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自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發展歷程
1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術為"機電一體化''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.
2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發事件,被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的“自律性”,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定,但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”,而生物的特點是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割??磥?機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
三、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有:數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD/CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
? 四、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術改造傳統產業,其目的是節能、節材,提高工效,提高產品質量,把傳統工業的技術進步提高一步;二是開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣,有難度
(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中,有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。
(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造;在已改造的近6500臺機床設備中,大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造;且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。
(4)北京工業系統CAD應用還有較大差距。目前,北京工業品設計,CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%;國內先進地區也超過了30%);CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領導小組指出,“八五”期間大中型企業要達到35%,中小型骨干企業要達到15%—20%;到“九五”時,按國務委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦,尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務,占總任務量的99.5%左右。
(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市,1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進的工業化國家高近9倍。因此,北京工業系統節能降耗的任務非常重,而電力電子技術是節能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種,每年約開發試制新產品3000種,更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要,影響了北京工業產品的競爭能力。
1993年,北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種,在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中:機械局系統主要產品約1200種,機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強;儀器儀表總公司系統主要產品350種,機電一體化產品210種,機電一體化產品所占比例為60%;輕工系統主要產品總數為649種,機電一體化、智能化產品15種,機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%;汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元,每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元,不是總成本的1%;與國外約28%的先進水平相差甚遠;與國內先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。在北京工業系統中,能耗、耗水大戶,對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重,且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題,有企業的“故土難離”“死守故業”問題,但不可否認也有優化不出理想的產業,優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前,這就是發展機電一體化,開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低,且具有柔性,可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整
、改革,而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來,實現文明生產。 另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務
北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業;另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品,促進機電產品的更新換代??偟哪康氖谴龠M機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。
1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點
(1)大力采用模糊技術,工業爐窯改造應上新臺階
國內外成功的范例表明,應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和PID技術好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術,到2000年,對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊 技術等先進電子信息技術改造完畢,其中采用模糊技術改造要在80%。
(2)積極采用數控技術,機床高備改造要達新水平
對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能,到1995年,北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上,到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調速技術,風機電泵改造要攀新高度
風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年,應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%;到本世紀末,北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍;采用先進的變頻調速技術。
(4)優先應用CAD/CAM技術,工業設計水平提高要有新目標
北京工業產品更新換代慢,設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業系統CAD的應用率為17%,CAD的覆蓋率為11%,到1995年應分別達到20%和15%,本世紀末,要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標
(1)總體目標:到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種,2000年,應不少于2000種,機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標:
一、機電一體化技術發展歷程及其趨勢
自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發展歷程
1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.
2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發事件,被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的“自律性”,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定,但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”,而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割。看來,機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
三、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有:數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD/CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術改造傳統產業,其目的是節能、節材,提高工效,提高產品質量,把傳統工業的技術進步提高一步;二是開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣,有難度轉(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中,有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。
(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造;在已改造的近6500臺機床設備中,大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造;且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。
(4)北京工業系統CAD應用還有較大差距。目前,北京工業品設計,CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%;國內先進地區也超過了30%);CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領導小組指出,“八五”期間大中型企業要達到35%,中小型骨干企業要達到15%—20%;到“九五”時,按國務委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦,尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務,占總任務量的99.5%左右。
(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市,1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進的工業化國家高近9倍。因此,北京工業系統節能降耗的任務非常重,而電力電子技術是節能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種,每年約開發試制新產品3000種,更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要,影響了北京工業產品的競爭能力。
1993年,北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種,在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中:機械局系統主要產品約1200種,機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強;儀器儀表總公司系統主要產品350種,機電一體化產品210種,機電一體化產品所占比例為60%;輕工系統主要產品總數為649種,機電一體化、智能化產品15種,機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%;汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元,每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元,不是總成本的1%;與國外約28%的先進水平相差甚遠;與國內先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。在北京工業系統中,能耗、耗水大戶,對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重,且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題,有企業的“故土難離”“死守故業”問題,但不可否認也有優化不出理想的產業,優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前,這就是發展機電一體化,開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低,且具有柔性,可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革,而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來,實現文明生產。
另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務
北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業;另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品,促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點
(1)大力采用模糊技術,工業爐窯改造應上新臺階
國內外成功的范例表明,應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和PID技術好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術,到2000年,對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢,其中采用模糊技術改造要在80%。
(2)積極采用數控技術,機床高備改造要達新水平
對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能,到1995年,北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上,到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調速技術,風機電泵改造要攀新高度
風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年,應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%;到本世紀末,北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍;采用先進的變頻調速技術。
(4)優先應用CAD/CAM技術,工業設計水平提高要有新目標
北京工業產品更新換代慢,設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業系統CAD的應用率為17%,CAD的覆蓋率為11%,到1995年應分別達到20%和15%,本世紀末,要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標
(1)總體目標:到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種,2000年,應不少于2000種,機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標:
·機床數控化率:1995年,產量數控化率達5%,產值數控化率達16%;2000年,分別達12%和40%。
·汽車電子化程度:1995年,平均每輛汽車上裝用和電子產品的費用不少于1000元,在整車成本中所占比例不低于3%;到2000年分別不少于3000元,不低于8%。
·PLC的開發生產能力:“八五”期間,開發能力要穩居全國首位;“九五”北京要成為全國主要的PLC生產基地之一。
·“電力電子”開發生產能力:“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發技術?!熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面,“八五”期間,開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品;交流變頻調速裝置要達到批量生產程度;高頻電子鎮流器要能出口創匯;“九五”,北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發、推廣綜合配套能力的高新技術產業。
·模糊控制器的開發生產能力:“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發生產基地,開發出用于工業爐窯改造,壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統典型產品來;交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年,空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末,北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。
·其它機電一體化產品的開發生產能力:微機控制多色印刷機要穩居全國第一;電子醫療儀器的開發、生產爭取在“八五”有較大突破,“九五”在品種和產量上全國領先;在“八五”期間,以30萬千瓦汽輪發電機組為代表的發電設備要形成綜合配套能力,打出規模效益來;數字化、智能化儀器儀表,自動化裝置要上品種、上批量……
總之,機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力,又是開啟北京機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發展兩方面的目標,那么,到本世紀末,北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業。其中,數控機床、機電一體化印刷系統、新型電子醫療設備和數字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元;“電力電子”的銷售額可超過20億元;PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元;汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業不僅是北京高新技術產業的主力軍,也是機電行業停工、待產、明虧、潛虧企業的出路所在。五、北京發展“機電一體化”的對策
(一)加強統籌安排,協調發展計劃
目前,北京地區從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計是。同時,市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發展計劃與規劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,市政府各主管部門的有關計劃和規劃,也有統一考慮不足,統籌安排不夠的問題,全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此,建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上,制定出北京統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃,避免開發上重復,生產上撞車!
