夏德海
(北京钢铁设计研究总院,北京 100053)
金风送爽,溽暑渐消,正值在我国杭州召开的G20峰会胜利闭幕和建国67周年国庆节即将到来之际,由中国仪器仪表学会主办的第27届中国国际测量控制与仪器仪表展览会MICONEX2016(原多国仪表展)于2016年9月21日至24日在北京中国国际展览中心(新国展)隆重召开。
为了突出当前工业革命的核心——智能化。本届展会与“中国国际金属成型展”和“中国国际内燃机及零件展”同期联袂展出,同聚智博会(ImTeq2016)之人气。
本届展会有18个国家和地区的400家中外公司参展,展出面积近30000 m2。观众来自18个国家和地区,参观人数达16817人,近40家工业媒体及大众媒体进行了报道,堪称业内的一次盛会。
展会期间还举办了一系列与智能化有关的峰会、学术会议与技术交流会以推动智能化技术的发展,具有重大的现实意义。
1)举办的峰会、学术会议与技术交流会共24场:
(1)2106年北京国际智能工厂与互联网企业解决方案高峰论坛;
(2)2016工业互联网与智能制造研讨会——智能制造系统标准化与安全一体化解决方案;
(3)2016第五届工业控制系统信息安全峰会;
(4)第七届中国国际远程测控系统与RTU技术发展应用高峰论坛;
(5)国产仪器信息技术服务研讨会;
(6)人工环境论坛;
(7)食品安全检测仪器和技术研讨会;
(8)2016精准医疗设备创新发展论坛;
(9)2016中国环境与安全监测技术研讨会;
(10)药品分析检测技术及其发展论坛;
(11)新兴互联网技术助力企业再次腾飞;
(12)CIS标准发布会暨国家标准化改革及对产业影响论坛;
(13)罗克韦尔自动化过程控制研讨会(北京)(在临空皇冠假日酒店召开);
(14)2016中控“智能制造暨安全工厂”高峰论坛(在临空皇冠假日酒店召开);
(15)2016核电DCS技术高峰论坛;
(16)“飞鸿踏雪泥”第四辑新书发布暨第五辑启动仪式;
(17)2016第六届国际测试自动化与仪器仪表学术会议;
(18)ConST810手持全自动压力校验仪产品发布会(北京康斯特仪表科技股份有限公司);
(19)KOSO新一代智能定位器 (工装自控无锡有限公司);
(20)南京高华科技股份有限公司产品技术交流会;
(21)Field Comm Group总线技术助力工业4.0及ⅡOT;
(22)物联网大数据助力工业企业转型升级(重庆享控智能科技有限公司);
(23)SAP促进仪表行业两化融合创新应用(北京华科众合科技有限公司);
(24)2016第六届国际测试自动化与仪器仪表学术会议(在湖北大厦举行)。
2)颁奖活动:
9月21晚在中家鑫园举行了两场颁奖仪式。
(1)中国仪器仪表学会科学技术奖,是经国家科学技术奖励办公室授权、科技部批准,由中国仪器仪表学会设立,每年评奖一次。2016年评审结果:科学技术一等奖由中广核工程有限公司等8家获得;二等奖由中国石油大学等6个单位获得;三等奖由北京康吉森自动化设备公司等16家获得。科技成果奖由河北省仪器仪表工程技术研究中心等21个单位获得。优秀产品奖由河海大学等11个单位获得。
(2)2016中国仪器仪表学会青年科技人才奖,由中科院苏州纳米仿生研究生导师张珽等4人获得,同时还颁发优秀博士论文、全国优秀科技工作者奖。同时,还为经中国仪器仪表学会评审,获得高级工程师职称的人颁发证书,至于传感器大赛,分别由上海大学获创新设想奖一等奖、西安交通大学获创新设计奖一等奖和华南理工大学获创新应用奖一等奖。
今年的MICONEX可以用以下的8个字进行概括,即智、安、国、服、收、特、合与流。
智
“智”指智能化和智慧化。
