煤机行业设计理论落后关键技术亟待突破

工欲善其事，必先利其器。煤炭装备制造业的发展对象提高煤炭工业技术水平和劳动生产率起着至关重要的作用。这一点足可以在近年来煤炭工业快速发展的势头中得到印证。而，正当人们对于煤炭装备制造业寄予厚望的同时，中国煤炭机械工业协会的一份调查却显示，当前我国煤炭装备制造业的发展形势不容乐观。 目前我国煤炭主要技术装备的性能指标、技术水平以及运行参数等与国际先进水平相比，具有明显差距，同时，企业的自主开发能力和技术创新能力比较薄弱，多数企业的设计和制造工艺相对落后，普遍存在着信息化程度低、对市场反映灵敏度差、能耗、和物耗高一级基础件和原材料性能低等问题。 有关人士指出，这些差距和问题的存在，充分反映了我国煤炭装备制造业的整体水平相对落后，制造工艺和手段相对低下，自主开发创新和市场竞争力不高的现状。 中国煤炭机械工业协会专家指出，我国煤炭装备制造业基本上走的是模仿创新模式，这已经不能满足目前市场的要求，重视引进技术消化吸收和自主创新工作应成为当务之急。 企业自主开发能力薄弱 作为世界煤炭生产和消费大夺，我国每年煤炭装备制造业的生产总量都居世界前列，主要产品在世界占有一定的地位，采煤机、液压支架、刮板输送机等产品生产总量居世界第一。但是，我国煤炭装备制造业大而不强，缺乏参与国际竞争的实力，多数企业只能在低层次产品上参与竞争。尤其是行业虽已形成较完整的体系，但以企业为主的技术创新体系并未形成。企业自主开发和技术创新能力十分薄弱，没有掌握快法新产品的主动权。 据中国煤炭机械工业协会专家介绍，由于多数企业没有自己的技术开发中心，所以企业的自主开发和创新能力非常薄弱。例如，液压支架、采煤机、掘进机、重型刮板输送机等产品的产业化，基本上在引进技术的基础上完成的，并始终在引进-落后-再引进的的怪圈中恶性循环。特别是前几年，绝大多数煤炭装备制造企业经济效益不好、资金严重匮乏，有的甚至连简单再生产都难以维持，科研经费占销售收入普遍不足1%。按照国际通用的判断标准，科研开发费如占销售收入1%，企业将难以生存；占2%，企业可以维持；占5%及以上的企业才具有竞争力。 专家指出，我国煤炭装备制造业的自主开发能力和技术创新能力薄弱，主要表现在三方面：一是绝大多数煤炭技术装备的核心技术依赖进口，具备自主知识产权和核心技术的产品少。而对引进技术的消化吸收，基本停留在简单仿制层次上，尚未形成自主开发的良性循环。 二是产品开发周期过长，企业对市场的快速反应能力差。据中国煤炭机械工业协会对我国2000种机械产品的抽样调查结果显示，我国煤炭装备新产品开发周期平均为18个月，而美国新产品设计周期在1990年就缩短到3个星期，试制周期也仅为3个月，差距甚为明显。 三是煤炭装备制造业赖以生存和发展的技术基础--制造工艺技术，与发达国家相比差距更为明显。国外早已广泛采用的柔性制造技术在国内上尚处初始开发阶段，普及率低。 主要性能指标落后国外15年 煤炭装备既包括通用设备也包括专用设备。煤炭专用设备制造业是一个包括机械、材料、电子、液压件、零配件基础件等相关行业组成的产业群体。由此不难看出，加快发展煤炭装备制造业有利于带动整个产业链的发展，进而提升制造业的整体竞争实力。 但据专家介绍，与发达国家相比，我国煤炭装备主要性能指标落后15年，共性差距明显，集中体现在几个方面： 产品技术标准差距较大；产品设计理论落后；主要产品的核心技术并没有完成掌握；产品使用寿命短、可靠性差；产品制造工艺、检测手段落后，加工设备落后；缺乏产品可靠性研究和工艺研究。 据专家介绍，目前国外煤炭装备制造企业非常重视基础元部件的理论研究，同时强调产品设计比较要有较好的设计理论支持。而我国目前无论是科研院所还是制造企业，只注重追求应用技术，轻视基础理论的研究；引进消化只注重仿形而较少深入研究相应理论和保证手段。这就严重影响了国产基础元部件的性能及可靠性。