(二)強化行業管理,發揮“協會”作用
目前,北京“機電一體化”較熱,而按目前的行業劃分方法和管理體制,“政出多門”是難哆的。因此,北京有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構,根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神,以及機電一體化行業特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協會的建設,賦予其行業管理職能。
“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體,組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制;指導行業布點布局的調整,進行發展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……
(三)優化發展環境、增大支持力度
優化發展環境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍,如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度,在技術政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展,對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造,對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造,對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持,對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
在經濟政策上,要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會;銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規模化建設項目上傾斜;成立“機電一體化”發展基金,支持機電一體化生產發展等。
(四)突出發展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產業復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術對傳統產業進行改造,在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作,即在新產品設計之初,就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結合,生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
我們認為,北京“機電一體化”發展,當務之急,重中之重是:
抓緊開發生產GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等,用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造;
抓緊推廣應用經濟型數控系統,改造機床設備;開發生產低、中檔數控系統;
傳感技術是機電一體化技術的核心,車輛生產制造過程中的自動化和自動調節都運用了傳感技術。在車輛及其零配件生產過程中,每一道工序以及出?F的每一個問題都需要傳感技術采集并傳送到計算機集成系統之中,通過集成系統的判斷來進一步處理,從而順利的生產出客戶需要的產品。能否實現自動化和高效率的生產模式的關鍵就是需要具備成熟的傳感技術。目前,國際上最有效且使用較廣泛的傳感技術是光電傳感,其結合光學和電學原理,可以對多個引起光量變化的因子進行檢測,并對其記錄。例如:在汽車產品結構件生產過程中,一個結構件經過某一道工序時,由于鉆頭使用時間過長,結果使產品孔徑偏小,在它經過下一道工序之前會有檢測系統,產品通過紅外光線時,由于孔徑太小會反射更多的光線出去,傳感器接收到信息后傳送到集成系統,再通過集成系統的判斷,最終對其做出特殊的處理。此技術已廣泛應用在各大行業之中,在工業、汽車、航空航天、醫療等各個領域都有涉及。
2 柔性制造系統在企業智能制造中的應用
柔性制造系統主要由自動控制系統和物料運輸系統組成,通過這兩大系統配合可以完成汽車產品的及時有效的調度、運輸、生產的整個過程。其最大的特點是具有人性化,對于不同產品系統會選擇指定的設備以及運輸工具,整個過程不需要人的參與,完全自動化,這不僅可以對多種產品進行大批量的生產,而且有著很高的效率,可以根據客戶及市場的變化對產品設計方案進行調整,還可以合理的分配人力設備等資源,降低產品成本,提高生產利潤。
柔性制造系統是一項先進且高度智能化的技術,其中自動控制系統又可分為信息控制系統和數字控制系統。信息控制系統可以對汽車零配件產品進行大批量的集中生產,無需人工操作就可以提高生產效率,而數字控制系統則可以檢測產品各項參數是否符合規格標準,再配合物料運輸系統,流水線生產模式以及自動運輸來減少人力資源的浪費,將生產模式推向高度自動化。與此同時,柔性制造系統是一種有著高自動化的先進技術,不僅可以提高產品生產效率,合理分配人力設備資源,還可以降低生產成本,其特點主要有以下幾點:1、可以合適分配設備的使用率,有著一套完整的人性化的系統,遇到生產故障時可以采取相應的措施而不影響其他產品的生產;2、運行靈敏,且可靠性強,可適用于多種產品的同步生產中。
3 計算機集成制造系統在汽車企業智能制造中的應用
計算機集成系統是集先進制造技術、敏捷制造和虛擬制造于一體的集成系統。先進制造技術,就包括各種先進的、不斷改進與引進的新的技術,且能夠對現有的汽車制造技術進行優化,對汽車零部件生產設備的能力及時效進行更新和創新,在實踐的過程中總結經驗,不斷改進和完善,最終實現高自動化、高效率的生產模式。
敏捷技術是一項非常專業性的制造技術,敏捷制造主要包括三個要素,分別是生產技術、組織方式及管理手段。敏捷制造技術將柔性生產技術、技術、知識、勞動力與能夠促進企業內部和企業之間合作的靈活管理,這三個要素集成在一起,通過所建立的共同基礎結構,可以對迅速改變的市場需求和市場實際做出快速響應。
虛擬制造等于對汽車產品制造的一種試驗,當客戶需要生產某種特定的汽車產品時,我們可以對其進行數據模擬,選擇合適的材料,運用特定的生產方式,生產出一個產品模型,然后再總結生產的過程中會遇到問題,如產品質量、生產成本、以及市場需求等等一系列的問題。如通過虛擬制造能夠在模擬生產過程中順利解決相關系列的問題,那么此汽車產品就可以進行正常的大批量的生產,走向市場。相反的,如果沒有虛擬制造,只會讓汽車生產商盲目的生產產品,在實體產品試驗過程中發現問題繼而進行優化。這樣的制造方案并不會考慮到市場需求等因素影響,同時也會大大的提高生產風險,給汽車制造企業帶來損失。所以說,虛擬制造是一種可以對產品成本進行預估算、優化產品結構、降低投資風險,可以更好的迎合市場需求的一種先進技術。
4 工業智能機器人中機電一體化技術的應用
