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混凝土砌塊(磚)行業·新一代技術裝備創新研發攻關行動方案

發布時間:2020-05-08 作者: 中国建筑材料联合会(官网)

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混凝土砌塊(磚)行業

新一代技術裝備創新研發攻關行動方案

中国建筑材料联合会  中国建筑砌块协会

  中国建筑材料联合会高度重视建材行业的科技創新、高质量发展,多次强调新一代技术装备创新研发攻关的重要性和紧迫性,中国建筑砌块协会按照中国建筑材料联合会的统一安排和要求,编制了《新一代混凝土砌块(砖)生产技术装备创新研发攻关行动方案》。

  一、國內外技術裝備發展現狀和趨勢

  经过六十多年的发展,我国混凝土砌塊(磚)行業的技术装备水平不断提升,从以作坊式、依靠移动式成型机的小规模生产,逐步转向以使用固定式成型机为主的工业化生产,装备制造水平有了长足的进步,制造能力已能满足混凝土砌块(砖)生产发展的需要,众多类型的砌块成型机可以适应不同规模与各种用途的砌块(砖)生产,能够提供整套砌块生产线所需的各种机械,性能和质量也有显著提高。产品产量、品种、规格也明显增多,逐步形成了应用于建筑墙体材料、市政园林景观、水利交通等领域的多元化生产和应用格局,混凝土砌块(砖)已成为国家新型城镇化建设、新农村建设、海绵城市建设、黑污水体治理以及中小河流域治理等工程项目的重要建筑材料,同时本行业也是发展循环经济的重要途径,可消纳尾矿、炉渣、粉煤灰、建筑垃圾等固体废弃物,有利于国家倡导的生态文明建设,具有较好的社会效益和环保效应。但在发展过程中也存在技术创新能力不足、发展方式粗放、同质化竞争激烈、“小而散”的局面没有得到明显改观等诸多矛盾和问题,这些矛盾和问题也是困扰本行业可持续发展的难点问题,需要我们用新的理念、新的模式来破解难题,寻求突破和发展。

  國際上砌塊的生産和應用已有百余年的曆史,無論在技術上或經驗上都比較成熟,特別是一些先進的裝備制造企業,都有嚴格的質量標准把關,對每件産品甚至每個産品的一個小部件都追求極致,這樣的態度恰恰是“工匠精神”的體現。目前,以德國爲代表的企業,在混凝土砌塊(磚)成型機和生産線成套裝備領域處于世界領先水平,就目前國産裝備的功能和可靠性而言,與德國爲代表的國際領先水平相比,約有15年~20年差距。主要表現在:國産裝備的噪音較高、故障率較高、能耗較高、各種機械部件的精細加工水平相對較低,若我們仍以消化、仿制爲追趕方式,則差距會一直存在。針對存在的差距,我們要對國産砌塊成型機械存在的薄弱環節和關鍵技術進行研發攻關,走創新提升之路,由單純模仿國外産品轉向自主研究,創新設計理念、提升制造水平、弘揚“工匠精神”,務必通過努力取得新的突破,實現升級換代,使砌塊成型機的性能、質量達到國外同類産品的先進水平。隨著人民生活水平的不斷提升,美觀、環保、節能、便利、安全的建築材料將越來越受到市場的青睐,向高質量發展已成爲必然,多品種、小批量有望成爲主要的生産方式,産品規格大型化將成爲新的發展趨勢,未來高端裝備的市場占有率將會越來越大。

  二、新一代技術裝備創新研發攻關的目的、意義

  目的:開展新一代技術裝備創新研發攻關的目的主要有四個方面:一是,提升裝備的設計和制造水平,提高效率、降低成本、降低能耗;二是,提升産品的質量、拓展産品的使用功能,擴大産品的應用領域;三是,提升企業的市場競爭力,爲企業拓展國際市場,參與國際市場競爭提供技術支撐;四是,提升企業可持續發展的能力,爲企業創新發展、綠色發展增添新動能。

  意義:技術裝備水平的提升,是産品質量提升的前提,搞好技術裝備的創新研發攻關,對提升産品質量、提升企業的競爭力作用巨大。隨著技術裝備水平的不斷提升,本行業也已由作坊式向機械化、自動化以及智能化方向轉化,産品的質量、功能、品種等也得到了明顯的提升,應用領域不斷擴大。圍繞當前國家倡導的新舊動能轉化,借鑒中國建材聯合會“兩個二代”研發的成功經驗,深入推進技術裝備的創新研發攻關,對推動本行業的持續、健康發展,具有十分重要的意義。首先,有利于實現“中國制造”與“中國創造”並舉發展。新一代技術裝備創新研發攻關是對原有技術裝備的再提升和再創新,是一個推陳出新和技術進步的過程,更多地體現了新的發展理念,有利于實現“中國制造”與“中國創造”並舉發展。其次,它是實現企業可持續發展的有效途徑。企業在發展過程中只有不斷推動技術創新,形成適合于自身發展的核心技術體系,才能形成企業發展的動力和後勁,才能實現可持續發展。

