整機(jī)與零部件:誰掣肘風(fēng)機(jī)性能提升?
今年以來,風(fēng)電領(lǐng)域大事件不斷:我國成為全球第一大風(fēng)電裝機(jī)市場,成立能源行業(yè)風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會,首次開展海上風(fēng)電招標(biāo)……風(fēng)電大發(fā)展,國產(chǎn)風(fēng)機(jī)自主創(chuàng)新的速度卻相對落后。零部件制造與整機(jī)制造是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的兩大環(huán)節(jié),究竟誰制約了國產(chǎn)風(fēng)機(jī)性能提升?不同企業(yè)有不同的看法。
我國已開始研制3000千瓦風(fēng)電機(jī)組齒輪箱。劉文碩 攝
位于我國北方嚴(yán)寒地帶的風(fēng)電機(jī)組,其穩(wěn)定運(yùn)行需要高品質(zhì)的零部件支撐
整機(jī)制造商 :整機(jī)制造受制于零部件
4月初,風(fēng)電行業(yè)權(quán)威資訊機(jī)構(gòu)丹麥BTM公司公布了2009年全球風(fēng)能發(fā)展情況,中國成為風(fēng)電新增裝機(jī)最快的國家,全球市場占有率最高的10家企業(yè)有3家來自中國。
數(shù)據(jù)令人興奮,但無法令國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組整機(jī)制造商沉浸其中。除了要應(yīng)對70余家整機(jī)企業(yè)共同導(dǎo)致的設(shè)備產(chǎn)能過剩,它們還不得不面對與風(fēng)機(jī)零部件相關(guān)的問題。
很多整機(jī)制造商對此感覺無奈。他們認(rèn)為,風(fēng)機(jī)整機(jī)的發(fā)展是快速而有效的,真正制約風(fēng)電行業(yè)的瓶頸是零部件。這既包括零部件供應(yīng)瓶頸,也包括零部件國產(chǎn)化瓶頸。
“因?yàn)楸灰恍┲匾悴考ㄗ×瞬弊印?,風(fēng)機(jī)產(chǎn)能提不上去,尤其是軸承和控制系統(tǒng)缺口最大?!睎|方汽輪機(jī)有限公司總經(jīng)理助理張生平說,“零部件資源需要有一個培養(yǎng)過程,但目前風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,讓國內(nèi)廠家有點(diǎn)措手不及?!?
據(jù)了解,中國的風(fēng)機(jī)零部件市場供應(yīng)原來幾乎一片空白,在風(fēng)機(jī)快速發(fā)展大約兩三年之后,才出現(xiàn)對風(fēng)機(jī)零部件的大規(guī)模投資態(tài)勢。而且零部件的研制要經(jīng)歷一個試驗(yàn)周期,包括產(chǎn)品開發(fā)、小批量試制、再次改進(jìn)、批量投放市場等,產(chǎn)能增加因此受到限制。
與零部件供應(yīng)相比,零部件國產(chǎn)化是一個更大難題。國電龍?jiān)措娏瘓F(tuán)公司總工程師楊校生表示,曾有一些零部件企業(yè)的產(chǎn)品在試運(yùn)行階段和交付業(yè)主后出現(xiàn)質(zhì)量問題,大大增加了額外成本。
近年來,在整機(jī)生產(chǎn)快速發(fā)展的帶動下,風(fēng)電零部件制造業(yè)日益壯大,目前基本形成涵蓋葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變槳偏航系統(tǒng)、輪轂、塔架等主要零部件的生產(chǎn)體系。但是,國產(chǎn)零部件的質(zhì)量問題同樣突出。湘潭電機(jī)股份有限公司風(fēng)電工程處一位負(fù)責(zé)人表示,當(dāng)前國內(nèi)的零部件供應(yīng)商不少,但要選擇能和國外產(chǎn)品相媲美、可靠性能得到保障的零部件,就比較緊張了。
賽迪顧問咨詢機(jī)構(gòu)行業(yè)分析師路琨表示,目前,我國葉片、齒輪箱的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程較好,這也是國產(chǎn)化率最高的幾種主要部件。不過,先進(jìn)葉片技術(shù)大多自國外引進(jìn)或聯(lián)合研發(fā),齒輪箱的產(chǎn)能擴(kuò)展較為緩慢,控制系統(tǒng)和變流系統(tǒng)的發(fā)展更是相對滯后。
記者在參加去年7月舉行的亞洲風(fēng)能大會時,的確發(fā)現(xiàn)了整機(jī)制造商所反映的上述問題。在瑞典SKF、德國Schaeffler、丹麥MITA等國際知名零部件供應(yīng)商的展臺前,有大批參觀者咨詢或索要資料;在ABB展臺中,負(fù)責(zé)講解風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的技術(shù)員董巖,由于咨詢者太多,甚至來不及喝一口水。與此相比,國內(nèi)零部件廠商的展臺則安靜了許多。
