中國(guó)已是制造大國(guó)，但遠(yuǎn)不是制造強(qiáng)國(guó)。中國(guó)裝備制造業(yè)的突出問題是自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，制造技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。大型鑄鍛件的質(zhì)量及國(guó)產(chǎn)化問題十分嚴(yán)峻。2006年初，曾培炎副總理專門批示：重大裝備國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目中，大型關(guān)鍵鑄鍛件，依靠進(jìn)口供貨，國(guó)產(chǎn)件能力、質(zhì)量難以滿足要求，已成為重大裝備制造業(yè)發(fā)展的瓶頸，并受制于人。

經(jīng)過一年多來的努力奮斗，特大型鑄件科技攻關(guān)，特別是三峽水輪機(jī)葉輪大型鑄件提高自主創(chuàng)新能力等方面已取得突破和進(jìn)展。

市場(chǎng)牽引、企業(yè)主體

市場(chǎng)需求是推動(dòng)裝備制造業(yè)發(fā)展和自主創(chuàng)新能力提高的根本動(dòng)力，要充分發(fā)揮市場(chǎng)牽引作用。

三峽水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量為700MW，總裝機(jī)32臺(tái)，其中左岸機(jī)組14臺(tái)、右岸機(jī)組12臺(tái)、地下機(jī)組6臺(tái)。右岸機(jī)組分別由哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱哈電）、東方電機(jī)股份有限公司（簡(jiǎn)稱東電）、阿爾斯通分別制造4臺(tái)。地下機(jī)組6臺(tái)，由右岸三家制造商分別制造2臺(tái)。現(xiàn)左岸14臺(tái)機(jī)組已全部發(fā)電，右岸12臺(tái)機(jī)組已發(fā)電3臺(tái)，其余機(jī)組正在制造中，哈電、東電已成長(zhǎng)為左岸的國(guó)際招標(biāo)的優(yōu)勝者。但是，作為水輪機(jī)的核心轉(zhuǎn)輪組成部分特大型鑄件上冠、下環(huán)、葉片無論是左岸還是右岸機(jī)組幾乎全部依賴進(jìn)口。據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)在建成32臺(tái)，三峽水輪發(fā)電機(jī)組后，還將新建150臺(tái)700MW以上的大型水輪發(fā)電機(jī)組。

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，國(guó)際市場(chǎng)上大型鑄鍛件資源日漸緊缺，價(jià)格飛漲，交貨遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足主機(jī)廠的要求。為了加快大型鑄件國(guó)產(chǎn)化，突破重型裝備制造業(yè)的瓶頸，避免受制于人，國(guó)內(nèi)特大型鑄件主要制造廠商紛紛開始加快研制的步伐。因此，除原來第一重型集團(tuán)公司（一重）、第二重型集團(tuán)公司（二重）等研制單位外，哈電、鞍鋼重型機(jī)械集團(tuán)公司（鞍重）、大連重工重型機(jī)械集團(tuán)公司（大重）及銀川共享鑄鋼公司（共享）在三峽總公司的支持下，自告奮勇，自籌經(jīng)費(fèi)，增添裝備，主動(dòng)承擔(dān)起三峽水輪發(fā)電機(jī)等特大型鑄件的研制任務(wù)。

鞍重在三峽總公司的支持下，沒有伸手要條件，自己承擔(dān)澆鑄數(shù)百噸重的特大型水輪機(jī)鑄件的風(fēng)險(xiǎn)。鞍重先在試制彭水電站水輪機(jī)上冠、下環(huán)鑄件成功，取得經(jīng)驗(yàn)后，又請(qǐng)專家對(duì)三峽水輪機(jī)葉輪下環(huán)鑄件鑄造工藝方案進(jìn)行評(píng)審。終于試制成功三峽水輪機(jī)葉輪下環(huán)鑄件,并于2007年3月通過鑒定。

哈電承制的三峽左岸23號(hào)機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片由羅馬尼亞和斯洛文尼亞進(jìn)口，其中斯洛文尼亞的后三片葉片嚴(yán)重脫期達(dá)八個(gè)月，哈電23號(hào)機(jī)2008年發(fā)電目標(biāo)面臨難以實(shí)現(xiàn)的困境。因此，哈電緊急制造三件三峽葉片，研制目標(biāo)及制造技術(shù)水平均超過羅馬尼亞和斯洛文尼亞制造的葉片。哈電經(jīng)過十幾爐精煉鋼水的摸索，完全掌握了超純凈鋼水的冶煉技術(shù)。鑄造工藝方法利用哈電已獲得巨型葉片鑄造工藝專利方法進(jìn)行研制。哈電制造的三件三峽葉片于2007年8月通過鑒定(圖2),成為繼二重、一重后，第三個(gè)成功制造三峽葉片的企業(yè)。

