方法,研究高填充納米填料混合分散、內襯層微納共擠、多材疊層組裝及共交聯等加工制造方法。
三、申請注意事項
(一)申請書的附注說明選擇“大飛機子午線輪胎先進復合材料及結構的設計與制造基礎研究”,申請代碼1選擇E03(以上選擇不準確或未選擇的項目申請不予受理)。
(二)申請人申請的直接費用預算不得超過1600萬元/項(含1600萬元/項)。
(三)本項目由工程與材料科學部負責受理。
第二篇:第三章 結構設計與制造概要
第三章 結構設計與制造
第一節 結構設計
第3.1.1條 提升機鋼結構(以下簡稱結構)的設計,應滿足制造、運輸、安裝、使用等各種條件下的強度、剛度和穩定性要求,其結構計算應符合現行國家標準《鋼結構設計規范》的規定。
第3.1.2條 結構設計時應考慮下列荷載:
一、工作狀態下的計算荷載。包括:自重、提升荷載和工作狀態下的風荷載;
二、非工作狀態下的計算荷載。包括:自重和非工作狀態下的風荷載;
三、荷載的計算應符合現行國家標準《建筑結構荷載規范》的規定。
第3.1.3條 結構材料的選用應符合下列規定:
當使用地區的計算溫度高于-20℃時,承重結構的鋼材宜采用3號鋼;等于或低于-20℃時,應采取3號鎮靜鋼或16錳、16錳橋鋼。
注:計算溫度按現行國家標準,采暖通風和空氣調節設計規范》關于冬季空氣調節室外計算溫度確定。
第3.1.4條 主要承重構件除應滿足強度要求(計算方法可參照本規范附錄二)外,尚應滿足下列要求:
一、立柱換算長細比不應大于120,單肢長細比不應大于構件兩方向長細比的較大值λmax的0.7倍;
二、一般受壓桿件的長細比不應大于150;
三、受拉桿件的長細比不宜大于200;
四、受彎構件中主梁的撓度(yL)不應大于l/700,其他受彎構件不應大于l/400(l為受彎構件計算長度)。
第3.1.5條 構件連接的計算應符合現行國家標準《鋼結構設計規范》第七章的規定。
第3.1.6條 采用螺栓連接的構件,不得采用M10以下的螺栓,每一桿件的節點以及接頭的一邊,螺栓數不得少于2個。
第3.1.7條 格構式構件的連綴件應采用綴條式。龍門架的立柱,應每隔4~6m設置橫隔板,且每個標準節不得少于2個;橫隔板可采用厚度6~10mm的鋼板或截面不小于∟50×5的角鋼制作,可不驗算強度。
第3.1.8條 井架式提升機的架體,在與各樓層通道相接的開口處,應采取加強措施。
第3.1.9條 提升機架體頂部的自由高度不得大于6m。
第3.1.10條 提升機的天梁應使用型鋼,宜選用兩根槽鋼,其截面高度應經計算確定,但不得小于2根[14。
第3.1.11條 提升機吊籃的各桿件應選用型鋼。桿件連接板的厚度不得小于8mm。吊籃的結構架除按設計制作外,其底板材料可采用50mm厚木板,當使用鋼板時,應有防滑措施。吊籃的兩側應設置高度不小于1m的安全檔板或擋網。高架提升機應選用有防護頂板的吊籠,其頂板材料可采用50mm厚木板。
第3.1.12條 吊籃的導靴一般可用滾輪導靴或滑動導靴,但有下列情況之一的,必須采用滾輪導靴:
一、采用摩擦式卷揚機為動力的提升機;
二、架體的立柱兼作導軌的提升機;
三、高架提升機。
第3.1.13條 提升機附設搖臂把桿時,立柱及基礎需經校核計算,并應進行加固。把桿臂長一般不大于6m,起重量不超過600kg。采用角鋼制作時,中間斷面不小于240mm×240mm,角鋼不小于∟30×4;采用無縫鋼管時,鋼管外徑不小于121mm把桿支座應設置在單肢與綴件連接的節點處。
第二節 結構制造
第3.2.1條 提升機結構所用的材質,應符合國家標準和本規范的要求,并應根據規定進行材質試驗。
第3.2.2條 提升機架體的底節,宜采用無縫鋼管制作。
第3.2.3條 制作前應按設計文件和圖紙要求編寫加工工藝,并嚴格按工序檢驗。
第3.2.4條 構件的制作精度,應滿足安裝精度要求,由多節組裝的架體,應保證其標準節具有互換性。
第3.2.5條 提升機結構的制作質量,應符合現代國家標準《鋼結構工程施工及驗收規范》等標準的規定。
第三篇:《電子產品結構設計與制造工藝》培訓總結
《電子產品結構設計與制造工藝》培訓總結
我是一個悲觀者,向來看事情都喜歡往不好的地方想,對這次培訓同樣抱這種心態。
培訓,因培養而訓練,一種有計劃性和目的性的活動。
這次《電子產品結構設計與制造工藝》培訓,從發出通知到進行培訓,之間的時間是很充沛的,應該說組織者完全可以做一份好的培訓計劃,但事實上在整個培訓過程中都沒能看出這一點,老師們都是匆匆忙忙做飛機來,又急匆匆的趕著飛機而去。而且培訓的目的性也沒有想象中的那么明確,就我個人而言,這次培訓并不成功。
且不說組織者們所營造出來的氛圍是多么的平淡,多么的缺乏交流,直接談談我們培訓的課程。這次培訓的學員中不乏大企業中的技術骨干,上課老師的權威性特別能引起學員們的注意,往往會成為學員衡量培訓檔次的首要標準。而我們這次的培訓課堂既沒有一點嚴肅性,也沒有形成一種積極活潑的氣氛,從頭到尾都是千篇一律淡得乏味的講述,似乎又回到了以前在學校的某些催人入睡的搖籃中。學員們都是來自公司企業,具備一定的實踐經驗,所以這種培訓課程是不是應該多一些討論,多一些活躍元素在里面呢!
