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国内外冶金工程设计现状及发展趋势研究

日期:2015-12-03    点击:181    查看原图    全部展开
国内外冶金工程设计现状及发展趋势研究









 
图片说明

      冶金工程设计学科是将冶金工程技术基础科学、技术科学和工程科学研究成果集成应用并将其实现工程化的学科。冶金工程设计主要涉及的业务领域包括:为钢铁和有色金属加工工业提供金属冶炼、轧制和铸造等生产专用设备和技术,包括矿山、烧结、焦化、冶炼和压力加工等,如矿山设备中的挖掘机、大型轮式装载机、井下铲运机、破碎与筛分设备及磁选设备等,冶炼设备中的高炉、转炉和电炉,轧制设备中的大型薄板冷热连轧成套设备、大型轧制板带精整生产线设备,以及大型宽厚板坯连铸成套设备等。

      国外工程发展现状与发展趋势

      国外冶金工程公司一般都拥有核心设计技术和核心制造技术能力,具备产品功能性设计能力。虽然在钢铁行业内的业务领域各有所长,但其均具有以下主要技术特点:

      1)能够满足钢铁企业对设备可靠性和稳定性的第一要求。

      2)很多技术和工艺是固化在其出售的设备上的,如控制系统、辊系和辊型。

      3)掌握操作技术,而且一般要求技术和产品同时引进。

      4)设计人力资源。一是人员整体素质高、实际经验丰富;二是人员结构合理,年龄上形成梯队;三是人员组成具有国际化特征,不局限某个国家。四是工作敬业,责任心强,普遍具有良好的职业道德;五是注重创新,技术创新意识、能力较强;六是市场意识强,形成了技术开发的宗旨是满足用户需求的设计理念。

      5)设计硬件资源。一是具备完备的计算机硬件平台;二是具备完备的产品试验和试制条件;三是具备完备的产品测试手段;四是具备完备的产品中试试验条件;五是具备完备的产品工业化试验条件;六是具有完备的企业研发中心。

      6)设计软件资源。一是具备完整的计算机辅助设计工作平台;二是具有完备CAD/CAM/CAE计算机正版软件,且需不断升级;三是具备完备的科技情报检索手段;四是设计相关的技术资料系统完备。

      7)设计管理资源。一是具有明确的技术开发战略;二是具有完备的科技管理制度;三是具有明确的知识产权发展战略。

      8)设计环境资源。一是国外政府相关管理部门和行业协会为工程公司发展创造了良好的软环境;二是国外政府相关管理部门注重用市场方式,鼓励企业技术开发投入;三是国外大学、研究机构和企业在研究开发方面各有分工,比较明确,讲诚信,协作较好。

      9)设计资源理论支撑。一是国外大学在设计资源理论研究方面深入,在理论上有力支撑了企业技术开发工作;二是国外设计资源理论研究与实际应用结合得较好,相互促进,推动企业不断发展。

      为提高在中国市场的竞争力,近年,世界知名冶金工程技术企业和设备制造商纷纷开始在华战略拓展,如德国西马克—德马格股份公司1983—1984年就开始在北京和上海设立代表处,并相继在武汉、上海、北京分别设立了合资公司和独资公司。达涅利于2004年和2007年在中国设立了子公司达涅利冶金设备(北京)有限公司和常熟达涅利冶金设备有限公司。

      国外冶金工程设计有向国内制造分包、本土化生产的发展趋势。

      国内冶金工程设计的现状分析

      “十五”以来,国民经济稳定高速发展推动了重型机械行业的发展以及大型冶金装备国产化的进程,在国民经济整体稳定高速发展的环境下,我国原材料工业、能源、交通运输和基础建设等也得到了快速增长,特别是钢铁产量由“十五”前的1亿吨增长到2006年的4.2亿吨,这极大地带动了重型机械的发展以及冶金装备的国产化进程。

