扫码订阅

举世瞩目,数十年梦终成真:中国大船有了“中国芯”

举世瞩目,数十年梦终成真:中国大船有了“中国芯”

资料图:他叫吴朝晖,是中国船舶工业集团公司柴油机学科带头人。

(央视财经《经济半小时》)众所周知,我国是船舶制造大国,但是令人遗憾的是,在大江大海上航行的这些船舶所使用的柴油发动机,却几乎全部都是来自国外的品牌。由于没有属于自己的专利,中国企业每年要向外国企业缴纳数亿元的专利使用费。所以,能够拥有自己造的柴油发动机,一直是中国造船行业的一个梦想。经过多年努力,前不久,两款完全由我们自己自主研发的柴油发动机,终于诞生了。

自主研发中低速柴油机,结束国外品牌垄断局面

中船动力研究院有限公司柴油机学科带头人吴朝晖:除了改革开放以前的老390(柴油机)以外,就没有真正的自主品牌(大功率船用柴油机),改革开放以后,引进专利制造以后,用的都是国外专利。

多年来,在他心底一直有一个放不下的心愿,就是什么时候在大江大河大海上航行的这些船上,能装上中国品牌的柴油发动机。

吴朝晖至今依然清楚地记得当时的声音。

吴朝晖:就是噪音而已,但是我们听了以后非常舒服,也非常有节奏,非常清脆的排气阀的、进气阀的敲击声,你一听感觉到这台机器转速非常平稳、非常舒服。

吴朝晖等待这个声音已经近二十年。

柴油机以额定转速来分类。转速在300到1000的为中速机,转速在300以下的为低速机。由于功率固定时,转速越低,发动机的扭矩越大,推进力也越大。因此中低速柴油机主要用在大型远洋船舶上。

这台柴油机高7.3米,重量90吨,2015年10月完成整机装配。眼下技术人员正在对这台机器进行性能测试,这也是近30年来我国自主研发的首台船用低速柴油机。

实现中国自主设计制造柴油机对于造船业意义重大。中国是世界第一造船大国,接受订单量自2012年起连续四年为全球第一。然而在造船大国与造船强国之间,却一直横亘着几道障碍,其中船舶的动力心脏——大型船用柴油发动机缺乏自主品牌成为了制约中国造船行业发展的一个瓶颈。

吴朝辉告诉记者,目前国内市场上的中速机自主品牌不仅市场占有率在20%以下,而且只能进入低端市场,低速机更是没有自主品牌。

不仅远洋货轮上难以见到中国自主品牌柴油机的身影,就连国内江河及沿海的大中型船舶上,柴油机也几乎是清一色的国外品牌。一台造价1亿元的低速柴油机,专利费占到10%左右,而发动机占到船舶造价的12%左右,中国企业只能每年向外国企业缴纳高额的专利使用费。

柴油机还被广泛应用在核电站、海工平台等领域,缺乏自主研发将会在多方面制约我国经济的发展。

事实上,早在上世纪五六十年代,我国便自主研发了国内第一台船用低速柴油机和中速柴油机,开创了中低速柴油机的自主品牌。如今半个世纪过去了,第一代自主研发的柴油机品牌已经退出历史舞台,但是曾经的车间依然保留了下来,依然可以看到工人们忙碌的身影。

50年前,他刚刚大学毕业,被分配到这座工厂,是国内参与390mm缸径中速柴油机自主研发的第一批科研人员。

如今,时间已经过去了整整五十年,但是王根元至今依然清楚地记得自己参与解决的每一个问题。

王根元告诉记者,制造一台柴油机,工厂只花了几个月的时间,但是为了完善这台机器,技术人员却投入了十几年的时间。

王根元:前面的样机出来这个还不是最长的,但是样机出来以后发现问题又组织攻关,那就一直不断地在进行攻关,这个时间比较长的,整个产品我们最早的就是390,后来到390改进的A型、B型,这个都是不断地进行改进的。

记者:从造出来以后到真正全部试验完成。

王根元:那要到80年代了。

然而让王根元没有想到的是,就在自主研发的中低速柴油机日益成熟稳定时,上世纪80年代,随着改革开放的深入,国外柴油机品牌纷纷进入中国,并迅速占领了中国市场。目前航行在大海上的中国制造的船舶,上面的柴油机几乎全部来自德国、芬兰、日本等国外品牌。

王根元告诉记者,由于研发时对外交流不便,我国自主研发的柴油机从型号到技术与国际通用标准都有区别,需要重新进行设计和改造。加上民用远洋船舶以出口为主,要想与国外品牌竞争,必须接受国外通行标准,并在全球建立自己的服务点,这在当时也是一个难题。

面对国外柴油机的竞争,国内形成了两派意见。一种是引进国外先进机器的专利,生产国外品牌的机器。一种是加大自主品牌研发的投入,争取在几年的时间里让自主研发的柴油机和国际标准接轨。

由于资金的原因,加上当时国家出口战略的需求,自主研发的道路被迫搁浅,王根元每次回忆起这些,依然感到有些失落。

王根元:我们好多技术人员对这个机器很有感情的,他们谈到这些问题的时候都非常激动的,因为一个人人生的时间并不长,在我们有生之年把我们的经验能够继续用上去,搞一代更好的这种两冲程柴油机的想法是有的,这个感情是很深的。