最重要的是課程內容,我看也只是老師們從學校的課件中提取出來后簡單的拼湊,電子產品結構設計與制造工藝的理論知識即使用四年時間也學不精,況且我們就只有四天的時間。組織者和老師們是不是應該多從實際案例中來給學員以啟示,引導學員們的討論,在理論上指導一下方向便可,總的來說幾天下來在課程上的獲得的知識實在是少。
都是一些個人觀點,也許這系列培訓還只是在路上,需要一段時間的完善,隨著組織的漸趨成熟,培訓將會有一個好的未來。
第四篇:面向大型飛機的先進制造技術特點及發展趨勢
先進制造技術在飛機制造中發展趨勢
近年來,世界高新技術得到了驚人的發展。為了提供性能佳、質量優、成本低、可靠性和維護性好的裝備產品,發達國家的制造技術有了很大的進步,不斷推動新一代裝備產品的問世。從飛機的研制生產來看,總體上世界先進制造技術有以下幾個發展趨勢。3.1 新材料、新結構工藝成為重點
新一代裝備產品減輕結構重量和提高性能的主要途徑是采用新材料和新結構,這也是發展先進制造技術的重點。
1)復合材料得到了迅速發展和廣泛應用。樹脂基復合材料已用于戰斗機的主承力結構。復合材料在先進戰斗機、大型客機的用量已分別達到結構重量的20%-30%、10%-30%[6],已經出現了全復合材料的公務機。共固化成形、樹脂傳遞模塑成形(RTM)、復雜件纏繞成形、絲束鋪放等復合材料制造新技術均己用于生產,并建立了工序配套、計算機控制的生產系統。正在開發新的復合材料輻照固化技術和質量保證技術,并大力開展復合材料低成本制造技術的研究。
2)鈦合金和鋁鋰合金在新一代飛機上應用量增加很多。引發和配套解決了其難度很大的高速切削、化銑、成形及焊接等關鍵工藝。鈦合金的超塑成形,/擴散連接(SPF/DB)結構是一種新興的耐熱、整體、輕量化結構,在機體結構上具有廣闊的應用前景,超塑成形,擴散連接組合工藝也已日趨成熟并向主承力結構擴大應用。先進發動機的空心寬弦風扇葉片也是超塑成形,擴散連接的制品。
3)隨著難加工材料的大量應用,以電子束、激光束、離子束為代表的高能束流加工技術近10年來得到了迅猛發展,成為先進航空產品研制和生產不可缺少的制造技術。電子束焊接已用于飛機主承力框、起落架和發動機鼓筒軸、各類機匣,發展前景廣闊。迄今為止,激光束仍是發動機零部件冷卻孔系加工的首選工藝。此外,其他特種加工,如離子束加工、電加工、高壓水射流加工、磨粒流加丁等在先進航空產品的制造中也都發揮著積極的作用。4)金屬膠接技術有利于結構減重及抗疲勞,其生產工藝已基本成熟,形成了先進膠接體系,制造出了用作主承力結構的耐久膠接構件。由金屬板材與樹脂基預浸料膠接成的混雜層板膠接結構是金屬膠接與復合材料的結合衍生物,能抑制裂紋擴展,大幅度提高壁板(蒙皮)疲勞壽命。其不同金屬與不同預浸料的組合,還可更好地發揮減重效果。機體構件機械緊固件孔的精化加工和強化、孔壁孔周的擠壓強化以及壁板零件的噴丸強化等技術都得到了進一步發展,大大延長了航空產品的使用壽命。
5)發動機熱端部件工作溫度的提高,帶動了金屬間化合物等一系列高溫合金及碳—碳復合材料、金屬基復合材料和陶瓷基復合材料的應用,還提出了新的涂層材料及涂層工藝的要求,隨之推動了一大批新的熱工藝技術的發展。等離子弧加工技術仍是多種性能涂層的主要工藝,電子束物理氣相沉積方法已用于熱障涂層及其他涂層的制取,電子束表面處理與熱化學工藝相結合的方法可使制件表面具有特殊的性能。發動機的整體葉盤結構、新型封嚴結構的出現又帶動了特種焊接(如摩擦焊、真空高溫釬焊)的迅速發展。6)毛坯精化及近無余量制坯技術也已成為航空制造技術的重要發展趨勢之一。國外航空發動機制造業中已形成精鑄、精鍛、精軋等一整套精密制坯技術,材料利用率從20%~30%提高到80%左右,機械加工量減少至原來的1/5~1/10。鈦合金、高溫合金的薄壁、整體精鑄技術、單晶無余量空心渦輪葉片精鑄技術、粉末冶金和熱等靜壓技術已成為高推比發動機研制生產的關鍵制造技術。
3.2 精密及超精密加工技術迅速發展