      由于长期以来过分依靠对国外技术装备的引进,因此,虽然国内钢铁工业已经进入需要依靠技术进步提升核心竞争力的阶段,但没有让国内冶金技术自主创新能力获得较大提升。我国冶金重大装备从二十世纪五十年代依靠苏联援助,到八十年代进口国外二手设备,再到九十年代高价引进国外较为先进的生产线,由于没有注重对技术的消化吸收,一直难以形成自主创新能力。2005年,中国钢铁工业协会的一项统计显示,“十五”前四年,我国重点大中型钢铁企业共支出175.07亿元用于引进国外先进技术,但是消化吸收引进技术的支出只有8.6亿元,只相当于引进费用的4.9%。近年来国家发改委等部门虽然规定一些生产线在引进时国产化率应当达到50%—70%,但是很多企业将这一比例的国产化装备主要集中在中低端技术工艺上,在关键部位仍然形不成自已的创新能力。事实表明,越是国外对中国封锁的技术,经过自主创新后,越是能掌握自主知识产权的核心技术;越是国外反复向中国推销的技术工艺,我国热衷于重复引进,越是形不成自主创新能力。近年来海外冶金企业对我国的技术封销更加严格,也让自主创新变得更加困难。

      国内冶金工程技术引进与国产化的主要形式

      国内冶金工程技术引进与国产化的主要形式如下:一是以国外先进钢厂为样板,全面引进成套先进设备和生产技术;二是按项目引进成套设备,基本上由国外厂家供应成套设备;三是按项目引进,由国外公司技术总负责,并提供设备设计,国内外分工合作制造;四是项目由国内单位技术总负责,按需引进,其他部分国内设计制造;五是项目由国内总承包供货,只引进个别设备;六是引进国外技术,项目全部由国内设计制造;七是工艺及机械设备由国内技术总负责,电气和仪控设备引进。

      由此看出,中国改革开放后经历了冶金设备从引进到国产化的发展过程,但关键技术和设备仍掌握在国外厂商手中。

      国内冶金工程设计发展趋势

      国内冶金工程设计体系在二十世纪五十年代由原苏联引入,长期以来基本沿用原苏联的设计方法。八十年代以后,随着宝钢工程的设计建设,国内冶金工程设计又相继引入了日本和欧洲的设计方法,但仍属传统的“静态—分割”设计方法,即静态的半经验、半理论的设计方法。

      国内冶金工程设计发展趋势如下:

      1)国内冶金工程技术企业正在调整生存策略,倡导国际化生存模式,实施“走出去”战略,积极面对竞争,拓展生存空间。

      2)国内冶金工程技术企业如中冶京诚工程技术有限公司、中冶赛迪技术有限公司和中冶南方技术有限公司等,纷纷成立技术中心、中试基地、控股制造厂,走拥有核心设计技术+核心制造技术的道路,实现产品功能性的转变,努力成为国际型工程公司。

      3)国内冶金工程设计取得的典型实例。近来,国内冶金设备自主研发取得了不少新的突破,如首钢和二重合作研制成功3500mm中厚板轧机、宝钢与西安重机研究所联合研制成功钢液RH真空精炼设备、北京钢研总院和燕山大学联合研制成功有关轧机板型控制技术和西安重机研究所与山东某民营企业合作研制成功冶金行业所需的万吨油挤压机等。

      4)国内冶金工程设计主要发展情况。二十一世纪,国内冶金学家创立了冶金流程工程学,并结合新一代钢铁制造流程系统研究、首钢京唐公司项目设计建设,提出了基于动态—精准设计体系的新一代冶金工程设计理论和方法。目前,冶金工程设计逐步形成以冶金流程工程学、冶金流程集成理论与方法、工程哲学和工程系统论等为基础完整的工程学科理论体系。

      国内冶金工程设计

      存在的主要问题和制约因素

      通过对国内外冶金工程设计现状、发展趋势进行对比分析可知,国内冶金工程设计存在的主要问题和制约因素有以下六个方面:

      1)从运作模式来看,中国的情况是设计与制造分离,工艺与设备分离,成套设计能力较差,因此需要联合研发。国外的情况是设计和制造一体化,但随着制造业向低成本地区的转移,也出现制造分包和本土化生产的趋势。