(源自：《裝備制造》雜志 作者：柳百成)
大連重工重型機(jī)械集團(tuán)公司及銀川共享鑄鋼公司等在三峽總公司的支持下也已開始試制三峽上冠及葉片鑄件。共享鑄鋼公司試制成功的葉片達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并于2007年12月通過鑒定（圖3）。

以上實(shí)例充分地說明：企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體，也是提高裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力的需求主體、投資主體和實(shí)施主體。

更值得一提的是，2007年12月，三峽右岸工程的一個(gè)葉輪在焊接組裝過程中有一件從斯洛文尼亞進(jìn)口的葉片出現(xiàn)了質(zhì)量事故，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度。哈電緊急采用了剛剛試制成功的葉片進(jìn)行更換，才確保了工程進(jìn)度。事故原因現(xiàn)已查明是進(jìn)口葉片的機(jī)械性能沒有達(dá)到三峽葉片的技術(shù)要求。從以上正、反兩方面的實(shí)例，更進(jìn)一步說明：一定要立足自主創(chuàng)新，絕不能盲目依賴國(guó)外。

高校及院所在技術(shù)創(chuàng)新中大有可為

重大裝備的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)難度很大、涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，單靠一個(gè)企業(yè)自身的力量往往是不夠的，應(yīng)該在政府的引導(dǎo)、推動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研之間的緊密聯(lián)合，或進(jìn)一步結(jié)成聯(lián)盟，共同對(duì)重大裝備的共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)雙贏或多贏。

我們的體會(huì)：一是科研要面向國(guó)家目標(biāo)，二是科研要有奉獻(xiàn)精神，三是要為企業(yè)提供科學(xué)技術(shù)支撐。

科研要面向國(guó)家目標(biāo)

高等工科院校要將《國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要》中的國(guó)家目標(biāo)，作為科研主攻方向，克服輕視生產(chǎn)實(shí)踐，片面重視論文的傾向。

清華大學(xué)機(jī)械工程系一直以國(guó)家目標(biāo)為科研主攻方向，早在2001年，就協(xié)助二重采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，優(yōu)化鑄造工藝，試制成功中國(guó)第一件三峽水輪機(jī)葉輪葉片，2004年，又以“交鑰匙工程”方式，從鑄造工藝及模擬仿真兩方面，協(xié)助馬鋼重機(jī)在十個(gè)月內(nèi)，澆鑄成功18片重200余噸的大型軋鋼機(jī)機(jī)架鑄件。項(xiàng)目合作期間，機(jī)械工程系多名教授、副教授帶領(lǐng)研究生先后多次深入現(xiàn)場(chǎng)。該項(xiàng)目的完成使得“馬鋼雙板軋機(jī)工程”提前6個(gè)月投產(chǎn),為馬鋼公司節(jié)省外匯資金約1千萬余元。

科研要有奉獻(xiàn)精神

科學(xué)研究是要有奉獻(xiàn)精神的。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所李依依院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組和筆者領(lǐng)導(dǎo)的課題組以及沈陽鑄造研究所等單位的專家在一年多的時(shí)間里，先后四赴鞍重、三赴哈電、三赴銀川共享鑄鋼，參加有關(guān)三峽水輪機(jī)大型鑄鋼件的工藝方案論證及科研成果的鑒定，工作任務(wù)十分緊迫、繁重，他們的團(tuán)隊(duì)毫無怨言。在此期間，年輕教師和科研人員帶領(lǐng)博士、研究生深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，開展科技攻關(guān)，條件也是十分艱苦的。清華大學(xué)年輕教師帶領(lǐng)研究生深入哈電生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)工作數(shù)周，了解并掌握三峽葉片鑄造全過程。在此基礎(chǔ)上，他們完成和提供的三峽葉片三維應(yīng)力應(yīng)變分析報(bào)告得到了企業(yè)的認(rèn)可。

(源自：《裝備制造》雜志 作者：柳百成)
為企業(yè)提供技術(shù)支撐

通過與企業(yè)的合作，開發(fā)的技術(shù)能夠得到較好的運(yùn)用，這對(duì)推動(dòng)裝備制造業(yè)大型鑄鍛件制造技術(shù)進(jìn)步，加快先進(jìn)裝備制造業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。企業(yè)非常渴望這種先進(jìn)技術(shù)和人才來提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力，而高校院所也需要企業(yè)這個(gè)平臺(tái)，真正使研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