隨著裝備的導航、制導和控制精度的提高,要求制造出材料特殊(如高硬脆性、高強度、高彈性、高熔點等)、結構復雜、體積小、尺寸和形狀精度高于0.1μm、表面粗糙度小于0.01-0.02μm的機載設備零件。為了適應上述要求,美、英、日等到發達國家在高速數控加工技術,亞微米級超精密加工和復合超精密加工技術,納米級超精密加工技術和高強度、高硬度、高脆性材料加工技術等方面進行了大量的研究工作,很多研究成果已用于生產。微米級坐標鏜床已進入生產線,0.1μm超精密加工機床和各種超精密加工方法已廣泛應用于機載關鍵零件的批生產。單刃金剛石車削技術已用于激光晶體材料的加工,表面粗糙度可達0.001μm。用金剛石和立方氮化硼砂輪的高速緩進強力磨削,可對難加工功能材料進行高精密(微米級精度、0.1μm級表面粗糙度)無毛刺加工,能獲得復雜幾何形狀和極佳的表面完整性[10]。此工藝在美國已成為批生產加工技術,成批制造出各種功能材料的機載設備零件,如紅外線或紫外光學系統、激光陀螺系統、微波管、光纖器件中的零件。
近年美國又研制出激光微細加工中心,該加工中心的視覺系統能提供加工過程的連續影像,并自動尋找、對準、測量和修正加工對象,加工精度可達百分之幾微米以內。該激光微細加工中心還適用于硬脆材料(如氧化鋁、碳化硅)加工,蝕刻線寬度0.25μm,打孔直徑小于75μm,還可對各種材料的裸芯多芯電纜和光纖進行焊接,標志著功能材料的加工技術達到了新的水平。
20世紀90年代末,面臨裝備研制周期短、產品更新快、品種增多、批量減少和動態多變的市場,裝備的質量、價格和交貨期已成為增強飛機制造企業競爭力的3個決定性因素。3.3 計算機技術應用普遍
近年來,計算機技術有了空前迅速的發展。裝備制造業是最早引入計算機技術的行業,計算機技術使裝備制造技術得到了優化并產生了新的專業,這在很大程度上改變了裝備制造技術的面貌。
計算機技術與飛機制造業的3大傳統工藝技術(機械加工、鈑金成形、鉚接裝配)相結合,極大地提高了航空制造業的技術水平。在機械加工方面,零件加工數控化和精密化已成公認目標,數控高速切削也正在被迅速推廣,數控機床進一步向高速及復合化方向發展。機載設備生產所需的超精密加工技術也取得了長足的發展。在鈑金成形方面,數控銑床板坯下料、蒙皮拉伸成形、壁板噴丸成形/強化、零件高壓橡皮囊液壓成形等主要工藝均已實現數控化。同時正在提高成形過程的數字模擬和動態仿真以及實時監控與變形量控制技術,鈑金成形的專用設備正向多功能和柔性化發展。在鉚接裝配方面,數控鉆鉚機及干涉鉚接的應用日益普遍,高壓水制孔及激光輔助定位鉆孔系統、計算機輔助鉆削系統、計算機輔助電子經緯儀(CAT)系統、數字模擬裝配和機器人自動化裝配等先進設備和先進技術不斷涌現,裝配現場已一改勞動者密集的面貌。事實上,計算機技術已滲入各個制造專業,從工藝參數控制到工藝過程動態仿真,進而建立數據庫,直到建立專家系統,正在簡化工藝、穩定生產、保證質量、降低成本等方面發揮越來越大的作用。3.4 低成本制造技術備受關注
當今世界上工業發達國家正在研制第4代軍用戰斗機,不管性能多么突出,都必須在價格上能被用戶或市場接受,否則就難以進行生產和銷售。例如,由于F-22太貴,難以大量裝備部隊,所以美、英又聯合研制了聯合攻擊戰斗機(JSF)以滿足軍方的需求。又如,樹脂基復合材料性能優異,已經得到了廣泛的應用,但復合材料更大份額的應用在很大程度上受制于其昂貴的價格,為此,美國等一些西方國家專為發展“造得起、買得起”的復合材料制造技術開展了大量工作。例如,研制便宜的碳纖維、樹脂,開發疊層縫合、樹脂傳遞模塑成形(RTM)技術、絲束鋪放成形,以及節能的“非熱壓罐固化技術(如輻照固化)”等種種低成本技術以提高產品性能和降低成本。麥道公司研究工作表明,采用織物縫合/樹脂傳遞模塑成形(RTM)工藝制造的機翼已比相應的鋁合金機翼減重25%,成本也降低了10%。市場經濟要求航空制造技術必須走“造得起、買得起”的路,否則即使再好的技術,最終也不會有什么出路。為此,國外在這方面下了很大功夫,除積極采用現代集成制造技術和先進的產品全壽命管理技術外,無余量成形工藝(精鑄、精鍛等)、改良的成形方法(時效成形、超塑成形、超塑成形/擴散連接等)、特種焊接技術(電子束焊、摩擦焊等)、數控高速切削、機器人裝配技術等低成本制造技術己得到了進一步的發展,這說明世界上即使是比較富裕的工業發達國家,在研究應用“造得起、買得起”的制造技術上也是不遺余力的。
相對于20世紀,裝備制造最明顯的特點是強調“可買得起”,即降低全壽命周期成本,從而使新技術的開發體現出21世紀的新特點。例如,在過去戰斗機的研制中,存在著預研成果轉化率低、研制周期長、采辦經費嚴重超過預算以及使用費用和保障費用過高等現象[11]。在新一代裝備研制中要使成本有所下降,必須從制訂發展規劃開始一直到飛行器壽命終止的各個環節,如飛機的設計、加工、貯存、使用和飛行支持、維修等都要考慮使成本最低。
第五篇:先進制造技術與高端制造
先進制造技術與高端制造的結合
