中国高端装备制造企业自动化技术的应用研究_开题报告

一、国内研究现状

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。

高端装备制造业是指生产制造高技术、高附加值的先进工业设施设备的产业，是各项工业技术、信息技术的集成载体。

打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。

随着市场经济的不断发展，制造企业自动化技术的应用越来越广泛，尤其是高端装备制造企业，如小到汽车零部件——曲轴的自动化热处理，大到核电蒸发器用U型管的自动化立体仓储，C919大飞机的制造等等。    2011年，依托国内汽车市场产销量、保有量的持续增长，我国汽车零部件行业面临的总体发展环境依然较好，取得了不俗的成绩。统计数据显示，2011年1月～11月，全国汽车零部件制造业8554家企业累计实现主营业务收入18055.52万元，同比增长22.22%；累计实现利润总额1295.15万元，同比增长7.63%；销售利润率为7.17%，比上年同期下降0.98个百分点。但同时，由于技术、人才积累仍显不足，企业规模普遍较小，“整零”关系尚未完全理顺，零部件行业仍旧是中国汽车工业的短板，再加上外资零部件企业开始在我国市场设立独资企业，我国零部件行业未来发展任重道远。

曲轴作为发动机的心脏，是发动机中最重要的部件，它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作的作用。国内大多数企业已经从自由锻、对击锤的锻造方式发展成为热模锻的方式进行锻造，在自动化技术的应用上，机械工业第二设计研究院已成功将曲轴锻造后与热处理生产线之间实现无缝对接，技术上达到过国外先进、国内一流的程度。  

核电是我国走出国门的一张新名片，目前，我国应用的是第三代核电技术。据统计1座100万千瓦机组的核电站需要核电蒸发器U型传热管约140-150吨，根据2015年4000万千瓦装机测算，国内年均新增需求1000吨以上。国内企业只有宝钢和久立特材通过了国家核安全U型传热管制造许可证，能够小批量供货。许可证获批至少需要2-3年，因此短期传热管仍需大量进口。

公司

产能与产量

订单情况

主要客户

宝钢银环

产能750吨，

目前产量150吨

2012年9月首次在防城港核电站实现穿管，国产的首次应用

东方电气

久立特材

设计产能500吨，2012年U800产量约为 70-80吨，U690产量约为150吨

U800主要供给中东地区，U690有望在下半年开始供货

中东

国内蒸发器传热管企业介绍

U型传热管是核电蒸发器的最为关键的部位：国外压水堆核电厂的事故中约有四分之一是因传热管的问题造成的。蒸汽发生器传热管面积占一回路承压边界面积的80%左右，传热管壁一般为1-1.2mm。因而，传热管是整个一回路压力边界中最薄弱的部分。只要有一根蒸汽发生器传热管断裂就可能造成放射性物质的泄漏及核电厂长期停闭。因此，U型传热管的品质非常重要，要求相当严格，这个重要部件从材质、制造、储存各个环节都必须经过严格把控，尤其是储存环节要求极其严格，不允许存在任何磕碰与划伤的情况。

2015年11月2日中国首款按照最新国际适航标准研制的干线民用飞机——C919正式下线。

尽管C919以高达百分之五十的国产率下架，打破了欧美在大型客机领域的垄断地位，是超出预期的成功。但是有人说，我们只是造一个壳子把所有的东西塞进去。但这正是我们所取得最大进步所在，航空制造业与其他制造业的有一个不同之处就在于集成的难度，飞机特别是商用的大飞机，讲究耐用率与经济性，这就带来了对气动布局的近乎苛刻的要求，既要有可靠的结构强度同时又要做到尽可能轻便，而一个气动布局所涉及到超算模型与风洞模拟，又不是一般小国家可以做到的体系化建设。可以说造出一个壳子是一个系统的工程，考验的是一个国家的完整工业体系与庞大的工程师队伍。但是这并不意味着在发动机行业我们没有进步，作为一款商业用途的飞机，大量使用国际一流的发动机与航电、飞控技术以增强稳定性，并以此加大通过美欧主导的适航认证的概率，更为之后的国产化积累了经验。C919的LEAP-X1C发动机，由美国通用电气与法国SNECMA各以50%资金比例合资建立的大型客机发动机生产商CFM国际公司研制的大型喷气客机发动机。C919的航电、飞控、空气管理系统供货商均为欧美公司，这些关键技术上面我们尚还没有能力做出和西方欧美公司一个水准的产品，但是只要我们可以利用他们的技术造出我们的飞机，并且可以投入运营并盈利，自然会有国内的厂家来研发我们自己的航电、飞控系统。