在企業智能機械制造中機電一體化技術應用最為高級的目前就屬工業智能機器人,這種智能機器人的工作效率比較高,而且很多智能機器人可以完成多個功能動作。智能機器人在生產制造的過程中運用了多種先進的技術,主要技術有機構學、電子計算機技術、傳感技術以及自動化控制技術等。就目前而言,通過對我國安徽省很多企業進行調查可以發現,其在2016年智能制造項目方面總投資達到了77.3億元,項目完成之后可以幫助智能制造類企業銷售額增加到196.4億元,實現凈利潤收入19.6億元。隨著工業智能機器人的發展,我國很多企業已經裝備了智能機器人,比如東風汽車公司、上海通用汽車等大型汽車生產制造企業,這些汽車企業在智能機器人應用方面已經經歷了工業2.0、3.0乃至4.0的進程,使得汽車各個零部件的運輸能夠在智能機器人的工作下更加迅速的完成。通過對智能機器人的工作原理以及功能特點進行分析可以發現智能機器人主要有下面三個特點,第一個特點就是智能機器人能夠利用最短的時間掌握復雜的工作流程;第二個特點就是可以自動的識別信息,并且獲取重要的信息資料;第三個特點就是智能機器人的工作精度比較高。
《經濟學人》2012年4月21日文章認為,智能機器人將和3D打印等一起改變傳統的制造業模式,催生“第三次工業革命”。事實上,制造業革命已經發生,目前主要發達國家在汽車制造、電子制造等“精密制造”領域主要用機器人自動化生產線進行制造。機器人代表的柔性化、綠色化、數字化的智能制造是一種新的技術—生產范式,已經改變了高端制造模式,并迅速向其他領域擴散,引爆了制造業的新革命。
鑒于此,世界主要發達國家紛紛布局機器人產業,以期在產業變革中占得先機。
美國機器人發展起步早,其發展思路是立足于相關機器人技術實現產業化,包括醫療外科機器人及家用智能吸塵器機器人已經實現產業化發展。在過去的20多年里,美國政府先后了聯合機器人研究計劃(Joint Robotics Program)、《無人系統路線圖(2009~2034年)》、《機器人戰略白皮書》,2011年6月美國總統奧巴馬還提出NRI國家機器人發展計劃(NASA,NSF,NIH),借機振興美國制造業。
日本一貫將機器人技術列入國家級的研究計劃和重大項目,以工業機器人、仿人娛樂機器人為突破口,采用模塊化和標準化道路,近兩年開始積極開展RT(機器人技術)的研究,推進服務機器人的產業化。另外經濟產業省新產業發展戰略和機器人技術戰略,其中日本能源及產業技術綜合開發機構(NEDO)資助了包括:服務機器人安全技術和驗證項目(2009~2013)、智能機器人技術軟件計劃(2007~2011)等在內的多個項目。
歐盟2006年制定了歐洲第七框架計劃(FP7),執行期從2007年至2013年,以加強機器人模塊化功能部件和危險作業機器人研發;另外歐洲機器人技術研究網絡還提出了2002~2022年歐洲機器人研究與應用的路線圖(Euron Research Roadmaps)。
韓國機器人發展強調智能機器人與現代網絡相結合,制定了韓國“839”戰略計劃:智能服務機器人是9種核心技術之一;將智能服務機器人作為21世紀推動國家經濟增長的10大發動機產業之一,2013年成為世界三大機器人生產國之一。2008年、2009年相繼《智能機器人開發與普及促進法》與《第一次智能機器人基本計劃》,目標是到2018年使韓國成為全球機器人主導國家。
我國在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020年)》中,明確指出將服務機器人作為未來優先發展的戰略高技術,科技部于2012年4月24日印發《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》和《服務機器人科技發展“十二五”專項規劃》,“十二五”期間我國將把工業和服務機器人作為戰略新興產業予以重點扶持。
國外機器人產業發展現狀
1954年喬治·德沃爾設計出第一臺可編程工業機器人,并于1961年發表了該項專利,1962年通用汽車公司將其投入使用,標志著第一代機器人誕生。20世紀80年代,世界工業生產技術上的高度自動化和集成化高速發展,同時也使工業機器人得到進一步發展,并在這個時期工業機器人對世界整個工業經濟的發展起到了關鍵性作用。目前,世界上工業機器人無論是從技術水平還是從已裝配的數量上都日趨成熟,特別是以日、美為代表的少數發達國家優勢更為明顯。與此同時,隨著應用領域的拓展以及智能化水平的提高,工業機器人的應用已從傳統制造業推廣到其他制造業,進而推廣到諸如采礦、農業、建筑、災難救援等非制造行業,而且在國防軍事、醫療衛生、生活服務等領域,機器人的應用也越來越多,如無人偵察機(飛行器)、警備機器人、醫療機器人、家用服務機器人等。機器人,己經成為世界各國搶占的高科技制高點。
國內機器人產業發展現狀
我國工業機器人起步于20世紀70年代初期,隨著改革開放的實施與深化,其在工業自動化的發展進程中扮演著極其重要的角色?,F在,我國從事機器人研發的單位有200多家,專業從事機器人產業開發的企業有50家以上?!熬盼濉逼陂g,在國家“863”高技術計劃項目的支持下,沈陽新松機器人自動化股份有限公司、哈爾濱博實自動化設備有限責任公司、上海機電一體化工程公司、北京機械工業自動化所、四川綿陽思維焊接自動化設備有限公司等確立為智能機器人主題產業基地。國內的機器人技術研發力量已經具備了大型機器人工程設計和應用的能力,整體性能已達到國際同類產品的先進水平,并具有更好的性價比和市場競爭力。目前,我國在在上海、沈陽、北京、蕪湖等地建立了工業機器人及其自動化生產線工廠和產業基地,開發出一批有市場前景的,具有自主知識產權的工業機器人及其自動化生產線產品。
機器人產業發展趨勢與前沿關鍵技術
機器人產業技術發展主要趨勢為智能化、標準化、網絡化。具體為:由簡單機電一體化裝備,向以生機電一體化和多傳感器智能化等方面發展;由單一作業,向服務機器人與信息網絡相結合的虛擬交互、遠程操作和網絡服務等方面發展;由研制單一復雜系統,向將其核心技術、核心模塊嵌入于高端制造等相關裝備方面發展。另外機器人的市場化要求家庭化、模塊化、產業化成為未來服務機器人應用發展的趨勢。機器人技術越來越向智能機器技術與系統方向發展,其應用領域向助老助殘、家用服務、特種服務等方面擴展,在學科發展上與生機電理論與技術、納米制造、生物制造等學科進行交叉創新,研究的科學問題包含新材料、新感知、新控制和新認知等方面。
仿生材料與結構
自然界中生物經過億萬年長期進化,其結構與功能已達到近乎完美的程度,實現了機構與功能的統一,局部與整體的協調和統一。服務機器人作為機器人的一個重要分支,從仿生學角度出發,吸收借鑒生物系統的結構、性狀、原理、行為以及相互作用,能夠為機器人的功能實現提供必要的技術支撐,其中仿生皮膚、人工肌肉及結構驅動一體化設計是當前及未來服務機器人發展的重要課題。目前來看,仿生材料與機構能夠為未來機器人實現多功能高效率發展提供必要的技術儲備,一個很重要的問題是必須具備相應的光機電微納加工工藝及傳感驅動執行一體化設計能力,這對于仿生結構材料的未來應用至關重要。
模塊化自重構
模塊化自重構機器人通過對多個單一的模塊化智能單元進行可變構形設計、運動規劃及控制,以達到提升機器人運動能力、負載能力及對環境適應能力的效果。自重構機器人的核心問題主要體現在模塊的幾何拓撲分布及相應的整體剛度。從自重構機器人發展的初衷來看,未來自重構機器人面臨著大規模機載并行計算及結構化或是非結構化環境下長時間完全自主能力實現的挑戰。
復雜環境下機器人動力學控制
隨著人類探索空間的擴大及對任務需求的提高,未來機器人的工作環境將是復雜多變的,高動態性、高適應性、高負載能力是機器人特別是戶外機器人發展的方向之一。以機械臂為代表的工業機器人必須滿足對高負載及高速的雙重需求,但是高負載與高速將給機器人帶來額外的影響,一方面是對外部運動生成器提出更高的要求,其生成的指令必須讓內環伺服控制器能夠有效執行;另一方面,大負載高速運動引起內部摩擦等非線性因素放大,傳統的動力學將不再適用,從而對控制器的設計提出更高要求。