此外，企业对产品的开发主要是从引进、跟踪仿制开始，缺乏创新和自主知识产权。如液压支架电液阀的核心技术靠国外公司提供；交流电牵引采煤机用的变频器，只能从国外购买的地面用通用变频器后，再拆卸改造、重新装配。这种改造的变频器，抗震、抗凝雾、抗干扰等性能较差，而国外产品配制的则是专用变频器。另据专家介绍，我国煤炭专用设备的主机用原材料、关键零部件、轴承、密封、电机、电气元件、液压元部件等，在使用寿命和可靠性上与国际先进水平相比都存在较大差距。这些问题造成了国产产品可靠性差，使用寿命较短。如采煤机齿轮寿命国内只有5000小时，而国外则到达2万小时；皮带机拖辊国内最好的产品的使用寿命只能达到3万小时，而国外同类产品寿命为9万小时。 采煤机是综采工作面的核心设备，它的技术性能与使用的可靠性，决定了综采工作面的生产能力和水平，进而直接影响到全矿井的生产和水平，然而，目前我国生产的电牵引采煤机还处在发展阶段，这些技术还不成熟。在技术性能、可靠性、交流调速变频器抗震性、监控保护系统智能化等方面，与国际同类产品向比存在较大差距。 另一个主要装备矿井提升及也很不乐观。由GHH、SIMAG、SIEMENS、ABB等公司生产的同类设备，在关键技术方面均具有自主知识产权。反观国内，提升系统设备配套的主要做法是将进口设备和国产设备进行简单集成。缺乏自行研发的具有自主知识产权的产品，除中国矿大传动厂的ASCS系列提升机电控系统关键技术拥有自主知识产权外，其他国产成套设备的提升系统的核心技术及电气控制系统均依靠引进，国产化程度低。 从关键技术突破和集成创新入手 针对当前我国煤炭装备制造业自主创新能力不足问题，中国煤炭机械工业协会专家指出，煤炭装备制造业必须尽快实现由技术引进型向自主创新为主，技术引进与子创新相结合的转变。 专家建议，煤炭装备制造业要逐步建立以企业为主体，以市场为导向，形成产学研一体化的技术创新体系。同时，煤炭装备制造企业要以多种方式和科研单位联合起来参照国际领先企业技术水平，制定企业技术创新战略，同时还要与国际知名跨国公司进行多种形式的技术合作。特别是国有煤炭装备制造企业，要建立起具有较强创新能力的技术开发中心，从事原创性的技术研究和具有自主知识产权的新产品开发工作。企业技术开发中心的研究重点要放在关键技术突破上。此外，还要引导煤炭和装备制造业加大科研经费的投入，力争在近期内使研究开发费用达销售收入的1.5%以上。 专家指出，关键技术的突破和集成创新是技术创新的重点，要高度重视煤炭装备制造业共性技术的研究开发。抓住涉及产品设计数据、设计方法、技术标准等重点，采取由政府推动、行业协会协调、企业联合科研单位的方式，集中优势力量进行攻关，寻求研发突破。这样不仅可以在减少研发成本，缩短时间，还可以减少低层次的重复开发等弊端。尤其是在煤炭装备制造业缺少政府主管部门的情况下，更应强调政府对技术创新的推动作用。 专家指出，当前应以采掘机械重要基础元件为重点，增强重大技术装备的开发能力，提高装备自动化水平、提高装备的可靠性、推动机电一体化、就采煤机而言，要着手解决好大功率、超大功率、大截深、快牵引等几个核心技术研发工作。同时，要实现齿轮、轴承、电机、电控、滚筒的长寿命，以及智能化监测、预报型故障诊断、监护系统普及，实现机电一体化的目标；逐步向智能控制、遥控与工作面输送机的信息交流和联动控制等功能发展，实现整个采煤工作面的自动化和无人控制；研究和解决薄煤层电牵引采煤机、大功率刨煤机、干式泵箱液压牵引采煤机等关键技术。在掘进机方面，主要目标是实现高切割、扩大截面、提高经济切割硬度和除尘效能，实现智能控制的中重刑掘进机，同时发展适合于中小煤矿规模改造用的多功能掘进机，而刮板输送机则要相应向高过煤寿命输送机方面发展。 专家认为，国家应在政策和资金等方面，支持和推进煤炭装备制造业有关的共性技术、基础基础的开发和研究工作，进而提高行业的整体水平。 信息来源于：中煤网