中國已是制造大國，但遠不是制造強國。中國裝備制造業(yè)的突出問題是自主創(chuàng)新能力不強，制造技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。大型鑄鍛件的質(zhì)量及國產(chǎn)化問題十分嚴峻。2006年初，曾培炎副總理專門批示：重大裝備國產(chǎn)化項目中，大型關(guān)鍵鑄鍛件，依靠進口供貨，國產(chǎn)件能力、質(zhì)量難以滿足要求，已成為重大裝備制造業(yè)發(fā)展的瓶頸，并受制于人。

經(jīng)過一年多來的努力奮斗，特大型鑄件科技攻關(guān)，特別是三峽水輪機葉輪大型鑄件提高自主創(chuàng)新能力等方面已取得突破和進展。

市場牽引、企業(yè)主體

市場需求是推動裝備制造業(yè)發(fā)展和自主創(chuàng)新能力提高的根本動力，要充分發(fā)揮市場牽引作用。

三峽水輪發(fā)電機組單機容量為700MW，總裝機32臺，其中左岸機組14臺、右岸機組12臺、地下機組6臺。右岸機組分別由哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司（簡稱哈電）、東方電機股份有限公司（簡稱東電）、阿爾斯通分別制造4臺。地下機組6臺，由右岸三家制造商分別制造2臺?，F(xiàn)左岸14臺機組已全部發(fā)電，右岸12臺機組已發(fā)電3臺，其余機組正在制造中，哈電、東電已成長為左岸的國際招標(biāo)的優(yōu)勝者。但是，作為水輪機的核心轉(zhuǎn)輪組成部分特大型鑄件上冠、下環(huán)、葉片無論是左岸還是右岸機組幾乎全部依賴進口。據(jù)預(yù)測，中國在建成32臺，三峽水輪發(fā)電機組后，還將新建150臺700MW以上的大型水輪發(fā)電機組。

隨著中國經(jīng)濟的高速增長和國際經(jīng)濟的復(fù)蘇，國際市場上大型鑄鍛件資源日漸緊缺，價格飛漲，交貨遠遠不能滿足主機廠的要求。為了加快大型鑄件國產(chǎn)化，突破重型裝備制造業(yè)的瓶頸，避免受制于人，國內(nèi)特大型鑄件主要制造廠商紛紛開始加快研制的步伐。因此，除原來第一重型集團公司（一重）、第二重型集團公司（二重）等研制單位外，哈電、鞍鋼重型機械集團公司（鞍重）、大連重工重型機械集團公司（大重）及銀川共享鑄鋼公司（共享）在三峽總公司的支持下，自告奮勇，自籌經(jīng)費，增添裝備，主動承擔(dān)起三峽水輪發(fā)電機等特大型鑄件的研制任務(wù)。

鞍重在三峽總公司的支持下，沒有伸手要條件，自己承擔(dān)澆鑄數(shù)百噸重的特大型水輪機鑄件的風(fēng)險。鞍重先在試制彭水電站水輪機上冠、下環(huán)鑄件成功，取得經(jīng)驗后，又請專家對三峽水輪機葉輪下環(huán)鑄件鑄造工藝方案進行評審。終于試制成功三峽水輪機葉輪下環(huán)鑄件,并于2007年3月通過鑒定。

哈電承制的三峽左岸23號機轉(zhuǎn)輪葉片由羅馬尼亞和斯洛文尼亞進口，其中斯洛文尼亞的后三片葉片嚴重脫期達八個月，哈電23號機2008年發(fā)電目標(biāo)面臨難以實現(xiàn)的困境。因此，哈電緊急制造三件三峽葉片，研制目標(biāo)及制造技術(shù)水平均超過羅馬尼亞和斯洛文尼亞制造的葉片。哈電經(jīng)過十幾爐精煉鋼水的摸索，完全掌握了超純凈鋼水的冶煉技術(shù)。鑄造工藝方法利用哈電已獲得巨型葉片鑄造工藝專利方法進行研制。哈電制造的三件三峽葉片于2007年8月通過鑒定(圖2),成為繼二重、一重后，第三個成功制造三峽葉片的企業(yè)。