  面臨的挑戰:總體上本行業技術創新發展的力度還不夠,中低端産品所占比例過大的問題依然十分突出,這與國家倡導的高質量發展、綠色發展不匹配,與發達國家相比差距仍較大,這既是我們的不足,也是我們面臨的巨大挑戰。

  首先,砌塊(磚)生産環境較差、噪聲高、招工難。振動加壓成型的技術原理,自一百多年前混凝土砌塊成型機發明以來,産能、機械化和自動化程度,以及成型産品的密實度等方面都得到了不斷地改進和提高,生産線成套裝備的自動化程度,也隨著相關領域的技術創新和進步,獲得極大提升,但在全世界範圍內,仍然存在著的成型機噪聲較大、液壓源噪聲偏高的問題卻改善不多,生産環境條件較差,生産線操作工人處于比較高的噪聲環境中,這也使企業陷入招工難的困境。部分國産設備的振源系統、液壓系統、電控系統仍然存在著十分突出的問題。

  其次,自主研发能力弱。企业规模小,自主研发能力较弱,技术储备明显不足,技术投入也相对较低,通过模仿学习国外技术和装备,虽然也在进步,也在向前发展,但缺乏长期的顶层设计,具有企业自身特色、具有企业自主知識産權的产品相对较少。

  另外,行業進步缺乏理論指導和創新驅動。模仿跟隨式的較多,缺乏理論指導和創新驅動,超越性、前瞻性的創新理念不多,這也是造成我們與國外先進技術水平差距一直存在並且有加大趨勢的直接原因。

  面臨的機遇:在新常態下,我國經濟發展的環境、條件、任務、要求等都發生了新的變化,增長速度要從高速轉向中高速,發展方式要從規模速度型轉向質量效率型,經濟結構調整要從增量擴能爲主轉向調整存量、做優增量並舉,發展動力要從主要依靠資源和低成本勞動力等要素投入轉向創新驅動,這就要求我們要以新的理念、新的技術、新的工藝、新的裝備等來推動行業發展,創新提升是應對各種嚴峻挑戰的最根本途徑。我國改革開放的實踐證明,發展是解決行業前進中存在問題的根本,而技術創新是驅動發展的核心,也是引領發展的第一動力。因此,開展新一代技術裝備創新研發攻關是推動本行業創新發展、高質量發展的必由之路,也是破解發展難題的有效手段。

  开展新一代技术装备创新研发攻关,我们具备一些有利的条件和积极因素。一是,社会进步与时代发展的客观要求。当前节能减排、绿色发展、高质量发展已成为主旋律,时代的进步也在不断鞭策我们加快推进新一代技术装备创新研发攻关工作,用先进的技术装备代替相对落后的技术装备,推动行业转型升级和产品的升级换代,是时代进步的需要;二是,企业生存和发展的需要。当前环保压力、市场竞争压力,倒逼企业转型发展,而转型发展的关键是要靠科技創新,依靠新一代装备技术水平的提升,只有企业的技术水平提升了,生存和发展才能有保障、有后劲。三是,本行业部分骨干企业拥有一定的技术研发队伍,在装备的技术研发过程中也积累了一些基础数据和成功的经验,为新一代技术装备创新研发攻关提供了技术支撑;四是,当今世界经济全球化、社会信息化,我们要充分利用好国际相关展会平台,开拓视野、捕捉商机、寻求技术突破点。借鉴与创新相结合,通过消化吸收,以及再提升等方式,加以获得和利用,只要我们找准目标,形成合力,勇于实践,一定能够实现超越和引领。

  三、新一代技術裝備的定義與內涵

  定義:開展新一代技術裝備創新研發攻關,就是在現有的生産技術裝備水平的基礎上,通過自主創新、集成創新和協同創新,推動本行業技術裝備水平實現全面升級和提升,融入現代信息技術,提高裝備的自動化、智能化程度、提高遠程診斷技術水平、提高裝備健康狀態評價水平、提高成品率、提高合格率,使産品質量、功能、勞動生産率,以及資源能源利用效率和資源配置水平等得到明顯提升,節能減排效果顯著,主要技術經濟指標達到世界同類産品先進水平,企業競爭力和社會形象大幅提高。