智能認知與感知
智能認知與感知是機器人與人、機器人與環境進行交互的基礎,目前與機器人密切相關的智能認知感知技術包括腦生肌電認知、城市環境下移動機器人對環境的感知與識別以及智能空間等3方面。首先,在腦生肌電認知方面,研究者主要是希望通過腦波、肌肉神經信號幫助殘障人士操作智能輪椅、假肢等器具,以恢復其肢體功能;其次,在城市環境下移動機器人對環境的感知與識別方面,主要是為提高無人系統的自主能力提供技術支持。典型的代表是Google的自動駕駛汽車項目,通過集成機載激光雷達,慣性導航設備獲得自動汽車實時的位置與交互環境數據,通過機載任務控制計算機進行實時路徑規劃并行為決策,最終實現了實際道路的全程自主駕駛。最后,在智能空間方面,是以傳感器網絡為基礎,目前主要是為醫護人員實時監測在一個固定空間內活動的老年人或病人的身體狀況提供技術支持。
研究主要集中在傳感器組網通訊、高效環境信息提取重建、數據源與服務集成等方面。未來智能認知與感知主要是在傳感器技術發展的基礎上,進行大量數據有效分類、歸納,并提取可靠有效信息,凝聚成反映人-機-環境交互關系的特征數據網,并結合人工智能的發展及高效能計算能力的實現,為機器人的智能化發展提供基礎保障。
多模式網絡化交互
機器人多模式網絡化交互,主要體現在兩個方面,一是機器人之間的組網協調,包括單一類型機器人群體及多類型機器人群體協作問題。另一方面是微電子機械系統(MEMS)技術、應用軟件及網絡通信新技術的發展催生出的新型人機交互模式。
微納系統
機器人的一個重要應用是希望其能夠在狹小空間里開展探測或是執行任務。目前,微納型醫療機器人及軍用偵察機器人正成為服務機器人研究的一個熱點,而其核心技術在于創新并集成多功能低功耗傳感及驅動模塊。
機器人產業市場及發展前景
據國際機器人聯合會統計,2011年全球工業機器人市場銷售達16.6萬臺,同比增長38%,其中中國銷售2.26萬臺,同比增長51%。2011年中國工業機器人市場規模突破100億元,同比增長50%以上。從應用行業角度來看,工業機器人最早應用于汽車行業,2011汽車行業工業機器人市場份額超過40%。電子、機床、食品飲料煙草為其他主要應用行業。
國際工業機器人技術日趨成熟,已經成為一種標準設備而得到工業界廣泛應用,從而也形成了一批在國際上較有影響力的著名工業機器人公司,這些公司目前在中國的工業機器人市場也處于領先地位,具體來看又可分為“四大”及“四小”兩個陣營:“四大”即為ABB、FANUC、安川及KUKA;“四小”為OTC、松下、那智不二越及川崎。國內也涌現了一批工業機器人廠商,這些廠商中既有像新松這樣的國內機器人技術的引領者,也有像南京埃斯頓、廣州數控這些伺服、數控系統廠商。
目前中國工業機器人使用密度不足世界平均水平的三分之一,只是機器人使用密度高的國家如日本的二十分之一,韓國的十九分之一,德國的十七分之一,離制造業發達國家差距還很大,但是相較于中國當前工業制造業轉型升級之際,對于先進工業機器人的應用領域將越來越廣,所以未來中國機器人市場前景廣闊。據國際機器人聯合會預測,2015年全球工業機器人市場銷售達20.75萬臺,其中中國銷售3.5萬臺。
我國機器人產業發展建議
以機器人為代表的智能制造是第三次工業革命的重要組成部分,我國應該抓住這次機遇,制定相關政策措施,大力發展我國的機器人產業,提升我國制造業水平,加速實現我國產業結構調整和優化升級。
一是國家政策支持。國家政策支持是加速高新技術產業化的重要前提,機器人屬于國家戰略性高技術,是多項前沿技術和綜合實力的體現,國家已經制定了一些規劃,但還需進一步落實相關政策并對產業加以管理和引導。國家在資金、稅收等各個方面給予一定的優惠政策,把機器人產業發展納入到重要產業政策中,鼓勵企業采用國產機器人。
二是推動產學研聯盟建設,形成強大的研究、開發和應用隊伍。工業機器人涉及機械、自動化、計算機、人工智能等諸多學科,只有將國內所有力量組織起來,群策群力,才能將技術研究搞上去,并與國外大公司進行競爭。
三是盡快改變關鍵元器件主要依賴進口的局面。成本和整體解決方案已成為企業選擇工業機器人的首要因素,成本居高不下是制約國產機器人進一步發展的關鍵因素之一,除了受到批量較小影響外,國產機器人發展主要受到關鍵元器件價格的制約。
四是除了努力提高工業機器人性能外,我國還要大力加強大型、專業應用工程軟件開發工作。在工業機器人作業系統中,周邊裝備和控制單元占總成本的80%,這些裝置的研發與集成決定著整個作業系統的開發周期,其技術性能直接影響系統的生產效率和產品質量,機器人作業系統開發已成為制約工業機器人推廣應用的關鍵因素之一。
李飛軍
項目簡介:
該項目是針對當前桑拿室、蒸汽室內,溫度高、濕度大、缺氧環境中人們洗浴時普遍產生憋悶、眩暈、虛脫等現象而研制的一種專用保健清涼補氧裝置。
它具有使用安全、方便、舒適、成本低廉、補氧保健等獨特的優點。在洗浴的同時可以吸氧,滿足消費者的生理、心理需要,消除洗浴時的不適感覺,又能使消費者充分享受到“氧吧”帶來的健身和保健的效果。屬桑拿室、蒸汽室等洗浴服務場所必備的附屬設施。
將其安裝在桑拿室,蒸汽室內,蒸浴者只要拉下清涼補氧罩,其控制開關便會開啟,向蒸浴者面部噴送氧氣。使頭腦更加清晰,達到雙重健身的效果。當蒸浴者停止蒸浴想要沖涼時,只需推起清涼補氧罩,其控制開關便會關閉停止供氧。
市場前景:
近年來,由于人們消費水平的不斷提高,桑拿、洗浴中心已成為每個城市休閑、娛樂不可缺少的場所且極為火爆。城市、城鎮洗浴服務行業急劇增多,呈現出前所未有的市場競爭勢頭,不少商家為了搶占市場先機,不惜重金裝修門面、更換豪華洗浴設施,但仍然改變不了人們在桑拿室、蒸汽室洗浴時產生的“不適”感覺。該補氧罩的研制成功,不但可以彌補桑拿室、蒸汽室的現有缺陷,更能起到良好的保健作用,特別是對中老年洗浴者和高血壓、心臟病等洗浴者尤為適宜。
效益分析:
桑拿室、蒸汽室專用清涼補氧罩的主體結構為注塑件,生產、加工、安裝較為簡單,其全部投資約為50萬元人民幣,每具成本約合人民幣100元左右,售價在500-1000元之間。實際市場需求量可達每年15萬具左右。
燃氣灶自動關氣
耿進京
項目簡介:
為了解決現有燃氣灶在使用中,普遍存在著因忘記關火不安全隱患,一種燃氣灶自動關氣閥應運而生,填補了各種燃氣灶在技術領域和安全使用方面的空白。
燃氣灶自動關氣閥設計合理,體積相當于香皂盒大小,占用廚房面積小,安裝簡便,可不需要專業人員上門安裝、調試。用戶一看就會,只需將本產品安裝在方便使用的地方(墻上或平放),用軟管串接在氣源與灶之間即可。它使用簡便易懂,若要使用時,選好定時時間,然后打開灶具上的點火開關即可。
其主要構件是關閉閥。設計獨特,閥體采用金屬精制而成,關閉件選用了精密制作的特殊瓷質材料,密封件是由防油、防腐雙重膠圈組成,本關氣閥其特點起到了耐磨損、防各種腐蝕的作用,所以通用于液化氣灶、煤氣灶、沼氣灶和天然氣灶。
市場前景:
本產品的銷售覆蓋面大、普及面廣,潛力大,據了解在我國的大、中、小城市及周邊區域,使用煤氣灶、液化氣灶的用戶較為廣泛普遍。因此,只要將本產品宣傳到位,經廣大用戶使用以后,會得到認可,對推廣和應用起到巨大的轟動效應,其銷售前景可觀。
效益分析:
本產品可在全國各城市及縣、區的燃氣公司、液化氣站炊具、燃氣具專業市場等有關部門設點銷售。產品銷售價在40―60元1個(相當于一瓶液化氣的價格),所以本產品的銷售量和利潤是不可估量的。
自動電控防盜組合存車架