(源自：《裝備制造》雜志 作者：柳百成)
大連重工重型機械集團公司及銀川共享鑄鋼公司等在三峽總公司的支持下也已開始試制三峽上冠及葉片鑄件。共享鑄鋼公司試制成功的葉片達到國際先進水平，并于2007年12月通過鑒定（圖3）。

以上實例充分地說明：企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體，也是提高裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力的需求主體、投資主體和實施主體。

更值得一提的是，2007年12月，三峽右岸工程的一個葉輪在焊接組裝過程中有一件從斯洛文尼亞進口的葉片出現(xiàn)了質(zhì)量事故，嚴重影響工程進度。哈電緊急采用了剛剛試制成功的葉片進行更換，才確保了工程進度。事故原因現(xiàn)已查明是進口葉片的機械性能沒有達到三峽葉片的技術(shù)要求。從以上正、反兩方面的實例，更進一步說明：一定要立足自主創(chuàng)新，絕不能盲目依賴國外。

高校及院所在技術(shù)創(chuàng)新中大有可為

重大裝備的設(shè)計與制造技術(shù)難度很大、涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，單靠一個企業(yè)自身的力量往往是不夠的，應(yīng)該在政府的引導(dǎo)、推動下，實現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研之間的緊密聯(lián)合，或進一步結(jié)成聯(lián)盟，共同對重大裝備的共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)進行攻關(guān)，實現(xiàn)雙贏或多贏。

我們的體會：一是科研要面向國家目標(biāo)，二是科研要有奉獻精神，三是要為企業(yè)提供科學(xué)技術(shù)支撐。

科研要面向國家目標(biāo)

高等工科院校要將《國家中長期科技發(fā)展綱要》中的國家目標(biāo)，作為科研主攻方向，克服輕視生產(chǎn)實踐，片面重視論文的傾向。

清華大學(xué)機械工程系一直以國家目標(biāo)為科研主攻方向，早在2001年，就協(xié)助二重采用先進的計算機模擬技術(shù)，優(yōu)化鑄造工藝，試制成功中國第一件三峽水輪機葉輪葉片，2004年，又以“交鑰匙工程”方式，從鑄造工藝及模擬仿真兩方面，協(xié)助馬鋼重機在十個月內(nèi)，澆鑄成功18片重200余噸的大型軋鋼機機架鑄件。項目合作期間，機械工程系多名教授、副教授帶領(lǐng)研究生先后多次深入現(xiàn)場。該項目的完成使得“馬鋼雙板軋機工程”提前6個月投產(chǎn),為馬鋼公司節(jié)省外匯資金約1千萬余元。

科研要有奉獻精神

科學(xué)研究是要有奉獻精神的。中國科學(xué)院金屬研究所李依依院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組和筆者領(lǐng)導(dǎo)的課題組以及沈陽鑄造研究所等單位的專家在一年多的時間里，先后四赴鞍重、三赴哈電、三赴銀川共享鑄鋼，參加有關(guān)三峽水輪機大型鑄鋼件的工藝方案論證及科研成果的鑒定，工作任務(wù)十分緊迫、繁重，他們的團隊毫無怨言。在此期間，年輕教師和科研人員帶領(lǐng)博士、研究生深入生產(chǎn)現(xiàn)場，開展科技攻關(guān)，條件也是十分艱苦的。清華大學(xué)年輕教師帶領(lǐng)研究生深入哈電生產(chǎn)現(xiàn)場連續(xù)工作數(shù)周，了解并掌握三峽葉片鑄造全過程。在此基礎(chǔ)上，他們完成和提供的三峽葉片三維應(yīng)力應(yīng)變分析報告得到了企業(yè)的認可。

(源自：《裝備制造》雜志 作者：柳百成)
為企業(yè)提供技術(shù)支撐

通過與企業(yè)的合作，開發(fā)的技術(shù)能夠得到較好的運用，這對推動裝備制造業(yè)大型鑄鍛件制造技術(shù)進步，加快先進裝備制造業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義。企業(yè)非常渴望這種先進技術(shù)和人才來提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力，而高校院所也需要企業(yè)這個平臺，真正使研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