雖然將風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的瓶頸歸于零部件,但即便是整機(jī)制造廠商也希望它能盡快發(fā)展起來。金風(fēng)科技公司相關(guān)人士表示,零部件占風(fēng)電機(jī)組成本的較大比重,如風(fēng)機(jī)葉片就占15%~20%,因此零部件國產(chǎn)化對降低風(fēng)機(jī)成本具有重要意義。
部分整機(jī)制造商說,他們和零部件供應(yīng)商懷有一樣的希望,即希望國家能考慮對零部件制造行業(yè)進(jìn)行扶持。“國家已對風(fēng)機(jī)整機(jī)進(jìn)行扶持,但只有在對零部件制造同樣扶持的情況下,對整機(jī)的扶持效果才能最大化。”
零部件供應(yīng)商 :零部件性能取決于主機(jī)
零部件“卡脖子”已經(jīng)成為風(fēng)電業(yè)界最為人熟悉、最能引發(fā)討論的話題,而且,似乎也已經(jīng)成為共識。處于弱話語權(quán)地位的零部件供應(yīng)商,對此有何看法呢?
零部件供應(yīng)商有時感到委屈。他們表示,零部件供應(yīng)商在零部件制造和研發(fā)方面的投入遠(yuǎn)比主機(jī)廠商大得多;國內(nèi)風(fēng)機(jī)零部件行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備與國際先進(jìn)水平相比已經(jīng)相差不大,高檔設(shè)備都已引進(jìn),生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制方法也基本掌握,因此產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)能得以大大提升。
《風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈和國內(nèi)外廠商競爭力分析》顯示,零部件國產(chǎn)化率已經(jīng)很高。風(fēng)機(jī)葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等產(chǎn)品配套都已比較完善,而這在幾年前還是空白。上海金馬高強(qiáng)緊固件有限公司總裁張奕說:“我們的螺栓產(chǎn)品可以滿足國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展需求,國內(nèi)螺栓標(biāo)準(zhǔn)也高于國際標(biāo)準(zhǔn)。目前,國外的企業(yè)也開始大量采用國內(nèi)企業(yè)制造的零部件?!?
杭州前進(jìn)風(fēng)電齒輪箱有限公司是國內(nèi)制造風(fēng)機(jī)齒輪箱的三大廠商之一,也是風(fēng)機(jī)齒輪箱國家標(biāo)準(zhǔn)的起草單位。該公司原總工程師、中國風(fēng)能協(xié)會機(jī)械傳動專業(yè)組組長宣安光表示,杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)近兩年投入幾億元,引入國際先進(jìn)的磨齒機(jī)、立式磨床等設(shè)備,并建立了無塵車間,加速了產(chǎn)品研發(fā)升級。如今,杭齒自行設(shè)計(jì)的1500千瓦和2000千瓦風(fēng)機(jī)用齒輪箱已投入生產(chǎn)。
“可以說,國內(nèi)零部件制造與風(fēng)機(jī)整機(jī)制造一樣,在幾年時間內(nèi)取得了巨大進(jìn)步。”宣安光說。
零部件品質(zhì)和產(chǎn)能問題當(dāng)然存在,但部分零部件供應(yīng)商認(rèn)為,與零部件研發(fā)的投入和所達(dá)到的自主化程度相比,如今整機(jī)制造商更應(yīng)該反思當(dāng)前的生產(chǎn)策略。一家不愿透露姓名的零部件企業(yè)負(fù)責(zé)人說,過去幾年,國內(nèi)整機(jī)制造商從國外買來技術(shù)后生產(chǎn)風(fēng)機(jī),而不考慮國情差異的實(shí)際存在,在國內(nèi)外市場漸次打開的同時,引進(jìn)技術(shù)、制造產(chǎn)品的路線幾乎沒有改變過。即便現(xiàn)在常常提到的聯(lián)合研發(fā),也往往是國外為主,國內(nèi)企業(yè)很少掌握核心技術(shù)。
這位負(fù)責(zé)人表示,當(dāng)前的整機(jī)制造商往往扮演“組裝”的角色,而不是“設(shè)計(jì)制造”的角色。前者只要采購相關(guān)部件即可,而后者還涉及深入的技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)平臺的建設(shè)。試驗(yàn)平臺用于機(jī)組性能測試,屬于復(fù)雜工況下的研發(fā)平臺。但問題是,建設(shè)試驗(yàn)平臺不但投資巨大,而且專業(yè)人才較為缺乏。
雖然困難,但宣安光仍希望今后有更多的整機(jī)企業(yè)在這方面進(jìn)行投入。整機(jī)設(shè)計(jì)問題的解決,不但與整機(jī)制造相關(guān),還與零部件發(fā)展息息相關(guān)。他表示,零部件只能跟著主機(jī)走,零部件的改進(jìn)是與主機(jī)的改進(jìn)同步的。“經(jīng)過這幾年的實(shí)踐和打拼,如今基礎(chǔ)都已具備,整機(jī)制造企業(yè)完全可以確立自己的技術(shù)路線并掌握核心技術(shù)?!?