吴朝晖告诉记者,从1978年到2010年,中国造船工业的柴油机进入了大批引进国外专利的时代,国际品牌占据了市场主流。随着国内自主研发品牌的衰落,由中国制造的远洋货轮上已经很难见到国内自主研发柴油机的身影,然而国外品牌一统天下的局面带来了新的问题。

吴朝晖:首先在一些有争议的地点,你肯定是没办法得到支持,就算是你得到支持,一旦是国外对你有所限制的话,马上会造成你的后面的就是维修、保养全部会停下来,还有一个就是说你在做一些特定的改造的时候,这项目按照这个我们的需求对这个产品做改造的时候,你是没有办法得到对方的响应,因为它不会为你做任何大的改动,还有一个就是最终是价格成本因素,因为它是处于一个垄断的形式,那你就没办法在价格上跟它有任何的谈判的余地。

此后,随着中国造船业的逐步发展,自主研发中低速柴油机被多家研究机构提上了日程。2006年,沪东重机也开始为自主研发做准备,但是面对中断了多年的研发,想要重启困难重重。

从2006年到2010年,吴朝晖和他的团队花了4年时间来组建一支研发团队,同时进行市场调研。2010年,团队决定自主研发340mm缸径的低速柴油机和390mm缸径的中速柴油机。

2012年,两个型号的柴油机正式获得立项。几十名工程师立刻投入到研发工作当中。三年多的时间里,两个研发团队碰到了大大小小的问题。

吴朝晖告诉记者,自己已经记不清楚究竟碰到了多少个问题,在这些大大小小的难关中,最长的一次,研发人员前后折腾了9个月的时间。

功夫不负有心人,390中速柴油机终于试验成功。

吴朝晖:像390柴油机中速机,填补了我们国家5000千瓦以上的大功率的中速机的空白,现在是真正替代了国外专利,填补了这个空白,可以跟国外的一些著名品牌同台竞技。

而340低速柴油机性能试验也在紧锣密鼓地进行着。尽管自主研发已经迈出了一大步,但是距离产品成熟还有一段很长的距离要走。

吴朝晖:下一步我们主要的工作就集中在把我们的产品型谱系列化,做得更加丰富,满足市场的要求;还有一个就是把这个产品里面的一些关键零部件尽早做到一些突破,使我们在国内的这个产业链真正地完整的结合起来,而不是说我们一半的东西,或者一些关键的零部件必须依靠国外进口,那么通过这两个结合把我们整个这个品牌真正完整地搭建起来。

在自主研发的同时,2016年,中船工业集团还收购了全球发动机巨头瓦锡兰公司旗下二冲程发动机业务,其中最具价值的资产便是400多项柴油机技术专利。这些专利不仅可以服务于中国柴油机的自主研发,也将给中国船舶行业带来新的机遇。

中国船舶工业集团公司总经理吴强:我们站在一个110年巨人的肩上再来发展,就会缩短我们的时间。

每一个创新背后都是千百次的失败,我们自主研发的小缸径低速船用柴油机和大功率中速柴油机的研制成功也不例外。眼下,研发团队正在继续调试柴油机的性能,努力发挥出它的最佳状态,但这并不意味着他们能很快就大功告成。

研发团队四处奔波跑市场,全力推动自主品牌市场化

中船动力研究院有限公司产品主管尹子峰:因为在船上的时候,不同船型不同条件是不一样的,需要进行一个摸底实验。

尹子峰告诉记者,340低速柴油机已经进行了半年左右的试验。试验的目的就是检验机器的各项性能指标。每天参与试验的技术人员都会根据发现的问题提出相应的解决方案。

今天这台柴油机刚启动了几分钟,技术人员便发现技术指标出现了问题,机器也停止了运行。

作为主管,尹子峰早已习惯了技术员们忙碌的身影,从自主品牌柴油发动机诞生的第一天起,像这样的调试,每天都在进行。

尹子峰告诉记者,这台低速柴油机在八月份要完成阶段性试验,此后还要继续进行耐久性等相关测试。

就在试车技术员们忙着测试这台低速柴油机时,对面蓝色防雨布下面,有一台机器被工作人员精心地保护了起来,这就是沪东重机有限公司联合中船动力研究院自主研发的另一款产品,390mm缸径的中速柴油机。

对于吴朝晖来说,自主研发的柴油机点火成功只是万里长征走完了第一步,作为新研发的机器,还需要进行长期的试验,并在使用中针对发现的问题提出解决方案。

而眼下吴朝晖另一个更大的任务,就是要让自主品牌柴油机尽快市场化。

尽管吴朝辉列出了机器的各项优势,但是客户更为看重的还是和国外机器的数据对比。

在比较了国内外机器的性能参数后,价格也是一个绕不开的重要因素。由于这台自主研发的中速机只生产出一台样机,尚未进入量产阶段,因此零部件成本相对较高。加上一些核心部件目前国内还无法生产,只能使用进口零部件,这让机器暂时还不具备明显的价格优势。