2014年MICONEX强调的是工业4.0。工业4.0是2012年德国教育和研究部提出来的项目,确定为未来制造业的方向,也就是所谓第四次工业革命。经过2013年德国的汉诺威博览会的宣传与传播,在当时成为热点。由于工业4.0的核心是智能化,因此从2015年开始,MICONEX酝酿出了智博会(ImTeq),与有关行业共展,以抬升人气与效果。因此在今年的MICONEX展会上已到处可以见到智能化的踪迹,而智慧化也逐步进入了人们的视野。例如:(1)在峰会和论坛上,以论述智能化在国内外的情况与发展方向为主,也有一些厂商提出了一些解决方案,通过这些讲解既开拓了我们的视野,也知道了努力的方向;(2)在展台上,可以看到众多的智能设备,如智能变送器、智能执行器等等,几乎有无机不智的感觉;(3)机器人出现在展台上。
机器人是智能制造的重要组成部分,在仪表行业内做机器人的很广,但从这次展会上看到:(1)天津中环电子计算机有限公司移动机器人事业部展出3台机器人,其中2台是一大一小的搬运型机器人,还有1台兼做搬运又可作业的机器人;(2)中控展台上展出了1个做讲解的人型机器人;(3)国防大学的机器人踢足球表演,其特点是360°视角和就地旋转的3组滑轮,也可在其他行业中应用。
通过上述活动,当然收获不小,但也带来了不少困惑,即智能化究竟是什么?怎样做才能真正地称得上智能化?智能化与智慧化有没有区别?在英文中Intelligent,Smart,Wisdom的概念也混乱不堪,如Smart这里是智能化,在那边又变成智慧化了,如:(1)中控。 中控过去有个 LOGO,即 InPlant,In 是英文Intelligent智能的意思吧!但在其展台的图板上又出现了智慧工厂的大字标题。在中控介绍该公司的一份资料的第3页,上边的标题“愿景:世界一流的智慧企业”,英文“Vision:To become a worldclass Smart Enterprise”;就在同一页中间的标题却又是 “智慧企业Intelligent Enterprise”。在中控的“2016中控“智能制造”暨安全工厂高峰论坛”上,中控副董事长施一明做的《智能制造跬步千里——智能制造中控实施方案》及副总裁俞海斌报告的题目《智能工厂、安全为先》。在同一会上,北京化工大学高金吉院士所做报告题目《流程工业装备健康监控智能化》及中石化九江分公司王敏所做报告《智能制造示范项目实施介绍》也均是“智能”,而不是“智慧”;(2)在上海华伍行力流体控制有限公司展台上看到的“智能电动执行机构”。当问及智能的功能表现在什么地方时,厂方的介绍是“全方位现场操作站的显示屏可在3个不同方位安装,也就是采用的显示屏可90°任意旋转的新设计”。这样做,在安装执行器时,当受到工艺装备或管道的阻挡时,就会不便观看,显示屏能改变方位,的确是其优点,但单凭这一点能算是智能吗?(3)化工大学高金吉院士的报告《流程工业装备健康监控智能化》的报告中,其中提到“自愈性”。的确像我们患了感冒,甚至癌症,也出现过不治自愈的现象,但它是靠人体的免疫力,在不知不觉的过程中产生的。而智能是有思维过程的,这自愈性是属于智能的范畴吗?还是应该属于仿生学呢!(4)记得以前在听原中科院院长路甬祥院士有关绿色制造的报告中,曾提到过智理化的提法。
为了弄清智能化与智慧化的定义,我也确实下了一些功夫。终于在今年6月的《中国仪器仪表》杂志上看到有一篇文章《清晰概念,重视基础,推动智能制造持续发展》,属于采访机械工业仪器仪表综合技术经济研究所欧阳劲松教授的文章,欧阳所长是专门从事仪表行业标准的专家。而标准的制订,首先是要确定术语的定义,所以他的讲述是有权威性的。现摘录如下:
智能制造首先是要理解“智能”。“智能”与“智慧”不同。从感觉到记忆到思维这一过程,称为“智慧”。智慧的结果产生了行为与语言,将行为和语言的表达过程称为“能力”,二者称为“智能”。感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能过程,它是智力和能力的表现,智能与智慧由于其内涵定义不同,不可混用。