一、先進制造技術
先進制造技術(AMT)是以人為主體,以計算機技術為支柱,以提高綜合效益為目的,是傳統制造業不斷地吸收機械、信息、材料、能源、環保等高新技術及現代系統管理技術等方面最新的成果,并將其綜合應用于產品開發與設計、制造、檢測、管理及售后服務的制造全過程,實現優質、高效、低耗、清潔、敏捷制造,并取得理想技術經濟效果的前沿制造技術的總稱。
二、高端制造
“高端制造”即處于制造業價值鏈的高端環節,具有技術含量高、資本投入高、附加值高、信息密集度高,以及產業控制力較高、帶動力較強的特點。發展高端制造業,重點是裝備制造業,制造業中的高新技術與先進管理模式基本體現在裝備制造業,制造業中利潤空間最大的部分也是裝備制造業。裝備制造業代表著整個制造業的走向,決定著整個制造業的水平。其中包括重型機械、船舶、飛機、發電設備、大型鍋爐、冶金機械、礦山機械、專用設備等大型裝備生產廠家。
三、高端制造與先進制造技術的結合
由于“高端制造”處于制造業價值鏈的高端環節,涉及到新能源、新材料、節能環保、生物醫藥、信息網絡都與先進制造技術存在相輔相成的關系。例如,風機裝備、核電裝備、冶金設備、環保裝備、電子設備都屬于高端制造的范疇,而這些設備的設計和制造都離不開先進制造技術。高端制造業的高端部分離不先進的制造技術,先進制造技術是各項工業技術、信息技術及各類新興技術進步的前提,它的發展直接關系到各個行業的產業升級、生產能力提高。
高端制造與先進制造技術的結合要從兩個方面入手:
一、高端制造與先進制造主體技術群的完美結合,由于新產品開發生產費用、產品質量以及新產品上市時間與產品設計技術和工藝技術密切相關,所以新產品研發過程中可以采用一系列先進的制造技術,包括制造工程設計技術、物料處理方法和設備技術、現代制造系統管理技術和提供理論基礎的支撐技術。主要由三方面構成:(1)計算機輔助產品開發與設計。例如計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工程(CAE)、計算機輔助工藝設計(CAPP)、并行工程(CE)等;(2)計算機輔助制造與各種計算機集成制造系統。例如:計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助檢測(CA])、計算機集成制造系統(CIMS)、數控技術(NC/CNC)、柔性制造系統(FMS)、成組技術(GT)、虛擬制造(VM)、綠色制造(GM)等;(3)利用計算機進行生產任務和各種制造資源合理組織與調配的各種管理技術。例如:管理信息系統(MIS)、制造資源計劃(MRPII)、企業資源計劃(ERP)、工業工程(IE)、辦公自動化(OA)、條形碼技術(BCT)、產品數據管理(PDM)、產品全生命周期管理(PLM)、全面質量管理(TQM)、電子商務(EC)、客戶關系管理(CRM)、(SCM)供應鏈管理等。
二、高端制造與先進制造支撐技術群的結合
先進制造支撐技術群是指支持設計和制造工藝兩方面取得進步的基礎性的核心技術。主要包括信息技術、標準和框架、機床和工具技術、傳感器和控制技術;高端制造的核心技術研發難度大、工藝復雜,攻克這些核心技術必須要依靠和運用先進制造支撐技術群,集聚了大批研發人員進行自主創新,深入推進信息技術的綜合集成應用,帶動研發設計能力和后端營銷服務能力提升,推動產業從低端走向高端。
高端制造和先進制造技術的結合是高端制造的最新發展階段,是面向21世紀的高端制造是社會物質文明的保證,是與人類社會一起動態發展的,因此,高端制造必然也將隨著先進制造技術的進步而不斷更新。
總之,高端制造與先進制造技術的結合是發展生產力提高國家綜合國力的必要手段,也是市場全球化的需要。高端制造的發展是先進生產力發展的推動力,而先進制造技術的發展又是高端制造發展的前提和基礎,二者相輔相成。二者的完美結合也是綠色制造、循環制造的重要基礎,發展社會主義市場經濟我們必須重視二者的結合。
智能制造裝備發展主要內容包括:重點推進高檔數控機床與基礎制造裝備,自動化成套生產線,智能控制系統,精密和智能儀器儀表與試驗設備,關鍵基礎零部件、元器件及通用部件,智能專用裝備的發展,實現生產過程自動化、智能化、精密化、綠色化,帶動工業整體技術水平的提升。例如,在精密和智能儀器儀表與試驗設備領域,要針對生物、節能環保、石油化工等產業發展需要,重點發展智能化壓力、流量、物位、成分、材料、力學性能等精密儀器儀表和科學儀器及環境、安全和國防特種檢測儀器。
