A06:中国国际工业博览会大奖展示
     
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2019年09月17日 星期二 放大 缩小 默认   
瞄准“全球第一”“国际首创” 中国工博会十项大奖出炉
叶薇 邵颖
“手撕钢”——宽幅超薄精密不锈带钢
“手撕钢”——宽幅超薄精密不锈带钢
柔性 AMOLED 全面屏
全景动态PET-CT uEXPLORER
以碳纤维及其连续抽油杆研制为核心的新型高效机采系统
11.83×7.27m 全断面切削类矩形盾构掘进机
Y系列谐波减速器
安全仪表系统 TCS-900
DDL激光管材加工中心
月背软着陆激光导航避障敏感器
适用于分布式能源的75MW等级燃气轮机关键技术研究及工程应用
  叶薇 邵颖

  自1999年至今,中国国际工业博览会已成功举办了二十届。每届工博会获奖展品数从2001年首次评选出的22项发展至近几年的40项左右,授奖总数达738项,其中,特别荣誉奖10项、金奖66项、创新金奖19项、工业设计金奖16个、银奖202项、创新奖206项(包括创新银奖)。

  今年,工博会评奖部修订评奖管理办法,设置十项“中国国际工业博览会大奖”,简称“CIIF大奖”,每年度颁奖数量不超过10项(含10项)。

  第21届工博会共受理319件展品参评,经各招展部门初审后,310件展品进入专家评审阶段,经专家网上评审、“分擂台”答辩评审、专家委员会综合评审、评奖指导委员会审定,同时参考了媒体界、青年网民及社会大众等近2万人针对展品特色参与网上投票的结果,评选出了10项CIIF大奖。这10项CIIF大奖涉及“全球第一”、“国际首创”、“达到世界先进水平”等,在工业领域关键“卡脖子”环节取得了重大进展,打破了相关行业国外企业的垄断局势。

  1

  太钢

  “手撕钢”厚度0.02毫米,比纸薄

  厚度仅为0.02毫米,宽度为600毫米,由于可以用手撕开,被形象地称为“手撕钢”。第21届中国国际工业博览会上,山西太钢不锈钢精密带钢有限公司带来的宽幅超薄精密不锈带钢,填补了宽幅箔材国际空白。这背后,是经过3年攻坚、700多次试验和2920个日夜的不懈努力。

  “炼钢、热轧、冷轧、精密压延……光精密压延这个流程就有几十道步骤,前面的流程就更多了。”“手撕钢”的技术负责人廖席介绍,薄薄一片钢,要经历至少上百道工序,才能以0.02毫米的厚度经受30万次折叠的考验。

  据了解,“手撕钢”属于不锈钢板带领域中的高端产品,目前主要应用于航空航天、国防、医疗器械、石油化工、精密仪器等专业领域。在传统观念中,钢材似乎总是笨重、不便携带的,但“手撕钢”却可以凭借其超薄、柔软的特性被用作军用防辐射服的材料。相较于传统的铝制材料,它在防辐射程度上更胜一筹。

  “手撕钢”的运用不局限于这些高端的专业领域,它同样存在于我们的日常生活中,目前的“折叠屏手机”就是运用了这一技术,在经过一年多的开发和2000万元人民币的资金投入之后,这一技术已于2019年实现量产。

  由于工艺控制难度大、产品质量要求高,此前超薄钢材的核心制造技术一直掌握在日本、德国等发达国家手中,而进口的成本几乎与黄金同价。在通过自主研发掌握了这一技术后,太钢有效地将成本压低了30%以上。廖席透露,在未来,随着这一技术的投入进一步加大,成本一定会更加亲民。

  除了对国外先进技术的掌握,太钢基于其现有的技术和装备实现了箔材生产技术在世界钢铁行业的突破。据介绍,目前全球范围内,山西太钢是唯一能够实现批量生产600毫米宽幅不锈钢精密箔材产品的企业。与此同时,国外的技术仍停留在400毫米宽度的生产。