对于智能制造,欧阳所长说:“国际上目前还没有准确的定义,为了在现有认识下统一理解、减少歧义、聚焦工作目标,经过专家多次讨论,最后在2015年工信部相关文件中给出了一个描述性的概念,即:智能制造是基于新一代信息技术,贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程,系统与模式的总称。具有以智能工厂为载体,以关键制造环节智能化为核心,以端到端数据流为基础,以网络互联为支撑等特征,可有效缩短产品研制周期,降低运行成本,提高生产效率,提升产品质量,降低能源资源消耗。虽然这个描述性定义不像标准术语定义那样严谨,但在现有认识的基础上,对于聚焦力量做好相关工作有着重要意义。”
安
安指安全。特别是工业控制信息的安全。
安全问题至关重要。一个国家如果没有安全,就谈不到发展,而国家的安全牵涉面很广,如国防、经济、工农业、环境与食品等方面,好在我国已经成立了由习近平总书记亲自挂帅的国家安全领导小组,安全问题得到了充分保证。
在工业安全方面包括了机械安全(物理安全)、功能安全与信息安全(security)三个方面,其中物理安全与功能安全已经有了比较成熟的解决办法,而工业控制系统的信息安全还没有一个令人满意的解决方案。
自从2010年伊朗布什尔核电站铀浓缩机的PLC 遭到“震网”(Stuxnet)病毒的攻击,致使 1/4的铀浓缩机(近2000台)超速而损坏,耽误了发电时间达18个月之久,有些国家的基础设施和运输业遭到黑客的攻击受到了不同程度的损失,震动了工业界。为此,我国工信部于2011年9月29日下发了工信部协[2011]451号文件,要求各有关单位重视,并加以防患。于是,各方就行动起来,先后在中国电子信息产业集团有限公司第六研究所成立了工业控制信息安全研究室及专家委员会,还成立了工业控制系统信息安全国家工程技术中心等机构。此外,中科院沈阳自动化研究所、仪综所、中控、冶金自动化研究院、力控华康等公司相继投入工控信息安全的工作。由于有关单位的逐渐增加,2014年4月17日又成立了工业控制系统信息安全联盟,成员单位已有70多家,理事长为戴汝为院士。
2014年MICONEX闭幕后曾建议中国仪器仪表学会将工控信息安全作为今后MICONEX的主题之一,欣喜的是今年的MICONEX已将此与智能化并列为主题。
这次展会上有3个有关工控信息安全的论坛,取得了良好效果。
(1)中科院沈阳自动化研究所已可提供全生命周期的信息安全解决方案。其中,比较有特色的就是他不但有自己生产的工业防火墙,而且还有攻击与防护的演示平台,可以模拟防御“震网”病毒攻击的效果,从而大大地提高了用户的信任度。
自然环境分为水、光、地、气候等,这些都是大自然中存在的物质。他们在建筑设计中,是属于本有的环境,除非通过人为手段去控制和调整,才能改变一时的状态,但是不能一世。其中水的环境语言要素会随着水的动态变化,其带来的环境语言也是随之改变。流动的水、静谧的水、激流勇进的水、他们互相表达的情感价值是不一样的,所以在建筑设计中要考虑到它所带来的限制条件。
(2)由中控举办的高峰论坛的特点是将安全与智能相结合。从中控俞海斌和徐杰以及中石化九江分公司王敏《安全守护、共赢未来——智能制造示范项目》的报告中可见一斑。
(3)仪综所还正在制订有关工控信息安全的标准。现已有2项成果。
通过上述论坛,可以清楚地得到这样的概念,即智能化再好,如果没有安全又有何用。
国
国指国家的实力。
随着改革开放的不断深入,今年来我国的综合实力大幅提升,如:919型大型客机的试飞成功,直径500 m世界上最大的射电望远镜的投运,天河二号超级大型计算机在世界上的排名独占鳌头,天宫二号和神州十一号和墨子卫星 (量子空间实验室)的发射成功,以及据说可以突破Thaad的东风21C等等;还有今年10月,人民币已正式进入SDR(特别提款权)货币篮子。一切都说明我国实力的提高,在这次展会上也得到了充分的印证。
1)德尔森的单晶硅传感器芯片。