在關鍵基礎零部件、元器件及通用部件領域,要重點發展高參數、高精密和高可靠性軸承、液壓/氣動/密封元件、齒輪傳動裝置及大型、精密、復雜、長壽命模具等。
在智能專用裝備領域,要重點發展新一代大型電力和電網裝備,機器人產業,全斷面掘進機、快速集成柔性施工裝備等智能化大型施工機械,以及大型先進高效智能化農業機械等。
此外,還要以大飛機、支線飛機及通用飛機為應用對象,采用飛機制造、機床制造和材料生產企業相結合,重點發展復合材料制備裝備、自動輔帶/輔絲設備、構件加工機床、超聲加工/高壓水切割設備等。
孫文勝:高端制造
http://www.tmdps.cn/ 作者:孫文勝 來源: 發布時間:2010年12月01日 13:17
申銀證券在對明年展望中看好高端制造業,這個方向我十分贊成。什么是高端制造業?就是有很高技術、資金門檻的制造業,別人很難突破,很難掌握,競爭者很少,毛利較高,這樣的行業。比如商用飛機發動機,全世界只有英國、美國、法國能夠完全掌握生產技術,俄羅斯都不行,軍用可以,商用不行,所以我們看到俄制客機在全世界事故率很高,很難賣到國際。加拿大、巴西、印尼都發展過民用航空工業,都不太成功,發動機技術不足是重要的原因;比如汽車自動變速箱,中國已是世界最大的汽車生產國,但是不能生產自動變速箱,最近的新聞是奇瑞年底量產6AT手自一體變速箱,從立項到量產前后8年,主要的技術來自澳大利亞一家獨立自動變速箱生產企業,從中挖了一個華人專家團隊,在這個基礎上又研制了幾年。這家企業最后被吉利汽車收購,吉利不久也將資產自動變速箱。如果不是這家獨立自動變速箱生產企業經營困難,中國白手起家突破這項生產技術還不知要多少年;比如我們在《自古山東出好漢》一文中給大家介紹的全氟離子膜生產技術,山東東岳集團研發團隊用了8年研發終于取得突破,最近公司股價變現非常搶眼2個月時間股價已經漲了一倍多,看來香港的投資者對于真正的高端還是認可的。我們國家還有很多高端項目沒有突破,比如高精密度機床,納米材料,特種鋼等,所以我們水平跟先進國家還有一段距離,底氣還不是很足,說話還不特別硬氣。
高端制造業掌握在科技經濟基礎都十分雄厚的國家,后進國家難以突破,所以發展到一定階段之后,碰到高端制造業這個高墻就過不去,經濟就停滯下來。我們講“拉美化”,什么是拉美化?就是經濟發展到一定階段之后,國民收入成長到全球中游,遇到高端制造業瓶頸之后就停滯下來,隨著低成本地區的發展,加工制造轉移到低成本國家,企業破產、失業率上升,造成經濟社會的動蕩。東盟國家也是如此,馬來西亞、泰國經濟發展到一定階段,難以突破,然后產業轉移到中國、越南,經濟停滯,社會動蕩。高端制造業等于是一個國家是否是先進國家、發達國家的一個標志,這跟富裕不富裕沒有太大關系,中東國家很富有,樓可以建世界最高,但不是發達國家。中國如果在高端制造業取得長足進展,可能人均收入還不是很高,但就可以成為發達國家。對于高端制造業在國民經濟中的地位與作用,國家認識的很清楚,一定是全力以赴地扶持。所以我們看到京東方連年虧損,但是再融資一路綠燈,財政補貼和退稅動輒幾億十幾億。有人講這種企業不叫什么本事,都是靠國家支持,我覺得這個看法不盡正確,后進國家要想超越先進國家靠自由市場經濟的策略是不夠的,對手已經十分強大而且不斷進步,資金技術實力都比你雄厚得多,你怎么競爭,只能借助國家的力量。德國、日本、韓國在追趕階段國家都起了很大作用,可以說以舉國之力鑄就幾家具備全球競爭力的企業。
我們目前很多科技股都不能稱其為高端制造業,主要原因是技術專利大多在應用層次,外觀設計等,門檻不高,很容易被模仿,很難建立起長期有效的壁壘,就是巴菲特所說的“護城河”不夠寬。比如我們之前推薦海信電器的時候,海信電器最先掌握LED電視技術,到今年一年過去山寨企業都完全掌握,比如3D技術,TCL最先研發,但是現在也是所有電視生產商都已擁有。很多技術是不告訴你你就不知道,告訴你你立刻就會,這種技術門檻不高。話說到我們最近講的比較多的四川長虹,它的真正價值就在我們反復強調的等離子面板制造上,這算是高端制造業。高在哪里?首先資金門檻高,長虹等離子項目兩期投資規模是60億元,是四川省當時投資規模最大的制造業;其次是專利技術,長虹通過收購韓國歐麗安的等離子專利,加上自己研發,目前擁有600多項專利,很多是底層原創專利技術,不可復制,長虹的專利可以與松下、三星等擁有的專利互換,不用再支付專利使用費,而一個新企業貿然加入等離子面板制造就需要支付大量的專利使用費,成本就沒有競爭力。我們期待3D時代長虹能夠絕地反擊不是因為3D技術有多了不起,關鍵在于3D時代能夠使等離子面板技術的長處得以發揮,使等離子面板制造從邊緣狀態回歸主流。是不是高端制造也并非一成不變,過去是高端,技術一旦廣泛傳播就不再高端。比如空氣壓縮機技術原來掌握在日本歐洲少數企業手中,所以他們的空調冰箱在中國尚有一席之地,等到中國企業完全掌握了領先的空氣壓縮機技術之后,日本歐洲企業在這個白電產業就基本沒有立足之地了。