  2

  京东方

  推动柔性终端产品更快走进家庭

  作为全球显示行业的领头羊,京东方本次展示了一款顶部挖槽(刘海屏)设计的柔性AMOLED全面屏。超窄边框的设计使得该展品屏占比接近90%,在分辨率、对比度、色域等技术指标上都达到了全球先进水平。和传统的屏幕相比,AMOLED柔性屏可以实现屏幕的弯曲、折叠、卷曲等多种形态,具有广阔的应用前景。该展品用于华为高端旗舰手机Mate 20 Pro,其量产打破了我国高端国产旗舰手机屏幕受制于国外垄断的局面,降低了国内手机厂商购买柔性AMOLED全面屏的市场采购成本。

  京东方集团成都区域办公室总经理秦向东举例说:“就手机的发展趋势而言,2019年是折叠屏的元年,京东方的柔性屏在折叠屏这一块也会有所应用。”不仅仅是手机、手表等移动终端产品,柔性屏还有可用于车载、智能穿戴、智能家居等新型应用领域,但凡是弯曲的地方都有可能实现柔性屏的应用,随着配套产品的升级,也会有更多形态的展示。

  据了解,京东方早在2001年就成立了AMOLED技术实验室,从投入到产出,其间经过了十余年的时间。每一款新产品的诞生,都是此前长期技术积累的成果。目前,京东方的柔性屏已经能够达到仅0.03毫米的厚度,折叠类显示产品可实现超过20万次的折叠。要想生产出一块这样的柔性AMOLED全面屏,需要经过上百道工序,难度可想而知。

  秦向东介绍,目前京东方在成都建设的第6代全柔性AMOLED生产线已于2017年量产,并供货给全球知名品牌。此外,在绵阳的另一条第6代全柔性AMOLED生产线也于今年实现产品量产。

  3

  上海联影

  最短15秒完成全身扫描

  做一次全身扫描过去需要20分钟,而通过一款“中国智造”的PET-CT,只需要15至30秒便能生成一张完整的人体全身高清代谢图像。

  现身于第21届工博会上的全景动态PET-CT“探索者”,由上海联影医疗科技有限公司研制,有着医疗设备领域超一流的技术:灵敏度是传统扫描的30到40倍,而辐射只有过去的四十分之一,连孕妇和婴幼儿也能安全接受全身扫描;以近两米的轴向视野,首次实现一个床位完成从头到脚的全身扫描,将传统的20分钟检查时间缩短至1/40,最快可以实现全身30秒显像,最长可以在药物注射9个半衰期后仍能清晰显像,并支持1/40注射药物剂量下的超低剂量成像;首次实现全身多组织器官的4D高清动态成像……“探索者”的到来为医、药等交叉科研领域开启了无限的创新空间。

  以新药研发为例,过去往往需要投入长达数年乃至数十年的研发时间与巨额资金,而研发成功率却不高。现在,通过“探索者”,能够直接呈现体内药物实时代谢情况,让全身药效可视化,从而极大加速药物的研发进程。此外,它还能够精准定位微小肿瘤病变,并为肿瘤相关生物学行为的判断提供了佐证。

  该产品上市后,上海联影医疗科技将有能力向市场推出技术水平、质量水平更高的超高端PET/CT设备。截至目前,全球已有多家欧美超一流科研机构提出购买意向,设备在复旦大学附属中山医院和美国加利福尼亚大学戴维斯分校均已完成装机,步入试用阶段。

  4

  中国石化

  做更高效的石油机采系统

  国内油田普遍存在含水率高、腐蚀重、深层低渗透油藏举升难度大的问题,而这正是碳纤维连续抽油杆的用武之地。第21届工博会上,中国石化带来的展品展现了碳纤维这种特殊材料在油田的高效利用。

  “以碳纤维及其连续抽油杆研制为核心的新型高效机采系统”,不局限于某一特定的产品,而是一个系统技术,包括了碳纤维研制技术、碳纤维复合材料抽油杆研制技术以及配套的设备、部件研制和采油系统设计技术。

