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鑄造裝備十三五發(fā)展規(guī)劃—自動化控制是基礎

一、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

國內(nèi)鑄造工廠(車間)所用鑄造裝備水平參差不齊，大體可分三等。大型國有汽車生產(chǎn)企業(yè)鑄造廠及少量民營專業(yè)化鑄造廠擁有大量的進口先進儀器、裝備或生產(chǎn)線，設備自動化控制程度高，運行效果好，并且能實時更新，代表著我國鑄造領域裝備的最高水平。大部分中等規(guī)模的鑄造廠只在某一工部采用不同程度自動化控制或機械化的裝備或生產(chǎn)線，多數(shù)僅在造型工部使用造型機或造型線制備砂型，其他工部仍采用手工操作，整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)應用檢測裝置不多，車間總體鑄造裝備屬中等水平。另一部分屬小規(guī)模鑄造廠，從熔化、造型，到澆注、清理，幾乎全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用手工操作，質(zhì)量控制靠經(jīng)驗判斷，鑄造裝備無機械化和自動化控制可言。

國內(nèi)鑄造裝備和檢測儀器生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)能力不強，創(chuàng)新設計能力不足，近年來產(chǎn)品質(zhì)量雖有較大提高，但總體上還不能滿足鑄件生產(chǎn)企業(yè)對先進檢測儀器和高端鑄造裝備的需求。

國內(nèi)鑄造裝備研究應用的發(fā)展趨勢可歸結(jié)為：一是在消化國外先進鑄造裝備技術(shù)的基礎上，研究開發(fā)適合中等規(guī)模以上鑄造企業(yè)需求的鑄造裝備，以盡快提高中國鑄造業(yè)裝備自動化控制的總體水平，例如高效環(huán)保型落砂清理裝備、智能型鑄件表面打磨與處理裝備等；二是自主研發(fā)涉及鑄造全過程的關(guān)鍵參數(shù)在線檢測裝置，為單機鑄造裝備和智能鑄造生產(chǎn)線提供可靠信息參數(shù)，為構(gòu)建智能化集散控制鑄造車間奠定基礎，例如，金屬熔體化學成分、力學性能、金相組織等參數(shù)爐前檢測(預測)裝置、造型材料組分及性能在線檢測裝置、鑄件內(nèi)外缺陷無損檢測裝置等；三是研究開發(fā)低成本工業(yè)機器人并在有條件鑄造工廠較大面積應用，例如，先期研發(fā)適合在落砂、清理和打磨等工段使用的機器人或機械手等；四是少數(shù)鑄造裝備水平較高的鑄造生產(chǎn)企業(yè)先期建造基于在線檢測技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化集散控制鑄造廠(車問)，例如，一汽、二汽等國有大型企業(yè)的鑄造公司及其他專業(yè)化鑄件生產(chǎn)企業(yè)。

二、國外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

工業(yè)發(fā)達國家鑄造工廠(車間)普遍采用自動化控制程度較高的鑄造裝備或生產(chǎn)線，包括熔煉裝備、金屬熔體質(zhì)量評價裝置、自動澆注設備、澆注過程監(jiān)測裝置、砂處理自動裝備、高效率鑄型生產(chǎn)線、鑄件落砂清理線、鑄件打磨處理線，熱處理自動化控制系統(tǒng)以及鑄件無損檢測裝備等。鑄造裝備生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)能力強，多種品牌裝備進軍世界各地，創(chuàng)造了非常好的聲譽。國外鑄造裝備研究與應用的發(fā)展趨勢有三：其一，研究開發(fā)基于新工藝的鑄造裝備，例如半固態(tài)鑄造裝備、3D打印“鑄件”及“鑄型”裝備等；其二，基于全程監(jiān)測和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化集散控制鑄造工廠(車間)，例如，跟蹤原材料參數(shù)變動、不同鑄件性能要求而動態(tài)自動調(diào)整熔化工藝、澆注工藝、凝固過程等；其三，工業(yè)機器人在高勞動強度環(huán)節(jié)的大量應用，例如在清理、打磨等高粉塵、高噪音環(huán)節(jié)采用機器人或機械手。

三、國內(nèi)外的差距

目前我國鑄造裝備企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新意識，只有少數(shù)企業(yè)具有自主設計制造鑄造設備的能力，其余企業(yè)主要依靠在國外鑄造設備基礎上修改關(guān)鍵部件和參數(shù)來制造，甚至有些企業(yè)完全仿制設備。很少有企業(yè)能夠做到從我國實際國情出發(fā)，在對我國鑄造行業(yè)現(xiàn)狀包括鑄造原輔料、鑄造工藝水平、熱處理自動化控制水平、鑄件質(zhì)量需求等進行合理分析后，有針對性地設計制造相關(guān)鑄造設備。我國每年鑄造建設和技改方面有大量的投資，但關(guān)鍵設備、大型成套設備及重要檢測裝置仍然依靠進口，國內(nèi)雖有發(fā)展，但由于技術(shù)含量、質(zhì)量穩(wěn)定性及使用效果仍與國外存在一定的差距，導致國內(nèi)一些大型鑄造企業(yè)使用的主要裝備及重要檢測裝置仍以從國外引進為主。與先進國家相比，我國鑄造裝備的差距主要體現(xiàn)在：