无论是汽车零部件的制造、核电零部件还是航空发动机等高端产品的制造，都离不开自动化技术的应用，在经济高速发展时期，自动化设备和自动化技术的应用，是科技能力的提升，是企业发展的法宝，是核心竞争的关键，其重要性不言而喻。

自动化技术的应用将给我们带来什么样的优势？又会存在什么样的弊端？我们应该如何更好的利用自动化技术，将智能制造与自动化技术运用到高端装备制造业中去，更好的为高端装备制造业服务？是我们需要深刻思考的问题。

我国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，有力推动工业化和现代化进程，显著增强综合国力，支撑我世界大国地位。然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。

当前，新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇，国际产业分工格局正在重塑。必须紧紧抓住这一重大历史机遇，按照“四个全面”战略布局要求，实施制造强国战略，加强统筹规划和前瞻部署，力争通过三个十年的努力，到新中国成立一百年时，把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实基础。

当前，我国正在全面推进实施“中国制造2025”国家战略，未来10年我国将基本完成工业化革命，并基本进入智能制造时代。中国高端装备制造如何做到智能、绿色、融合、创新发展，正是我们前进的方向。高端装备制造业已经升级到工业4.0，机器换人已涉及多个行业，如机器人自动转挂曲轴，全自动机械手搬运工件等已经在日常生产中得到成功运用。毋庸置疑，中国已经取代美国，占据了世界第一制造业大国的位置。然而，中国制造业长期以来一直面临着“大而不强”的困境，“如何使中国制造业走向高端化”是亟待回答的迫切问题。

二、国外研究现状

美国第一任财政部长汉密尔顿曾经说过：“不仅仅是财富，一个国家的独立性与安全，都与制造业的繁荣密切相关。”

在20世纪的大部分时间里，美国都被尊称为这个世界上最伟大的工业巨人。不仅如此，美国还是绝大多数新产品的发明国，拥有世界上相当大部分的生产能力。现在，美国仍然是世界上最大的制造国。

《Agents of influence》（Simon&Schuster，1990）一书的作者，帕特·乔特（Pat Choate）提供的数据应该引起我们每个人的注意。他给出了美国在以下一些关键产品方面对国外供应商的依赖度。

序号

制造业种类

占比

1

医疗与制药

72%

2

金属加工与机械

51%

3

发动机和动力设备

50%

4

电脑设备

70%

5

通信设备

67%

6

半导体和电子产品

64%

即使是世界上最发达的国家，美国在很多方面仍需要依靠国外的供应商，这正是我国的发展机会，但是我们需要从纯手工，半自动化向自动化迈进。

国外著名曲轴生产厂家由美国戴姆勒、美国卡特彼勒、德国戴姆勒、德国奔驰、韩国斗山、日本铃木等，根据对国内几家大型生产曲轴的公司之分析，以上公司都有不同程度在国内采购曲轴的情况；国外公司能够在中国采购曲轴，除了价格因素，更是看重了中国制造的质量，质量达到要求，说明了我国曲轴制造的能力和水平已经更上一层楼，也反应出高端装备在曲轴制造行业的应用。

当今世界，核电先进技术主要掌握在世界发达国家手中，核电蒸发器用U型传热管主要由法国、瑞典、日本等国生产，以下为这三个国家的数据：

公司

产能与产量

市场份额

订单情况

主要客户

日本住友金属

原产能700吨，2012年产能达1200吨，新产能2013年4月投产

40%

2012年满产，2013年订单充足，大部分订单是第三代核电站用

中核工业集团、中国电力投资集团

瑞典sandvik

现有产量

600吨左右

30%

与法国巴黎的ArevaS.A.（全球核技术领先者）签订长期订单，向其供应蒸发器管，于2013年开始执行。

哈尔滨电气集团

法国Valinox

现有产量4500千米，约600吨

30%

向法国第一个压水反应堆及中国台山核电站供货

东方电气、上海电气、哈尔滨电气、ArevaS.A.、三菱重型工业

国外蒸发器用U型管企业介绍

国外著名的航空大国有：美国、俄罗斯、英国、法国、德国、日本；在航空发动机技术占据独到优势的是美国和俄罗斯及欧盟，美国不管是在民用还是军用行业都占据着很大的优势，如美国通用电气公司、美国普·惠公司；俄罗斯则以军用行业为主，如联合发动机制造集团公司、米格飞机制造集团等；欧盟在民用行业有其优势，如空中客车公司、法国斯夸克玛公司等。