  该技术在石油化工的老本行上表现得极为出色——与传统的机采系统采用钢制抽油杆不同,新型机采系统采用碳纤维增强连续抽油杆,长度可达5000米,成功克服了过去运行时耗电较大、易腐蚀,使用寿命短,抽油杆起下工作所需时间长等缺点。胜利油田、胜利新大集团不仅成功研发了结构功能一体化的碳纤维复合材料连续抽油杆及其在线无损检测评价装置,还配套研发了碳杆/钢杆高强连接接头、无损高效起下一体化作业装备、专用混合杆柱设计软件等系统技术,从而成功攻克难题,实现了产业化应用。据了解,从系统的全寿命成本看,以碳纤维及其连续抽油杆研制为核心的新型高效机采系统具有成本优势,且还有进一步优化降低的空间。在5大油田、94个区块、545口井的产业化应用实践中,实现了直接经济效益2.45亿元。

  据上海石化副总工程师任国强介绍,上海石化最早从2009年起便开始研发碳纤维技术,碳纤维不仅要求强度高、模量高,而且要求纤度、强度、模量等内在质量均匀、不匀率低。上海石化会同国内20余家单位,开展了“丙烯腈共聚物规模化控制合成”、“PAN链结构设计与过程控制”、“PAN基碳纤维成套技术开发”等国家和中国石化重大科技攻关,最终突破了瓶颈。

  5

  上海隧道工程

  让城市建设无声却有形

  盾构机是一种用于隧道掘进的专用装备,集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。相较于传统的掘进技术,盾构机可将地铁暗挖功效提高8到10倍,而且在施工过程中,地面上不用大面积拆迁,不阻断交通,施工无噪音,地面不沉降,不影响居民的正常生活。相应地,盾构机的价格也相当高昂,德国进口的盾构机大概需要人民币5000万元,日本进口的盾构机大概需要人民币3000万元以上。而且,由于大型盾构机技术附加值高、制造工艺复杂,国际上只有欧美和日本的几家企业能够研制生产。由上海隧道工程股份有限公司研制的国产“863”系列盾构机是具有自主知识产权的国产盾构机,可以说在国内市场具有里程碑式的意义。

  本次工博会上,上海隧道工程有限公司展出的11.83×7.27米全断面切削类矩形盾构掘进机采用类矩形设计,解决了两台单圆盾构机同时作业造成的地下空间浪费、容易入侵周边建筑基础,一台双圆盾构机作业容易导致沉降控制能力不足的问题,避免了大量拆迁,节约了27%至36%的地下空间资源,强化了盾构机在软弱地层条件下的土压平衡能力,具备曲线及长距离施工及高精度沉降控制能力,地层适应能力强,且具有切削全断面化、控制智能化等特性,满足了地下空间高度集约化利用及苛刻的环境保护要求。

  在实际运用上,该技术已成功应用于长约420米的宁波轨道交通3号线,有效解决了流塑状淤泥地层、穿越拔桩区、400米小曲率半径、浅覆土穿河、转角控制等诸多施工难题,已完工的类矩形隧道质量优良,防水效果出色,节省了约30%地下空间,施工周期缩短了30%至40%。同时,也为类似道路狭窄、建筑密集、浅层地下空间日趋饱和的中心地区和老城区的轨交及地下综合管廊建设提供了一种全新的技术解决方案,已广泛应用于城市轨道交通的建设。

  6

  苏州绿的

  为机器人领域打开新天地

  “2013年的时候是我们第一次参加工博会,那一年我们可是好不容易才挤了一个9平方米的位置。”苏州绿的谐波传动科技股份有限公司的副总经理李谦略带调侃地说起了当年的经历。六年过去了,现在的苏州绿的已经是一家能在工博会拥有72平方米展厅的企业。今年,他们在第21届工博会上带来的展品是自主研发的Y系列谐波减速器。

  从2013年开始,中国成为了全球最大的机器人市场。在这个庞大的市场里,国产机器人占比仅为5%左右。究其原因,三大核心零部件难以自给是国产机器人发展的瓶颈。这三大核心零部件分别是精密减速器、伺服电机和控制器。其中精密减速器是研发难度最大、占机器人本体成本最高的部件,超过机器人总成本的35%。在一些小型机器人上,精密减速器成本甚至超过了50%。而绿的自主开发出这一技术之后,国内的机器人行业获得了诸多主动权。

