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工业4.0与气动产业 转型升级的机遇和对策
2017-09-12 10:02:42 来源: 作者: 【 】 浏览:240次 评论:0

2013年4月,在汉诺威工业博览会上,德国提出了“工业4.0”的概念以后,引起了世界制造业的广泛关注。德国气动行业对工业4.0持特别积极态度,有的气动厂商已经创出工业4.0的模板数字化工厂,还开设了工业4.0培训班。德国工业4.0的战略是由世界最知名的气动企业德国的费斯托为主提出的。可想而知,气动产业对实施工业4.0的重要地位和意义。

  什么是工业4.0呢?德国工业4.0工作组撰编的《实施工业4.0攻略的建议》文件提到:智能工厂构成了工业4.0的一个关键特征,能够管理复杂的事物,不容易受到干扰,能够更有效地制造产品。在智能工厂里,人、机器和资源如同在一个社交网络里自然地相互沟通协作。将资源、信息、物品和人进行互联,从而造就物联网和服务。这种技术被描述为工业化的第四个阶段,即工业4.0。



  中国业界对工业4.0更是开展了热烈的讨论,也引起了政府的重视。中国的工业制造业,许多领域还处于“工业2.0”向“工业3.0”的过渡阶段。包括气动、液压、密封件等基础件的生产领域。对照气动行业的现状,从国家“十一五”规划提出转型升级以来,我们的企业除了在生产设备上有了较大进步外,总体的差距没有明显的缩小。如何抓住工业4.0的机遇,缩小与国际先进水平的差距,已成为一个十分重要的课题。

  奉化气动企业和国内产业的现状

  奉化气动产业是中国气动产业的一个缩影,基本能代表全国的水平。但与德国费斯托、日本SMC等国际顶级企业的差距还相当大。

  产业规模



  经过多年发展,我国气动行业已经形成门类较为齐全、具有一定规模和国际竞争力的产业体系。目前,我国现有气动企业约1000家,其中规模以上约占10%,主要集中在奉化、乐清、无锡、肇庆以及北京、上海、慈溪、济南、烟台、威海等地。现有浙江奉化气动产业群、浙江乐清气动产业群、江苏无锡气动产业群、广东肇庆气动产业群。奉化现有气动企业约300家,数量和规模约占全国的30%以上。在中国液气密协会的推动和培育下,2010年国家认定奉化气动产业为“国家气动产业集群示范基地”。

  品种与技术水平

  我国气动企业生产的气动元件品种,基本上包含了气动各大类产品,即:气源处理元件、气动控制元件、气动执行元件、气动辅件、气动系统与气动机械等,总计有品种约2200个,规格约12000个。能满足国内多数行业中低端市场配套要求。

  主导产品约80%属20世纪八九十年代国际水平,约10%属20世纪90年代末国际水平,只有少数主导产品达到当今国际水平。奉化“亚德克”与国内企业相比,处于领先水平。

  研发能力与创新成果

  据国家气动行业“十三五”发展规划,对我区27家规模以上企业调查发现,都建立了研发机构,有高新技术企业24家,省、市级研发中心10家。初步统计,“十二五”期间,27家重点企业已拥有国家发明专利46项,实用新型专利414项,共107项新产品分别获中国液气密工业协会、市级以上技术进步奖。成立了“宁波市气动产业技术创新战略联盟”。

  根据重大装备技术配套需要,我国高校和部分企业自主创新,开展了气动核心技术及前沿基础技术的研究,取得突破,并有部分成果已产业化应用,取得佳绩。如“电磁阀超低功耗技术”,使功耗降低80%、驱动力提高50%;“非接触吸附装置”,用于硅晶圆、液晶基板、太阳能电池板的非接触传送,可以扭转完全依赖进口的局面;“智能气动管网调节技术”,能根据工厂对压缩空气需求自适应调节流量;为医疗行业研发成功能实时评估呼吸力学参数的“高端呼吸技术”;“基于稳定平台的气压自动抛绳装置”,为船舶、舰艇配套;“气动伺服控制阀、伺服气缸”“超高压气体压力调节阀”等用于国防军工。以上成果达到国际先进水平,个别属领先水平。奉化的企业,有开始研发和生产伺服系统、智能化生产设备等跨出气动元件产品范围,走技术集成的路子。亚德克、星宇电子、佳尔灵、索诺天工、盛达阳光、亿太诺等企业,走在创新的前列。