长期以来,我国的传感器或变送器的核心部件——芯片。一直被国外所垄断,虽然像与横河合资的川仪横河,所生产的变送器EJA/EJX国内已销售300万台,但其核心部件仍掌握在日本人手中;也引进过1151变送器的金属电容膜片技术,但国内生产的产品,仍低于国际水平一个档次。国内也自己开发过硅电容芯片,但废品率高;价格昂贵,推广有困难。所以芯片核心技术一直受制于人。这次在德尔森(DER SENSOR)的展台上,看到了“自主技术、中国制造、振兴民族产业”——德尔森为你“芯”动的大字标题,确实为之心动,令人兴奋不已。
德尔森的重要业务为智能MEMS(微电子机械加工系统)传感器芯片与定制化、系统化传感器解决方案的开发、设计与工艺、集成与封装、制造与服务。芯片的精度为0.035%,达到国际先进水平。从事这方面工作的员工有120多人,一半以上是工程师。为我介绍产品的工作人员说:他在德国攻读博士学位以后,先后在德国工作过10多年,2014年才回国,属于海归人员。这是他们首次在MICONEX上亮相。”
据介绍,其芯片的特点为
(1)高纯度单晶硅材质,其性能优于复合硅、扩散硅芯片。
(2)采用双梁结构,双层威司登电桥布局,双桥路相互补偿,提高了信噪比,达到最佳温度特性,中间层弧角式悬浮,有效分解应力,实现超高过压。完美结合与优化了硅压阻(加工工艺简单,但信噪比特性不足),与硅谐振(技术加工工艺复杂,过压特性不好)技术。
(3)最小量程为 1 kPa。
(4)全球独创桥路电阻:10 kΩ。有效控制温度影响,功耗低。
(5)全球第一的正负压腔过压性能。1 kPa芯片过压达1.5 MPa。
(6)芯片厚度达2.5 mm。硅片的尺寸与有效厚度对芯片成本与性能有关。德尔森芯片尺寸与厚度为行业中最大,不惜成本,注重品质。
(7)全球首创梅花镜象布局。芯片威司登电桥与引线布局,采用独创的梅花镜象对称布局。全对称布局,均衡受力,减小噪声来源,同时也方便一次封装,提高稳定性与一致性。
目前,德尔森已形成一个集团,其研发中心与生产制造基地分别位于德国的法兰克福、重庆与江苏的张家港,总投资2.8亿元,研发与制造面积共有35000 m2。除了MD芯片外还有不少其它产品。立足中国,面向全球。
中控与北京的康斯特的变送器都已采用了德尔森生产的芯片,真正实现了完全国产化。
2)核工业控制系统及其仪器仪表
我国核工业起步较早,最初的秦山核电站是自己建成的,比较小。后来与美国西屋公司,当时的苏联和法国合作过。由于这些历史原因,形成了中核、中广核和国核三大集团。我国以前曾为巴基斯坦建设过核电站,如今与法国合作为英国兴建欣克利核电站,可谓一大突破。虽然在初级阶段法国占2/3,我国为1/3,但到了后一阶段就变成我国占2/3了。将来沿着 “一带一路”,肯定会有不少核电站的需求。为了避免无序竞争,可能会像南车北车合并那样,也会合并成一个更大的集团。
在中核控制系统工程有限公司的展台上,可以看到其实力。目前有四大系列产品即DCS系列、核探测器系列、反应堆专用仪控系统与核仪器仪表。特别是后面3个系列是其强项,因为集团旗下的核二院(设计院)与261厂都有60多年的历史,底蕴深厚,与其他集团相比,核用工业自动化仪表相对要弱一些。但总的来讲实力还是比较强的。
据悉其DCS产品中的核电站全厂非安全级的NicSys2000已通过SIL3的认证,而全厂安全级的NicSys8000则正在申请SIL4的认证了。
3)上海自动化仪表公司
上仪公司是我国仪表业的先驱,经过90余年历练嬗变,已经成为可提供从变送器、执行器到控制系统等产品综合制造能力的大企业。其特点之一是已成为核电仪表和控制系统国产化的重要基地,已向API1000第三代核电站(注:API1000是国核的主打项目)依托项目三门与海阳核电站供应产品。其特点之二是投资控股及参股的合资企业多,最多时有23家。现已只有10多家,而有的合资公司已开始加大合资公司的自主能力。如与横河合资的公司,已允许合资公司自主生产电磁流量计,也不用向日本总部交专利费了。这当然也与横河的社长已换了人有关。据悉,新社长是过去北辰被横河吞并后,唯一存在的北辰人。
综上所述,上仪公司仪表的全面进驻核电站,合资企业的减少,控股的合资企业允许有自主权,不正是证明上仪公司的实力在上升吗?
