依靠自主創新  鑄就大型離心壓縮機國產化豐碑

——沈鼓集團三十年自主創新之路回顧

 

◎沈陽鼓風機（集團）有限公司

 

    沈陽鼓風機（集團）有限公司始建于1934年，1952年成為我國第一家風機專業制造廠。1959年設計制造了我國第一臺離心壓縮機。1976年開始先后引進GE公司（新比隆）、日本、丹麥、德國等國家12項離心壓縮機及風機先進設計與制造技術和14項單元技術。經過不斷創新，企業在壓縮機開發、設計、制造、檢驗等技術方面獲得上千項技術成果，基本上更新了設計技術，制造和檢驗技術大部分也得到更新，目前企業部分壓縮機產品已達到國際先進水平。是國家重大技術裝備國產化基地。設有博士后科研工作站和國家級企業技術中心，并在西安交通大學、大連理工大學和東北大學設有三個技術分中心。
    沈鼓主導產品大型離心壓縮機和大型通風機主要應用于石化、冶金、電力、煤炭、制藥、紡織、國防和科研等國家重點工程領域，國內市場占有率達85％以上。
    一、引進消化高點起步
    1972年根據周總理批示，原一機部提出建設30萬噸合成氨、30萬噸乙烯等三大合成裝置，決定引進離心壓縮機技術。經過近4年的前期準備與商務洽談，1976年，沈鼓與GE（新比隆）公司簽訂引進離心壓縮機專利和技術秘密合同，通過許可證貿易方式引進了新比隆公司MCL、BCL、PCL系列全套離心壓縮機設計與制造技術，包括試驗研究、設計計算、制造工藝、測試技術及標準化方面的資料和產品圖紙。在全廠員工的共同努力下，1978年12月完成了所有資料翻譯工作。先后委派3批專業人員共30人赴意大利進行技術培訓，學習時間最長達1年，最短為4個月。通過在廠內辦學習班、廠外代培、專機培訓等多種形式先后培訓1000多名技術人員和工人，通過對樣機進行實例設計的方法培養了一批能獨立運用引進技術資料進行設計的技術人員。經過3年的努力，1980年完成了按照引進技術制造的BCL407+2BCL408/A氮氫氣壓縮機樣機試制，經過中意雙方專家共同考核，認為制造質量達到了新比隆標準要求。至此，沈鼓初步掌握了三個系列壓縮機設計規范、18個程序的使用、工藝編制、質量檢驗和試車技術，使沈鼓離心壓縮機設計制造技術躍入上世紀80年代初的先進水平，為企業后期發展奠定了良好的技術基礎。
    二、政府支持 全力推進
    在壓縮機引進和國產化的進程中，國家領導人對沈鼓的發展高度重視，多次親臨沈鼓視察指導。原機械部領導站在提高國家裝備技術實力的高度，對沈鼓的技術引進大力積極推進。專門成立透平壓縮機制造技術引進小組，在引進、消化、試制的全過程中，無論是商務洽談，還是與國家各部委的協調，無論是組織人員翻譯資料，還是試制樣機，各級領導都傾注了大量心血，帶領、指導沈鼓完成了這次技術引進。在樣機和年產52萬噸尿素裝置配套的二氧化碳透平壓縮機試制成功時，原一機部的領導親自撰寫賀電，對沈鼓引進工作給予充分肯定。隨著中央部委的機構調整，在原機械部的基礎上成立了中國機械工業聯合會，聯合會的領導和專家繼續支持著沈鼓的發展，對沈鼓后期的國產化工作大力扶植。
    在技術引進之初，原化工部領導鼎力支持沈鼓的技術引進工作，大膽使用沈鼓產品，為壓縮機的國產化提供了廣闊的市場空間。幾十年來，從原化工部到現在中石化、中石油的領導，始終全力關心和支持沈鼓，沈鼓實現的每一次國產化突破，都是中石化、中石油系統領導支持的結果。

    省、市領導對沈鼓的技術引進和國產化同樣給予了高度重視。從當年省機械廳領導多次來沈鼓協調工作，為技術引進排憂解難。到現在市政府將沈鼓百萬噸乙烯壓縮機列入國家重大專項來抓，長期的支持與幫助從未間斷。
    三、創新發展 邁步國產化
    引進創新的關鍵在于國產化。從上世紀80年代初，中國第一臺52萬噸/年尿素裝置用C02壓縮機誕生，到前不久為廣州茂名石化80萬噸/年乙烯裝置配套的裂解氣壓縮機一次試車成功，近30年來，沈鼓在中石化、中石油和中海油總公司等眾多用戶的鼎力支持下，通過走“聯合開發、自主創新”技術發展道路，從制造樣機到產品完全國產化、從照搬國外技術到吃透原理、舉一反三的獨立設計，不斷挑戰自我，不負眾望，連續在大慶、金山、揚子、茂名、華魯恒升、海南實華、安慶、湖北化肥等項目上實現了大型離心壓縮機國產化“零”的突破，為國家重大技術裝備國產化樹起了座座豐碑。

