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关键词:冶金材料;转型;发展
Discuss of the Transformation and Development of
Metallurgical Material Industry
LIU Song
(Gangcheng Group Liangshan Ruihai Industrial CO.,LTD,Liangshan 615032 CHN)
Abstract: The metallurgical materials industry at present were analyzed,and the existing predicaments of the industry were pointed out. Meanwhile, the transformation and development direction are analyzed in detail.
Keywords : metallurgical material; transformation
中图分类号:TF04文献标识码: A
引言:
一、纵观全球宏观经济,虽在金融危机后见底反弹,但仍然面临较多的不利因素,复苏缓慢,持续低迷。世界各经济结构都进入调整期,都在寻求和调整自己的发展模式,总的来说,世界经济处于不确定和不乐观的形势下。钢铁行业,作为国民经济基础产业,首当其冲受到冲击。由于全球固定资产投资下降或增长停滞抑制钢材需求,钢铁行业将继续面临产能过剩和供大于求的局面,经营状况还可能继续恶化。因此,钢铁企业必然要进行调整,低成本和高质量是必然趋势,势必给与钢铁行业密切关联的冶金材料行业的生存和发展提出了更高的要求。
而作为与钢铁企业配套的冶金材料企业,近年来的发展也受到了诸多限制。首先,普通冶金材料产品技术含量不高,没有准入限制,激烈的市场竞争始终存在,而且愈发白热化;其次,随着钢铁企业低成本战略的深化,冶金材料市场容量和市场空间受到了打压;三是金融政策、劳动力紧张、原料价格上升等导致生产成本快速增涨。这些因素对冶金材料的市场应用和产业发展具有较大影响。总之,传统的经营业态正面临困境,唯有不断的创新、优化和转型升级,才能推动企业持续发展。
二、 冶金材料产业的转型与发展的方向
冶金材料行业的发展与钢铁行业的发展是密不可分的,紧紧跟随钢铁行业的发展趋势是公司冶金材料产业生存和发展的主要方向。为了尽快将传统的冶金材料产业带出困境,加快冶金材料产业的转型与发展,现提出以下几个观点:
首先,加快结构转型。随着钢铁企业的调整和优化,如若不对自身产品结构进行及时调整,产品不进行升级上档,将面临出局的危险。因此要加速对冶炼前沿技术的研究,判断和瞄准市场发展方向,开发冶炼用冶金新材料,夯实生存的基础;要向高端产品转型,着力研究现行国民经济所需的依靠大批量进口的高技术含量、高附加值的新材料,做市场的空白点和绝对的垄断;同时,要加快向非钢行业的延伸,如军工及新兴技术产业所需新材料的研究。
其次,加大科研投入。纵观整个冶金材料产业,基本是处于产业价值链的下游,依靠“劳动密集型”的生产模式,获得的是最低的增值。要实现跨越,就要找准定位和突破口,加大科技投入,提高整体科技水平,组建专业的、专门的研究机构、平台和研发队伍,在新材料基础研究、新技术推广应用、标准研究及科技成果转化等方面突破,实现从机会到能力的转型,做行业的领导者和标准、规则的制定者。
产品的技术研发与创新,必须以市场为切入点,关注市场和顾客需要,注重产品开发的时效性,即以最低的投入和最短时间内开发出市场和顾客需要并满意的产品。就目前实际情况看,可以在以下几分面取得突破:(1)开发新产品:结合现有技术实力和现有装备及市场需求,努力研发新产品,扩大产品种类,以此为契机开拓更新更大市场,增加销售收入;(2)加强替代新产品的开发:即在现有辅料品种的基础上,提高生产工艺和技术,使生产更节能,更具有时效性,以满足新需要的产品;(3)改进新产品:即通过改进设备装备和工艺,提高现有产品的性能、质量、增加规格型号,进一步巩固现有市场。
第三,加快战略转移。纵观国内冶金材料行业,一方面是低端冶金材料企业之间充斥着激烈的、恶性的竞争,另一方面,河南、山东等地冶金保护材料企业每年向日本、韩国、俄罗斯、东南亚等地出口大量中高端冶金原辅材料及定型耐火材料,而更多的冶金材料企业则长期的过度依赖于单一的钢铁企业,使得市场容量和自我调节能力均受到限制,无法面对市场波动和市场的不确定性。因此,加快冶金材料行业的战略转移则显得尤为重要。在全球经济一体化的环境下,在产品结构积极转型升级的同时,要勇敢尝试,将市场的触角向拥有良好基础条件、信息平台和完整的产业链的各主要经济区中心甚至国外延伸。只有扩大市场范围,才能降低市场风险,才能提高生存能力。
第四,改变生产方式。传统冶金材料属高耗能、高污染和高资源消耗产业,粗放式的发展往往是规模上去了,边际效益却下来。因此,要实现产品和市场的转型优化,必须集中淘汰落后产能,实现清洁生产,走新型工业化道路和循环发展模式,向精细化方向发展。
第五,专业化队伍建设。要实现产业的转型与发展,就要坚定不移的推进人才队伍建设,要以提高专业水平、提升职业素质、提升职业技能为核心,放宽高素质人才引进政策,加大紧缺人才培养力度,大幅度提升专业技术人才队伍的整体素质;构建人才服务体系,完善特殊津贴及分配制度,改善基层专业技术人才工作、生活条件,拓展职业发展空间,推动企业技术创新和科技成果转化。
第六,整合优势资源,提高产业的集中度。资源过于分散,不仅整体缺乏竞争力,而且行业内竞争越来越激烈,因此要对资源进行整合。一方面要开阔视野,顺势而行。另一方面要善于集成,对内部资源进行统筹平衡和统一协调,对不创造效益或贡献不大的环节或个体要进行拆分、兼并、重组,将分散的资源集成和集中起来,突出重点,突出产业,避免重复低效率投资,同时现实信息、资源共享,优势互补,提高资源使用效率,促进企业产品结构升级,提高竞争能力。三要适度借力,量力而行。借用外部资源,学习借鉴,有效地弥补自身的不足,缩小战略目标与资源条件的差距。
第七,节能降耗。无论是设备创新还是工艺创新,都需要节约原材料和能源。这不仅因为原料和能源费用在产品成本中所占比重较大,降低原料和能源的消耗有利于增加盈利,提高产品竞争力,而且也是因为目前的设备状况和工艺水平使原料和能源的利用效率低、浪费较大。因此要把节能降耗放在重要的位置。正确引导员工重视节约、挖掘潜力,搞好综合利用,如把散落的原料收集起来回收利用,提倡办公室自然通风,白天关闭电灯等等,使节约出来的每一克原料,每一度电都能用于生产,都能为企业创造效益。
结语:综上所述,在当前低迷的经济环境和恶劣的市场条件下,冶金材料产业要实现平衡发展,必须要找准突破口,加强技术开发和创新,不断提高装备和产品质量,突破地域和市场的局限,加快转型步伐,大处着眼,小处着手,着力于优、精、专,实现可持续发展。
参考文献:
关键词:冶金设备;安全性;冶金产业
冶金工业生产不同产品的企业种类繁多,工艺、设备复杂多祥,设备体积大(如各种冶炼设备,各种运输设备体积都十分庞大);产品质量高,冶炼生产温度高(如炼铁、炼钢的焰点和沸点高达1000~2000℃甚至以上,电解铝正常生产温度高达950℃);粉尘烟害大,有毒有害物质多,劳动条件艰苦,安全卫生问题突出,伤亡事故和职业病多。这些都是劳动保护不可忽视的。在冶金工业生产中,从矿山开采、选矿、烧结、冶炼、轧钢、轧制有色金属到焦化、耐火材料、炭素、铁合金、机械加工和运输等一系列过程中危害工人安全、健康的因素非常多,需要采取各种措施加以解决。冶金设备平稳高效的运行是确保冶金行业的生产效益和安全的重要因素。根据笔者多年的现场经验和众多科研院校的研究,基于计算机知识的现代设计理念和方法的应用.以及测控系统软硬件冗余技术和防干扰措施的实施.使得冶金设备性能大大提高.安全性和可靠性得以保证,从而减少了冶金产业的事故发生率,提高了其有效生产。