  在如今技术成就的背后,绿的的开发过程可谓困难重重。当时,国内关于精密谐波理论的掌握基本是一片空白。谐波理论如何突破?核心零件如何掌握?高难度的技术门槛如何克服?这些都是当时的苏州绿的所面临的问题。所幸,绿的充分利用自身从事精密零部件加工行业的优势,最终打破了国外在这一领域的垄断,并掌握了比他们更为优秀的技术。

  此次苏州绿的在工博会的展品“Y系列谐波减速器”,在传动精度提升两倍以上的同时,扭转刚度增强到了过去技术的一倍,完全解决了振动耦合的问题,在高端工业自动化领域起着非常重要的作用。此外,更是全球首款实现了10弧秒以内传动精度的齿轮减速器。目前,该技术不仅仅在机器人领域,更在高端机床、3C电子、金属加工、仓储物流、激光切割、半导体搬运设备等诸多领域都得到了运用。

  7

  中控

  自主创新,做工业安全的护航人

  此次工博会,浙江中控技术股份有限公司带来了它的主打产品——安全仪表系统TCS-900。在这看似生涩难懂的名称之下,它与工业安全究竟有什么关系?

  据了解,安全仪表系统在整个制造业都有所涉及。目前主要运用于流程工业领域,包括石化、化工等方面。“如果没有这个系统,工厂内是不能开车的。”中控副总设计师陆卫军解释说,它的功能也包括了在异常工况下的紧急停车,为机组提供了连锁保护装置。不管是工厂中的财产还是人身安全方面的危险,都能够通过这一设备有力地进行规避。它能及时响应和保护过程生产装置中可能发生的危险或不当措施状态,大大降低装置的误报警和潜在事故概率,提高用户装置的生产运营效率、保障工厂的生产稳定安全。

  尽管公众对安全仪表系统了解较少,但事实上,在飞机、船只等诸多领域,都有着这一技术的运用。换言之,这一技术在我们看不到的地方,默默地保障着我们的出行安全。不仅仅是在工业、更是在每一个普通人的日常生活中起着重要的作用。

  过去,由于缺乏自主生产的能力,我国所使用的安全仪表系统主要依赖外来进口。而中控通过自主研发,成功地实现了本土的生产制造。相较于进口的安全仪表系统,价格降低了将近一半。而这说来轻松的过程实则困难重重——以本次的展品TCS-900为例,就花费了四年的时间进行开发。“我们需要保障这一系统是能达到国际标准的,”陆卫军解释道,研发的难点在于“三高”的要求——“高可靠性”“高可用性”“高安全性”。目前,国内能够掌握这一技术的企业只有3家,中控在技术水平上稳居第一,并且在工业控制系统方面已经形成了整体的解决方案,占据了大约40%的国内市场。

  8

  山崎马扎克

  将管材加工做到极致

  只需将长型管材装上装载站,机器可以自动完成送料、3D激光切割加工、切断工件的搬出等全过程。在第21届工博会上,来自日本的山崎马扎克带来的最新展品,搭载了全球首款DDL(DIRECT DIODE LASER直接半导体激光)激光发生技术,使设备运行成本大幅度降低,技术先进性全面领先国内外同类产品。

  1998年进入中国市场的山崎马扎克是一家真正的“百年企业”。早在1919年,它便在日本名古屋创立。本次山崎马扎克将在工博会上展出DDL激光技术,是其自主研发并首先投入市场的独家技术。作为第三代激光技术,DDL激光技术实现了诸多突破:能够更加有效地降低能耗、提高吸收率、提升效率。相对第一代基于二氧化碳技术的10%光电转化率,DDL激光技术能够将这一比例提升至45%到50%。

  尽管听来陌生,但这一技术实则和我们的生活息息相关。从汽车、航空航天、医疗、水处理、轨道交通、新能源、工程机械,都有着这一科技的运用。可以说,它已经渗入了人们的吃穿住行之中。在工业上,原材料、板材的切割对这一技术都有着极大的需求。展区负责人黄义介绍说,DDL激光技术是目前山崎马扎克在激光产品领域重点技术,也是其核心竞争力所在。