近年來，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所與中國(guó)一重合作，共同開發(fā)了50噸級(jí)鑄鋼支承輥，已供給太鋼世界最大的1549mm不銹鋼生產(chǎn)線使用，性能優(yōu)良，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。2005年金屬研究所與大連重工合作，聯(lián)合開發(fā)大型水電機(jī)組用轉(zhuǎn)輪上冠、下環(huán)和葉片等關(guān)鍵件材料、鑄造和熱處理工藝。大重成功地為思林電站生產(chǎn)了上冠和下環(huán)。這些工作為三峽700MW發(fā)電機(jī)組用轉(zhuǎn)輪上冠、下環(huán)和葉片等大型鑄件的國(guó)產(chǎn)化打下了基礎(chǔ)。

哈電十分重視以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的指導(dǎo)思想，和清華大學(xué)機(jī)械工程系共同進(jìn)行三峽葉片的溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)及變形測(cè)試，研究葉片鑄造過程，熱處理過程的變形規(guī)律，研究葉片近凈形生產(chǎn)的工藝方法。

清華大學(xué)急企業(yè)所急，與二重就三峽水輪機(jī)大型鑄件的內(nèi)裂紋缺陷開展了“厚壁鑄鋼件內(nèi)部微裂紋形成原因及防止措施的研究”。清華大學(xué)采用鑄件凝固過程數(shù)值模擬的手段研究了鑄件的熱裂內(nèi)裂紋傾向，提出了改進(jìn)的熱裂紋內(nèi)裂紋的預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)得到的鑄件熱裂紋內(nèi)裂紋傾向較大區(qū)域，與實(shí)際結(jié)果吻合，提出了綜合預(yù)防措施,得到了二重的認(rèn)可和好評(píng)。

政府的調(diào)控作用

提高重大裝備自主創(chuàng)新能力事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和國(guó)防安全，是國(guó)家目標(biāo)，必須充分發(fā)揮政府的調(diào)控作用，制定重大科技和產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃并進(jìn)行引導(dǎo)，調(diào)動(dòng)各方面力量，集中使用有效的社會(huì)資源，力求取得突破。

應(yīng)該指出,經(jīng)過一年來的努力奮斗，特大型鑄件科技攻關(guān)已取得突破和進(jìn)展,這是和國(guó)務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會(huì)三期工程重大設(shè)備制造檢查組的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)分不開的。國(guó)務(wù)院三峽三期工程重大設(shè)備制造檢查組善于調(diào)動(dòng)產(chǎn)、學(xué)、研各方面的積極性，初步建立了產(chǎn)、學(xué)、研三結(jié)合的科技隊(duì)伍。有關(guān)三峽水輪機(jī)大型鑄鍛件工藝評(píng)估、方案論證，項(xiàng)目驗(yàn)收，積極組織大家參加，充分發(fā)揚(yáng)社會(huì)主義大協(xié)作精神(圖4)。

裝備制造業(yè)的發(fā)展和自主創(chuàng)新能力的提高，必須建立在扎實(shí)的產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)之上。制造技術(shù)發(fā)展滯后已嚴(yán)重制約了裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新，亟待加強(qiáng)。

根據(jù)曾培炎副總理批示的精神，科技部將“大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”列入《“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目》，其中“大型鑄鍛件共性基礎(chǔ)技術(shù)”課題，已由清華大學(xué)及金屬研究所等單位承擔(dān)。這對(duì)我們來說，無疑是送來了及時(shí)雨，必將進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，提高大型鑄鍛件制造技術(shù)的自主創(chuàng)新能力。

(源自：《裝備制造》雜志 作者：柳百成)
建議

一、提高中國(guó)裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力的戰(zhàn)略可以歸納為：市場(chǎng)牽引、政府調(diào)控；企業(yè)主體、科技先行；產(chǎn)學(xué)研用，緊密聯(lián)合；消化吸收、掌握核心；強(qiáng)化基礎(chǔ)、集成創(chuàng)新。

二、我們初步嘗到產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，提高大型鑄件自主創(chuàng)新能力的甜頭，但這種產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合還是初步和松散的，應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展為產(chǎn)、學(xué)、研戰(zhàn)略聯(lián)盟，或共建國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室或企業(yè)、大學(xué)研中心等多種形式的共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)。

三、中國(guó)裝備制造業(yè)制造技術(shù)基礎(chǔ)仍然薄弱，建議國(guó)家加大共性制造技術(shù)的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究的投入，建設(shè)一批先進(jìn)制造領(lǐng)域的國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室及工程研究中心。

(源自：《裝備制造》雜志 作者：柳百成)