1 冶金安全生产安全技术的原则
随着现代化经济的发展与安全工作的社会、国际化,安全系统的概念已不再停留在原先某个行业某个车间的危险控制上,系统的组成包括了各子系统,分系统。其规模、范围互不相同,危险的性质,特点亦不相同,因此,必须采用分级控制。各子系统可以自己调整和实现控制。一级控制是指对事故的根本原因-管理缺陷的控制,二级指的是对生产过程实施的危险闭环控制系统,二级控制是对装备本质安全化的控制,因此是至关重要的。三级则是工作场所预防控制,如机械防护,局部排风。在三级控制中,一级是关键,只有有了有效的一级控制才会有好的二级和三级控制。由于冶金安全事故预防必须采取分级控制方法,因此只有综合性的措施方能有效。
2 设备安全控制技术分析
近年来,随着计算机系统的飞速发展,现代设计理论和方法的发展进入更为广阔的空间和越来越多的设计领域。对于冶金设备的设计来说,设计人员应使用CAD计算机辅助设计系统,应用相应的现代设计理论和方法,在最初的设计阶段考虑最大限度地提高冶金行业生产设备的安全和效益。以下阐述计算机辅助设计和有限元方法如何在实际中用于冶金设备。
2.1 CAD辅助技术。
对于相对成熟的冶金设备,在设计中应用CAD技术可实现模块化设计以及CAD/CAPP/CAM一体化设计。诸多的CAD软件为我们提供了广阔的设计平台,我们可以使用AutoCAD进行平面和三维设计,利用UG强大的造型功能来设计复杂的机械结构曲面,使设备各零件在受力、磨损、平衡等方面更合理,以增加其寿命,减少不安全因素,我们也能够利用Pro\E或SOLIDWORKS灵活的装配功能,对设备进行整体装配并观察各部分的运动、协调以及干涉情况,以进行动态设计,减少设计周期。利用CAD软件不仅可以对设备进行模块化设计、标准化设计,在提高设计效率的同时也提高了产品的安全性能。
2.2 数值计算技术。
它是将复杂的研究对象简化为有限数量单元组成的集合体,分别对每个单元体进行求解后,再将各单元拼合起来,以代替原来的整体进行分析的方法。使用有限元方法既可分析工程中复杂非线性问题、非稳态问题的,又可用于工程中复杂结构的力学分析。目前已有许多成熟的大型有限元分析软件如ANSYS、MSC.Marc、ADINA、ABQUS等。冶金设备工况条件的复杂性正好适用于有限元法来分析。例如,轧钢机的轧辊和轴承的结构和受载在设计中一直采用工程计算法,即将其作为承受弯曲变形的梁来处理。这种方法只能确定危险截面处的应力,而不能确定组成轧机关键部件每块钢板的应力分布。但是使用有限元分析方法则可以很好的解决此类问题,并在冶金设备在最初设计环节减少不稳定因素,从而提高设备的可靠性。
3 测控系统技术分析
冶金设备自动化装备水平的提高,势必要求提高其计算机控制系统的可靠性和可用性。这除了提高软硬件自身的可靠性外,还可以通过控制系统的软硬件冗余和先进的测试技术来提高整个系统的安全性。
3.1 热备冗余技术。
是一种通过使用计算机集群技术来实现的双机热备系统。集群计算机技术是指将一组独立的计算机通过特定的硬件和软件连接起来,它可以在短时间内检测到故障的发生及时并启用备用设备以保证设备的平稳运行。对于使用PLC的基础自动化来说,它的工作原理与计算机操作系统工作原理不同,PLC内嵌的应用程序是按照顺序执行,循环扫描的方式工作来运行的。扫描周期对于既定的应用有着严格的执行时间。为保证设备正常运行,可将核心部件做备份,并使冗余的CPU与正常工作CPU保证相同的时钟和执行速度,使之同时工作,通过准确的时钟同步以及程序断点同步,时刻保持程序运行的一致性。当发生故障时,通过无忧切换,备用CPU的启用在一个扫描周期(一般为几十微毫秒)内完成切换工作。
3.2 抗干扰技术。
在工业环境中,对于实际应用的微机测控系统,有很多强烈的干扰来自系统内设备的运行,例如,大型感性负载的通断,大型设备的关停启动时产生的干扰可以作用到测控系统的微机电路上。这些干扰虽然危害严重,但往往是可以预知及避免的,通常的作法是在硬件上采取一定的措施抑止干扰或者屏蔽传输途径以达到防干扰的目的。在设计和开发冶金设备的测控系统时,一般很难考虑到在实际应用过程中可能发生的各种干扰和设备自身的随机性故障,尤其是现场恶劣的环境很有可能使计算机系统在运行过程中发生异常。此类问题需要借助干特殊软件措施使计算机摆脱困境,当出现故障时及时使用修复或启用备用系统。软件“看门狗技术”、指令冗余技术、数据冗余技术以及软件陷阱技术均可解决此类问题。
4 结束语
笔者结合自己多年对冶金设备的认识,从设计方法、零件分析、测控系统、软件设计等方面,阐述如何合理有效地提高冶金设备安全性能。
参考文献
在国家“十二五”规划以及新一轮西部大开发的大背景下,如何制定西安市工业产业的发展战略,转变经济增长方式,促使经济持续高速增长,是一个十分紧迫的任务。目前,西安工业化水平偏低,工业经济总体规模偏小,工业园区经济总量小、发展不均衡,资源浪费、环境污染等问题较为明显。面对全球性金融危机的冲击,西安工业发展面临着巨大的压力。基于西安市工业发展的基本情况,根据主导产业选择的原则,利用2007—2009年西安市及陕西省统计年鉴数据,针对西安规模以上工业主要行业,从产值比重、区位商及需求收入弹性三个方面,研究并试图确定各产业的定位和比较优势,以明确西安市工业未来发展方向,为西安市工业结构调整与发展战略的选择提出建议。
关键词:
DEA/AHP; 工业主导产业; 西安市
中图分类号:F2
文献标识码:A
文章编号:16723198(2012)24007302
改革开放以来,西安市工业从发展到壮大,取得了长足的进步,但其工业化水平仍然较低,工业经济总规模仍偏小。西安虽拥有诸多开发区和工业园区,但存在园区经济总量小、发展不均衡、产业发展同质化等问题。因而,进一步加大工业发展力度,继续协调产业结构,是西安经济发展的重中之重。目前,由于资源的限制,区域经济还只能集中力量壮大优势产业,继而带动其他产业的协调发展。因此,在国家“十二五”规划以及西部大开发的大背景下,如何选准西安的工业主导产业,具有重要意义。本文通过对西安规模以上工业主要行业的经济效率的研究,从产值比重、区位商及需求弹性三方面对这些工业产业综合研究并排序,旨在于从中选取优势产业作为西安市未来发展的主导产业。
1主导产业及区域工业主导产业的含义
1.1主导产业的内涵
20世纪中叶,美国经济史学家罗斯托以某些产业部门的迅速发展和扩散来解释现代经济增长的历史和本质,开创性地提出了主导产业的概念。
在《经济成长的阶段》中,他指出,在任何特定时期,一个经济系统能够具有或保持“前进的冲击力”,是由于若干个“关键部门”迅速扩张所产生的直接或间接的效果,而这些“关键部门”则被称之为驱动部门/主导部门。其在保持自身的扩张的同时,还对其他部门产生了影响,最终带动了整个经济的发展。
因此,主导产业是指那些在国家(地区)经济发展或工业化的不同阶段中出现的具有广阔的市场前景和较强的技术进步力、占有较大国民经济比重、发展速度较快且能带动一系列产业发展并代表着产业结构的演变趋势的产业(群),而这些产业部门因其利用新技术方面的特殊能力而具有很高的增长率。
1.2区域工业主导产业的内涵
区域工业主导产业是指在区域工业产业体系中处于技术领先地位,代表着该地区工业产业结构演变的趋势,具有区位优势、较高经济增长率、劳动生产率和就业率,能够带动和促进整个区域经济发展的产业(部门),是居于支配地位的地区专门化产业(群)。它具有如下基本特征:技术上的先进性;时间上的阶段性;结构上的层次性。不同的技术水平、发展阶段及区域层次,其主导产业也有所不同。
1.3区域工业主导产业选择的原则