  技术装备水平

  规模以上企业大多数已扩建或新建了厂房,全面更新了技术装备,增加了大批数控机床,加工中心。数控机床约占主要生产设备的60%,关键工序加工数控化比例超过80%。一些企业已建立了部分产品自动装配生产线。

  标准化状况

  气动行业标准化工作由全国液压气动标准化技术委员会气压传动和控制分技术委员会(简称气标委)组织实施。国家气动产品质量监督检验中心和6家奉化企业为气标委成员。

  已建立了比较完整的气动标准体系。建立了以企业为基础、科研院所、高校三结合的标准制修订工作体系与相应的工作制度。

  至“十二五”末,现行有效标准53项,全部为推荐性标准。其中国家标准32项、行业标准21项。已在行业被广泛使用和认可。国标中等同采用国际标准23项,等效采用5项。目前正在制定的国标11项,行标2项;申请立项的国标3项;行标2项。奉化企业参与国家、行业标准制修订。成立了“宁波气动产业技术标准联盟”,制订实施了6项联盟标准。

 《中国制造2025》对气动产业发展的要求

  2015年5月19日,国务院印发了《中国制造2025》。核心是加速推进制造业创新发展,提质增效,实现从制造大国向制造强国转变。

  《中国制造2025》提出了九大战略任务、五项重点工程,部署了重点突破的十大战略领域。在战略任务和重点中,着重强调了强化工业基础能力,指出核心基础零部件(元器件)、先进基础工艺、关键基础材料、产业基础技术(统称“四基”)等工业基础能力薄弱,是制约我国制造业创新发展和质量提升的症结所在。极大地提升了气动产业在制造业也就是在国民经济中的重要地位,明确了方向和重点任务。

  《中国制造2025》对强化工业基础能力提出了明确目标,到2020年,40%的核心基础零部件(元器件)、关键基础材料实现自主保障,装备工业重要领域急需的核心基础零部件(元器件)、关键基础材料的先进制造工艺得到推广应用。到2025年,70%的核心基础零部件(元器件)、关键基础材料实现自主保障,80种标志性先进工艺得到推广应用,部分达到国际领先水平。

  《中国制造2025》制定了“工业强基工程”的具体措施,如建立奖励和风险补偿机制,为自主气动高端产品首批次或跨领域应用提供了较好的政策保障;为气动产品进入更多行业的主机配套创造了条件。

  工业4.0给我国气动产业发展带来新的机遇

  新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。数字化、智能化、基于信息物理融合系统,正在引领制造方式变革、重塑产业价值链体系,以及不断拓展制造业新领域。这为我国制造业转型升级、创新发展迎来重大机遇。气动产品是制造业的重要基础件,这也为气动产业结构优化、产品升级、创新发展指明了方向。

  下面从相关产业的发展趋势,分析气动产品市场需求前景。

  电子信息产业。随着电子信息产业的快速发展,对各类精密洁净可靠的气动系统和元件的需求增速更大,而我国目前全靠进口。电子、电器产品的生产主机与自动生产线,因要求快速、可靠、无污染,气动系统和产品得到广泛应用。某些电子元件如半导体晶圆、液晶基板等,在生产线上的工序传递,需要气动非接触搬运系统。

  轻工业。传统家电包括空调、冰箱、洗衣机纷纷打出“智能化”概念,未来智能化设备和产品,将体现在我们生活的每一个角落。印刷、造纸、烟草、酒和饮料、食品、皮革、玻璃和塑料制品等,生产这些产品的自动化成套设备和生产线,都是气动系统和产品的主要市场。对气动产品的需求量也会不断增长。