    30多年來，我們有上百臺產品創造了中國第一：
    1980年，為浙江、新疆兩套52萬噸尿素裝置研制了C0₂壓縮機，由此開始了引進技術后首臺壓縮機的獨立設計與制造。
    1982年，為鎮海52萬噸/年尿素裝置研制了C02離心壓縮機，開始了為化肥裝置提供大型離心壓縮機的歷史，該機組獲國家金牌獎。

    1995年，為鎮海石化年產80萬噸加氫裂化裝置研制了加氫離心壓縮機，榮獲中石化總公司頒發的“重大國產技術獎”。
    1998年，為大慶石化48萬噸/年乙烯裝置研制出單線能力為24萬噸/年裂解氣壓縮機，獲國家科技進步二等獎。
    2001年，為上海石化70萬噸/年乙烯裝置研制出單線能力為36萬噸/年裂解氣壓縮機，機組性能達到國際同類先進水平。
    2001年，為陜寧支線研制出PCL303壓縮機，是我國第一臺國產化長輸管線壓縮機。
    2004年，為中石化安慶分公司和湖北化肥分公司研制兩套4.8萬空分空氣壓縮機，功率達到4萬多Kw。
    2005年，為茂名石化80萬噸/年乙烯裝置研制出單線能力為64萬噸/年裂解氣壓縮機。
    那從1976年引進技術以來，沈鼓累計為石油、化工、空分等領域開發各類大型離心壓縮機1500多臺（套），實現了大型煉油、大型化肥、大型乙烯、大型空分、大型煤化工和長輸管線等國家重點工程領域大型國產化離心壓縮機“零”的突破，替代進口產品6億多美元，為國家安全和國民經濟發展做出了突出貢獻。目前，沈鼓已經具備了為100萬噸/年以上大型乙烯；1000萬噸/年以上大型煉油；45萬噸/年以上大型化肥；80萬噸/年以上大型尿素；大型煤液化、煤制油；大型石油天然氣管線；50萬噸/年以上大型化纖基礎原料（PTA）等國家重大技術裝備配套國產化離心壓縮機的能力。
    30 多年來，我們著力于更新和發展新技術，在大型離心壓縮機領域取得了幾十項單元技術創新成果：
    一一開發了六個系列近千個基本級，效率平均提高了3一5 %，不僅可以覆蓋和替代引進的三個系列基本級，而且擴充了使用范圍，從而使整機的設計水平提高，功耗降低。
    一一用當代領先的理論“LKXZ”開發了氣體的熱力參教（壓力、溫度、比容、焓、熵等）的計算程序，不僅替代而且超過了當代國外同類廠商的軟件技術。
    一一采用有限元法新開發的串列轉子一軸承系統動力穩定性即轉子動態特性的三個程序，不僅可以取代原引進的傳遞矩陣法三個計算程序，且計算精度、功能大大提高，達到當代國際先進水平。
    一一采用有限元方法新開發了平行多軸的轉子一軸承系統動力穩定性軟件，即轉子動態特性的軟件，是引進技術和國外風機制造廠所沒有的，具有當代世界領先水平。
    一一壓縮機的CAD/CAM/CAPP及SB一CIMS工程。實現了ERP和PDM系統的更新和升級，使企業信息化水平達到國際先進水平。
    一一大型振動試驗臺可以模擬包括氣隙激振在內的各種振動現象，最高壓力達到7Obar。
    一一先后投資30多億進行設備改造，目前沈鼓在鐵西張士開發區建成了世界先進水平的壓縮機制造基地。“九五”以來，新產品共獲市級以上獎勵108項，其中獲得國家級科技進步獎3項，國家級新產品13項，省、部級科技進步獎25項，市、廳級各種科技獎24項，沈陽市科技振興獎7項。累計為國家直接節省投資折合外匯6億多美元。
    四、全面合作 自主創新
    大型壓縮機國產化的成功，緣于沈鼓抓住了自主創新這把金鑰匙。三十多年來，我們在自主創新方面堅持的原則是：每天都要進步一點點，每年都要有新產品、新技術推向市場。正是這把金鑰匙成功地開啟了壓縮機國產化王國的大門，讓沈鼓體驗到了成功的喜悅。我們采取的主要戰略是：

