習近平總書記指出：“我國的制造業門類非常齊全，現在要努力的，就是全面提升，過去的中低端要向上走，布局高端。高質量發展就要體現在這里。”推動重大技術改造升級工程，淘汰落后產能，持續實施消費品增品種、提品質、創品牌“三品”行動和重點行業質量提升行動……近年來，我國通過一系列舉措，推動制造業向高端化邁進。本期報道，記者分別走進三家企業，了解中國制造全面提升、布局高端的最新進展。
——編 者
攻堅克難 持續研發
我國重型燃氣輪機實現新的突破
投入商用！3月8日，我國首臺完全自主知識產權F級50兆瓦重型燃氣輪機(以下簡稱G50)順利通過72+24小時試運行，正式投入商業運行，填補了我國自主燃氣輪機應用領域空白。重型燃氣輪機，是目前效率最高的熱功轉換設備，是一個國家工業水平、綜合國力的重要體現，研發難度不同一般。“G50燃燒器內的空氣以每秒60米的速度高速流動，點火難度好比在10級大風中點燃一根蠟燭。”東方電氣集團東方汽輪機公司全國重點實驗室主任方宇說。再比如，G50的關鍵零部件——透平葉片，要滿足三個極為嚴苛的條件：一、要“忍耐”1300攝氏度的高溫，要知道，這一溫度遠高于普通金屬熔點，常用的高溫鎳極合金材料長期可耐受高溫也僅為900攝氏度左右；二、要承受18個標準大氣壓的壓力，相當于180米深水壩蓄滿水后的壩底壓力；三、以每分鐘6000轉的速度高速旋轉，葉頂的線速度超過大型客機飛行速度的兩倍。“這就要求研究人員將氣動力學、固體力學、機械學、材料學等多學科知識在工程上應用到極限。”方宇說。此外，G50有2萬多個零部件，系統耦合度與部件集成度超高，零部件的裝配精度均要控制在0.05毫米內。一些關鍵零部件，即使出現1毫米的運行間隙偏差，也會導致整機失效。“我們聯合上下游近300家單位，歷經4000多個日日夜夜才終于啃下這塊‘硬骨頭’。”回憶13年研制歷程，方宇感慨萬千：2009年啟動項目攻關，僅結構設計就花了4年；首個燃燒器的試制，又用了2年；此后，團隊還花了4年進行部件試驗，試驗時長超1000個小時，報廢了8個燃燒器。從零起步的探索實為艱辛。像透平葉片，市面上沒有企業供應，東方汽輪機自己組建葉片精鑄團隊。面對困難，團隊成員夜以繼日地閱讀文獻、尋找方法。最終，歷經千萬次試驗，探索出“一種帶陶瓷型芯蠟模成型方法”，解決了葉片變形、疏松、熱裂、斷芯等難題。如今，東方汽輪機的透平葉片精密鑄造中試生產線已具備F級50兆瓦燃機的批量化制造能力。“燃氣輪機的高溫透平葉片一般2至3年就要維修更換。這條生產線可為國內正在運行的大功率等級燃機透平葉片提供備件，再不用苦等進口備件。”東方電氣集團東方汽輪機公司G50發展中心副主任田曉晶介紹。研發過程中，難題經常不期而至。2018年，燃燒技術團隊在開展燃燒器部件試驗時，遇到了約3000赫茲的高頻振蕩，刺耳的聲音穿透隔音防護傳至測控室。用窺視鏡一檢查，有裂紋、有碎片，設備部件已經受損，試驗被迫停止。“后來我們才意識到，試驗遇到了‘熱聲振蕩尖叫’。”田曉晶介紹，在燃燒器內部，高溫火焰與壓力波動“你來我往”，產生“熱聲振蕩”現象，一旦發生共振，就會損壞設備。研發團隊回歸基礎、重頭來過。他們聯合國內高校開展基礎研發，開展數百次部件級別試驗……耗時2年，研發團隊終于建立了一套完整的熱聲振蕩預測和控制方法，進而找到了最佳的燃料與空氣匹配比例，讓“熱聲振蕩尖叫”安靜了下來。G50研制成功背后，有研發人員的不懈努力，還有企業的持續投入。“有人說，燃機就是‘燒錢燒出來的’。”方宇說，長達13年的持續研發，累計資金投入近20億元。