(1) 行業(yè)內(nèi)水平參差不齊，幾家國有大型企業(yè)主要裝備來自不同國家，與國外先進鑄造企業(yè)裝備技術(shù)水平相當，甚至優(yōu)于某些先進國家的現(xiàn)今鑄造廠(車間)，但多數(shù)鑄造企業(yè)裝備落后，工人勞動強度大，生產(chǎn)效率低；例如熱處理溫度控制系統(tǒng)設備大都使用老式的儀表控制柜，控溫精度低、控制穩(wěn)定性差；

(2)鑄造裝備生產(chǎn)企業(yè)力量薄弱，創(chuàng)新能力不足，其產(chǎn)品難以滿足鑄件生產(chǎn)廠對鑄造裝備功能和性能的要求，企業(yè)間缺乏協(xié)同，各自長期在中低端裝備生產(chǎn)的困境中徘徊；

(3)鑄件生產(chǎn)企業(yè)對鑄造裝備的維護能力不足，一些性能本來不差的裝備在生產(chǎn)中難以發(fā)揮應有的作用，更談不上鑄造裝備的功能再造，這一點在中小規(guī)模鑄造企業(yè)尤為突出；

(4)鑄造檢測儀器與自動化裝置專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量少、自主創(chuàng)新能力不強，原有幾家專業(yè)化生產(chǎn)廠，產(chǎn)品長期不變，很少有直接用于生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)測的新產(chǎn)品推出。近幾年雖有一些獨資、合資企業(yè)代銷國外產(chǎn)品，但仍然品種不多。

四、問題分析與解決思路

我國鑄造行業(yè)鑄造裝備方面存在的突出問題是技術(shù)水平參差不齊，鑄造檢測技術(shù)應用不廣，鑄造裝備及檢測裝置自主開發(fā)及創(chuàng)新設計能力不足，短時間內(nèi)普遍提高行業(yè)裝備水平難度很大。解決問題的思路是，從提高鑄件生產(chǎn)廠自動化裝備使用率、提高鑄造裝備生產(chǎn)廠自主創(chuàng)新水平和提高鑄造裝備專門人培養(yǎng)能力三方面人手，逐步提高鑄造行業(yè)總體裝備水平。

五、十三五發(fā)展計劃發(fā)展重點

1、技術(shù)路線

針對少數(shù)高水平鑄造企業(yè)，以實現(xiàn)智能鑄造為目標提高鑄造裝備自動化控制水平，引領中國鑄造業(yè)裝備發(fā)展；針對大量一般水平鑄造企業(yè)，以提高機械化自動化控制裝備使用率為目標提高其鑄造裝備水平，提高中國鑄造業(yè)鑄造裝備總體水平；針對鑄造裝備和檢測儀器生產(chǎn)企業(yè)，以提高裝備自動化程度和儀器可靠性為目標提高產(chǎn)品水平，助推中國鑄造裝備自動化智能化早日實現(xiàn)。

2、重點項目

(1)生產(chǎn)大型優(yōu)質(zhì)鑄件用鑄造裝備；

(2)生產(chǎn)高端精密鑄件用特種鑄造裝備；

(3)熔體自動轉(zhuǎn)運機及智能型自動澆注機；

(4)高效、智能、節(jié)能、環(huán)保型自動化造型線及砂處理系統(tǒng)；

(5)高效、智能、節(jié)能、環(huán)保型自動化清理裝備；

(6)鑄造全過程關(guān)鍵參數(shù)系列檢測裝置；

(7)智能集散控制鑄造工廠(車間)設計方法；

(8)創(chuàng)新性鑄造裝備專門人才培養(yǎng)體制機制。

3、政策建議

(1)以國有大型企業(yè)為重點，進一步提升鑄造廠(車問)的智能制造水平，以中等規(guī)模鑄件生產(chǎn)企業(yè)為重點，采取總體設計、分步實施的辦法，逐步提高鑄造車間自動化裝備的使用率和開工率

(2)由行業(yè)主管部門牽頭，以協(xié)同創(chuàng)新的方式，組建由鑄造裝備和檢測儀器專業(yè)化生產(chǎn)廠、大專院校和科研院所參加的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，針對關(guān)鍵裝備和檢測儀器開展聯(lián)合攻關(guān)；

(3)加強鑄造裝備專業(yè)化人才培養(yǎng)和培訓，發(fā)揮大學專長，采取定制式培養(yǎng)模式為鑄件生產(chǎn)和鑄造裝備生產(chǎn)企業(yè)量身定制培養(yǎng)專門人才，或采取繼續(xù)教育方式為企業(yè)開辦各類專項技術(shù)的在崗培訓，為企業(yè)提升裝備維護能力和裝備創(chuàng)新設計能力提供人員保障。

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