一個正確的整機(jī)設(shè)計(jì)流程應(yīng)該是:整機(jī)廠商在產(chǎn)品的長期使用中不斷積累經(jīng)驗(yàn),堅(jiān)持不懈地改進(jìn)和提升產(chǎn)品品質(zhì),而后按照各個工況條件建立自己的產(chǎn)品模型,再經(jīng)過試驗(yàn)論證,反復(fù)改進(jìn),直至成熟。在這個過程中,整機(jī)廠商必須和零部件制造商以及最終用戶密切合作,對技術(shù)要求進(jìn)行具體分析,設(shè)計(jì)合理的技術(shù)路線和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)實(shí)距離上述理想情況還相去甚遠(yuǎn)。不少零部件供應(yīng)商說,國內(nèi)的主機(jī)廠和個別部件廠過分保守,對已經(jīng)出現(xiàn)的產(chǎn)品缺陷不走漏半點(diǎn)風(fēng)聲;個別企業(yè)甚至不允許到現(xiàn)場進(jìn)行分析。宣安光說:“等到以主機(jī)廠為龍頭,搭建了強(qiáng)大的試驗(yàn)平臺,零部件、維修和風(fēng)電場企業(yè)通力合作,形成一個強(qiáng)有力團(tuán)隊(duì)的時候,整機(jī)和零部件的問題或許會得到根本性解決。”
專家建議:打造公共技術(shù)研發(fā)平臺
來自風(fēng)機(jī)整機(jī)制造商和零部件供應(yīng)商的不同觀點(diǎn),實(shí)際上反映了在風(fēng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈條上,仍存在彼此合作不夠順暢的環(huán)節(jié)。業(yè)界專家建議,應(yīng)該打造公共技術(shù)研發(fā)平臺,使各企業(yè)、各部門均能在此平臺上合作研究。
中國農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會風(fēng)機(jī)協(xié)會秘書長祁和生表示:“缺少共同的技術(shù)研究平臺確實(shí)是一個問題。目前,一般都是企業(yè)自身和研究機(jī)構(gòu)合作,由此造成的技術(shù)壟斷、信息不共享,對整個行業(yè)大發(fā)展是一個嚴(yán)重的制約因素。這是一個很難解決但又必須解決的問題?!彼J(rèn)為,如果企業(yè)能夠聯(lián)合起來,并爭取高等院校、科研院所,實(shí)行產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合,并爭取政府支持,進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)研發(fā),將會大大提高我國風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)制造水平。
中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會理事長賀德馨認(rèn)為,風(fēng)電機(jī)組整機(jī)制造業(yè)和零部件制造業(yè)要協(xié)調(diào)發(fā)展。目前,我國許多國有制造企業(yè)和一些民營企業(yè)都紛紛進(jìn)入風(fēng)電產(chǎn)業(yè),但主要是采用“總裝模式”制造風(fēng)電機(jī)組整機(jī),而采用“配套模式”制造風(fēng)電機(jī)組零部件的很少。風(fēng)電機(jī)組零部件技術(shù)含量很高,產(chǎn)品制造質(zhì)量將直接影響風(fēng)電機(jī)組的可靠性、可利用率和運(yùn)行成本,因此,也要十分重視風(fēng)電機(jī)組零部件制造企業(yè)的發(fā)展。
那么,雙方如何協(xié)調(diào)發(fā)展?賀德馨提出兩種方式:建立以企業(yè)為主體,市場為導(dǎo)向,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的技術(shù)術(shù)創(chuàng)新體系;建設(shè)公共技術(shù)服務(wù)平臺。