虽然零部件定制提高了机器生产成本,但是专利费节省了下来。吴朝辉告诉客户,价格后期可以再继续协商。除了价格,这个造船厂生产的船舶主要用于远洋运输,因此海外服务点也是他们看中的一项指标。

这家造船厂已经是新的390中速柴油机研制出来以后,研发团队跑的第十个客户了。作为一个科研人员,不仅要解决研发中碰到的问题,还要负责跑市场,这让吴朝辉也感受到不小的压力。

吴朝晖:实际上技术人员做市场是最难的,因为你突然要面对一个新的,不是你长期在办公室里的对象,所以这方面他会提出各种各样的你在设计中看不到的问题。

由于这台中速柴油机2014年底才研制出来,目前尚未在市场上投入使用,因此未来采用这款机器的客户意味着将成为市场上第一个吃螃蟹的人,这也是客户选用这款柴油机最大的一个顾虑。

厦门船舶重工股份有限公司开发部部长曾震宇:这种常规也得需要一两年的实船(试验),几条船的试船,或者在陆地上有真正用过的去考量。

曾震宇告诉记者,船厂每年要采购20台以上的柴油机,像这种大功率的中低速柴油机过去一直是国外品牌,市场上缺乏国内自主研发的产品也给行业竞争带来了一些困扰。

曾震宇:周期会比较长,有一些交货不是那么及时,再者就是一些服务的问题,还有未来如果有一些配件等等,这个如果有新增加的话都会比较慢,当然可能有时候会交流,也会有一些问题。

这些问题让曾震宇一直关注着国产柴油机的动态。

这家设计院平均一年要参与50种船型的设计,因此对于各种型号的船用柴油机都了如指掌。

吴朝晖的团队一方面在和船舶设计、制造的公司了解市场需求,另一方面,核电厂也是他们的重要目标客户。核急应急柴油机发电组是核电站的关键设备,在发生紧急情况时能够保障核电站的电力供应。2011年日本福岛核电站事故的一个重要原因就是海啸造成应急柴油机无法正常工作。

这并非是双方第一次合作。对于柴油机的国产化,客户表现出了极高的兴趣。

中国中原对外工程有限公司总经理王勇:我们也了解,柴油机安装完了以后,在调试甚至在运行过程中,你出了任何一点故障,还得依赖老外。包括谈一些合约很被动,你不接受人家就不理你,你就解决不了这些事情。

事实上缺乏自主研发的柴油机不仅让王勇感到受制于人,也给沪东重机带来过一些麻烦。

沪东重机有限公司技术中心副主任李善从:有一个出口的项目,原本我们跟我们的上家合同都已经签好了,就是因为专利公司提的一些相对来说比较苛刻的条件。就说即使是他的问题,他也不负责,这个从道理上都讲不通的。最终因为这些条件,我们的上家,就是业主方他不能满足,后来整个项目,就相当于合同废掉了。

王勇觉得,柴油机国产化不仅包含机械部件,还要包括电控系统本身,不然依然会受制于人。而目前沪东重机研发的这款中速柴油机电控系统依然依赖国外的技术,这也是下一步研发团队攻关的一个项目。

沪东重机有限公司技术中心常务副主任周伟中:控制系统一定要抓到自己手上,否则的话,以后调试,我改一个参数也好,降功率也好,你这个控制系统假如说是不控制在自己手里话呢,就还是没有实权。

由于核电站的特殊性,采购的柴油机要接受一系列严苛的试验。王勇也希望国内自主研发的这台柴油机最终能够通过项目工程输送到国外,而这些都需要更多时间的考验。

跑了一圈市场,公司研发团队对市场需求有了更加实实在在的感受,而只有不断根据市场需求和试验数据来改进机器,才能让这两台自主研发的柴油机早日登上舞台。

吴朝晖:有信心,非常有信心,因为这个机器毕竟国内是空白的,而且是国外的竞争对手,因为它没有开发新一代,所以我们的指标比它更先进一点,只是可靠性方面我们需要时间的验证,那么我们是完全有信心,在高起点上跟它们竞争。

半小时观察:从中国制造到中国创造

从研发、制造再到服务,从自主品牌小缸径低速船用柴油机6EX340EF和大功率中速柴油机12MV390的背后,我们可以看到整条产业链正在形成和完善。

他们不仅正在弥补我国发动机核心技术方面的短板,而且还有望作为中国的自主品牌,来参与动力技术领域的世界竞争。

当然,这两款发动机还没有达到正式进入市场的条件,它的成熟还需要长时间的检验检测和性能调校,这一切,也是整个研发团队正在努力去做的。

因为他们很清楚,要让中国制造的发动机,具备良好的稳定性能和市场竞争实力,能后来居上,就必须付出数倍于别人的努力。

装备制造是一个系统工程,是一个国家综合实力的体现,它涉及到研发、技术、材料、工艺等诸多领域。从柴油发动机的研发,我们看到了中国制造的细节实力,更看到了中国创造的希望所在。

发表评论
发表评论

网友评论仅供其表达个人看法,并不表明铁血立场。

全部评论
加载更多评论
更多精彩内容
热门推荐