  与其在专业领域的成就形成对比的,是其极为有限的人员数量。而这一看似矛盾的情况,用“物善其用”来解释或许最为恰当。黄义介绍道:山崎马扎克所秉持的理念是“DONE IN ONE”,即“一次装夹完成所有加工”,正是在这样的理念的驱动下,马扎克更注重智能化、自动化、工业化的生产流程,以“少人化”,甚至是“无人化”的配备去实现高效率的目标。

  9

  上海技物所

  助力嫦娥四号登陆月背

  2019年1月3日,嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区,在嫦娥四号的运行过程中,有这么一件“法宝”起着至关重要的作用。它,便是第21届工博会的明星展品“月背软着陆激光导航避障敏感器”。

  这一设备最为知名的一次“现身”便是在嫦娥四号的着陆过程中——由于月球背面并不像正面那样平坦,着陆区的选择及精准着陆成了一大难题。此外,嫦娥四号只能在有限的相对大的撞击坑里寻找相对平坦的位置作为着陆区,选择范围长宽只有十几公里。为了保证嫦娥四号能够快速找到安全的着陆点,“时间”成了这一避障敏感器研发标准中的第一要素。

  据了解,这一过程中的挑战在于,需要在四分之一秒的时间内完成照片拍摄并在2秒之内完成计算。为了实现这一目标,中科院上海技术物理研究所采用三维成像组件,使用16个激光光束对50m× 50m范围的月背着陆区进行高速扫描。这相较于嫦娥三号的技术而言,具有更高的效率。在实际操作中,嫦娥四号探测器会通过接力避障的方式——下降至2公里左右时,探测器会做一次光学的初避障,主要识别大障碍。下降至100米左右,探测器会做一个悬停,利用激光敏感器实现精避障,识别0.2米障碍、坡度等,通过地形的最优识别方法找到安全区域降落。

  此前,在这一技术领域,只有美国的一所大学做过原理样机,研发难度可想而知。上海技物所副所长舒嵘介绍说,这一研发过程至少经过了五年。在未来的嫦娥五号、嫦娥六号探测器上,也将基于这一技术进行沿用和发展。

  至于这一技术在其他领域的外延,舒嵘表示,该技术将有可能应用至未来汽车的避障系统上。

  10

  上海电气

  掌握燃气轮机核心技术

  燃气轮机技术被称为“制造业领域皇冠上的明珠”,在发电、油气开采、化工、冶金、运输等方面都有着诸多运用。过去,该技术主要由欧美OEM(原始设备制造商)掌握,我国也主要依赖国外进口产品。上海电气燃气轮机有限公司在工博会上带来的国际领先的适用于分布式能源的燃气轮机机组,可自主进行机组设计研发、加工制造、自主调试及运维服务。

  2003年,上海电气首次引进国外先进的燃气轮机技术,但当时的引进技术并不完整。2014年,上海电气通过对意大利安萨尔多进行股权收购,才真正掌握了完整的燃气轮机技术,从而实现从销售到服务整个生命周期内的国产化。国内首台AE64.3A燃气轮机——华电江门项目在2018年正式投运,目前上海电气已经取得十多台AE64.3A小F燃气轮机订单。从2003年至2018年,16年的不断探索之下,这一核心技术终于被“收入囊中”,这对燃气轮机关键技术在国内市场的发展功不可没,其间所投入的资金与人力也可想而知。

  上海电气燃气轮机有限公司产品部副部长唐健介绍说,开发过程中主要的难点在于燃气轮机三大核心部件:压气机、燃烧室、透平技术的掌握,以及如何将整机匹配到性能最优点,通过精细化整机匹配设计,可以在极为紧凑的布置下实现很高的燃烧温度,从而达到效率的最大化。同时,在热态调试技术方面也十分考验能力,目前,上海电气的工程师已经能够将排放调到30mg/Nm3以内,真正做到了技术进步与环保的共存。 

     
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瞄准“全球第一”“国际首创” 中国工博会十项大奖出炉
新民晚报中国国际工业博览会大奖展示A06瞄准“全球第一”“国际首创” 中国工博会十项大奖出炉 2019-09-17 2 2019年09月17日 星期二