  机床工业。来自汽车制造、高速铁路建设、高速公路建设、绿色能源建设、工程机械以及船舶制造等行业快速发展的拉动,国内机床消费量,预计年平均仍将保持两位数增长。机床的自动冷却润滑系统、自动进给机构、工件自动转位、夹紧、送料、取料等,都是气动技术应用推广的市场,随着中高档数控机床和柔性加工系统技术的发展,市场前景更为乐观。

  纺织工业。中国经济的持续增长、城镇化水平的提高和巨大的人口基数,为纺织服装产业提供了巨大的市场。纺织服装产品的生产设备中,需要高速和无污染的主机已应用气动技术。随着纺织工业的发展,对气动产品的需求量也会增长。

  汽车工业。随着国民经济的快速发展,居民生活水平的提高,汽车已进入普通家庭。各类汽车的生产设备和生产线,都需要大量的各类气动元件与气动系统。因此,为汽车配套,以及生产设备配套和维修,对气动产品的需求量将有显著增长。

  冶金工业。我国钢铁工业将加大行业和产品结构调整力度。提高关键品种钢材产量,提高管板化和连铸化,逐步实现装备大型化、连铸化、自动化。冶金设备中液压气动技术的使用率达到6%~8%,约占设备总费用的10%左右。因此,冶金工业的改造和发展,为气动产品提供的市场也很大。

  石化通用设备。国家海陆石油、天然气的开发,石油化工工业的发展,对炼油、乙烯及三大合成材料(合成树脂、合成橡胶、合成纤维)的需求量将以6%~9%的增速递增。这样需要大批油气管线集输设备和大型高效的石油化工设备,对气动产品的需求量将有很大增长,尤其需要发展各种大口径多介质流体控制阀、高压多介质流体控制阀。

  生物医药产业。是战略新兴产业,随着医疗器械的数字化、智能化、高精准化和网络化水平的提升,生物医药产业的发展,为我国加快发展精密洁净或超洁净的气动系统和元件增强了动力,提供了广泛市场。

  除上述各类主要行业外,还有船舶和海洋工程设备、发电设备、环保设备、农业机械、建筑机械、水利工程设备、轨道交通、航空航天和军工等众多行业都需要大量的机械装备,为气动产品提供了巨大的市场需求。随着制造业升级,必将引起我国气动技术的变革与气动产品性能质量的升华,以及应用领域的拓展,国产化率也随之提高。

  抓住工业4.0机遇的对策

  深入推进产业结构调整,促进大中小型企业的协调发展。支持企业间战略合作和跨行业、跨区域兼并重组,提高规模化、集约化经营水平,组建企业集团。激发“专、精、特”企业创新活力,引导较大企业与中小企业通过专业分工、服务外包、订单生产等方式,建成协同创新、合作共赢的协作关系。为工业4.0的推进打下结构基础。

  加快企业信息化工程建设。夯实企业技术、生产、采购、营销、品质、财务、人力资源、仑库等管理的各项基础工作,加快企业全面信息化管理,为今后智能工厂、智能生产奠定基础。

  推进制造过程智能化。促进企业以智能制造为主旨的技术改造,增添智能装备,在骨干企业试点建设智能工厂、数字化车间。加快人机智能交互、智能物流管理、制造工艺仿真优化、状态信息实时监测、产品生产周期管理、供应链管理等。

  紧跟制造业的数字化、智能化,以及智能装备对核心基础件的需求,加快智能气动系统与元件的自主创新研发。

  加快人才培养,适应发展需要。政府、高校、协会、企业共同重视信息化、智能化、数字化方面的人才培养,支持和建立“政产学研用”的结合机制。

  利用建设奉化智能装备(气动)产业园建设的契机,建立公共服务平台。促进工业互联网、云计算、大数据在企业研发设计、生产制造、经营管理、销售服务等全流程和全产业链的综合集成应用。

  (作者汪惠均系区科技局正局级调研员)


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