(1)有区位优势性:应选择资源密集,能充分发挥区域比较优势的产业作为主导产业。区位优势一般用区位商来表示,区位商大于1,则表明该产业专业化程度比较高,在全国(地区)具有一定的比较优势;
(2)有较大的市场需求及广阔的发展前景:选择主导产业时必须考虑产业的现实的需求状况及未来的需求潜力;
(3)有较高的增长率和显著的规模及较强带动性:通常,某产业占国内生产总值的比重达到5%以上,则该产业即达到了支柱产业的标准,从而才能对经济增长起到较强的带动作用。
2西安市工业主导产业的实证分析
本文按照2008年西安市国民经济和社会发展统计公报中对于规模以上工业主要行业的分类,将工业部门分为装备制造业,能源化工工业,食品工业,医药制造业,有色冶金工业,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,非金属矿物制品业,纺织服装工业8个主要行业,其中不含建筑业。为和陕西省的分类标准统一,上文提到的能源化工工业,包含煤炭开采洗选业,石油天然气开采业及石油加工、炼焦及核燃料加工业;食品工业,包含食品制造加工及烟草加工业;纺织服装业,包含纺织业及服装皮革羽绒及其制品业;有色冶金工业包含黑色冶金及有色金属冶炼及压延加工业。鉴于数据的可获性及西安市具体情况和工业发展的特点,本文着重从产值比重、需求收入弹性及区位商三个方面,对西安市的规模以上工业主要行业进行分析,并据此确定了其工业主导产业。本研究中用于计算各项指标的数据均来自各年西安市及陕西省统计年鉴。
2.1各产业区位商对比
一般用来衡量产业区域优势的指标是区位商。区位商是指一个区域特定产业的产值占该区域工业总产值的比重与全省或全国该特定产业产值占全省或全国工业总产值的比重之间的比值。
鉴于是针对于西安市规模以上各工业主要行业的区位商分析,本文在此选择比西安市高一级别的陕西省作为对比,以数据最为全面的2008年为
研究年份,求得各产业的区位商,如下表所示:
根据上表,按区位商由大到小排序如下:医药制造业(2.227),装备制造业(1.974),通信设备、计算机及其他电子设备制造业(1.192),纺织服装工业(1.093),非金属矿物制品业(1.072),食品工业(0.97),有色冶金工业(0.332),能源化工工业(0.212)。区位商大于1,可以认为该产业是地区的专业化部门;区位商越大,专业化水平越高。由此可见,西安发展医药制造业具有绝对优势,其次是装备制造业,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,纺织服装业及非金属矿物制品业。而最不具备区位优势的,是能源化工工业,其次是有色金属冶炼业。这和西安市的自然资源储备及2008-2009全球经济形势亦相符合。
2.2各产业产值比例对比
通常,某产业占某国(地区)内生产总值的比重达到5%以上,则该产业即达到了支柱产业的标准,从而才能对经济增长起到较强的带动作用。结合西安的实际情况,同时为便于比较,本文参考并应用西安2008年规模以上工业主要行业产值与该年度西安工业总产值进行对比及分析,具体结果见下表:
由上表可见,在西安市2008年产值比重最高的,是装备制造业(42.08%),这与近年来西安市大力发展装备制造业不无关联。排在其后的,依次是:能源化工工业(10.3%),食品工业(7.73%),医药制造业(5.23%)。这几个行业的产值都达到了西安市同年工业总产值的5%以上。它们的发展,对西安市整体经济的发展将会起到很大的带动作用。此外,上表中,产值比重最小的,是纺织服装业(1.41%),这也符合西安市目前工业发展的现状:重工业化明显,轻工业发展缓慢、比重持续下降,轻工业产品在西安本地市场上缺乏竞争力的情况,对西安市整体经济的带动作用较弱。
2.3各产业产品需求收入弹性对比
从需求拉动经济增长角度来看,一般选取需求收入弹性这个指标。它反映了产品需求结构与居民收入之间的变化关系。市场需求一般用收入需求弹性来衡量,在不考虑物价水平的情况下,一种产品的需求增长率与人均国民收入增长率之比即为收入需求弹性。
[JP2]根据数据的可获得性,结合西安市的实际情况,本文试图依照西安目前可用的2007-2009年的统计数据,并以2007年为基期,2008年为观察期,计算相应的收入弹性。根据计算结果,各产业依照产品需求弹性由大到小排序的前四位是:食品工业,能源化工工业,装备制造业及有色冶金工业。而弹性最小的,是传统的纺织服装工业,其次是通信设备、计算机及其他电子设备制造业。这较符合普通日常消费品需求弹性通常不大的规律,而通信设备、计算机及其他电子设备制造业作为新兴产业,需求弹性较低,这与2007年开始的全球性金融危机的影响及西安的实际情况有关。[JP]
3对西安市工业主导产业的综合分析及结论
上面从产业区位优势、产值比及收入弹性三个方面对各产业进行了评价。利用DEA/AHP方法,将各产业的三项基准得分作为输出指标,输入指标设为1,可以得到对各产业的综合评价,结果见下表:
根据DEA/AHP分析,得分有效的工业行业是:通信设备、计算机及其他电子设备制造业,装备制造业,医药制造业及食品工业,应优先考虑将其作为主导产业。而纺织服装工业及有色冶金工业紧随其后,居于第五和第六位。考虑到节能减排的需要及服装轻纺等行业对于就业的带动作用,可将其考虑作为备选产业。排在最后的是能源化工工业,虽然西安市能源化工工业产值比重比较大,但效率偏低,于西安市区位优势不明显。受金融危机的影响,国内外能源需求的急速下滑导致能源化工工业的短期不景气也是该行业排序靠后的一个原因。考虑到能源化工产业较高能耗性,及对经济的影响力,优化能源消费结构,促使能源化工工业效率的提升显得刻不容缓。
基于DEA的西安规模以上工业主要行业的效率分析,可以确定西安今后工业发展的方向。西安市应合理运用市场的力量,在今后重点发展通信设备、计算机及其他电子设备制造业,装备制造业,医药制造业及食品工业。
4建议
4.1提升工业结构水平,培育发展龙头企业
根据工业结构演变的一般规律,主导产业一般按照轻工业—基础工业—重加工组装工业(装备制造业)—高新技术产业的顺序依次递进的。西安市经过“十五”、“十一五”的发展,2008年装备制造业已占到GDP总量的16.2%,而高新技术产业只占9.1%。照此规律,西安市今后,除了继续大力发展先进装备制造业外,还须把高新技术产业发展置于重要的战略地位,以提升其整体工业结构水平。通过培养和发展大型企业集团,努力加快建设航空航天、汽车及零部件及新能源装备等先进装备制造业特色优势产业基地,强化资源配置,完备功能设施,为优势企业发展壮大提供优质服务,从而带动西安市经济的整体发展。
4.2实现经济可持续发展,提高资源利用效率
工业化不可能完全不影响环境,但经济发展以牺牲环境为代价与可持续发展的理念是背道而驰的。目前,虽然西安市已经形成了一些具备竞争力的优势产业,但是传统的粗放型发展方式依然还存在,大多产业还存在资源利用率低下等问题。为了西安市经济的长远发展,必须全面实现经济可持续发展,不断提高资源的利用效率,发展循环经济,寻求资源的高效配置。
4.3坚持园区带动战略,突出集群优势
西安今后应把产业集聚发展作为促进产业延伸、集约生产、提高配套、放大优势的有效途径,采取政策支持、招商引资、项目建设等措施,依托行业龙头企业带动形成一批紧密型产业集群;依托资源优势形成深加工业等产品外延型产业集群;依托高新技术形成科技型产业集群。在“十二五”期间,西安工业仍要以开发区和工业园区为载体,不断加快园区发展,以形成产业定位明确、产业集聚、优势互补、错位发展的工业园区布局,进一步促使工业向规模化、集约化发展。
参考文献
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[3]赵莹.基于DEA方法的区域主导产业决策分析[D].南京:南京理工大学,2006.