经济全球化不断深化，制造业分工格局出现重大变化。跨境投资与产业转移规模空前，制造外包与服务外包方兴未艾，国际分工不断深化，产业内贸易、服务贸易快速发展，全球分工格局发生了重大变化。新兴经济体在全球制造业中的份额快速上升，发达经济比重明显下降。发到国家在获取全球化带来的诸多好处的同时，也面临着产业空洞化带来的失业压力。

因此，发达国家试图通过再制造业化战略重振本国制造业，缓解就业压力，并创造更高收入的就业机会。为此，对未来制造业，尤其是高端装备制造业，许多国家都提出了各自的愿景。美国利用互联网优势，让互联网囊括制造业；德国基于制造业根基，让制造业互联网化；英国提出了面向2050年的《未来制造业预测》；日本提出了《机器人新战略》；法国提出了《新工业法国》；韩国也提出了相应的工业计划。

面对发达国家的制造业计划，要提高我国的高端装备制造业的质量，就必须提升自动化技术的应用，在提高效率的同时，提升技术质量，才能使我国的工业技术利于不败之地。

B. 范文提纲格式

一、高端装备制造业

（一）高端装备制造业的概念、重要性和应用

1. 高度装备制造业的概念及重要性

2．国内主要汽车零部件（曲轴、前轴）的生产企业比较

3. 国内核电蒸发器用U型管生产企业比较

4. 世界发达国家航空工业的规模比较

（二）工业4.0

1. 各国工业4.0的战略与挑战

2. 机器换人在自动化行业的应用

3. 人工智能的发展

（三）中国制造2025

1. 智能发展

2. 绿色发展

3. 融合发展

4. 创新发展

5. 互联网对高端装备制造业的影响

二、高端装备制造业例举

（一）汽车零部件——曲轴的自动化连续热处理介绍

（二）核电蒸发器用U型管的自动化立体仓储介绍

（三）C919大飞机的核心部件的介绍

三、高端装备制造业发展趋势及带来的优势与弊端比较

（一）高端装备制造业发展趋势

（二）高端装备制造业发展带来的优势与弊端

1. 高端装备制造业发展带来的优势

2. 高端装备制造业发展带来的弊端

（三）总结与启示

1. 总结与启示

2. 结束语

C. 参考文献

[1] 吴晓波，朱克力等著. 读懂中国制造2025. 北京：中信出版社，2015.11. 

[2] 王喜文.中国制造2025曙光：智能·绿色·融合·创新.济南：山东科学技术出版社，2018.4. 

[3] 水木然著.工业4.0大革命.北京：电子工业出版社，2015.3.

[4] 李彦宏著.智能革命：迎接人工智能时代的社会、经济与文化变革.北京：中信出版，2017.4.

[5] 方诚意著.马化腾：未来如此艰难，你要尽力而为.上海：文汇出版社，2014.6.

[6]（美）莱瑟（Lesser，R.B.）著；霍春辉，袁少锋译。智能制造：全球工业大趋势、管理变革与精益流程再造.北京：人民邮电出版社，2016.1

[7] 李廉水主编.中国制造业发展研究报告，2012.北京：科学出版社，2012.1

[9] 国务院发展研究中心，中国汽车工程学会，大众汽车集团（中国）编著，中国汽车产业发展报告，北京：社会科学文献出版社，2012.7

[10] 张毅著.中国：第一汽车大国是怎样炼成的，北京：化学工业出版社，2012.4

[11] 颜建兴，李中祥，国外航空工业组织管理体系概览，西安：西北工业大学出版社，2013.5

[12] 中国航空工业集团公司遍，蓝天礼赞：中国航空工业砥砺奋进的五年，北京：航空工业出版社，2017.12