功夫不負有心人。如今，我國已全面攻克燃氣輪機自主研制、試驗全過程技術，掌握了燃氣輪機核心部件與整機總體性能、總體結構的設計方法，形成燃機設計/制造標準超1000項。展望未來，東方電氣有關負責人表示：將依托首臺套重大技術裝備示范項目開展長期試驗驗證，持續優化G50性能。同時，還將依托G50的研發能力，開發F級15兆瓦、F級80兆瓦重型燃氣輪機，健全我國燃氣輪機譜系。當地時間2月27日，2023年世界移動通信大會在西班牙巴塞羅那開幕。來自中國的智能手機品牌榮耀引來關注：最新一代旗艦手機榮耀Magic5系列發布，兩款產品起售價格分別為899歐元和1199歐元，進軍全球高端智能手機市場。“打造全球標志性科技品牌，是榮耀品牌2020年底提出的愿景。”榮耀終端有限公司首席執行官趙明說。2022年，榮耀研發投入占銷售收入的比例接近10%，在國內大企業研發投入強度排名中處于領先方陣。持續高研發投入帶來的“鷹眼”抓拍、自研射頻增強芯片，以及全球首發硅碳負極技術的“青海湖”電池等創新突破，讓榮耀具備了沖擊全球高端市場的實力。高端化發展，離不開錨定用戶痛點、突破行業技術天花板的堅持。遠處是城市風景線，近景區放置了10多種不同顏色的水彩筆、紅綠兩色的樹葉和花朵等道具，對焦點則是一張可以快速左右移動的圖卡……在深圳新一代產業園榮耀研發中心大樓影像客觀實驗室，黑色幕布隔開的一個小隔間里，一臺配置獨特的燈箱格外引人注意。“這是我們的抓拍實驗室。”榮耀產品領域專家曹工說，這些復雜的場景還原，是為了測試和訓練“鷹眼”抓拍系統。記者點擊架設在云臺上的Magic5屏幕進行拍攝，在圖卡最快每秒3米的快速移動中，一張畫質清晰、色彩均衡、細節豐富的照片瞬間出現在面前。“基于人工智能算法，‘鷹眼’可自動拍攝一連串照片，并智能篩選出動作、表情、畫質最佳的一張。”曹工說。像這樣的影像實驗室，榮耀已搭建了10個。“一旦新產品的影像硬件單元定型，我們就會開啟多輪測試，通過系統軟件自動分析問題，并針對算法進行數十次迭代。”曹工說，產品上市之后，還會針對用戶反饋持續改進，每3至4個月完成一次升級。除了為智能手機用戶化解拍照、續航、信號等痛點，榮耀手機還依托MagicOS操作系統首創了不少智慧應用。手機客戶端購買機票、提前完成值機，走進機場的一剎那，電子登機牌便自動彈出；早晨乘坐地鐵上班，走到地鐵閘口前，地鐵碼就自動打開……這些貼心應用，得益于榮耀手機端的平臺級人工智能。“我們認為，未來智能手機將成為用戶的個人助理。”趙明說，通過平臺級人工智能，榮耀MagicOS操作系統能夠系統學習用戶的日常應用習慣，進而預判下一步的行為和使用場景，并催生出一系列智慧應用，將這些計算和存儲限定在手機端進行，還能充分保障消費者隱私和數據安全。高端化發展，同樣離不開精湛的工藝、先進的智能制造系統。走進深圳榮耀智能機器有限公司智能制造示范工廠，4條長近150米的產線一字排開。產線前端的SMT貼片工序，自動貼片機正進行手機主板貼裝。“相比上一代產品，榮耀此次采用 ‘四明治’工藝，能給電池、影像單元預留出更大空間。”指著托盤里的手機主板，榮耀制造管理部工作人員告訴記者，這塊貼滿元器件的主板有4層，共1500多個元器件，每個貼裝精度為0.04毫米，“要完成高精度的板上疊板，離不開榮耀自主開發的4層疊放制造工藝，更離不開嚴苛的在線質檢體系。”“榮耀手機主板在產線上要完成兩次貼片工序和4次100%自動化檢測。”