冶金行业工程机械简述
冶金行业指的是由稀有矿石或者其他种类包含金属原材料之中提炼出所需要金属的一门行业。冶金科技一般来讲能够划分为黑色冶金技术及有色金属冶金技术。黑色冶金技术包含生铁元素、钢及铁合金例如铸铁及锰铁等的生产冶炼过程;有色金属冶金技术包含其他各类金属的生产冶炼过程。冶金行业工程机械指的是针对各类矿石实施冶炼过程的专门装置,通常包含冶金装置有原材料传送装置、流体传送装置、冶金热传导装置、混合及搅拌设备、固体与液体分离装置、萃取和离子变换装置、蒸发与结晶装置、电解及电机装置、冶金燃烧设备、焙烧和结烧装置、熔炼装置、烟气粉尘收集和过滤装置。为了保证冶金提炼过程的平稳进行,需要借助以上设备和装置的共同作用来完成的。
绿色环保设计简述
绿色环保设计也叫做绿色生态设计、自然环境设计及环境保护理念设计。在相关产品完整的生命周期以内,重点关注产品环境保护特性(分拆特性、能够回收特性、维修保养便利特性及可循环使用特等)并把其环保理念作为冶金行业工程机械设计的最终理念,在符合环境保护目标需求的前提条件下,最大限度地确保产品必须具备的功能、服役年限及品质等相关技术要求。其根本理念是:相关冶金工程技术人员在新产品开发设计阶段就把环境保护要素及防止污染的解决方案归入相关新产品设计过程中,把冶金行业工程机械的环境特性当作相关产品的规划目标及观点,希望使得最终产品对于周边自然环境造成的不利影响为最小。绿色环保产品设计内容包含:绿色环保原材料挑选设计、绿色环保制造进程规划设计、最终新产品回收再利用特性设计、最终新产品的分拆特性设计、绿色环保包装过程设计、绿色环保物流运输设计、绿色环保售后服务设计、绿色环保可循环再利用设计等。相关工程技术人员在进行绿色环保设计过程中需要从相关产品原材料的挑选、生产制造及加工成型过程的确定,相关产品外包装原材料的挑选确定,一直到物流运输等环节均需要考量自然资源的消耗及对周边自然环境的不利影响。以便找出及使用最大限地科学合理及优化改进的结构及措施,促使资源损耗及周边自然环境不利影响降至最小。其主要特点体现在其使用原材料必须不可以对人体及周边自然环境带来任何潜在伤害,实现无毒无害、零污染、零放射性及零噪音,进而对于自然环境的保护及人体的健康有利,在条件允许的状况下,优先选择循环再利用或者回收使用零污染周边自然环境的废弃原材料,在科学合理的状况下使用被废弃循环再利用的设计原材料,例如:从废弃家具上分解出来的木材及五金连接铰链等,最大限度地降低垃圾掩埋的对自然环境造成的不利影响,尽量回避应用可能造成损坏臭氧层的化学物质的机械装备及静电保护绝缘原材料,最大程度地应用可再生环保原材料,最小程度地应用不可再生原材料。
冶金行业工程机械的绿色设计研究
冶金行业工程机械绿色设计指的是在环境保护及相关科学技术进步的前提条件下,提升冶金行业工程机械的自然资源利用效率及减少污染物的排放等层面实行规划,绿色环保设计科学技术在冶金行业工程机械中的使用及普及需要相关冶金技术领域工程技术人员深入思考并且加强绿色环保生产制造理念,创新生产制造模式等进而实现环保节能的目的。要想完成冶金行业工程机械的绿色环保设计技术环节是非常关键的,其设计水平的高低将直接影响到产品品质的优劣。相关冶金技术领域工程技术人员在设计时不仅应该关注金属冶炼生产制造进程中生成的废气及废水等对于自然周边环境的损害,与此同时也需要注意到冶金行业工程机械的资源产出比例,绿色环保设计作为一类全新的设计思路,在保持传常规设计模式的前提条件下,更多的倾向于在资源节省及环境污染层面的状况,对大幅度倡导节能环保理念的当挥着极其重要的意义,冶金行业工程机械绿色环保设计的理念指的是在冶金生产制造的进程中以封闭的模式实施,而且提升了相关新产品的使用年限及对于生产制造进程中的废弃物的反复使用,而且在生产制造进程中针对整体生产作业步骤实行全方位的监督及研究,并且经过对于采集到的数据信息实行研究处置,搞好有关废弃物的集中处置工作,进而搞好自然环境保护工作,与此同时绿色环保设计技术还具备节能的优点,与常规设计方式对比,绿色环保设计在符合设计技术要求的前提条件下大幅减少了对于原材料的使用种类及数目,进而提升了相关工程技术人员对于能源的使用效率,在节能环保的前提条件下绿色环保设计还具备压缩使用成本的关键作用,采用绿色环保设计技术不但减少了关于相关产品的设计及生产制造过程在内的综合成本,与此同时也对于冶金制造进程中的废弃污染物实施了回收再利用,进而大幅减少了生产制造的成本。冶金行业工程机械绿色环保设计的实际意义在于针对在实施冶金行业工程机械的生产制造进程中会产生大量的废水、噪音及废气等对于人体及周边自然环境有重大污染的源头实施处置,进而行之有效的针对生产作业进程实施降噪处理,对于生产制造进程中产生的热源辐射、废弃物造成的污染、空气污染及污水排放等状况实施处置,而且还兼备了节能环保层面,在减少相关冶炼提炼单位固有的污染高及能耗高状况的同时确保了相关冶金提炼单位的经济效益,所以,搞好冶金行业工程机械相关装备的绿色环保设计是非常具有现实意义的。
冶金行业工程机械绿色环保设计中应该关注的问题
在实施冶金生产制造的绿色环保设计进程中,首先要确保冶金用原材料在挑选生产制造使用原料时必须挑选那种极易分解并且可回收再利用及可以循环使用的原材料,进而减少对于周边自然环境的不利影响,与此同时在和冶金行业工程机械的生产制造进程中,铁元素、合金元素及钢等原材料始终是冶金制品生产制造需要的基本原材料,该类金属元素在回收层面及污染层面等都具备非常明显的优势,与此同时在生产制造进程中还可能采用某些类似高强度玻璃钢及某些耐高温并且特性优良的工程用塑料制品等,该类原材料相比于钢、铁元素等在回收再利用层面相对困难,所以在实施冶金行业工程机械的设计进程中应该最大限度地使用这些极易回收再利用的原材料。在实施冶炼的进程中,始终伴有废气、废渣及废水等对于周边自然环境带来严重污染的物质,这就需要相关冶金工程技术人员在规划设计的进程中对于此类废弃物要有足够的思考,使用绿色环保设计提升对于周边自然环境的保护。与此同时冶金行业工程机械在生产制造进程中可能伴有大规模的振动及噪音,长期在该类环境下生产作业能够给人体造成相当严重的损害,所以相关冶金工程技术人员在规划设计过程中必须关注冶金行业工程机械的降噪技术及振动现象,采用某些功能优良的弹性减震降噪装置对于工程机械在生产制造进程中的所产生的振动实施降振及采用某些高精度的传动装置针对冶金行业工程机械实施降噪措施。在搞好上述该类问题的前提条件下还必须搞好冶金行业工程机械的密封作业及检测工作,工程机械在动力传动及轴承转动等关键位置必须使用措施,假如没能预先搞好密封作业及相关检测工作可能对于工程机械的产生非常严重的影响进而严重限制了工程机械的使用年限,所以必须搞做工程机械的密封检测工作,避免产生跑冒及漏油的现象。在搞好综合规划设计的前提条件下还必须增加优良的工程机械故障判断功能,搞好工程机械的性能及正常使用状况的监控,进而在工程机械产生故障时可以实施快速、准确的判断,这种做法能够大幅减少工程机械的维修保养成本。
(一)校企共同制定人才培养方案
人才培养方案是人才培养质量的第一道关口,它是人才培养的纲领性文件,决定了人才培养的定位和目标。为此,学校在制定“卓越计划”专业人才培养方案时,要求从“人才培养方案”这个源头抓起,充分利用学校所处的行业优势,邀请相关行业和企业的专业人员,共同参与人才培养方案的制定工作。学校和企业人员一起,深入挖掘“卓越计划”内涵,分析企业岗位的知识技能要求,分解工程能力的构成,按照“卓越计划”培养标准,制定了两个专业的人才培养方案。为做好此项工作,学校还单列了人才培养方案专项调研经费,支持和鼓励各专业对企业和市场进行广泛调研,邀请企业专家深度参与人才培养方案制定全过程。石油工程专业相关老师先后到中石油西南油气田公司重庆气矿、中石油川庆钻探工程公司川东钻探公司等多家企业就制定人才培养方案问题进行专题调研,收集企业人员意见和建议近20条。冶金工程专业相关老师邀请重庆钢铁公司高层管理和技术人员参加制定人才培养方案研讨,吸纳专家意见10余条。