    1、建立企業研發技術中心，充分運用外部資源，確保國家重大技術裝備國產化成功。
    一一沈鼓以企業技術中心為創新主體，設立專職研發機構，不斷進行新產品和關鍵技術開發，攻克多項單元技術，填補國內空白；
    一一開展科研質量攻關，攻克生產制造中的難題；
    一一建立企業博士后工作站，進行風機理論研究，實現對引進技術的突破和跨越；
    一一先后與中科院、西安交通大學、東北大學等國內眾多知名科研院所進行長期廣泛的技術合作，在西安交通大學、東北大學和大連理工大學建立企業技術分中心，對引進技術中的核心單元技術進行了重大的創新和發展，對風機前沿課題進行攻關，解決了眾多壓縮機設計和制造上的關鍵，搶占技術開發和技術進步的制高點。在壓縮機氣體動力學、轉子動力學、傳熱學、產品設計、工藝和材料等方面取得了基本級系列、CALC300軟件、LKZX物性計算軟件、三維粘性氣體動力學設計軟件、壓縮機焊接機殼和低溫材料研究等幾百項重大技術突破。全面更新了引進技術，形成了一套具有國際先進水平的完全自主知識產權的壓縮機設計、制造軟件包，其部分核心技術已達到了國際領先水平。應用這些“國產化”技術，沈鼓于1994年成功地為四川天化30萬噸/年合成氨裝置研制出天然氣壓縮機、氨冷凍壓縮機和52萬噸/年尿素裝置用C02壓縮機，1998年成功為大慶石化研制了48萬噸/年國產化裂解氣壓縮機。其技術水平、產品質量水平、產品性能等均達到國外先進水平，產品振動值明顯低于國外同類型機組。

    2、充分運用信息技術。信息技術是企業技術進步和產業升級中不可替代的主要推動力，是企業創新的助推器。
    上世紀八十年代初期，沈鼓以超前的思維，率先引進了先進的管理思想、管理方法以及管理手段，運用先進的計算機技術，完善建立了具有沈鼓特色的現代化管理體系，實現了生產管理與經營決策、產品工程設計（CAD/CAM/CAPP）和車間自動化三個應用分系統間的信息集成。

    CAD覆蓋了三大主導產品（離心壓縮機、離心鼓風機、大型通風機）的主機、輔機、儀控等全部設計工作，實現了大型壓縮機主導產品的CAX/PDM，主要零部件實現了數字化制造。
    ERP系統廣泛應用于生產制造、產品報價、財務管理、合同管理、貨款回收、庫存管理、質量管理、設備管理、人力資源管理、領導查詢、科學決策等管理系統，覆蓋了公司的所有部門和全部生產經營活動，全部產品從訂單開始，到設計、工藝、生產制造、產品發運，直至售后服務全過程實施ERP，并且實現了信息流集成、企業資金流的集成，已經從傳統封閉的集中式系統，發展為客戶機/服務器式和瀏覽器/服務器混合型開放性系統。

車間管理信息化系統整合了人力資源、生產、設備、成本和質量等信息，主要生產車間實現底層管理信息化，部分車間實現了DNC，從而實現縱向和橫向的信息集成。
    建設了企業Intranet網與Internet互聯網相互聯接的網絡系統，在網上建立了移動辦公系統、客服中心系統等基于互聯網的應用，連網的計算機近千臺，實現了網上辦公和無紙化辦公，管理模式及管理手段達到國內領先進水平。
    信息化不斷提升沈鼓的綜合實力和對市場的快速響應能力，產品報價周期縮短了66.7%；產品供貨周期從18個月縮短為8一12個月，達到國際供貨標準；生產指令與月份生產作業計劃的編制周期從過去的30天縮短為5天；產品制造周期從5.5個月縮短為4.4個月。從而，促進了各項主要經濟及技術指標幾年來以50％以上的速度增長，大大提升了企業的核心競爭力。
    3、調整產品結構，實施高起點技術改造，擴大生產能力，提升技術等級。
    沈鼓從七十年代起，針對企業產品技術水平、工藝技術水平及其裝備水平方面的差距，先后進行了5次大規模的企業技術改造，建成了國內最先進的計算機集成制造系統、葉輪柔性制造單元及試車系統等，將市場信息、報價、訂貨、設計、加工制造、銷售與服務等各個環節有效地集成起來，大大提高了市場快速反應能力、新產品開發和生產能力，提高了產品質量、降低了成本，縮短了產品的交貨期，使企業的加工、檢驗和試驗設備條件與環境達到了國際水平。
    4、大手筆投入，全面推進技術進步。
    壓縮機產品是高技術集成產品，開發技術難度大、周期長，需要有雄厚的資金投入作為保障。沈鼓從七十年代開始加大技術開發投入，年均增速超過了10%。以2005年為例，企業全年技術開發投入9800萬，占企業年銷售收入的5.51%，僅一臺科研樣機的資金投入就達到了1500萬元。這樣的科研費用額度基本達到了發達國家企業在技術開發方面的中等投入水平。
    5、培養一流技術人才，培育核心競爭能力。
    沈鼓能夠在國內外市場確立今天的地位，敢于同外商抗衡，源于我們自主創新、培育發展自己的核心專有技術，形成核心競爭能力。