4)上海工业自动化仪表研究院
上仪院始建于1956年是专门从事工业自动化仪表及控制系统,研究、开发、检测和集成应用的综合性科研院所。现拥有工业过程自动化国家工程研究中心、国家工业自动化仪表产品质量监督检验中心。近年来,又设置了国家能源核电站仪表研发(实验)中心。为仪表的发展,提供了强力支持。
此外,还承接项目,实施示范工程,成为“产学研用”中不可或缺的一环。
5)中控——后起之秀。
中控始建于1993年。当时是浙大的一个校办工厂,当时只有13人,从研发DCS起家,人称“十三太保”。DCS的研发成功,打破了外商的垄断,大长了我们的志气。如今已成为产值40亿元,产品涵盖了整个链,构成了完整的工业自动化整体解决方案及产品体系,包括现场仪表、控制阀、控制系统(DCS,SIS,PLC,RTU,SCADA,…)、先进控制与优化(APC)、制造执行系统(MES)、企业资源规划(ERP)及信息系统等。其DCS在中国以20%的市场占比而居第一,在全球有2万套DCS在运行。
中控的特点:
(1)开发的能力强。中控的创始人褚健老师,在知识方面,中控从先天上就占有优势。在开发能力上与Honeywell有些相似。因为1975年Honeywell在世界上首先推出TDC2000的DCS,而且后来也首先推出无线变送器,而中控在中国也首先研发出自己的DCS;其次Honeywell在石化行业中占有着绝对的优势。而中控也是如此,如近三年,中控承接了中石化的70%的千万吨级炼油项目。另据2013年统计,在化工行业的煤制乙二醇DCS市场占有86%的份额。这也与中控的创始团队来自浙大的化自专业,熟悉化工工艺非常有关。
(2)中控领导重视开发、决心也强,研发的投入占营业额的8%以上,这与一些国际大企业差不多一样了。
(3)稳定团结的领导层。
(4)以史为鉴、敬老爱幼的企业文化。①以史为鉴。中控创业不久,即在厂内设置春晖长廊,一方面是纪念浙大化工自动化专业创始人周春晖;另一方面收集与自动化有关的史料,既包括文字图片,又收集了实物进行展览,这方面浙大校友范忠琪厥功甚伟。他不辞辛苦深入到企业的废品仓库去找,像苏联的∩∩-09型记录仪等就这样找到的。另外,又倡导编写60年史料《飞鸿踏雪泥》。遵照事物的发展规律,即总结过去的经验,以史为鉴,结合当前国内外的政治、经济与技术的状况。特别是中国的国情,才能比较准确地预测未来,确定自己的工作方向。这才是中控能迅速发展、日益兴旺的原因所在。②敬老爱幼。这是中控优良的传统。我在参加中控的有关活动时,经常看到无论中控的领导,还是浙大的孙优贤院士,在周春晖面前,言必称恩师。展示史料与实物的长廊所以用“春晖”命名。既是不忘恩师的名字,又是怀念着过去受到春天般的阳光温暖。对新来的员工也关怀备至,注重以老带新,所以在其“中控通讯”的刊物中,经常能看到年轻人的成长,以及怀念、感谢老领导人的文字。
(5)只有增强实力,才能获得发展,得到尊重。这一点作为设计院中的一员真有“刻骨铭心”般的体会。当我国没有DCS时,在谈判采用DCS的过程中,外商的态度非常傲慢,价格也居高不下,令人气愤,无可奈何。但当我们有了性能过关的DCS后,情况就完全不一样,他们的态度变得谦恭起来,有时还会说几句讨好的话,价格也可商量,既赢得了尊严,又得到了实惠。这些改变靠的是什么?靠的就是我们的实力。
服
服指服务。
1)中控的MAC业务日益扩大。所谓MAC就是一种仪电行业的一种服务方式,MAC的中文名称是主自动化承包商(Main Automation Contract),还有MIV即主仪表承包商(Main Instrumentation Vender)。从工程的一开始就和设计院和有关的仪表商合作,订立一些契约或规定,尤其是有关通信的事情,这样在供货时间可以得到保证,也有利于整个工程在调试、投产时能顺利进行。一般要求由有资质的产业链长、擅长于DCS的大公司承担,这样主承包商有增值的收入,而业主也愿意这样做,否则因为延期投产或产生事故,损失会更大,最终能达到双赢的局面。因此一些大的工程都会这样做的。
例如,中控自从承担了I/O点超过17万个,合同金额4亿多元的中天合创煤制烯烃的MAV以后,陆续承担了大型油气田(米桑油田)的MAC以及大型新建化工园区管控一体化综合系统的MAC项目。
除此以外,中控的售后服务也更为完善,如遍布全国的现场应急服务备件点以及基于呼叫中心的一站式服务(7×24 h全天候热线)。