(二)构建“四层次、五模块”实践教学体系
根据“卓越计划”培养标准制定的人才培养方案,对学生的工程能力培养提出了更高的要求。而且,原有的实践教学体系已不能满足工程能力培养的需要。为适应石油、冶金行业高集成、多系统、多专业交融的特点,在充分调研和吸收企业的建议后,石油工程和冶金工程专业以行业需求为导向,对接职业能力和执业资格标准,系统改革实践教学内容,构建了“四层次、五模块”衔接递进的实践教学体系。石油工程类专业按照现代石油工业生产流程,构建了基于“地质—钻井—采油—集输—油服”五大模块的实践教学体系,每个模块的内容设置均体现了“基础实验—专业实验—工程实践—创新实践”四层次递进衔接,逐步培养学生包含“基本技能、专业技能、工程能力和创新能力”的综合工程能力。冶金工程类专业则按照冶金工业生产流程,构建了基于冶金“烧结—炼铁—炼钢—连铸—轧钢”五大模块的实践教学体系。在该体系中,通过基础实验、专业实践、工程训练、创新训练四个层次,由浅入深,由简单到复杂,在培养学生基本技能的基础上,逐步培养学生的工程实践和创新能力。
(三)校企共同完善实践教学课程和教学内容
基于大工程背景下的人才培养方案和实践教学体系是我校两个“卓越计划”专业人才培养框架中的“梁和柱”,作为“填充材料”的实践教学课程和内容同样要具备工程背景。学校在修订完善实践教学内容时,要求充分吸纳行业企业的专家意见,使课程体系和教学内容充分反映生产现场的实际需要,做到六个“充分体现”,即充分体现学校的培养目标定位;充分体现社会实际需要与学生发展;充分体现行业企业专家的全程参与;充分体现广大教师的广泛参与;充分体现知识体系的深度论证;充分体现产学合作教育理念。石油工程和冶金工程专业在完善修订实践教学课程和内容的过程中,以学生工程实践能力培养为核心,邀请企业技术人员结合现场生产实际,坚持理论与实践相结合,校内和校外相衔接,共同修订工程实践教学大纲、编写实践教学指导书、更新课程内容、开发实验实训项目和建立实践教学考核标准等。校、企人员一起重点开发企业实习过程中学生无法真正“动手”的实践项目,构建了基于真实工程环境的、特色鲜明的实践教学课程体系。石油工程专业的老师和企业人员共同开发的“井喷事故分析及处理模拟实验”、冶金工程专业的老师和企业人员共同开发的“连铸漏钢模拟实验”等很好地结合了工程实践和教学需求,切合了学生工程素质的培养。通过系列实践课程的完善和修改,课程结构和内容发生了较大改变,工程属性更强了。
二、参照工程现场,校企合作构建综合性真实工程平台
真实的工程环境,是培养卓越工程师的必要条件。为此,学校通过积极整合校内外多方资源,利用多渠道资金,参照企业生产现场工程环境,重点建设了石油与天然气工程实验教学中心等多个综合性真实工程平台,初步建成了具有我校特色的实验教学平台集群。
(一)积极整合资源,建设两个国家级本科实验教学中心
近年来,学校按照现代工程生产流程,整合了相关实验室,成立了“大工程”概念的石油工程实验中心和冶金工程实验中心,并利用中央财政支持地方高校专项资金、企业捐献资金和学校自筹资金等共计8200余万元对两个中心进行了建设。2013年石油与天然气工程实验教学中心入选国家级实验教学示范中心建设单位,2014年以冶金工程实验中心为主体的钢铁制造虚拟仿真实验教学中心入选国家级虚拟仿真实验教学中心建设单位。两大中心建设紧密围绕学生工程能力的培养展开,力争全面逼近真实工程环境。石油工程实验教学中心在“四层次、五模块”实践教学体系的指导下,按照“专业基础平台—专业平台—综合实践平台—创新平台”的思路规划和建设实验室。石油工程实验教学中心实验室建设架构如图3所示。钢铁制造虚拟仿真实验中心则针对钢铁制造过程中环境极端恶劣、不可视、不可及、高风险、高污染等特点,选取关键流程为对象,进行操作虚拟仿真和过程虚拟仿真。
(二)校企合作,共建关键工艺流程综合性实践教学平台
为做实两大实验教学平台,进一步彰显行业特色和突出工程能力培养功能,学校在两大平台中与多家企业合作共建了多个综合性实践教学子平台。依托石油工程实验教学中心,学校和中石油重庆气矿共同建设了石油天然气钻采集输技术与装备综合实践教学平台,该平台是紧抓石油行业和重庆及西部地区富集的高产、高压、高含硫气田勘探开发以及西气东输工程急需培养一大批工程技术应用性人才的良好机遇,不仅满足石油专业人才培养需求,还能服务于机械、化工、安全、自动化等专业,同时也是石油工程素质养成和科普教育展示平台。在冶金工程实验教学中心下,学校和重庆钢铁集团公司共建了冶金技术与装备综合实践教学平台,该平全自主研发集烧结、炼铁、炼钢、连铸、轧钢等冶金工艺过程及装备、控制技术于一体的可以操作的工业虚拟仿真系统。
三、依托工程环境,校企协同加强工程能力的培养
工程能力的培养,具备了真实的工程环境的“天时地利”,还需要“双师型”教师和“工程型”教学方法等“人和”因素。为做好应用型人才培养的关键一环,学校提出“双主体”“五共同”育人模式等举措,通过校企协同来加强学生工程能力的培养。
(一)构建校企“双主体”育人机制,共同打造“双师型”教师队伍
在“卓越计划”专业人才培养新模式下,学校不再是人才培养的唯一主体,相关企业也成为主体之一,在人才培养中也承担一定工作。为确保“双主体”名副其实并能有效开展工作,学校依托行业和企业,成立了“产学研合作工作委员会”,设立校企合作常设机构并制定相应规章制度。双方以合作建设大工程、全流程工程实践教学平台为纽带,实现双方在人才培养、师资队伍建设、企业技术人员培训、应用技术研发、设备资源利用等方面共建共享,实现了良性互动。同时,也使“双主体”协同育人模式不断完善。“双师型”教师队伍的建设一直是学校教师队伍建设的难点。为配合“卓越计划”的实施,我校在“双主体”共同育人模式框架下,就“双师型”教师队伍建设进行了有益的探索。在校内,学校出台的《中青年教师提升计划》明确要求:“新进青年教师和45岁以下工科专业专任教师不具备工程实践经历的均须参加工程实践能力锻炼,鼓励中青年教师到企事业单位参与工作、锻炼研修,增强实践经验”。同时,学校和中石油重庆气矿、重庆钢铁集团公司等多家合作企业签订了“双师型”教师培训协议,为教师参与工程实践学习提供便利。近两年来,我校共派出教师20余人次到相关企业参加工程实践能力锻炼,学习行业新技术和新工艺。
(二)校企共同参与教学全过程,强化教学方法工程化
在教学过程中,两个“卓越计划”专业还选取了部分操作技能要求高和典型工作环节的课程和实验进行教学手段和方法的改革实践。依托校内真实的工程平台,校内教师和企业工程师一起,研讨教学内容、手段和方法,采取案例教学法、项目目标驱动教学法。在教学中通过设置问题,模拟现场实际场景,开展故障处置演练等,解决学生到生产现场不能实际动手操作的问题;在实习中,采用小批量、多岗位轮训模式,让学生到基层具体岗位,实行“双导师”制,加强动手能力训练,增强学生对未来职业岗位的适应力和认同感。为保证工程环境下的教学效果,学校坚持校内教师与现场技术人员“双导师”制,共同指导学生的实验、实习和实训等,聘请现场技术人员承担部分实践性强的专业课程教学,由双方共同制定标准完成教学考核,共同实施质量监控。特别是在毕业设计方面,学校要求由校内教师和企业技术人员共同指导、共同考核。学生的课题必须结合现场生产实际,企业导师侧重对学生进行现场生产技术和工艺的指导,校内教师侧重对毕业设计规范和知识综合运用的指导,两者充分结合,既培养学生用理论知识解决实际问题的能力,又能检验和确保学生工程能力培养的质量。
四、结语
