機械工業行業技術分析論文

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（一）行業技術發展現狀

機械工業是為國民經濟提供技術裝備和為人民生活提供耐用消費品的裝備產業。國民經濟各部門生產技術的進步和經濟效益的高低，在很大程度上取決于它所采用機械裝備的性能和質量，機械工業的技術水平是衡量一個國家科技水平和經濟實力的重要標志之一。

經過近50年的發展，機械工業已經成為我國工業中具有相當規模和一定技術基礎的最大產業之一。1997年實現銷售收入13651億元，占全國工業的21%；利潤257億元，稅621億元，分別占全國工業的15%；出口創匯363億美元，占全國外貿出口額的20%。其發展速度高于同期工業的平均增長速度。

近年來，機械工業企業自主開發創新能力有所增強，1997年科技人員總數達48萬人，技術開發經費支出達85億元，占全行業銷售收入的0.62%，有57家大型企業建立了國家級技術中心，有9%的企業建立了專門技術開發機構，行業整體技術水平有了明顯進步，主要表現在：為國民經濟提供成套技術裝備和汽車的能力有較大提高；產品結構正向合理化方向發展。

盡管機械工業的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高，但與工業發達國家相比，仍存在著階段性的差距。主要問題在于：

1．科技進步對機械工業增長的貢獻率目前僅為34%，先進國家高達70%以上。

2．產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后，是制約機械產品水平的主要因素。

3．機械產品技術水平不高，達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%，達到80年代中期國際水平的占27%，其余產品均在80年代以前的水平線上。

從總體上看，機械工業技術開發能力和技術基礎薄弱，發展后勁不足；技術來源主要依靠引進國外技術，對國外技術的依存度較高，對引進技術的消化吸收仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上，沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。

（二）技術發展的總體目標

以數控機床、電力電子應用及自動化技術、大型農業機械和施工機械、轎車關鍵技術、環保裝備五個方面作為重點，以發展和應用先進制造技術為手段，以高新技術和產品的產業化為突破口，以提高企業技術創新能力和競爭力為目標，提高企業技術創新水平。到2001年，提供1000種具有自主知識產權和較大市場需求潛力的產品。主要產品品種的40%達到90年代初國際水平，5%達到國際先進水平，90%的重點骨干企業產品標準接近或達到國際先進企業標準。

（三）技術發展的方向和重點

1．以數控機床為代表的基礎機械

數控機床是先進制造業的基礎機械，是最典型的多品種、小批量、高技術含量的機電一體化產品。目前世界數控機床年產量超過15萬臺，品種超過1500種。1997年我國數控機床產量已達9051臺（占機床總產值20%以上），但由于國產數控機床不能滿足市場需求，在國內市場上的占有率逐年下降，每年仍需大量進口數控機床，進口額度大幅度增加。1996年進口達13924臺（價值12.46億美元）。

目前我國數控機床技術發展中存在的主要問題是：

（1）產品成熟度差，可靠性不高

國外數控系統平均無故障時間（MTBF）在10000小時以上，國內自主開發的數控系統僅3000～5000小時；整機平均無故障工作時間國外達800小時以上，國內最好只有300小時。

（2）產品品種少，不能滿足市場需求

國外數控機床品種已達到1500種，國內只有500多種,且性能水平低，高速、高效、高精度產品幾乎沒有。

（3）創新能力低，市場競爭力不強

生產數控機床的企業雖達百余家，但大多數都未能形成規模生產，企業效益差，創新能力低，制造成本高，產品市場競爭能力不強。

（4）數控機床行業的專業化零配件及部件的協作生產配套體系不健全，大多數企業都是“大而全、小而全”的結構模式。

近期我國在數控機床的發展方面，要采取跟蹤高級型、發展普及型、擴大經濟型，以普及型為主的策略，重點發展：

（1）經濟適用、量大面廣的產品

經濟適用的普及型數控車床、加工中心、數控銑床。

（2）高速、高效和專用、成套數控機床

高速、高效數控車床及加工中心；高效數控鍛壓成套裝備，其中包括，可自動換頭沖壓機床、復合式柔性沖壓中心、四邊折彎機等；大型精密模具數控成套裝備，其中包括數控仿型銑床及龍門式數控銑床、智能化電加工機床等。

（3）數控機床專業化配套系統

新一代數控及伺服系統系列產品；數控機床高速主軸、電主軸電機系列產品；數控機床機械手、刀庫及動力刀架系列產品；數控機床高速配套零部件及輔件系列產品；其中包括，高速滾珠絲桿、高速陶瓷軸承、高速防護裝置等系列產品。