為實現跨學科、跨領域協同攻克企業亟待突破的科研課題，沈鼓集團打破了企業原有技術部門、專業界限，組建了國家級企業技術中心，成立了由3名博士、10多名碩士、幾十名有工程經驗的本科生組成的科研團隊，并在大連理工大學、西安交通大學、東北大學設立3個國家級技術分中心，從事沈鼓課題的研究開發；建立了遼寧省第一個企業博士后科研工作站，發布重點科研課題和風機前沿技術課題，有7名博士后先后進站工作，與企業一起攻克技術難關。使企業形成了一個多層次、跨地區的技術創新體系。與此同時，我們完善制訂了一系列科技傾斜政策，提高科技人員的工資待遇，實行技術津貼、學位津貼、研發津貼，實行技術創新、價值工程、質量攻關、新產品開發等專項獎勵，制訂了三優秀政策，每二年評聘一次非領導職務序列、晉升技術職稱，積極推薦政府津貼和科技進步獎勵，使工程技術人員的實際收入高于市場平均水平。另外，我們還把培訓作為企業最大的福利，與東北大學聯辦工程碩士班，與西安交大聯辦本科繼續教育培訓班，選送優秀人員脫產攻讀碩士、博士學位（目前在學20多名），有1900多人次出國交流、考察和培訓。每年都按照企業的需要，舉辦多個不同層次、不同內容的培訓班，2005年全公司人均培訓45學時，有1.48萬人次參加了培訓。這些政策和措施，激發了科技人員的工作潛能和創造力，加快了科研開發和成果轉化，同時也吸引了更多的優秀人才加盟企業，增強了企業科技創新能力，新產品開發速度明顯加快。年均完成科研課題幾十項，5年來共完成300多項科研開發任務，取得了可喜的成果。其中，離心壓縮機氣體動力學的研究和高效基本級的開發，壓縮機轉子特性穩定性技術、強度振動計算軟件的研究開發，壓縮機熱力模型開發及優化選型軟件等具有自主知識產權的設計制造技術已經達到當代國際先進水平，幾乎全部淘汰了當年引進的國外技術。
    五、展望未來  再創輝煌
    2006年6月，曾培炎副總理在西安召開的振興裝備制造業工作會議上明確指示：“裝備制造業是國家的基礎性、戰略性產業，要把振興裝備制造業放到突出重要的戰略位置，裝備制造業肩負強國之夢”。作為裝備制造業的領軍企業，沈鼓肩負著實現強國夢想的神圣歷史使命。
    2004年，沈鼓開始實施歷史上最大規模的企業戰略重組和技術改造。昔日單兵作戰的行業排頭兵企業沈陽水泵廠、沈陽氣體壓縮機廠重組到沈鼓集團，在開發區投資18.9億元建設了一個新型現代化企業。重組后的沈鼓集團，將堅持用科學發展觀統領全局，按照現代化規模產業集群和新型工業化的發展模式，徹底打破生產組織界限，實行專業化協作生產，提高工藝裝備和設計制造能力，整個設計制造技術提升到一個新檔次，環境保護、能源消耗等都達到一個嶄新水平。
    重組后的沈鼓集團擁有8個系列300個品種規格的風機產品，51個系列579個品種的泵類產品，45個系列400個品種規格的往復式壓縮機。離心壓縮機國內市場占有率85％以上，其各類產品也有較高的市場占有率。具有設計制造年產60至100萬噸以上大型乙烯裝置、年產500至1000萬噸以上大型煉油、煤制油裝置和PTA裝置等國家重大技術裝備配套離心壓縮機組的能力；可為60至70萬千瓦以上大型水電抽水蓄能機組、核電站等國家重大技術裝備配套水泵。這些必將為提高我國國際競爭力、建設和諧社會、實現國民經濟未來發展目標書寫更加輝煌的新篇章。當前，沈鼓集團確定的發展目標是在未來幾年成為技術管理先進、環境優美、專業元化、產值收入超60億元以上的通用機械制造基地。
    胡錦濤總書記在年初全國科技大會上指出：“要建設以企業為主體，市場為導向，產學研相結合的技術創新體系，使企業真正成為研究開發投入的主體、技術創新的主體和創新成果應用的主體，全面提升自主創新能力。”過去30年，沈鼓靠自主創新加速了企業發展，嘗到技術創新的甘甜。今后，我們沈鼓集團會一如既往地按照科技大會的精神，快馬揚鞭，緊緊抓住國家重大技術裝備國產化這一歷史機遇，狠抓科技進步，把沈鼓的自主創新推向一個新高峰。