作为转变经济增长方式的重要途径,宁夏的能源、煤化工、新材料、装备制造、特色农产品加工等优势产业正初步形成一批具有地域特色的优势产业集群。近年来,宁夏自治区不断加大政策扶持和工作推进力度,通过两化深度融合作有效推进工业结构调整和产业转型升级。2013年7月,宁夏和北京、河北、福建、山东、湖南6地同时成为工业和信息化部选择的推进两化融合先进省份,开展企业两化融合整体性评估试点工作。
从2012年10月开始,宁夏对全区50户大型骨干企业、700余户规模以上工业企业和“中小百家”企业开展两化融合情况进行调研。了解不同行业、不同规模企业信息化基本情况,并在充分征求企业意见的基础上,同工信部电子科学技术情报研究所合作,根据《企业“信息化和工业化融合”评估规范》,结合自治区工业特点,研究设计了一套符合宁夏实际的企业两化融合评估体系。该评估体系针对煤炭、电力、石化、冶金、建材、装备制造、轻纺、食品、医药等9大行业的特点设计不同的评估指标。每个行业评估指标达30多项,共涉及到评估指标近200项,为全区企业两化融合整体评估工作的可操作性和以后推进工作的针对性提供了有力的支撑。
2013年3月,全区企业两化融合评估数据的采集工作顺利完成,最终确定707家规模以上工业企业和自治区“百家成长,千家培育”中小企业做为此次评估参评样本企业,其中行业龙头企业50家,中型企业543家,小微型成长企业114家。入选的707家企业数量占我区全部规模上以上企业的近90%,各项经济指标约占全区工业的92%以上,评估样本基本实现了全行业和规模以上企业的全覆盖。依托评估体系,从基础建设、单项应用、综合集成、协同与创新、竞争力、经济和社会效益等6个方面,对现状、关键点、突破点进行了全面、系统的分析和评估,并形成《宁夏工业企业两化融合评估分析报告》。宁夏目前达到集成提升阶段以上企业数量占规模以上以上企业数量不到15%,绝大多数企业处于单项覆盖和起步建设阶段。
结合评估结果,宁夏制定了《关于推进全区信息化和工业化深度融合五年行动计划实施的意见》和《全区两化深度融合三年行动计划》。对宁夏两化融合未来五年发展目标、行动计划和保障措施等方面提出了明确的计划:一是结合煤炭、电力、化工、冶金、建材、装备制造、轻纺、食品医药等八行业现状、行业平均水平、关键点的分析,提出不同行业融合方向和重点;二是结合不同阶段发展水平、企业数量、规模、行业分布等情况,提出按照A级、B级、C级、D级(即起步建设阶段、单项覆盖阶段、集成提升阶段和创新突破阶段)的级别划分,实现由低等级向更高等级跨越的目标;三是向参与评估的样本企业反馈评估数据、与同行业其他企业对比情况、各项关键指标在行业中所处位置等评估结果,帮助企业开展行业对标,针对不同行业、不同发展阶段和不同规模的企业,分别明确了提升目标、重点任务和关键环节,引导企业的发展重点和方向。“三年行动计划”指出,分行业、分阶段的引导和支持一批企业从D级向C级、从C级向B级、从B级向A级跃升,带动和实现全区企业两化融合水平在三年内实现快速、整体提升,加速转型升级步伐。
宁夏目前已具有一批在两化融合方面技术领先、经济效益好、具有示范带头作用的企业。例如神华宁煤集团10年前6万职工,年产煤1000万吨,10年后的今天,仍6万名职工,年产煤8000万吨。6万名职工年工资40亿,如果职工增加8倍每年需320亿,宁煤通过信息化工程,增机不增人,每年节约工资性支出280亿,而信息化投入只有6亿,为企业带来了低成本、高效率、高效益。吴忠仪表资源计划系统(WRP)平台,综合集成应用达到了国内装备制造同行业先进水平,实现了核心业务和关键流程的全覆盖,产品工艺设计效率提高30%,库存减少33%,每年新增产值约500万元,节约财务费用约530万元。通过对这些行业龙头企业在信息化方面好的经验和做法的总结提炼,帮助行业其他企业对标赶超。
对全区工业来说,中小微企业数量约占到95%以上,两化整合水平的提升一定程度上就是中小微企业两化融合水平的提升。在推进中小微企业两化融合方面,宁夏以中小企业服务体系为依托,建设了宁夏中小企业信息网等第三方公共信息服务平台,开通了中小微企业服务超市专栏,为中小微企业提供信息化、融资担保、财税、法律顾问、管理咨询、技术创新、中介评估、专利申请、招聘等服务;同时鼓励两化融合示范企业和信息化服务机构利用物联网、云计算等新一代信息通信技术,为中小微企业开展云服务。宁夏菲麦森流程控制技术有限公司利用人才技术优势,构建了云制造服务系统,已经完成了吴忠仪表信息系统的云迁移,目前已具备向制造业企业提供云服务的能力。如今,全区工业中小微企业应用信息技术开展研发、管理和生产控制的比例从2011年的18%提高到目前的25%。
构筑科技创新平台,强化行业服务功能
2004年,教育部与宝钢、鞍钢、武钢、首钢四大公司签署了共建北京科技大学的协议。学校领导班子充分认识到,这是学校改革和发展的必须抓住的重大机遇。为此,学校采取有效措施,积极构筑科技创新平台,强化行业服务功能。
打造校企双赢格局
共建协议签订两年来,学校扎实有效地推进与四大钢铁企业的全面合作。校企双方领导亲自抓,多次带队互访,建立了定期与不定期的沟通交流机制。目前,双方的合作已取得了实质性的进展,学校先后与鞍山钢铁集团公司、首都钢铁集团公司、武汉钢铁集团公司签订了全面合作协议,特别是2006年10月18日在人民大会堂签署的“宝山钢铁集团公司与北京科技大学全面合作协议”,把学校与“四大钢”的战略合作伙伴关系推进到一个新的历史时期。截至目前,北京科技大学已经与以上大型企业落实学校整体科研合作项目数十项,科研合作经费近亿元人民币。
筑就行业服务“高速公路”
2004年,北京科技大学牵头组建了“北京科技大学―钢铁企业科技合作组织”,得到了国内30余家大中型钢铁企业的支持,开创了学校与钢铁企业科技合作与交流的新局面。以此为平台,加强了学校与企业、企业与企业之间的技术交流,共同针对行业中的共性、关键技术进行科技攻关和专家“会诊”;促进了学校与企业科技战略合作关系的建立,共同组织申报国家、省部、地方各类科技攻关项目,加大了产学研合作的力度。
“北京科技大学―钢铁企业科技合作组织”以“钢铁冶金新技术发展论坛”为主要组织活动形式。“北京科技大学―钢铁企业科技合作组织”于2004年12月,在厦门召开了以“先进钢铁冶金技术交流与研讨”为主题的研讨活动;2005年11月,以“钢铁工业的节能环保”为主题在鞍钢举行研讨会,引起了强烈反响;2006年11月,该组织又在浙江宁波举办了“第三届钢铁冶金新技术发展论坛”,与会企业32家,参会人员达72人。“北京科技大学―钢铁企业科技合作组织”受到了国家发改委和科技部领导的高度评价,被认为是钢铁行业产学研合作的创新典范。
组建“冶金工程院”
在过去长期的校企合作中,科研合作模式主要是企业提出需求,学校被动应战,这种局面使学校的创新能力得不到充分发挥和挖掘。为了改变这种局面,学校决定以转变服务理念为先导,在分析企业需求的基础上,先于企业开展前期的科技创新,从而在某些关键技术和核心技术方面引领行业创新前沿。
为深入推动此项改革,学校于2004年整合了冶金、材料、机械、信息等多个学科领域的优势,打破原有科技工作体制和科研合作模式的界限,组建了冶金工程研究院。新组建的冶金工程研究院面向国民经济发展和行业重大需求,开展具有前瞻性和战略性的科学研究,注重成套技术集成、关键工艺装备开发,建成集“基础研究―应用基础研究―新技术开发―新技术产业化”为一体的产学研创新体系,大大提升了学校为国家、企业重大科技前沿和重要战略需求服务的自主创新能力。由于冶金工程研究院整合了多学科的优势,从而形成了多学科互动的创新平台,2005年冶金工程研究院科技经费达2亿元,科研人员年人均经费超过200万元;全校科技经费达到5亿元。