“建立技術(shù)創(chuàng)新體系是建立創(chuàng)新型企業(yè)的基礎(chǔ),創(chuàng)新型企業(yè)必須有自主知識產(chǎn)權(quán),有自主知識品牌和持續(xù)創(chuàng)新能力。”賀德馨說,可在幾個條件較好的風(fēng)電整機(jī)企業(yè)和零部件企業(yè)進(jìn)行試點(diǎn),對其研發(fā)機(jī)構(gòu)、研發(fā)人員、研發(fā)資金、研發(fā)項(xiàng)目、專利申請、產(chǎn)品品牌、能力建設(shè)和評估考核等方面提出具體要求和量化的指標(biāo)。在建立創(chuàng)新體系中,要特別注意加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研的聯(lián)合,通過整合資源、聯(lián)合創(chuàng)新、合理安排市場份額和知識產(chǎn)權(quán)的情況下,使企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和高等院校優(yōu)勢互補(bǔ),共同發(fā)展。
充分利用國內(nèi)外資源,建設(shè)公共技術(shù)服務(wù)平臺,則是指在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)信息、技術(shù)數(shù)據(jù)、設(shè)備儀器、計(jì)算軟件、技術(shù)咨詢、技術(shù)培訓(xùn)等方面,由企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高等院校,包括國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和國家工程技術(shù)研究中心等共同聯(lián)合起來,對資源進(jìn)行整合、共享、完善和提高。聯(lián)合體通過建立共享機(jī)制和管理程序,逐步做到資源的有效利用,并在此基礎(chǔ)上成立國家級的風(fēng)能研發(fā)中心,檢測中心、認(rèn)證中心、信息中心和培訓(xùn)中心等公共技術(shù)服務(wù)平臺。
整機(jī)制造的三個梯隊(duì)
近5年,中國通過引進(jìn)技術(shù)和聯(lián)合設(shè)計(jì),初步形成了風(fēng)機(jī)制造的三個梯隊(duì)。
第一梯隊(duì)是在2007年具備批量生產(chǎn)能力的企業(yè),包括金風(fēng)、華銳等,其部分產(chǎn)品技術(shù)通過許可證生產(chǎn)方式引進(jìn),沒有自主知識產(chǎn)權(quán)。
第二梯隊(duì)是在2007年推出樣機(jī),2008年初步具備批量生產(chǎn)能力的企業(yè),包括上海電氣、新譽(yù)、湘電等,占當(dāng)年新增裝機(jī)容量的1.52%,產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展有三種方式:通過許可證生產(chǎn)方式引進(jìn)技術(shù),采用國內(nèi)科技研發(fā)成果,與國外設(shè)計(jì)公司聯(lián)合開發(fā)。
第三梯隊(duì)則是于2008年完成樣機(jī)下線、并安裝到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試的企業(yè)。這其中包括遠(yuǎn)景能源、北京北重、江西麥德等。
零部件的不完全國產(chǎn)化
風(fēng)機(jī)的零部件一般有18到19個,其中,葉片、齒輪箱、軸承、發(fā)電機(jī)等技術(shù)水平進(jìn)步很快,國產(chǎn)化率也較高。不過,與國外先進(jìn)技術(shù)相比,仍存在一定差距,而控制系統(tǒng)、聯(lián)軸器、制動系統(tǒng)等產(chǎn)品的國產(chǎn)化進(jìn)程相對緩慢。
葉片制造方面,目前國內(nèi)有中航惠騰、上海玻璃鋼研究院等超過15家生產(chǎn)企業(yè)。1500千瓦以下容量風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已經(jīng)成熟,但2000千瓦容量以上的葉片生產(chǎn)企業(yè)不多。
軸承方面,主要有洛陽軸承有限公司、瓦房店軸承集團(tuán)有限責(zé)任公司等超過15家企業(yè)。國內(nèi)企業(yè)在慢傳動偏航回轉(zhuǎn)系統(tǒng)軸承方面的研發(fā)進(jìn)展較好,但在更重要的主傳動軸承上,仍與國外有差距。
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