目前兩市中能夠稱之為高端制造業的企業不多,我以為能夠算得上有:高速鐵路設備制造、大功率發電機組、超高壓輸變電設備、飛機制造、面板制造、特種化工原料、特種鋼、高級數控機床等,而很多我們認為的高科技公司比如軟件、醫藥、信息技術、生物等,門檻不高,盈利能力也不強,都算不上高端制造業。
一個行業有一個行業的門道、一個行業有一個行業價值最高的部分,我以為我們證券行業最高端的部分在于價值評估,在于精確定價的能力,沒有這個能力在股市中基本就是瞎蒙。
當高端裝備制造作為戰略性新興產業被提出的時候,其范圍也被設定在航空裝備等幾大重點領域。陸燕蓀告訴企業,并不意味著只有這些領域才算高端裝備產業,只是強調它們是后金融危機時代國家急需發展和提升的領域。從高端裝備的全產業鏈來看,制造企業只要努力向高端發展,都可以找到適合自己的位置。
培育國民經濟支柱產業
如何理解“三高”特征?陸燕蓀表示,所謂高技術,就是說它的發展對于整個產業鏈的提升,以及增強最后成品的競爭力是有關鍵作用的;所謂高品質,是強調產品的可靠性,在高質量的基礎上建立自己的品牌,在這方面,制造業產業鏈上的各類裝備制造企業(包括配套企業),都應該向“高端”方向努力;所謂高附加值,就是向服務轉型,通過制造業產業鏈條上的每一個環節水平的提升,帶動高端裝備水平的提升,進而提高產業整體競爭力。
“如果按照這樣的方式理解,我們很多企業都有自己應該去做的事。當然,在?三高?中,最重要的還是質量。沒有質量的可靠性,談何高端?”陸燕蓀同時提出,高端制造業發展的基礎是對現有企業的改造、提升。如何處理好高端裝備制造發展與傳統裝備制造業改造提升的關系同樣是工業主管部門十分關心的問題。
工業和信息化部裝備工業司司長張相木表示,發展高端裝備制造業,決不能脫離現有裝備制造業基礎,另搞一套新的產業體系,必須要和傳統裝備制造產業的改造提升相結合。要在不脫離現有裝備制造業基礎的前提下,重視新興科技與傳統產業的融合。同時,也要處理好自主創新與開放合作的關系;整體推進與重點領域跨越發展的關系;政策引導和市場推動的關系等。
在回顧“十一五”時期我國裝備工業取得巨大成就的基礎上,張相木表示,當前,裝備工業由快速回升向穩定增長轉變的趨勢基本確立,2011年全行業將繼續保持平穩較快增長,預計全年工業增加值同比增長15%左右。
論壇上,張相木簡要介紹了培育發展高端裝備制造的幾點思考。“十二五”期間,發展高端裝備制造業的總體思路是:面向我國工業轉型升級和戰略性新興產業發展的迫切需求,重點發展智能制造、綠色制造和服務性制造,做大做強航空裝備和衛星及應用產業,提升軌道交通裝備水平,加快培育發展海洋工程裝備,把高端裝備制造業培育成為國民經濟的支柱產業,實現我國裝備制造業由大到強的轉變。
到2015年,要實現我國高端裝備制造業的綜合實力大幅提升,基本滿足我國工業轉型升級和戰略性新興產業培育發展的需要。具體發展目標為:產業規模躍上新臺階,銷售產值達到6萬億元以上;產業組織結構進一步優化;自主創新能力明顯提升;產業基礎配套能力顯著提升。在此基礎上,力爭通過十年左右的努力,使高端裝備制造業成為國民經濟的支柱產業,銷售產值占裝備制造業的比例30%以上,高端裝備國內市場滿足率超過25%。
張相木表示,高端裝備是國民經濟和國防建設的重要支撐,也是戰略性新興產業其他六個領域的支撐。“十二五”期間,發展高端裝備將重點選擇航空裝備、衛星及應用、軌道交通裝備、海洋工程裝備和智能制造裝備作為切入點和突破口,集中力量加快推進。工信部還將組織實施一批重大產業創新發展工程和重大應用示范工程,加快推進高端裝備制造業發展。
加大創新投入發展高端能源裝備
“能源結構調整和能源行業的建設高潮為能源裝備制造業提供了難得的歷史機遇,能源裝備制造業已經站在了新的歷史起點上,到了由?大?變?強?的關鍵階段。”近日,國家發改委副主任張國寶在其撰寫的《能源要發展,裝備須先行》一文中明確提出了能源行業對裝備的需求和重視程度。