近年來，中國科學(xué)院金屬研究所與中國一重合作，共同開發(fā)了50噸級鑄鋼支承輥，已供給太鋼世界最大的1549mm不銹鋼生產(chǎn)線使用，性能優(yōu)良，填補了國內(nèi)空白。2005年金屬研究所與大連重工合作，聯(lián)合開發(fā)大型水電機組用轉(zhuǎn)輪上冠、下環(huán)和葉片等關(guān)鍵件材料、鑄造和熱處理工藝。大重成功地為思林電站生產(chǎn)了上冠和下環(huán)。這些工作為三峽700MW發(fā)電機組用轉(zhuǎn)輪上冠、下環(huán)和葉片等大型鑄件的國產(chǎn)化打下了基礎(chǔ)。

哈電十分重視以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的指導(dǎo)思想，和清華大學(xué)機械工程系共同進行三峽葉片的溫度場、應(yīng)力應(yīng)變場及變形測試，研究葉片鑄造過程，熱處理過程的變形規(guī)律，研究葉片近凈形生產(chǎn)的工藝方法。

清華大學(xué)急企業(yè)所急，與二重就三峽水輪機大型鑄件的內(nèi)裂紋缺陷開展了“厚壁鑄鋼件內(nèi)部微裂紋形成原因及防止措施的研究”。清華大學(xué)采用鑄件凝固過程數(shù)值模擬的手段研究了鑄件的熱裂內(nèi)裂紋傾向，提出了改進的熱裂紋內(nèi)裂紋的預(yù)測方法，預(yù)測得到的鑄件熱裂紋內(nèi)裂紋傾向較大區(qū)域，與實際結(jié)果吻合，提出了綜合預(yù)防措施,得到了二重的認可和好評。

政府的調(diào)控作用

提高重大裝備自主創(chuàng)新能力事關(guān)國家經(jīng)濟和國防安全，是國家目標(biāo)，必須充分發(fā)揮政府的調(diào)控作用，制定重大科技和產(chǎn)業(yè)化計劃并進行引導(dǎo)，調(diào)動各方面力量，集中使用有效的社會資源，力求取得突破。

應(yīng)該指出,經(jīng)過一年來的努力奮斗，特大型鑄件科技攻關(guān)已取得突破和進展,這是和國務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會三期工程重大設(shè)備制造檢查組的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)分不開的。國務(wù)院三峽三期工程重大設(shè)備制造檢查組善于調(diào)動產(chǎn)、學(xué)、研各方面的積極性，初步建立了產(chǎn)、學(xué)、研三結(jié)合的科技隊伍。有關(guān)三峽水輪機大型鑄鍛件工藝評估、方案論證，項目驗收，積極組織大家參加，充分發(fā)揚社會主義大協(xié)作精神(圖4)。

裝備制造業(yè)的發(fā)展和自主創(chuàng)新能力的提高，必須建立在扎實的產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)之上。制造技術(shù)發(fā)展滯后已嚴重制約了裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新，亟待加強。

根據(jù)曾培炎副總理批示的精神，科技部將“大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”列入《“十一五”科技支撐計劃項目》，其中“大型鑄鍛件共性基礎(chǔ)技術(shù)”課題，已由清華大學(xué)及金屬研究所等單位承擔(dān)。這對我們來說，無疑是送來了及時雨，必將進一步推動產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，提高大型鑄鍛件制造技術(shù)的自主創(chuàng)新能力。

(源自：《裝備制造》雜志 作者：柳百成)
建議

一、提高中國裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力的戰(zhàn)略可以歸納為：市場牽引、政府調(diào)控；企業(yè)主體、科技先行；產(chǎn)學(xué)研用，緊密聯(lián)合；消化吸收、掌握核心；強化基礎(chǔ)、集成創(chuàng)新。

二、我們初步嘗到產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，提高大型鑄件自主創(chuàng)新能力的甜頭，但這種產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合還是初步和松散的，應(yīng)進一步發(fā)展為產(chǎn)、學(xué)、研戰(zhàn)略聯(lián)盟，或共建國家工程實驗室或企業(yè)、大學(xué)研中心等多種形式的共性技術(shù)研發(fā)平臺。

三、中國裝備制造業(yè)制造技術(shù)基礎(chǔ)仍然薄弱，建議國家加大共性制造技術(shù)的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究的投入，建設(shè)一批先進制造領(lǐng)域的國家工程實驗室及工程研究中心。

(源自：《裝備制造》雜志 作者：柳百成)