發展目標：

（1）扶植重點企業開發經濟適用、量大面廣的數控機床并形成批量生產，使這些企業產品的市場占有率有明顯提高，成為名牌產品；

（2）發展數十種高速、高效、專用、成套數控機床系列新品種，以滿足汽車、農機、航空、模具等行業的需求；

（3）數控機床關鍵配套產品：數控系統，滿足國內數控機床50%的配套需求；高速主軸及電主軸年產達千套；機械手、刀庫、動力刀架及數控機床高速配套零部件、輔件系列產品滿足國內50%的配套需求。

2．電力電子應用及自動化技術

電力電子技術是集微電子、計算機和自動化技術于一體的綜合技術，是節能節材的最佳技術之一。目前，國外電力電子技術已經發展到以IGBT為代表的第三代，并向智能電力電子時展，我國現在仍處于以晶閘管為代表的第二代。國內電力電子市場品種滿足率僅35%，新產品市場基本上被國外產品占領。

現場總線智能儀表和總線式自動測試系統是集自動化技術、計算機技術和通信技術于一體的新一代自動化儀表系統，已成為世界范圍自動化技術發展的熱點，是當代工業自動化的主要標志。我國仍處于由模擬式儀表系統向數字式儀表系統過渡的模數混合式儀表系統階段，水平落后10～15年，因此在低技術產品市場上還占有80%左右份額，但在高技術產品市場的占有率不到60%，新產品市場幾乎全為國外產品占領。

因此，抓住當前時機在2～3年內以IGBT，現場總線智能儀表和自動測試系統為突破，攻克重點技術和產品，并實現產業化。這一領域重點發展：

（1）IGBT器件及其裝置，大功率晶閘管及其裝置

研制新一代雙極晶體管IGBT、高品質大電流IGBT等大功率晶閘管制造技術，并開發變頻調速裝置、逆變開關電源、大容量整濾源等的工程應用。

（2）現場總線智能儀表

研制開發變送、執行、配套等類現場總線儀表。產品產業化技術開發、并開展示范工程的應用研究。

（3）自動測儀系統和設備

開發總線式自動測試系統的基礎產品，形成適度規模，同時建立用于機電產品和社會公益事業的典型自動測試系統，做好示范和推廣應用。

3.大型農業機械和施工機械

（1）農業機械

工業發達國家農機產品在不斷采用新技術的基礎上，正向高效、節能、保護農業環境方向發展。目前我國已能生產14大類、3000多個品種的農機產品，但是產品的綜合技術水平僅相當于國外70年代水平。主要問題在于：

1）產品水平不高，品種不全綜合技術經濟指標落后，可靠性差，壽命短。以拖拉機為例，MTBF值國外可以達到330小時以上，而我國僅100余小時。品種上：大型缺，小型雜，不成系列。

2）產品生產達到經濟規模的少，重復生產、小規模生產，難以保證質量。

農機領域重點發展：

1）促進農業生產產業化的大中型拖拉機及配套農具拖拉機平均無故障時間從110小時提高到300小時以上；

2）聯合收割機聯合收割機可靠性系數從0.5～0.7提高到0.9以上；

3）主要農產品加工機械（含烘干倉儲機械）農村產業化和中西部地區脫貧致富需要的農產品深加工機械；

4）節水灌溉設備噴、滴灌設備將灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。

農機產品的使用可靠性及壽命指標普遍提高一倍以上，主要產品的技術標準與國際標準接軌。

（2）施工機械

施工機械是國民經濟大型工程項目建設必須的關鍵設備。我國已初步具備16個大類，3100多個品種規格產品的生產能力，部分產品已開始進入國際市場。但與國民經濟發展要求和國際先進水平相比較，差距還是很大。一是產品的綜合技術水平不高，尤其是產品的質量、壽命、可靠性、安全舒適性等指標以及機電一體化等高新技術的應用與國外先進水平還有很大的差距；二是產品結構性短缺，成套服務能力差，遠不能滿足需要，如路面施工機械基本上還要靠進口；三是大部分企業生產規模小，制約著行業經濟效益的進一步提高。