關于能源裝備的發展,國家能源局能源節約和科技裝備司司長李冶認為,能源裝備是我國能源發展、能源結構調整的重要支撐。能源結構的調整離不開裝備制造業。同樣,裝備制造業的發展在很大程度上直接和間接地為能源領域服務。
回眸我國能源裝備近年來取得的成就,李冶強調了兩條寶貴經驗:一是發揮市場資源的重要作用,充分依托重大工程,加快用戶牽頭的裝備國產化進程。二是堅持自主創新,特別是堅持原創性的自主創新很重要。
李冶表示,能源產業鏈是一個技術密集型產業鏈,其技術主要體現載體是裝備。基于能源行業的發展方向,他深入分析了“十二五”期間能源裝備的發展重點,以及需要提升的重要方面。
在風電設備方面,目前我國風電裝機容量實現了世界領先水平,而發電量卻不能同步。因此,要大力發展風電,一方面要抓好風機質量,解決產品質量和可靠性問題;一方面要抓好清潔能源并網工作,根據風能、太陽能的間歇性變化特點,加快提升工業自動化技術水平。
在核電領域,與韓國核電出口相比,我國生產能力并不遜色,關鍵是沒有自主知識產權。“十二五”期間,我國將大力發展清潔能源,核電在其中占有很大比例。要加快提升核電裝備制造能力,加強核電設備的安全性、可靠性,培育核電裝備的核心競爭力。
與此同時,在常規的電力設備方面也有很多問題亟待解決,要實現超臨界機組所需閥門的國產化,解決火電設備管道的國產化,以及燃氣輪機的國產化問題。同時,要大力發展抽水蓄能,加強智能電網建設等。
“如果燃氣輪機不能實現國產化,那么,能源結構調整就是一句空話。”李冶表示,目前,能源領域仍有很多裝備和技術有待開發。最近,能源局正在編制“能源科技裝備的?十二五?規劃”,提出要建設“科研、研發平臺、示范工程,重大裝備”四位一體的能源創新體系。
關于科技創新,國務院研究室工交貿易司司長唐元表示,加快推進科技創新是工業領域轉變經濟發展方式的重要內容,裝備制造業的科技創新意義重大。
通過對國家科技創新投入現狀的調研,唐元提出,目前我國的科技創新投入仍然不足,直接導致科技創新程度比較低,遠遠不能滿足結構調整和發展方式轉變的需要,更不能適應建立創新型國家戰略的要求。
創新邁向高端 裝備制造業迎來黃金機遇期
時間:2011-01-20 08:13:34 編輯:水色 來源:中華工控網 點擊數:
這里我引用了《黑龍江4億斤糧食生產能力建設規劃》,提出要在黑龍江修建1400個現代化農業作業區,每個區需要配備6臺200馬力級以上的拖拉機,這個總共算一下是多少呢?8400多臺。光拖拉機沒用,他得有很先進的輔具,這個配套的作業器具大概是按1∶4,那么這個需要各種配套3萬多臺。這些大型的拖拉機和配套器具不僅高效、高性能,而且有許多新工藝。比如說200馬力以上的叫重型拖拉機,具有機載總限控制系統、有GPS導航智能駕駛操作功能,能實時診斷、監控和顯示機組狀態的數據。
那么什么是智能制造裝備?國務院文件里面講高端制造裝備作為七大領域之一,確定了五大重點方向,這里就有智能制造裝備。從我們看到的農業基建可以看出來,這個智能制造裝備是具有感知,首先有傳感器,具有識別、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備,是先進制造技術、信息技術和智能技術的基層和深度結合,智能制造裝備產業是正在培育和處于成長初期的產業,技術上有重大突破,市場有巨大的成長潛力,具有戰略性新興產業的基本特征。
這個智能制造裝備包括什么?智能制造自動控制系統,關鍵的基礎零部件原基建及通用部件,這里主要是高參數的泵閥,高檔數控機床和基礎制造裝備。第一板塊單元測控技術與裝置是智能制造裝備的中樞神經。第二板塊是整機與成套設備,相當于智能制造裝備的軀體。第三個就是基礎原件。
高端主機所需要的儀表大量缺少,這里舉一些數據,我國占核電設備投資四分之一的泵閥,95%高檔數控系統,機器人和高檔數控系統都要進口,這些基本單元嚴重滯后已經制約了主機的發展,所以主機發展面臨空殼化危險。
智能主機和成套設備近期應該突破的重點做一個簡要說明。用幾個案例說明,比如說傳統印染是粗放的生產過程,能耗大,污染嚴重,而新型的智能化的生產線采用了自動計量儀器,自動實時的對花技術、染色的色差監測和控制技術、染色專用機器人,全面提高產品質量。智能化、數字化、網絡化的單張多色平板印刷設備。這個設備具有幽默預置及在線實時檢測和自動調節、印刷機運行參數感知、智能鼓掌診斷及自修復、全自動換版、印刷品缺陷在線檢查控制及遠程操作等功能。
從這些已經問世或即將問世的裝備來看,還能說發展智能裝備離我們很遠嗎?