朱有土
項目簡介:
從安防原理上看,它是人防、物防、技防三位一體,機電一體化技術構成遙控防盜系統。從功能上講,它可起到防竊車,有序存放車及防止倒車打破車燈和后視鏡等功能。從設置成本上講,采用成本轉移法,使置業成本和車主使用費用分離。
它由自動遙控組合車架,遙控主機(包括電源)、報警器及管理員四部分組成。其中自動遙控組合存車架(也稱地鎖)包括:組合車架、自動遙控防盜地鎖、車控電路三部分。
適用范圍:
該系統可靈活、方便地組合成4―256個車位的存車處。非常適合自行車、電動自行車集中存放。例如:商場、超市、廣場、劇院、車站、碼頭、風景點;機關、學校、醫院;小區、街道等臨時或固定存車。存車處的管理員可單設,也可由原有書報亭管理員,門衛或保安兼任。
效益分析:
投資開家車庫生產廠:只要有一般機械加工能力和電路板加工能力即可。無污染源。綜合成本150元/位,銷價300元/位,利150元/位,利率1 50%。
置業者:100個車位需3萬元。收取存車費:自行車0.5元/次,電動車1.0元/次,摩托車1.5元/次,平均0.8元/次,不算復存。日收入:80元/次。
隨身用方便飲水器
林 山
項目特點:
為解決正處于駕駛狀態的汽車司機能隨時、隨地、隨意,自主實現無灑漏喝水飲茶的問題而設計的方便飲水器,首次對現有的飲水器具進行了徹底技術革命。它的核心技術充分體現在其良好的使用價值中:使人們的飲用完全實現機械自動化;特殊的容器結構,不僅更便于人們沏茶而且能保證以合適的溫度飲用。
投產條件:
它的主體可采用模具工藝生產,零配件又均為可外購的標準件;制造材料為生產現有飲水器具的所有材料。因此,它的投產條件為:具有滿足模具工藝生產所需的設備、設施即可,生產場地視其規模大小而定。一條生產能力為1000萬個/年的生產線的設備、設施一次性投資總額為人民幣100萬元左右。
成本及利潤評估:
在大批量生產情況下:其單個成本如塑料制品為人民幣5元左右;不銹鋼制品為人民幣8元左右。若僅以司機為銷售對象計:全國司機估計不少于5000)5人,愿意立即購買的人數比例估計為10%,每個產品利潤僅估計為1元,僅此行業先期利潤至少有500萬元。其整個飲水器具市場的經濟效益更是非??捎^了。
保溫盆浴罩
馬本國
項目簡介:
本產品是專業針對城鎮和農村無浴室家庭及兒童設計的。其結構簡單、方便實用、收藏方便、生產成本低廉,具有很強的保溫效果,在寒冷季節市場前景絕對廣闊。
項目背景:
現在我國,農村很多在使用浴盆,由于浴盆周圍缺乏保溫措施,一部分水還要濺出盆外,在溫度較低的時節使用很不方便,還容易感冒,因此人們在浴盆上加上浴罩來解決這一問題,現有的浴罩支撐框架較大,大多需要固定在屋頂或墻壁上,操作復雜,不易于移動,也不易清洗。
效益分析:
目前市場上的類似洗浴用品都不成熟,設計不合理,有很多缺點,真正有好效果的產品也非常少。本實用新型保溫盆浴罩就彌補了以往同類產品的不足,現在生產一個保溫盆浴罩的成本在15元左右,零售價格38元。
開家保健果蔬店
黃 風
項目介紹:
保健果蔬狹義的解釋為具有保健功能的食用植物和果實。它們有些是大家司空見慣的植物,如魚腥草,玫瑰花等,有些是具有醫療美容功能的蘆薈、補腎草、牛蒡等,有些是本地本國的植物,有些是國外的品種。開家保健果蔬店的經營過程,就是將各種各樣的保健果蔬集中起來提供給消費者選擇。
推薦理由:
經營保健果蔬,不僅與保健、營養、美容緊密相關,而且它不只擁有概念上的噱頭和亮點,還擁有實實在在的功效。保健果蔬由于實用性和新穎性皆具備,相對容易實現特許經營和樹立口碑。
投資條件:
投資經營保健果蔬的經營者在市郊租一畝左右大棚苗圃,苗圃總的要求不高,有水和交通便利即可。初期的薄膜等投資2000元足夠,租金大概500元/月,雇請農工400元/月。支出概算為1萬元/年。
一、參與重大技術攻關項目建設,開發具有自主知識產權的高新技術產品。
方略:
根據“十一五”規劃及“科教興區”規劃綱要要求,參與**市產業化重大技術攻關項目建設,重點確定并攻克一批符合我區產業導向,市場前景好,產業關聯度大,具有自主知識產權的關鍵技術、共性技術和標準技術,使我區輸配電、電子信息、精細化工、生物醫藥、農產品深加工、游艇產業、物流裝備產業達到國內先進水平。以科技創新基金計劃項目、高新技術成果項目、重點新產品和火炬計劃為引導,實施并轉化一批技術處國內領先和國際先進的高科技項目。
行動目標:
科技進步貢獻率每年以2%的速度遞增,到**年,達到65%以上。組織實施各類科技計劃項目500項,到目標年累計實現產值10億元,優化區域產業和產品結構,提升核心競爭力,使企業依靠科技進步,增加科研投入,壯大實力,拓展市場。創國家級、**市名牌和著名商標30項;專利申請達到3000件以上。規模企業每萬元產值消耗能源折標煤為0.15噸,比“十五”末下降27.3%;循環經濟發展模式在企業中得到推廣和應用。
主要措施:
1、瞄準先進適用技術,加強對本區高技術產業有決定意義的技術預見和技術創新,以信息化帶動工業化,實施有利于推進**經濟加速發展的科技項目計劃,加快產業鏈間互補整合,積極跟蹤國內外先進技術和最新成果,推動一批重大科技項目的產業化。
2、根據我區產業導向,圍繞新能源、電子信息、通訊設備、生物醫藥、新材料等重點發展領域,拓寬技術創新源頭,加快產品開發和技術攻關,注重科技進步貢獻比重大,對經濟支撐力度大的項目的實施。
3、在科技項目層次上廓清來源、層次、等級,以國家、市、區三級創新基金計劃項目、高新技術成果項目、重點新產品和火炬計劃為引導,通過財政資金及企業投入共同作用,扶持一批技術處國內領先和國際先進的高科技項目,加強科技企業對關鍵技術和共性技術的研發攻關、引進、吸收、消化,增強自主創新能力、轉化實施能力、規模經營能力、市場競爭能力。
4、加強科技創新軟環境建設,引導企業實施創新項目過程中,在技術改進、管理方式、質量控制、市場渠道等內容的完善和進步,樹立科學管理、科技進步的企業發展觀。對承擔項目的主要科技人員創造寬松工作和生活環境,給予各種優惠政策,激勵他們的持續創新蘊能。
二、依托產業園區和制造業基地,建設一批技術研究中心、重點實驗室。
方略:
根據我區的產業坐落格局,在各大開發區、制造業基地、產業園注重規模企業的科技創新程度的提升,抓緊引進和建設一批企業技術研究中心、市級重點實驗室、市級重點工程研究中心等,特別是以**化工區**分區、**綜合工業區(**園區)、閔行出口加工區內大企業為重點,加快推進以企業為主體、產學研結合的技術創新體系建設。通過企業技術中心建設,使技術中心真正成為企業新產品、新技術的研究開發中心、產品和技術發展的決策咨詢中心、產學研聯合和對外合作交流中心和人才凝聚中心。依托海灣大學園區等知識創新區建設,推動“三區聯動”合作體系建立,積極研制開發具有自主知識產權的核心技術和產品,不斷提升企業競爭力,為企業在市場競爭中不斷發展壯大提供強有力的保證和支撐。
行動目標:
十一五”期間,通過財稅、金融、政府采購、科技計劃等方面的政策措施,鼓勵和引導企業成為研究開發投入的主體、技術創新活動的主體和技術集成應用的主體。實施技術創新引導工程,在我區形成一批擁有自主知識產權、自主品牌和持續創新能力的創新型企業,創建國家級、市級、區級技術中心達到20家,新產品產值率達到35%以上,規模企業科技開發費用投入占銷售收入的比重達到3%以上。
主要措施:
1.要加快推進以企業為主體、產學研結合的技術創新體系建設。幫助企業建立規范化的現代企業制度運行機制,企業領導者具有較強的技術創新意識、市場開拓能力和較高的經營管理水平。