施工機械重點發展：

1）推土機、液壓挖掘機、輪式裝載機；

2）汽車起重機、大型叉車；

3）攤鋪機、壓路機；

4）無開挖式管道鋪設機；

5）江河湖庫清淤設備。

發展目標：

大型工程機械可靠性指標達到400小時，壽命指標達到10000小時。

4．轎車關鍵技術

我國汽車工業長期以卡車為主要產品，改革開放以后，轎車產品得到了快速發展。1998年轎車產量達到52萬輛。

我國汽車工業存在的主要問題：

（1）重復建設嚴重，造成無序競爭，難以集中形成實力，發揮規模效益。

（2）自主開發能力薄弱，大多數企業“九五”期間仍偏重于對生產環節進行改造，包括多數中外合資的零部件企業對產品開發能力建設幾乎沒有投入。目前，國內對轎車產品尚不具備自主開發能力，機電一體化的高新技術零部件產品還必須引進技術。

近期轎車重點發展：

（1）經濟型轎車

以轎車車身為突破口，利用技貿結合、與國外公司合作等方式，先抓車身聯合研制，并建立經濟型轎車的公用設計數據庫，與CAS、CAD、CAE、CAM等技術結合，形成我國汽車工業在經濟型轎車方面的自主開發能力。

（2）轎車動力總成

消化吸收引進技術，與國外有實力的企業進行合資、合作、聯合開發，在國產汽油機上普及電控燃油噴射技術（EMS），并研究開發缸內直噴（GDI）技術，開發應用電控機械變速器（AMT）技術。

（3）轎車關鍵零部件

以機電一體化汽車電子部件為突破口，從引進技術、合資入手，在保證高起點、大批量、專業化生產的同時，要集中力量抓緊下一代新產品的研制開發和應用，重點是電控防抱死制動系統（ABS）、安全氣囊（AirBag）、高效穩定的汽車尾氣三元催化轉換器，并達到與整車同步或超前發展。

（4）高附加值專用汽車和客車

重點開發各類高性能專用底盤。對專用汽車以低底盤車輛和沙漠越野車輛為主；客車以低地板城市客車為主，要求具有良好的動力性、操縱性、舒適性和低污染。

5．環保裝備

環保產業是防治環境污染、改善生態環境、促進資源優化配置、支持資源綜合利用的支柱產業。全世界環保機械的年銷售額約2000億美元，集中于美國、歐州、日本等經濟發達國家。我國環保機械行業基礎弱、起步晚，年產值僅100多億人民幣。隨著各方面對環境保護的日益重視，可持續發展戰略的實施，市場需求不斷增長，環保機械將成為機械工業新的經濟增長點。

環保機械行業主要差距在于：

（1）產品結構不合理，品種少

初級產品所占比重較大，具有當代水平的機電一體化產品少，急需的大型成套設備不能滿足現實市場需求。在目前3000多種環保機械產品中，約有五分之一的產品由于性能、可靠性、適用性、結構設計等原因，應該限制生產或限期淘汰。大型煙氣脫硫、脫氮成套設備、大型城市污水處理廠成套設備、大型城市垃圾處理廠成套設備目前主要依賴進口，高濃度有機廢水、難降解工業廢水處理

技術及設備發展緩慢。

（2）產品質量、技術水平比國際先進水平落后20年

相當多的產品沒有行業或國家標準，產品規格型號、基本性能參數不統一，質量檢測無依據。

（3）生產企業規模小、開發能力薄弱

規模小、裝備條件差、檢測手段不全的中小企業占全行業企業總數的78%。年產值在3000萬元以上的企業僅占全行業的3.2%，并且主要集中在電除塵器、袋式除塵器等少數幾種產品生產領域。

近期環保機械重點發展：

（1）煙氣脫硫設備

循環流化床鍋爐及爐內脫硫脫硝技術（CFPBC、PFBC技術）、大型整體煤氣化燃氣蒸汽聯合循環技術及裝備（IGCC技術）。

（2）城市污水處理成套設備

活性污泥法、氧化溝法、移動曝氣法為主體的城市污水處理成套設備，以日處理10～25萬噸污水處理廠為目標，提供污水處理成套設備、污泥利用和處置成套設備、控制和監測系統。

（3）城市固體垃圾處理和綜合利用裝備

城市生活垃圾分類、焚燒、堆肥技術及裝備，以日處理100噸、300噸處理廠為目標，提供垃圾處理成套裝備。

（4）環境監測儀器

便攜式多功能多參數水質監測儀、12種總量控制的污染物監測儀、大氣環境污染監測儀器和系統以及水處理過程自動控制系統等。提高產品檔次、水平、可靠性和精度。

主要目標：

（1）大型成套設備的國產化率達到70%以上；一般工程項目的設備國產化率達到90%以上；高濃度有機廢水和難降解工業廢水處理技術及成套設備國產化率達到80%以上。

（2）一般環保機械60%以上的產品達到90年代初水平，5%～10%的產品達到當代國際水平。

（3）發展新產品品種，開發新產品200種以上。