冶金工程研究院的组建与成功运转,实现了研究方向相对稳定、团队人员相对稳定和经费来源相对稳定,从而真正实现了从原来以教授个人为主体与企业开展科研合作的模式,转变为以多学科、多学术团队为主体的科研合作模式,从而大大提高了学校承接重大的科研项目的能力。
创新人才培养模式
随着这几年研究生培养规模的扩大和企业对高层次人才的需求的增强,原有的研究生培养方式已不能满足人才培养模式多元化和学生就业的需求。针对此情,学校在鞍钢、首钢、邯钢、包钢、中钢、杭钢等行业企业建立了近20个研究生教育科研基地,以及10余个本科生实践和实习基地,得到企业的积极反响。这种人才培养方式有利于企业对高层次实用性人才的需要,也有利于学校培养学生创新能力的需要。由于学生在企业培养基地从事企业实际的创新工作,研究题目来源于企业,成果用于企业,所以这些学生受到企业普遍欢迎,学生也因为了解企业,愿意毕业后继续在企业工作。另一方面,由于企业的培养基地采取双方导师制,使得校内指导教师更了解企业的需求,形成了校企的良性互动。
四大举措并驾齐驱,强化了学校为行业服务功能,赢得了行业企业的充分肯定。宝山钢铁集团公司董事长徐乐江说:“北科大建立冶金工程研究院,是高校科研体制创新的典范,为企业和高校进行科技合作提供了非常好的平台。”鞍山钢铁集团总经理刘说:“现在企业的装备有了很大的改善,但是技术、工艺方面还有很多方面需要创新,鞍钢与北科大合作的意义,怎么评价都不过分。”
着眼国家重大需求,引领行业创新前沿
着眼未来,要更好地为行业服务,真正做到“以服务求支持,以贡献求发展”,在今后一段时期,就必须立足国家和行业重大需求,引领行业创新前沿,做好行业技术创新的源头。
紧盯国家重大需求,闯出三条创新路线
即,盯住钢铁新流程、新技术研发,重大工程材料结构安全服役研究,能源的高效利用和生态环境新技术研究这三大需求,以材料类的重点实验室为主体,形成材料学科的创新路线;以矿业、冶金、机械类重点实验室和“211工程”建设的实验室为主体,逐步形成集成创新和工程创新的创新路线;以冶金工程研究院为主体,形成工程化创新路线。
在此基础上,学校将充分发挥自身与国外高水平大学、研究机构和企业联系广泛,人员来往频繁,信息交流及时的优势,紧紧盯住国际科技发展的新趋势和新动向,把握时机,力争在原始创新上有所作为。
探索“大合作”模式,谋划校企发展大局面。
一方面要更多地争取并实现学校整体与行业企业的合作。认真总结冶金工程研究院的成功经验,加快建设新材料技术研究院等研究及开发基地,打造跨学科、跨学院的科技创新平台;促使学校科技工作由校内单向循环拓展到与行业、国家需求相结合的多向互动式大循环;促使产学研合作从零散的、小型的、短期的项目式合作模式,转向系统的、有规模的、中长期的和共建基地型的合作模式;促使科研工作更加紧密地结合国家、企业重大需求,针对行业中具有引领性、前沿性的研究方向,组织校企联合攻关,为行业自主创新做出贡献。
长袖善舞 资源为王
公司按照“以金属矿产品为主,以国内稀缺资源为主、以境外资源开发为主”的业务定位,进行矿产资源的开发及加工。公司是我国进行境外资源开发的重要企业之一,也是我国拥有矿产资源最丰富的国内企业之一。在我国政府鼓励大型中央企业“走出去”的政策背景下,公司在巴布亚、新几内亚、阿根廷、阿富汗、巴基斯坦、澳大利亚等国家和地区进行金属资源的开发及加工,在境外拥有铁、铜、镍、锌、铅、钴、金等多种金属矿产资源,其中铜、镍等资源的储量位居国内同类资源开发企业的前列。同时,公司在境内辽宁、内蒙古、湖南等地区也进行铁、铅、锌、钒等金属资源的开发,并具备锌、铅、铜等金属的冶炼加工能力。
公司的资源开发业务包括矿山业务和冶炼及加工业务,当前从事冶炼业务的主要是公司下属的中冶葫芦岛有色金属集团有限公司,从事加工业务的主要是下属洛阳中硅高科有限公司。由于公司从事矿山业务时间较短,拥有的境内、外矿山项目中多数尚处于投资建设阶段,并未产生收入,截止2010年中报,公司矿山业务的收入主要来自于巴基斯坦山达克铜金矿及朝阳金昌铁矿等规模相对较小的资源开发项目。
但是就矿产资源储量而言,公司在境内外拥有铁矿石总资源量超过20亿吨,铜矿总资源量约4亿吨,镍矿总资源量约0.74亿吨,均位居国内同类企业前列。就金属冶炼产品而言,公司下属葫芦岛锌业股份有限公司2008年锌产品产量达到34.96万吨,是我国乃至亚洲最大的锌冶炼企业之一。
鉴于公司自身在冶金施工,装备制造、冶炼加工等方面的一体化能力,考虑到有色金属价格长期上升的趋势,公司大量开发中的矿山业务将会在未来给公司带来可观收益。除了已经在报表中反映收益的山达克铜金矿和朝阳金昌铁矿,我们从公开信息中总结了公司尚在开发中的矿产资源情况,分别是:希拉格兰德铁矿(70%)、兰伯特角铁矿(100%)、西澳铁矿项目(20%)、杜达铅锌矿(70%)、瑞木镍红土矿(52%)、艾娜克铜矿(75%)、宁城宏大铁矿(48%)、农戈山铅锌矿(50%)和泸溪含钒炭质页岩矿(80%)。
强势挺进新材料领域
公司不仅在金属领域从事资源开发和加工业务,也在向新材料行业渗透。2010年9月,公司下属企业洛阳中硅高科技有限公司达到5000万吨多晶硅年产能。洛阳中硅高科技有限公司是由中国恩菲工程技术有限公司、洛阳硅业集团有限公司、偃师金丰投资有限公司、中国有色工程设计研究总院四家股东共同出资组建的高科技企业(中国恩菲工程技术有限公司控股75%)。公司成立于2003年3月。公司权益占比74.5%(其中恩菲研究员持有68.5%,有色工程研究总院持有6%),目前,公司已经是A股最大的多晶硅制造商。
钢结构是指由各类钢材,采用焊接、紧固件连接等连接而成的结构。由于其满足节能环保基本国策,符合发展循环经济和可持续发展的要求,在建设行业中得到了广泛的应用。公司在建筑钢结构的研究、设计、制造方面处于我国领先地位,是我国钢结构生产规模最大、市场占有率和工艺技术水平最高的企业之一。同时,公司是我国生产规模最大、市场占有率和工艺技术水平最高的钢结构制造企业,拥有国家科技部认证的国家钢结构工程技术研究中心。目前公司钢结构产量超过200万吨,位居全国第一,超过当前A股上市的东南网架、杭萧钢构等钢结构供应商。
受益稀土行业整合
中央有关部门目前已经确定国内稀土领域的行业龙头企业和几家央企作为未来5到10年的整合主体,而为破除跨地区企业兼并重组的障碍,相关部委拟将散落地方的采矿楔收归中央。而公司是我国专业化经营历史最久、专业设计能力最强的冶金工程承包商,在国内有色金属冶金工程领域也处于领先地位,拥有国内最大的有色金属冶金设计院之――中国有色工程有限公司。中国有色工程有限公司又称中国有色工程设计研究总院、中国恩菲工程技术有限公司。主营业务包括国内外矿山工程、有色冶金工程、环境及市政公用工程等方面的工程总承包、工程设计、工程咨询、造价咨询、项目管理、工程监理、工程招投标、设备研制、设备采购及成套、系统集成等工程建设服务,以及与工程相配套的技术、设备和劳务进出口。
中国有色工程设计总院从上世纪60年代开始参与、从事稀土冶炼技术的科研、设计工作,完成了国内第一个包头稀土冶炼厂的工程设计,完成包括包钢、赣州稀土冶炼厂、广州珠江冶炼厂等在内的90多项稀有稀土工程设计项目,拥有稀土稀有金属冶炼专长技术,以及综合利用和环保治理专利技术。其中,稀土精矿低动态焙烧技术是具有自主知识产权的稀土冶炼新工艺,属国内首创,获得国家发明专利,被誉为中国稀土十大发明之一,创造性地攻克了稀土和稀有金属生产中的放射性防护难题,对保护环境和安全生产做出了重要贡献。
2010年4月,由中国有色工程设计研究总院主编的世界上第一部专门针对稀土工业行业制定的污染物排放标准《稀土工业污染物排放标准》通过国家环境保护部科技标准司的审议。标准的制定对保护环境、防治污染、节能减排、调整产业结构、优化生产工艺具有重要作用,同时对于进一步保护国家稀土战略资源具有战略意义。