  內涵:新一代技術裝備創新研發攻關,是提升全行業整體技術裝備水平,向高質量發展邁進的重要技術支撐,通過裝備技術水平的提升,可擴大産品的生産和應用領域,更好地滿足國家經濟建設發展的需要。一是,有助于提升産品質量,向深加工和高附加值轉化,提質增效,向中高端邁進。二是,有助于增加産品的功能,如保溫、吸音、隔熱、防水、裝飾等功能要求,以滿足不同市場的需求,擴大應用領域。三是,有助于拓展産品的品種,體現當地文化特色,集藝術性和文化性于一體,更好地體現出文化品味、藝術氣質,追求多元化發展,差異化競爭,更好地滿足多品種、小批量的市場需求。

  四、新一代技術裝備創新研發攻關的內容和目標

  在進一步提高國産零部件品質和電氣元器件可靠性的基礎上,加強對薄弱環節和關鍵技術的研發攻關。重點要在以下六個方面取得突破:

  研究主要部件工作原理。加強對裝備關鍵部件、特殊部件、部件精細加工技術、降噪技術、變頻技術等的研究,厘清相互之間的內在聯系,從理論和工作原理的角度,提出成型機工藝參數及合理的設計制造方案。

  研發原料配合比設計。混凝土配合比的設計是實現産品外觀質量和內在性能的關鍵,也是企業的核心技術,要與各式各樣的外加劑、固體廢棄物一起統籌考慮研究。通過開發工藝設計軟件,結合試驗和總結使用經驗,不斷優化設計的思路和方法,不斷改進和完善原料配比、塊型設計等內容。

  研發先進的布料控制技術。成型機布料箱內可視監控,與定點(或區域)布料技術相結合,實現成型台面無死角的均質布料,大幅度提高布料的均勻性,重點是提高外觀質量和內在性能。實現“混色”按需生産。

  研發先進的産品養護技術。産品養護的好壞,直接關系到産品的質量。要加強對養護裝置、養護控制系統,以及養護成品的在線判定技術,對現有的養護方式、養護工藝、養護設施進行系統的研究,使之不斷完善,降低養護環節所消耗的能源使用量。

  研發信息化應用技術。加強對各種參數的自動采集與分析,根據成型産品自動調整工況參數,實現生産線成套裝備的運行數據采集、遠程實時輸送、分析彙總技術。將“人臉識別技術”,應用于成型機的硬件元件實時監測以及成型濕坯外觀質量判定上。增設棧板上産品稱重、每塊産品塊型外觀尺寸實測技術,第一時間進行廢品判定。

  研發標准化應用技術。研發配料系統的材料分級集裝系統,可杜絕材料運輸過程材料散溢,不僅能解決從材料産地到工廠的汙染問題,還可實現工藝集配的標准化設計。

  針對與國外先進水平的差距,要積極鼓勵和引導行業有實力的企業制定高于國標、行標的團體標准或企業標准,向國際先進水平看齊。要加快推進新一代技術裝備的創新研發攻關,用新的理念、新的模式、新的技術來破解發展難題,體現高端化、智能化、綠色化和集成化,體現“制造業+服務”的研發理念,盡快實現“中國創造”與“中國制造”並舉發展。

  目标定位:首先,实现国产装备的高端化,与国际先进水平相比,我们仍处于中低端的发展阶段,随着人民生活水平的不断提升,以及高质量发展的要求,向高端化迈进已成为客观发展的需要。通过新一代技术装备的创新研发攻关,突破装备制造、模具制造、配方设计、布料控制技术等发展瓶颈,到2025年,本行业高端化发展格局基本建立,产品的外观质量及内在性能,达到国外同类产品的先进水平。其次,助推国产装备实现智能化,充分利用现代网络信息技术的成果,通过将人脸识别、扫码应用等先进的信息技术,应用于混凝土砌块成型机和成套生产线上,开发基本无人化的自动操作生产技术,达到大幅度降低用工量、提高产品的均质性和品质、精确定量生产的目的。提升远程技术诊断水平,降低企业成本,提高装备运行效率。除此之外,实现砌块(砖)的绿色化生产,要体现绿色发展理念,通过功能的提升和性能的改变,达到节约资源、节能降耗的目的。要通过先进的技术手段,形成混凝土砌塊(磚)行業从项目设计、产品生产、物流配送、现场施工等全流程的精细化管理。不断扩大产品的应用领域,突出特色发展,提质增效,向生态环保型产业转变,探讨跨界发展。

  总体目标:以“创新提升、超越引领”为指导,牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,以产业转型升级和产品创新、质量创优为主线,以节约资源和节能减排为中心,以信息技术和智能制造为支撑,力争到2025年底,把我国混凝土砌塊(磚)行業发展成为技术创新能力和市场竞争力较强,资源综合利用水平较高的建材行业。确保高质量发展态势基本形成,全行业30%以上骨干企业的技术装备制造水平达到世界同类产品的领先水平,形成具有企业自身特色的品牌优势,国际市场竞争力进一步提升。