2.衡量和建立主營能力強、效益好的企業檔案庫,將其納入創建技術研究中心的培育序列。進而確保新產品利潤占企業總利潤的30%以上,資產負債率60%以下。企業每年用于研究開發經費,占銷售收入的1%以上,保證逐年增加企業研發費用及中心建設經費。
3.鼓勵企業建立具有一支素質較高、結構合理、相對穩定的工程技術人員隊伍,能夠承擔企業研究開發和新產品試制任務,企業研發中心人數一般占企業職工總數的10%以上,其中高級工程技術人員不能低于企業研發中心總人數的5%。
4.建立緊密的產學研合作機制,使重點實驗室、工程研究中心、技術中心具備研發、中試、工程化研究所需的儀器、場地、設備、檢測等科研設施,有為企業更新換代、引進技術再創新的能力和條件。
三、激發企業技術創新的主體活力,壯大高新技術產業群,扶持若干科技“小巨人”。
方略:
圍繞重點高新技術領域和重點高新技術企業,根據我區“
四、
六、七”產業布局特征,在促進電子通訊、電力裝備、精細化工、光機電一體化等優勢產業的同時,在數字信息、生物醫藥、新材料、環保節能等重點領域有所突破,提升我區高新技術產業水平和能級,建立布局合理、權重突出的高新技術產業群。重點挖掘、培育扶持科技型、實業型、有效益的科技“小巨人”企業,壯大發展這支重要的經濟和科技力量。建立適應現代企業制度的管理、營銷機制,促進科技企業在我區形成星羅棋布的覆蓋,使企業真正成為研發投入的主體、技術創新活動的主體和創新成果應用的主體。
行動目標:
到**年,市、區兩級高新技術企業總數達到200家,實現銷售額200億。高新技術產值占規模工業企業產值比重達35%以上,高新技術企業科研開發經費投入占銷售收入的比重為5%以上,形成特色鮮明、優勢突出、產業銜接、輻射明顯的新型產業體系。
主要措施:
1、集群創新,擴大高新技術企業群體。圍繞重點高新技術領域和重點高新技術企業,根據我區“
四、
六、七”產業布局特征,以七大產業基地為中心,匯聚發展一批高新技術企業,形成特色鮮明、優勢互補、產業銜接、輻射明顯的新型產業體系。在促進電子通訊、電力裝備、精細化工、光機電一體化等優勢產業的同時,在燃料電池、生物醫藥、新材料等重點領域有所突破,加強成熟技術的集成創新、融入本土特色的創新,形成整體的創新優勢,提升我區高新技術產業水平和能級,建立布局合理、權重突出的高新技術產業群。
2、塑造產值高、規模大的高新技術企業群,創造條件使高科技“領軍”企業脫穎而出。到**年以數家高科技行業的“領軍”企業為先導,在先進制造技術、精細化工、生物醫藥、現代農業技術四塊重點高新技術領域,通過幫助企業建立重點實驗室、研發中心等形式領銜實施一批重大技術專項計劃,使之成為我區新經濟的領頭羊。
3、培育科技“小巨人”企業。將區內重點科技企業納入發展體系,每年滾動扶持10家以上符合支持條件極具潛力的企業,對在實施期內效益明顯提高的企業,在政策上、項目上、資金上給予集中扶持,促進企業滾動發展、快速壯大,成為實力型的高新技術企業。到**年重點扶持成長性良好,屬地化、實業型的民營科技企業群體,通過3年時間使每家企業實現產值翻一番,成為管理制度完善、技術裝備先進、市場定位準確、競爭力明顯、具有高成長性的科技性規模企業。
四、完善科技服務平臺,推進高科技成果轉化和孵化基地的建設。
方略:
科技園區和產業化基地的建立發展,有利于其成為新型工業化先導區、項目轉化的示范區及科技創新與高新技術產業的重要基地,更是落實“科教興市”戰略部署的具體實踐。應沿著科技成果“孵化、轉化、產業化”的路線圖,著力為之,上下聯動,合力打造核心科技競爭力,為加強創新體系建設提供強大支撐。
行動目標:積極創造條件,加快**市高新技術成果轉化(**)基地建設,推進科技成果產業化,到**年爭取基地高轉項目年銷售額達10億元以上,在基地內培育出一批有較強競爭力的科技成果轉化骨干企業。放大現代農業專業孵化器的撫育作用,以此為基礎加快啟動實施“**市現代農業服務區”工程,使之成為集現代農業技術的科研開發、技術測試、成果孵化、產業聚集、配套服務多元一體的載體。
主要措施:
1.整合資源,精心規劃,市區聯動,政策傾斜,創造和基地發展相配套的各種優越條件。吸引符合優質科技項目向基地集聚,順利實施產業化。
2.利用各類高新產業向市郊轉移的時機,盤活存量土地資源,集聚一批重點成果注入產業化基地,促進產業集聚、資金集聚、知識集聚、人才集聚,突出特色,建設產業鏈。
3.科學論證,分類指導,建立科學完善的科技成果評估機制,跟蹤產業導向,注重項目成熟度、市場前景以及與優勢產業相銜接的程度,追求產出的效益最大化。
關鍵字:變頻器;矢量控制;應用
0 引言
隨著電力電子技術、功率半導體器件及變頻控制理論的快速發展,作為智能控制電源的變頻器已被廣泛應用于各行業。變頻器主要根據電動機的特性對供電電壓、頻率進行適當控制,主要控制方式有V/F控制、矢量控制、直接轉矩控制等,不同的控制方式所得到的調速性能、特性以及用途各不相同。其中,矢量控制技術以其新穎的控制思想,優良的動靜態性能受到了普遍的關注并得到迅速的發展。但矢量技術在國外應用較為成熟,國內還處于初級階段。本文將根據矢量控制變頻器的特性對其進行較全面的介紹。
1 矢量控制的基本思想
由電機學可知,任何電動機產生電磁轉矩的原理,在本質上都是電機內部兩個磁場相互作用的結果,因此各種電動機的電磁轉矩具有統一的表達式[1],即
■ (1-1)
式中, np : 電機的極對數;FT 、FT :定、轉子磁勢矢量的模值; Φm :氣隙主磁通矢量的模值;
r 、 r :定子磁勢空間矢量FT 、轉子磁勢空間矢量分別與氣隙合成勢空間矢量 FT 之間的夾角
圖1 直流電機(二極)磁勢、磁通空間矢量圖
由圖1可以看出,主極磁通和電樞電流方向(指該電流產生的磁勢方向)總是互相垂直的,二者各自獨立,互不影響。此外,對于他勵直流電機而言,勵磁和電樞是兩個獨立的回路,可以對電樞電流和勵磁電流進行單獨控制和調節,達到控制轉矩的目的,實現轉速調節。可見,直流電機的電磁轉矩具有控制容易而又靈活的特點。
圖2 異步電動機的磁勢、磁通空間矢量圖
由式(1-1)及圖2所示的異步電動機磁勢、磁通空間矢量圖可以看出,通過控制定子磁勢 Fs的模值、或控制轉子磁勢的Fr的模值及它們在空間的位置,就能達到控制電機轉矩的目的??刂艶s模值的大小、或Fr模值的大小,可以通過控制各相電流的幅值大小來實現,而在空間上的位置角θs、θr,可以通過控制各相電流的瞬時相位來實現。因此,只要能實現對異步電動機定子各相電流(iA、iB、iC)的瞬時控制,就能實現對異步電動機轉矩的有效控制。
2 工作原理及控制種類
2.1 工作原理
矢量控制理論是上世紀70年代西門子工程師F.Blaschke首先提出來解決交流電機轉矩控制問題。其基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量,根據磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制,從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量 (勵磁電流) 和產生轉矩的電流分量 (轉矩電流) 分別加以控制,并同時控制兩分量間的幅值和相位,即控制定子電流矢量,所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。矢量控制算法已被廣泛地應用在siemens,AB,GE,Fuji等國際化大公司變頻器上【2】。
2.2 矢量控制方式
(1)基于轉差頻率控制的矢量控制方式
它的控制思想是在進行U / f =恒定控制的基礎上,通過檢測異步電動機的實際速度n,并得到對應的控制頻率f,然后根據希望得到的轉矩,分別控制定子電流矢量及兩個分量間的相位,對通用變頻器的輸出頻率f進行控制。