      2)从机械制造来看,中国制造成本低,但加工精度尚有差距,轴承等关键部件仍靠进口;国外制造成本较高,出现转移和分包到中国生产的趋势。

      3)在电气方面,中国本土产的电气元件质量较差,因国外电气元件质量较好,测厚仪等关键部件仍依靠进口。

      4)在液压方面,因国外液压部件质量好,如密封件等关键部件中国高度依赖进口。

      5)在控制软件方面,国内冶金工程公司虽然编程能力并不差但对操作工艺的理解不深,软硬件易脱节;而国外对操作工艺的理解较深,软硬件结合较紧密。

      6)国内钢铁工业长期以粗放、简单的方式发展,国内冶金工程设计一直延续着原苏联的设计理念和设计模式,即对不同工序装备的能力进行静态估算,加上工序之间的简单联接,形成一种堆砌起来的、粗放的生产流程。其特点是只从本工序的局部出发(即停留在本工序范围内提出静态要求,很少提出上、下游工序之间动态、有序、协调及集成运行方面的要求),分别预留出不同的富裕能力;各工序装备能力的富裕系数随着设计者(或不同工序用户)的主观需求而不同,而各工序之间的联结方式又往往只是堆砌性的静态联结,缺乏动态运行的计算,用这种设计方法构建出来的钢铁厂生产流程和工艺装备,在实际运行过程中往往出现前后工序的能力不匹配,功能不协调,信息难于顺畅、可控。因此,钢铁厂的运行效率、产品质量、投资效率很难真正实现优化,而且,往往是流程建成之时,即是技术改造之始。

      国内冶金工程公司

      提高工程设计能力的措施和方法

      针对国内冶金工程设计存在的主要问题和制约因素,国内冶金工程公司提高工程设计能力应采取的主要措施和方法如下:

      1)倡导国际化生存模式,从企业战略到运营的全方位以国际化为标杆,不仅仅将眼光局限于国内,而是在经济全球化的大背景下,以国际化的视野看待和分析企业经营中的问题,接轨国际化的商业模式,接轨国际化的工程技术,提升管理效率,建立适应工程项目要求的国际化项目管理模式,积极实现从区域市场向国际市场的拓展。

      2)从理念上、管理上和技术上全方位顺应国际化趋势,以国际化的方式求得生存和发展。

      3)从研究、设计、制造、电气、自动化等多方面、全方位打造国际型工程技术公司,走拥有核心设计技术+核心制造技术的道路。

      4)企业外部环境方面,必须建立以政府为主导、市场为导向、企业为主体及“产、学、研、用”有机结合的冶金工程设计技术创新体系,理顺我国高校、科研院所和企业在冶金工程设计的地位及相互关系,发挥各自所长,形成我国冶金工程设计技术创新的整体优势。

      5)以冶金流程工程学、动态—精准设计理论和方法为核心,构建我国冶金工程设计创新理念、理论及设计方法的完整体系;重视顶层设计和需求引导,结合国内新建或改建冶金工程建设项目,以实施冶金工程设计创新理念、理论及设计方法工程化技术集成创新为载体,结合冶金生产过程的动态运行,完善新一代钢铁制造流程,全面提升我国冶金工程设计创新能力,带动我国钢铁制造流程实现全面转型,转变我国钢铁企业经济发展增长方式,提高我国钢铁企业的市场竞争力和可持续发展能力。

      综上所述,得出以下结论:

      1)国内冶金工程公司必须倡导国际化生存模式,从理念上、管理上、技术上全方位顺应国际化趋势,以国际化的方式求得生存和发展;

      2)国内冶金工程公司必须积极实现产品功能性设计的转型,走拥有核心设计技术和核心制造技术的道路,具备产品功能性实现的功能,才能真正与国外冶金工程公司进行竞争。

      3)以冶金流程工程学、动态精准设计理论和方法为核心,构建我国冶金工程设计创新理念、理论及设计方法的完整体系,结合国内新建或改建冶金工程建设项目,以实施冶金工程设计创新理念、理论及设计方法工程化技术集成创新为载体,带动我国钢铁制造流程实现全面转型,转变钢铁企业经济发展增长方式,提高钢铁企业的市场竞争力和可持续发展能力。

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