  具體目標:

  提升産品質量。要著力提高産品品質的均質性能,增加産品的功能和品種,擴大産品的應用領域,向高質量發展邁進。力爭到2025年,相同規格産品的成型高度極差小于1.5mm,自重極差小于3%,産品的外觀質量和內在性能明顯提升。

  提高設備運行效率。要大幅度提高設備的運行效率,消化吸收國外先進的自動化控制技術和系統,提高可靠性和穩定性,使裝備容易操作、故障低、維修方便和安全、運行平穩。力爭到2025年,裝備的運轉率不低于90%。降噪技術、變頻技術水平,達到國外同種機型産品的領先水平。

  提高勞動生産率。降低用工人數,生産線單班用工數不超過4人,成型機操作工無需長時間處于高噪聲的環境下作業。目標:設備運行正常情況時,操作工在辦公室內操控生産線設備;只有在停機時,工人才進入車間內操作。通過降低用工人數,改善工人的勞動環境,提高勞動生産率。力爭到2025年,勞動生産率提高1.5倍。

  提升遠程診斷與維護技術水平。設備供應商可受用戶委托,定期或不定期對設備進行實時在線遠程預診斷和維修指導,方便系統故障診斷與設備維護,有效降低企業的生産成本,提高裝備的運行效率。

  提升信息化水平。實現生産線能自動根據指令安排生産,完成數據采集和存儲。企業管理者可遠程監控生産狀況,隨時調取原料到成品的相關數據。

  五、組織與保障措施

  以“創新提升、超越引領”爲指導思想,通過自主創新、集成創新和協同創新,發揮相關各方的積極性和創造性,建立以企業爲主體、以項目爲紐帶的産學研用相結合的技術聯盟體系,鼓勵企業間開展專業化分工與協作,發揮各自的優勢和特長,圍繞創新提升目標組織研發和攻關。按照市場化的運行機制,鼓勵裝備制造企業與産品生産企業、相關研究院所、大專院校等組建産業發展聯盟,協調推進相關工作。

  (一)新一代技術裝備研發攻關是一項系統工程,涉及面廣,周期較長,任務重,協調難度大。要以市場需求爲導向,以行業骨幹企業爲依托,集全行業的智慧和力量,形成合力,形成凝聚力,聯合研發與攻關。構建由中國建築砌塊協會牽頭組織,部分行業骨幹企業參加的研發攻關機構,明確職責,明確研發攻關的內容、路徑以及預期達到的目標等。按照市場化的運行機制,按照自願參加的原則,以項目爲紐帶,發揮各自的優勢和特長,圍繞創新提升目標組織研發和攻關。有條件的企業也可以采取自主研發與攻關的方式。具體支撐點:

  1.以行業骨幹企業爲依托。企業是創新研發攻關的主體,必須依托行業骨幹企業,尤其是本協會的副會長單位。近年來,行業部分骨幹企業也加大了技術投入的力度,充實了研發隊伍,積累了一些基礎數據和成功的經驗。有實力的企業還收購了國外先進的裝備制造企業,這爲推動新一代技術裝備創新研發攻關奠定了基礎條件。

  2.充分利用國際信息資源。要充分利用國際相關展會,以及參觀考察國外先進企業的資源信息,開拓視野、捕捉技術突破點。歐美一些國家混凝土砌塊生産應用已有百年的曆史,無論在技術上或經驗上都比較成熟,國外先進的技術和經驗,我們可以借鑒與創新相結合的形式,通過再創新、再提升、再實踐尋找突破點,通過研究分析和消化吸收國外先進的技術裝備,以及相關的技術資料,爲開展新一代技術裝備創新研發攻關提供信息支撐。

  3.各裝備制造企業,特別是行業骨幹的裝備制造企業,要從現有的機械産品中選擇有發展前途的機型爲基礎,采取科技攻關、技術改造、升級換代等措施,深入開展新一代技術裝備創新研發攻關工作。

  (二)严格按照国家有关政策法规保护知識産權和商业秘密。要求各合作单位之间制定有关约束协议,明确关联各方知識産權保护的责任和义务,以及共享、分享的办法。

  (三)加強宣傳,形成良好氛圍。新一代技術裝備研發攻關是推動企業轉型升級的有效手段,圍繞當前國家倡導的新舊動能轉化,借鑒建材聯合會“兩個二代”研發的成功經驗,深入推進技術裝備的創新研發攻關,對推動本行業的健康發展,具有十分重要的意義,也是實現企業可持續發展的必由之路。協會要通過會議、媒體等多種形式廣泛宣傳,努力在全行業形成重視技術創新、重視創新發展的良好氛圍,爲新一代技術裝備創新研發攻關提供正確的輿論支撐。


 中國建築砌塊協會

  2020年04月20日


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