圖4 基于轉差頻率的異步電動機矢量控制結構原理圖
由圖4可見,轉差頻率間接矢量控制的磁鏈定向由磁鏈和轉矩給定信號確定,靠矢量控制方程保證,并沒有用磁鏈模型實際計算轉子磁鏈及相位,所以屬于間接的磁場定向,但由于矢量控制方程中包含電動機轉子參數,定向精度仍受參數變化的影響。但總的來說,轉差頻率間接矢量由于具有動態性能好,調速范圍寬的優點,在實際生產中受到很大歡迎,應用極為廣泛。
(2)無速度傳感器的矢量控制方式
它的基本控制思想是根據輸入的電動機的銘牌參數,按照轉矩計算公式分別對作為基本控制量的勵磁電流(或者磁通)和轉矩電流進行檢測,并通過控制電動機定子繞組上的電壓的頻率使勵磁電流(或者磁通)和轉矩電流的指令值和檢測值達到一致,并輸出轉矩,從而實現矢量控制。
圖5 無速度傳感器矢量控制系統方框圖
如圖5,該系統具有較高的穩態轉速精度、轉速跟隨性能和負載抗擾性能,具有較大的
實用價值。無速度傳感器矢量控制通用變頻器已成為新一代高性能通用變頻器的發展方向。
(3)有速度傳感器的矢量控制方式
它主要用于高精度的速度控制、轉矩控制、簡單伺服控制等對控制性能要求嚴格的使用場合。在該方式下采用的速度傳感器一般是旋轉編碼器,并安裝在被控電動機的軸端,而不是象閉環v/f控制安裝編碼器或接近開關那樣隨意。
有速度傳感器矢量控制方式的變頻調速是一種理想的控制方式,它具有可以從零轉速起進行速度控制,即使低速亦能運行,因此調速范圍很寬廣,可達1000:1;可以對轉矩實行精確控制;系統的動態響應速度快;電動機的加速度特性很好等優點。
3 矢量控制的優缺點及選型
3.1 矢量控制的優缺點
矢量控制可以使變頻器根據頻率和負載情況實時的改變輸出頻率和電壓,因此其動態性能相對完善。具有可以對轉矩進行精確控制、系統響應快、調速范圍廣、加減速性能好等特點。在對轉矩控制要求高的場合,以其優越的控制性能受到用戶的贊賞。
然而在實際應用中,由于轉子磁鏈難以準確觀測,系統特性受電動機參數的影響較大,且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜,使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果。
3.2 矢量控制變頻器選型時要確定以下幾點[3]:
(1)采用變頻的目的:恒壓控制或恒流控制等。
(2)變頻器的負載類型:如葉片泵或容積泵等,特別注意負載的性能曲線,性能曲線決定了應用時的方式方法。
(3)在使用變頻器驅動高速電機時,由于高速電機的電抗小,高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型,其容量要稍大于普通電機的選型。
(4)變頻器如果需要長電纜運行時,此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不足,所以在這樣情況下,變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
(5)對于一些特殊的應用場合,如高溫、高海拔,會引起變頻器的降容,變頻器容量要放大一擋。
(6)變頻器輸出頻率不同型號有不同的數值,根據變頻調速系統生產工藝的要求,選擇能滿足條件的變頻器和采用相應的控制方式。
4 常見故障及對策
變頻器本身具有相當豐富的異常故障顯示和保護功能。若保護功能動作時,變頻器立即跳閘,LED顯示故障代碼,或者將故障信息存儲在程序的某個參數內,使電動機處于自由運轉狀態到停止[4]。一般來說,變頻器常見的故障有以下幾個方面:
4.1 過流故障。它可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時間太短、負載發生突變、負荷分配不均,輸出短路等原因引起的。一般可通過延長加減速時間、減少負荷的突變、外加能耗制動元件、進行負荷分配設計、對線路進行檢查。如果斷開負載變頻器還是過流故障,說明變頻器逆變電路已環,需要更換變頻器[5]。
4.2 過載故障。包括變頻過載和電機過載。其可能是加速時間太短,電網電壓太低、負載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網電壓等。負載過重,所選的電機和變頻器不能拖動該負載,也可能是由于機械不好引起。如前者則必須更換大功率的電機和變頻器;如后者則要對生產機械進行檢修[5]。
4.3欠壓。常見原因為三相輸入電壓偏低、缺相或整流器缺相,電壓變換器功能異常造成,屬于變頻器電源輸入部分有問題,需檢查后才可運行。
4.4 過壓。一般是指直流過電壓,可能的原因有:三相交流輸入電壓異常,電壓變換器異常,加減速時間設定不正確等。前二者可用萬用表測量進行簡單判斷,而加減速時間設定不正常比較難以判斷,有可能因為負載變化后造成轉動慣量增大,減速時間參數沒有改變,造成減速時回饋能量來不及反饋回電網,導致變頻器直流電壓升高。可根據情況適當增大變頻器減速時間即可。
4.5 接地。故障原因比較少,使用萬用表或搖表根據變頻器說明書合理選擇測試點,即可判斷故障點。
4.6 特殊情況下的故障處理。如果出現變頻器能運行,但是電流顯示不正常,波動大,甚至過電流等特殊故障時,可采用將變頻器控制方式改為V/F控制方式運行,并檢查變頻器的器件如測速機、編碼器、輸出電纜或電機的工作情況去排除故障。
當然由于各廠家所生產的變頻器由于結構不同,采用的控制方式不同,出現的故障可能會表現為各種不同的現象。因此,排故時要根據變頻器的結構和控制原理采取相應的措施。
5 市場分析及預測
變頻器憑借其在速度和節能方面的優勢,廣泛應用在電力、紡織化纖、建材、石油、化工、冶金等行業。目前,國內變頻器市場中的廠商主要有國外跨國集團廠商、中外合作生產企業、國內生產企業。生產基地集中在長三角和珠三角。國外的品牌主要是德國西門子、瑞士ABB、富士等電氣巨頭,國內企業主要分布在北京、廣州、浙江、上海、四川、山東等地。國內企業的硬件設計水平與國外品牌相比差距不大,但在軟件方面差距明顯,國內變頻器企業以V/F產品為主,對于性能優越、技術含量高的矢量控制變頻器還較少。
據機電產品市場雜志社調查報告的數字分析,我國變頻器的市場潛力為1200億~1800億元。2008年我國中低壓變頻器市場總量約112.1億元。預計到2012年國內中低壓變頻器市場容量將超過190億元,高壓變頻器市場規模將達到148億元。特別是變頻器大容量化和小型化、專用化、軟件化、網絡化、綠色環保化且不可替代的發展趨勢,說明矢量控制變頻器的市場前景較為廣闊。
6 結語
矢量控制成功地解決了交流電動機定子電流轉矩分量和勵磁分量的耦合問題,實現了交流電動機電磁轉矩的實時控制,提高了交流電動機變壓變頻調速系統的動態性能,具有明顯的優越性。但在實際應用中,矢量控制存在有轉子磁鏈難以準確觀測,系統特性受電動機參數的影響較大,矢量旋轉變換較復雜等缺點,使得實際的控制效果和理想分析的結果有一定差距。因此,控制技術的研究和改進是一個不斷探索的過程。
參考文獻:
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作者簡介:
裝備制造業是國民經濟的基礎產業,也是重要的支柱和戰略產業。國家站在全局和戰略的高度,作出了振興裝備制造業的重大部署,出臺了《關于加快振興裝備制造業的若干意見》等一系列指導性文件。省委、省政府高度重視裝備制造業發展,把今年確定為“裝備制造業發展年”,啟動實施了“裝備制造業行動計劃”。作為老工業基地,未來一個時期裝備制造業能不能實現又好又快發展,關系推進區域性現代化中心城市和全面建設小康社會進程,關系工業化和現代化建設大局?;谶@一認識,目前我們正在搶抓機遇,乘勢而上,全力實施裝備制造業振興工程。總的構想是:以提高產業綜合競爭力為目標,以資源整合、資產重組和產品結構調整為突破口,充分發揮工業基礎、市場集散、科技人才等優勢,堅持市場競爭與政策扶持相結合,自主創新與再創新相結合,總量增長與轉變增長方式相結合,產業調整與深化改革相結合,大力扶持重點企業、重點產品和關鍵技術,加快把建成西部地區重要的裝備制造業基地。力爭“十一五”期間,全市裝備制造業增加值年均增長20%以上,突破50億元;規模以上裝備制造企業銷售收入年均增長20%,達到165億元。為實現這一目標,我們將在六個方面進行重點突破:
第一,加快基地建設,培育產業集群。重點建設空港循環經濟產業園區、七里河區、經濟技術開發區、榆中和平開發區四大裝備制造業基地。空港循環經濟產業園區以吉利汽車、機電及變壓器等產品為主,進一步完善產業規劃,鼓勵國內外知名企業投資建廠和市內現有企業“出城入園”。七里河區以一批優勢企業為龍頭,整合現有資源,盤活存量資產,延伸產業鏈,重點做大做強鉆、采、煉三大主導產品。經濟技術開發區以安寧新城區建設為契機,以出口創匯和利用外資為主,培育具有自主知識產權的高科技產業和機電一體化產品。榆中和平開發區依托金川科技園等企業和大學城的科技人才優勢,合理規劃引進具有一定規模的大企業和大項目,加快形成裝備制造業發展的“新高地”。
第二,突出重點領域,堅持優先發展。從產業結構特點出發,優先發展汽車及零部件制造,以吉利汽車、宇通客車、蘭駝集團等企業為龍頭,逐步把汽車總裝發展成為整車制造;優先發展石油鉆采及煉化裝備,通過創建石化機械工業基地,建設石化裝備研發中心,發展配套產業和中場產業;優先發展電工電器設備,注重發揮現有優勢,大力發展大中型電機、送變電控制設備等附加值高、市場前景好的產品;優先發展通用及專用機械設備,推行綠色制造技術,加快形成泵、閘、閥三大產業帶和風力發電專用設備制造體系;優先發展電子通信設備與儀器儀表,形成以軍工、航空航天等機電設備為主,輻射汽車電氣設備、醫療設備、節能環保等產品的高新技術產業鏈條。
第三,堅持項目帶動,夯實發展后勁。進一步加大現有裝備制造企業的技術改造力度,有重點地引進高新技術和裝備,逐步淘汰落后的工藝和設備,不斷提升企業技術水平。圍繞增強自主創新能力,加速推進擁有自主知識產權項目的產業化,重點實施以吉利轎車生產、大型壓力容器擴能改造、半導體集成電路加工關鍵工藝設備升級、單螺桿泵生產線技術改造等項目為龍頭的十大工程,總投資195億元。項目全部建成投產后,年銷售收入可達57億元,利稅約10億元,將有效提升裝備制造業的綜合競爭力。
第四,強化技術創新,提升競爭水平。加快建立以企業為主體、科研院所為技術支撐的研發制造體系,促使條件成熟的企業盡快建成國家和省級技術中心和研發中心,支持企業同科研院所和大專院校開展研發合作,建立面向行業的研發基地,不斷增加研發投入,提升科研、設計、制造水平。加快用信息技術和高新技術改造提升裝備制造業,重點在機電一體化、數字化、智能化工業控制系統技術,節能型、環保型、柔性化制造等關鍵技術的攻關上取得突破,在鑄造、鍛造、熱處理、電鍍等機械基礎領域積極采用新技術、新材料和新工藝,推行綠色制造。
第五,實施品牌戰略,拓展市場空間。按照“振興壯大老品牌、培育發展新品牌、引進嫁接知名品牌”的思路,堅持實施品牌戰略,重點培育和扶持技術含量高、市場容量大、經濟效益好的產品,鼓勵同類型企業進行資本、技術、人才優化組合,鼓勵上規模企業進行制度創新,支持成長型企業同國際知名企業進行技術和品牌合作,鼓勵企業向園區集聚,發揮支柱產業、特色產業的群體優勢,形成區域品牌。力爭未來五年內培育30戶年銷售收入過億元的企業和15個有競爭優勢的產品,培育2-3個“制造”的中國名牌和有特色的馳名商標,并促進條件成熟的企業加快上市步伐。
一、熱機科技體制改革是為熱機科技開發提供良好環境條件的先決條件
目前,熱機科技體制存在著諸多弊端,如在科技投資體制方面,仍基本是科研事業費投入與科研課題不直接掛鉤的按人數撥款體制,“坐、等、要”的觀念和“吃皇糧國稅”的思想仍較為嚴重;在競爭激勵方面,科技人員的待遇與承擔的任務沒有直接聯系,仍處于吃“大鍋飯”的狀況;在人才流動方面,還沒有建立起有效的人才流動機制,該留的留不住,該分流的無法分流;在技術力量方面,科技人員數量不足、知識結構單一、高層次人才缺乏、年齡結構不合理,不能適應機電一體化等高新技術熱機產品的開發;在科研條件方面,科研設備與檢測儀器陳舊匱乏等。以上幾方面的原因制約了熱機科技開發與科研機構的生存和發展,因此,必須進行熱機科技體制改革,為熱機科技開發提供良好的環境條件。筆者提出以下一些建議與同仁共商。"熱機科研開發機構企業化,將其推向熱帶農業建設主戰場在目前進行科技體制改革的形勢下,熱機科研單位應大膽地進行改革,將所承擔的公益性工作和科技開發工作分開,進行分類管理,公益性工作由國家撥款支持,但內部人事制度和分配制度要進行改革,把工資與工作任務相聯系??萍奸_發工作實行企業化管理,國家對科技開發工作的經費支持應以支持科研項目為目標,使科研單位逐步由事業法人變為企業法人,成為科工貿一體化的科技企業;或與有實力的熱機企業相互參股改造成股份制企業。同時,改革內部機制,科研經費投入由“養人”變為“辦事”,采取切實可行的措施培養和引進高科技人才,充分利用沿海開放地區的有利條件,強化國外高科技技術引進、消化、吸收和創新,大幅度提高新產品的開發能力。"建立熱帶農業機械工程技術研究開發中心根據熱機行業的現狀和發展趨勢,適宜建立一個熱機工程技術研究開發中心,形成以熱機市場為導向,以熱機科研機構為核心,以熱機企業為基礎,以技術開發合同為紐帶的互惠互利、行業共同發展的運行機制?!爸行摹钡慕涃M一部分依托于熱機企業,另一部分由熱機主管部門擔保的銀行科研借貸款,再一部分為“中心”多渠道自籌資金,全部經費用于風險投資和有償使用,使“中心”成為熱機行業的高技術研究和新產品開發的基地。"建立互惠互利的熱機推廣服務網絡目前,熱機科研開發機構的推廣工作仍處于自我推銷的層次,沒有形成推廣和服務網絡。應采取切實可行的措施,建立推廣服務網絡,如對中小型熱作機械可采用與鄉鎮農機站進行合作,由科研開發機構負責機械設備的開發并對農機站推廣服務人員進行培訓,鄉鎮農機站負責推廣和售后服務,對大型熱作機械,開發機構可多方籌措資金,組建熱機服務隊,進行熱帶農業機械化服務,以此帶動農機站或有經濟實力的專業戶購機組成服務隊,這樣就可建立起不同層次、不同形式的農機推廣和服務網絡,促進科研與生產的結合,推進農業產業化進程。
二、重點開發適合家庭種蔗農場與種蔗專業戶的小型甘蔗收獲機械
甘蔗是熱帶地區種植面積最大的熱帶作物,年在我國種植面積達’多萬公頃。每年廣東、廣西和海南等地甘蔗收獲時,由于勞動強度大和季節性強而成為蔗農最頭疼的問題,不得不雇用數十萬南下民工砍蔗應急。早在(’年代,甘蔗收獲機械就得到了華南各省區農業主管部門的重視,研制了適合當時集體作業形式的甘蔗中型收獲機,也研制了少量的小型甘蔗收獲機,但是,技術性能都不穩定,推廣一直受限制,以至現在的甘蔗收獲,絕大部分仍依靠人工進行。在我國已投入市場使用的近’萬合收獲機中,甘蔗收獲機是廖廖無幾。根據這種情況,“先從研制適合種蔗農場和個體種蔗專業戶并按砍蔗農藝分段作業的小型甘蔗收獲機械突破,以解決當前的實際問題,然后大中型機共同發展,以中小型機為主”的甘蔗收獲機械開發思路,應是熱機科技開發部門值得重視的問題。