沿著工作人員的視線，記者看到一臺貼著HIEP標識的機柜，這是榮耀自主開發的智能裝備平臺，在產線上，類似的自研裝備正大量應用于單板外觀3D掃描檢測、單板射頻測試、螺釘激光探高檢測、100%在線自動老化測試、整機射頻測試、影像測試、屏幕測試等10多個檢測工序。在榮耀智能工廠，檢測工序比組裝工序還要多，確保只有合格品才能進入下一道工序。“高端化不是口號，而是一場‘馬拉松’。”趙明說，下一代手機的影像系統、“青海湖”電池的2.0甚至3.0版本、更加智慧化的人工智能應用，都在緊鑼密鼓地研發中，“我們的目標是今年將國內高端市場份額提升至10%，并在全球市場的高端化競爭中贏得一席之地。”裝配、組裝、搬運、布線……南京埃斯頓自動化股份有限公司生產車間內，傳送線高速運轉。環環相扣的裝配崗位上，“技術工人”或揮舞長臂、或運用靈活關節，各司其職、緊密配合，將一個個部件拼裝成工業機器人成品。“這些‘員工’都是機器人，可以夜以繼日地加班加點，即便這樣，還是忙不過來。”翻開進度表，埃斯頓自動化股份有限公司生產負責人說，公司工業機器人生產線正滿負荷運轉，“去年銷量突破1.7萬臺套，今年有望超過2.5萬臺套，訂單接連不斷，產能還得繼續擴充。”紅火的成績單背后，離不開公司發力數字化的付出。埃斯頓公司市場總監盧昊介紹，過去，機器人成品只知道按部就班完成好設定的動作；現在，公司交付客戶的是整套方案——新一代機器人搭載數字化平臺，平臺上擁有強大的知識庫，通過“對比參照”知識與經驗，既知道需完成哪些焊接動作，也知道完成效果如何，還能主動匹配更優方案，“如果交付的是多個機器人組成的生產線，還能通過數字化平臺分配任務、提高質量、加強過程管理。”在盧昊看來，隨著我國制造業加快轉型升級，工業機器人的市場需求正大幅拓展，并且正從通用型向定制化方向轉變，“要實現定制化，除了在硬件上對臂展、負載、材料等進行改造外，還需要將數字化融入產品全生命周期，幫助機器人在不同細分領域有更專業的表現。”沿著產線繼續向前，機器人成品正在一個個“格子間”里進行測試。它們中，有的像熟練工，可精準完成排板插件等動作，有的像大力士，能搬動上千斤配重塊。“擁有不同技能，得益于它們搭載著公司自主研發的‘運維精靈’。”盧昊解釋，“運維精靈”是手掌大小的邊緣網關模塊，可收集機器人運動過程中產生的電流、位置、扭矩等信息，并將其上傳至數字化平臺，從而形成大數據庫，為不同行業定制“數字模型”。交付客戶后，機器人還能借助自帶的“知識庫”自我學習、更新技能，根據環境數據和需求指標，確定工作的“時間表”和“路線圖”，讓作業的精度和效率平均提升30%以上。如果出現故障，機器人還會自動發出警告，交由生產商的技術人員進行遠程診斷處理。“近10年，在需求帶動和政策支持下，國內工業機器人行業快速發展，經過提檔升級、優勝劣汰，已經實現國際領先。”埃斯頓公司副總裁周愛林表示，我國工業機器人產品在國際市場上的占比已從10年前的10%左右上升到30%左右，在信息家電領域更是超過50%，在鋰電、光伏、壓鑄等高端細分市場的競爭力也很強。據了解，我國工業機器人應用已覆蓋國民經濟60個行業大類、168個行業中類。2021年我國制造業機器人密度達每萬人超過300臺，比2012年增長約13倍。“上游，減速機、控制器、視覺傳感器等核心零部件國產化進程加快，為降本增效提供了更多可能。下游，新能源、汽車、鋰電等行業需求旺盛，發展后勁十足。深耕細作、奮力登攀，好戲還在后頭。”談及未來，周愛林信心滿滿。
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