智能化是裝備制造業的重要發展方向,是搶占裝備發展制高點的重點,它將引領裝備制造發展的新潮流,裝備的數字化和智能化是兩化融合最重要的著力點。我國推進數字化、信息化已經二十年了,比如說在企業財務管理、人事管理等應用比較廣,但是真到了供應鏈的管理、實現企業的全解決方案這樣一個完整的,基本上是很少的,而且有人說推行ERP成功的遠遠小于失敗。當然我這里不是說這些不該推廣,這些生產過程的信息化還是應該繼續往前走,但是我也很奇怪,真正有用的、直接見效的信息技術用在裝備上去更容易見效。為什么我們過去在推行信息化的時候,沒有推行裝備的信息化?所以在傳統裝備要引入信息技術,嵌入傳感器、CPU軟件及其他信息軟件,實現機械技術與信息技術深度融合。
發展機電信息一體化的智能化裝備是適合國情的集成創新模式的一種具體體現,它可能會在一些點甚至面上取得獨創性的重大突破,創新意識薄弱、原創能力薄弱是當前我國在技術創新方面一個難以扭轉的頑癥。信息技術現在正在發展當中,變化很快,如果我們抓住那個最新的信息技術和傳統裝備相結合,發展這種或者叫做裝備的信息化,或者說數字化、智能化的裝備,我認為是創新的一條重要渠道。
在國家層面上,我認為應該制定切實可行的行動計劃,這點工信部正在做這項工作,我有幾個建議,一是開發量大面廣的單元檢測控制技術與裝置,并實現產業化,主要包括新型傳感器、精密智能儀表、工業機器人。第二就是夯實基礎,解決關鍵基礎零部件、元器件及通用部件發展瓶頸。高參數、高精度和高可靠性軸承、車輪傳動裝置,電力、電子技術,高參數、高可靠性的辦法。三是突破一批重點領域重大裝備的數字化和智能化并實施應用示范工程。四是全面推廣大產業鏈,2020年形成2萬億的大產業鏈。
中國重型機械工業協會常務副理事長徐善繼
重型機械制造取得重大突破
我國重型機械制造也是高端制造裝備的重點領域,近年來在中央關于加快裝備制造業發展方針的指引下,裝備事業取得了長足的進步。
“十一五”末我國基建系統的裝備制造業的總產值近12萬億元,其中重型產值突破5000億元。“十二五”期間國務院決定加快發展戰略性產業,其中包括金融環保、生物、高端裝備制造、新能源、新材料等幾個領域,其中高端裝備制造的主要特點是自動化強,它的高難度、高質量是體現裝備制造業綜合實力的一個基礎產業,是關系到國家工業化、國防現代化的基礎工業,主要服務于我國能源、交通、冶金、化工、航空、水利以及國防工業等國民經濟各個部門。目前在世界少數先進國家,像美國、德國、日本才具有高端制造水平,我國要從裝備制造業的大國邁向裝備制造業的強國必須在高端制造方面有所突破,重型機械領域包括五大冶金設備、礦山機械、重型鍛壓等。
第一,我國主要生產企業一重、二重、三重在“十一五”期間大型重型機械取得重要成績。一重以AP1000為代表的第三代核電取得了成功。在火電方面百萬千瓦的零件已經完成了首件。
其他超大型的制造成功,“十二五”期間研究攻關問題,包括AP現在主攻的穩壓器,大型水電站的研制,三兆瓦海上風電的斷電,等等。所以大型斷電領域的高端制造技術難度非常大。
第二大類主要生產的單位企業一重、二重,石油化工方面掌握了鍛焊結構的制造技術,已具有自主研發和進一步提升能力,部分關鍵技術已經合格。千萬噸煤炭提升成套設備和兩千萬噸成套設備主要生產企業有太重、北方重工等,“十二五”攻關就是大型動力鉆機,企業正在研制。
第三,“十一五”期間電氣研究了1800瓦和2500瓦的產品。包括千米深井的提升體。有鍋爐面積500米的鍋爐機。300噸以上的大型礦用電交流系統。
第四大方面就是全斷面,主要生產企業有北方重工等。
第五個方面就是風電設備,主要生產企業華銳、二重,電力行業有金風,通過引進國外技術和技術改造,大連重工起重集團,已自主開發出3兆瓦的風電發電氣。“十二五”期間,我國要實現關鍵零部件的全面國產化。
第六方面就是大型斷面設備,主要是一重、二重、三重、內蒙古北方重工,一重搞了1.5萬噸的水壓機、二重搞了1.6萬噸的水壓機。
第七個大領域加工成套設備。有一個高精度的熱煉設備。軋機速度正負三到八個M,這個精度要求是非常高的。
第八個領域就是大型輸送機械,主要是上海重工,包括大型集裝箱按電起重機,軌道起重機,這個是高端產品,國際市場占有率75%,振華在這方面處于國際領先地位。
第九個主要生產企業大連重工、北方重工,主要關鍵設備生產能力1.1萬噸/小時。載重80噸級通用的中性翻卸機,環保、高效、一體自動化碼頭的裝卸設備等等。
第十個方面特大型機械企業,振華4000噸浮吊,水上作業300米,提升高度95米,現在正在研制1.2萬噸的浮吊,大連重工研究了兩萬噸用于海上作業最大的起程高度100米,跨度125米。正在研制海上風電安裝的系統。這在特大型起動機械方面有重大投入,“十二五”繼續向高端發展。
第十一個領域核電起動機,主要生產企業是泰運和大連亨通。制造核電設備、調動設備這個難度是非常大的,原來只有美國極少數國家能夠制造的,中國涉及這個領域。核電的PMC燃料裝卸和儲存。
第十二個海洋工程。