传统产业的技术升级改造、节能减排和环境保护,是“十二五”规划的重点之一。基于对公司在稀土行业的技术积累和一体化建设能力,中信建投预计公司必将成为稀土行业整合的最大受益者之一。
投资建议
【关键词】液压 技术 发展
中图分类号: TG315.4文献标识码:A 文章编号:
前言
世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。世界液压元件的总销售额为350 亿美元。据统计,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~3.5%,而我国只占1%左右,这充分说明我国液压技术使用率较低,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。
一、液压传动技术的应用领域
目前液压技术应用的主要领域是工程机械和冶金机械等,具体来说,液压系统在以下领域中有着广泛的应用。
1、工程机械
工程机械是液压产品的最大用户,占行业销售的42.3%,今后比例还会扩大。每年为国产和合资生产的挖掘机、道路机械、建设机械、桩工机械、水泥搅拌车等配套所进口的液压件,约达1.5 亿美元以上。2010 年我国工程机械市场需求量如表1 所示。
2、机床
机床产品需要大量高压、大流量柱塞泵,插装阀、叠加阀、电磁阀、比例阀、伺服阀、低噪声叶片泵和轻型柱塞泵等液气密元件产品。而液压系统更是广泛地应用与机床工件的夹紧、工作台的移动等场合。随着制造业技术的进步,国内对高精、高效、自动化机床,特别是数控机床的需求量越来越大。据有关预计,到2010 年末我国数控机床年需求量超过5 万台;机床总拥有量将由2007 年的300 多万台,增加到接近400 万台,增长率达33%。此外,锻压机械的发展也对液压原件及成套系统提出新的要求。因此,为机床和锻压机械配套、维修用液压、气动和密封件的市场需求量也将有很大的增长。
3、汽车制造业
汽车、摩托车产品需要大量转向助力泵,自动变速箱用的液压控制元件,各种类型的密封件和气动元件;汽车制造设备则需要各种泵,液压电磁阀,气阀,气源处理装置,各种气缸比例阀,载重汽车用齿轮泵、油缸和控制阀等。
4、冶金机械
据了解冶金设备中液压气动技术的使用率达6.1%~8.1%,约占设备总费用的10%左右。因此,冶金工业的改造和发展为液压气动密封件产品提供了很大的市场空间。从行业统计分析,液压、气动产品为冶金行业直接提供配套分别占销售额的14.5%和9%。另外,冶金、矿山设备产品需要大量各类柱塞泵,插装阀、电磁阀、比例阀,伺服阀、油缸,液压系统总成及气动元件。
5、液压试验台
液压技术需要不断地发展、创新,每年需要一批的液压试验台来进行试验,这也是液压技术的一个应用领域。
6、游乐设施
随着人们生活水平的条,对生活质量的要求也越来越高。游乐设施也已成为人们生活的一部分。而由于液压技术本身的优点,液压技术在游乐设备上也是不遑多让。
7、武器装备
现代武器装备,特别是现代化大型装备,离不开液压传动。现代武器装备液压系统的维修和防护已成为我军重要研究课题之一,它既是对我军装备维修人员的重要考验,也是提高我军战斗力和兵器的寿命的重要保障。特别是电流变、磁流变技术的兴起及应用,更是使液压技术在武器装备上如虎添翼。
二、液压技术的发展趋势
基于液压技术的优点、广泛应用其它技术发展的高科技成果及替代性技术的竞争,使液压技术有了新的发展,也使其质量和产品有了一定的发展,但仍然存在巨大的发展空间。今后,液压技术仍将靠现有技术的改进和扩展,不断扩大其应用领域和范围,以满足未来的要求。其主要的发展趋势将集中在以下几个方面。
1、节能环保
液压传动作为动力传动装置,在能量转换和传输过程不可避免地存在能耗问题,导致在某些行走机械系统中的效率不到10%。因此,提高效率是液压技术必需解决的重要问题,也是提高其竞争力的有效措施。如前所述,目前已经采用了如交频变量技术、二次调速技术、负载感应技术等节能技术,但这些技术的应用和人们对人类赖以生存的环境提出的更高要求还不一致。从环保方面考虑,减低噪声和液体的泄漏污染也是需要重点攻克的难题。因此节能环保将是液压界今后努力的重要方向之一。
2、新材料、新工艺的应用
新型材料的使用,如工程陶瓷、工程塑料、聚合物或涂敷料,可使液压元件质量提高、成本降低,引起液压技术新的发展。采用菜油基、合成脂基或者纯水等降解迅速的工作介质替代矿物液压油,已受到美国、日本、欧盟等世界各国的高度重视。铸造工艺的发展,对优化液压元件内部流动,减少压力损失和降低噪声,实现元件小型化、模块化,都有良好的促进作用。
3、控制方面
随着现场总线技术及智能控制理论的发展,并不断应用到国民经济的各个行业,使流体传动及控制技术发挥着越来越重要的作用,又为流体传动及控制技术的发展开辟了新的空间。如借助现场总线技术可以克服传统液压系统难以实现升压以及降压增流的问题, 最终输出与各执行器需求相适应的压力和流量;采用模糊控制不需要建立被控对象的精确数学模型, 对于参数严重时变的液压系统来说是一种非常有效的控制策略,目前国内的上海交通大学、浙江大学、东南大学等著名高校都在这方面做研究,并已取得应用;神经网络控制技术具有学习和自适应能力, 而且具有一般非线性系统的特性, 因此对于时变的非线性的液压控制系统更适用。因此把液压传动与控制技术融合是当代一系列先进技术和方法的先驱和典范,也是当代众多重大工程装备复杂机电系统的重要的基础和要害之一,同时还是我国从液压大国向液压强国转变的重要途径之一。
4、机电一体化
液压技术与微电子技术、控制技术、计算机技术及传感器技术相融合,实现机电一体化集成, 对于液压系统的柔性化、智能化,改变液压系统效率低、漏油、维修性差等缺点,充分发挥液压传动出力大、惯性小、响应快等优点具有重要的作用。如发展与微电子技术结合形成的带内藏电子控制器的比例阀和伺服阀不仅能提高可靠性、降低成本, 而且还便于安装、调试和维护;发展与计算机更容易对接的液压数字阀,还具有价格更低、放大驱动装置更简单、体积更小的特点;发展具有压力补偿、负载敏感、流量适应和功率协调控制等综合功能的变量液压泵,对达到节能、提高效率及系统的智能化和信息化具有重要意义;发展带附加工况监视和传感功能的具有小型内藏式传感器、放大器和信号输出功能的元器组件对实现系统智能化、柔性化及小型化提供了方向。
5、液压CAD 技术
CAD 技术使人工设计方式变为自动化和半自动化的方式,尤其是CAD/CAM/CAPP 的推广和应用使液压技术得到迅速发展。利用现有的液压CAD 设计软件,进行二次开发,建立知识库信息系统,它将构成设计———制造———销售———使用———设计的闭环系统。随着计算机及工作站的发展,其相关的三维图形处理功能软件的普及应用,进行有限元分析、机构运功分析、动态仿真、优化设计及可靠性设计等,对提高设计质量、加快设计速度,达到最佳设计效果起到十分重要的作用。今后将利用CAD 技术的支持,对液压产品从概念设计、外观设计、性能设计、可靠性设计到零部件详细设计的全过程,进而实现CAD/CAM/CAPP/CAT 以及现代管理系统集成在一起,建立集成计算机制造系统(CIMS),使液压产品的设计制造技术有一个突破性的发展。
结论
由于液压技术借助微电子技术,大力发展电液传动与控制,使液压技术产生新的活力。液压技术的主要竞争者是机械传动和电气传动,只要沿着机电一体化方向走下去,并不断跟踪和移植信息技术,计算机技术、摩擦磨损技术、技术、自动控制技术以及新材料新工艺等的成果,充分发挥液压技术功率密度大等优点,克服漏油和噪声大等缺点,液压技术作为现代传动与控制的重要组成部分,将不断扩大应用领域,保持强大的竞争力、不断向前发展。
【参考文献】