机械产业近期行业技术发展重点研究

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机械产业近期行业技术发展重点研究

内容摘要：机械产业近期行业技术发展重点研究

　　近年来,机械产业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技职员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收进的0.62,有57家大型企业建立了国家级技术中心,有9的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大进步;产品结构正向公道化方向发展。

　　(一)行业技术发展目前状况

　　机械产业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部分生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械产业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。

　　经过近50年的发展,机械产业已经成为我国产业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收进13651亿元,占全国产业的21;利润257亿元,税621亿元,分别占全国产业的15;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20。其发展速度高于同期产业的均匀增长速度。

　　尽管机械产业的综合技术水平近几年有了大幅度进步,但和产业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要新题目在于:

　　1.科技进步对机械产业增长的贡献率目前仅为34,先进国家高达70以上。

　　2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、治理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。

　　3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18,达到80年代中期国际水平的占27,其余产品均在80年代以前的水平线上。

　　从总体上看,机械产业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在把握已有技术和进步国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。

　　(二)技术发展的总体目标

　　以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以进步企业技术创新能力和竞争力为目标,进步企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40达到90年代初国际水平,5达到国际先进水平,90的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。

　　(三)技术发展的方向和重点

　　1.以数控机床为代表的基础机械

　　数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。

　　目前我国数控机床技术发展中存在的主要新题目是:

　　(1)产品成熟度差,可靠性不高

　　国外数控系统均匀无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机均匀无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。

　　(2)产品品种少,不能满足市场需求

　　国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。

　　(3)创新能力低,市场竞争力不强

　　生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造本钱高,产品市场竞争能力不强。

　　(4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。

　　近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展:

　　(1)经济适用、量大面广的产品

　　经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。

　　(2)高速、高效和专用、成套数控机床

　　高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。

　　(3)数控机床专业化配套系统

　　新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。

　　发展目标:

　　(1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显进步,成为名牌产品;

　　(2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求;

　　(3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50的配套需求。

　　2.电力电子应用及自动化技术

　　电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时代发展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35,新产品市场基本上被国外产品占领。

　　现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通讯技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热门,是当代产业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60,新产品市场几乎全为国外产品占领。

　　因此,捉住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展:

　　(1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置

　　研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。

　　(2)现场总线智能仪表

　　研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用探究。

　　(3)自动测仪系统和设备

　　开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。

　　3.大型农业机械和施工机械

　　(1)农业机械

　　产业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农

　　业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要新题目在于:

　　1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。

　　2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。

　　农机领域重点发展:

　　1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机均匀无故障时间从110小时进步到300小时以上;

　　2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7进步到0.9以上;

　　3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械) 4)节水浇灌设备喷、滴灌设备将浇注水的有效利用率由大水漫灌的40进步到80以上。

　　农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍进步一倍以上,主要产品的技术标准和国际标准接轨。

　　(2)施工机械

　　施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进进国际市场。但和国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、平安舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用和国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步进步。

　　施工机械重点发展:

　　1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机;

　　2)汽车起重机、大型叉车;

　　3)摊展机、压路机;

　　4)无开挖式管道展设机;

　　5)江河湖库清淤设备。

　　发展目标:

　　大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。

　　4.轿车关键技术

　　我国汽车产业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。

　　我国汽车产业存在的主要新题目:

　　(1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。

　　(2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投进。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。

　　近期轿车重点发展:

　　(1)经济型轿车

　　以轿车车身为突破口,利用技贸结合、和国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,和CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车产业在经济型轿车方面的自主开发能力。

　　(2)轿车动力总成

　　消化吸收引进技术,和国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并探究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。

　　(3)轿车关键零部件

　　以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资进手,在保证高出发点、大批量、专业化生产的同时,要集中气力抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、平安气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到和整车同步或超前发展。

　　(4)高附加值专用汽车和客车

　　重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。

　　5.环保装备

　　环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械产业新的经济增长点。

　　环保机械行业主要差距在于:

　　(1)产品结构不公道,品种少

　　低级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依靠进口,高浓度有机废水、难降解产业废水处理技术及设备发展缓慢。

　　(2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年

　　相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不同一,质量检测无依据。

　　(3)生产企业规模小、开发能力薄弱

　　规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。

　　近期环保机械重点发展:

　　(1)烟气脱硫设备

　　循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。

　　(2)城市污水处理成套设备

　　活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。

　　(3)城市固体垃圾处理和综合利用装备

　　城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。

　　(4)环境监测仪器