2)北京博瑞特自动计量系统股份有限公司针对于中石油、中石化等客户提供石油仓储自动化、信息化产品与服务,是目前比较典型的“石油仓储物联网”技术与产品在石油仓储领域应用的专业服务。
其总包业绩已逐渐被业界认可,目前已有400余个总包项目,比较典型的有中国最大民营石油油库——华信能源1200万m3商业石油储备基地自控总包项目,中国最大民营仓储基地——浙江天禄能源416万m3油品储运工程罐区控制系统、天津港圣瀚石化罐区项目配套工程(总包金额3.8亿元)。
除了总包以外,公司还生产磁致伸缩液位计,到2015年底用户超过600户,液位仪38000套。
公司总部在北京有员工68名,厂房面积2000 m2,拥有1个生产基地,8个营销大区经理部,8个技术服务中心,共29个自营办事处及服务触角已形成了“解决方案+精密工程+安装&调试+永久服务”一条龙的经营模式。
3)展会的服务也更加周到。例如:(1)展会的会场不是正方形,W1,W2的分界面并不明确,会议地点有的在二楼的左右侧,有的在会场内部,但是在展会工作人员的热情指引下方便不少;(2)设置有观众休息区;(3)餐饮方便周到,如:在最后一天中午,展会即将结束,当我来到靠观众入口处的一个餐点时,里边只有1个服务人员,已经没有吃饭的人了,也见不到准备的饭菜。当我正要退出的时候,服务人员热情接待,并用手机联系,马上送过来一份热饭菜,服务周到,能一丝不苟地服务到最后时光,在别处很难见到;(4)志愿者的服务。志愿者看到我年事已高,就过来陪护。虽然我说我行动还算可以,没有必要。但志愿者小伙子(是个大学生)还是帮我提资料、整理资料,帮我找展台和会场,坚持全程陪护,令我感动不已,而且有了他的帮助,的确提高了参观效率,增加了收获。
收
收指收购,有时也叫兼并。
1)在此次展会上,虽然还能见到IRCON,但据悉IRCON已被Fluke收购,这是Fluke继收购RAYTEK以后的又一行动。这样一来,Fluke在红外测温方面可谓是一家独大了。
2)法国的Shneide收购了英国Invensys旗下的Foxboro。
在这次展会上碰到了以前在上海Foxboro公司的朱灵,才得知此一消息,他说他已经在中控工作了,怪不得在展会上已看不到上海Foxboro的影子。Foxboro原来是美国的一家有名的老牌公司,二战后日本横河的变送器曾与之合作过,后来这家家族公司卖给了英国的Invensys。
3)在上海横河的展台上,也了解到横河的掌门人已换了人,而此人又来自过去被吞并北辰后仅存的北辰人了。这又想起当年横河吞并北辰的往事。当时北辰的电磁流量计和组装仪表,性价比不错,所以应用甚广。但其领导人重技术,而轻经营,结果被横河吞并,开始横河还改名为横河北辰,但不久又改为横河了。北辰的名字及其产品从此消失,当时曾感到横河心狠手辣的手段,为北辰惋惜。
4)当前世界经济低迷,收购、兼并之风将会更盛。被兼并企业的命运有二:一是被兼并以后彻底灭亡,如横河之对北辰,西门子的对美国的MOORE;二是继续保留其品牌,继续发挥其积极性,然后吸收其所长和精华,另创新产品。在这方面,ABB就是这样,ABB的业务甚广,而仪表与控制系统则是靠收购起家的,而且非一流企业不收。如它先后收购英国的Kent、德国的Hartmann&Braun、美国的Bailey等等。一方面在一段时间内仍保留其品牌,让其继续经营,最后吸其精华,推出新产品,如在DCS方面,最后推出新的XA-800。这种做法,似乎还有些人情味。
目前我国的不少企业也参与了收购,至于兼并怎样做才好,值得研究。
特
特指特色产品。
1)精确测量。北京天辰博锐集团主要产品为高精度质量仪表,为能源计量、精细化工、贸易交接、节能环保等行业提供高性能产品,其微小流量质量流量计传感器采用“∩”型测量管设计,实现了目前国内最小通径0.8 mm,最小流量0.1 kg/h(1.67 g/min)的精确液体或气体测量,具有量程比宽,测量精度高,稳定性好等优点。
2)仪用材料。美国的汉密尔顿金属公司(HPM)专门生产特种金属带材箔材的企业,拥有先进的轧制设备和检测设备,产品厚度最小达到0.0015 mm,产品均匀性、一致性、居世界前列。其产品广泛应用于医疗仪表、电子、太阳能电池、燃料电池等行业。
3)特殊阀门。由于煤化工等行业的兴起,耐磨、耐腐的阀门也随之而起。如武汉汉德阀门公司生产有黑水调节阀、旋筒阀等专利产品,被称为调节阀专家。其他如吴忠仪表阀门厂及德国的安策阀门厂(已在中国太仓设厂)均生产有耐磨、耐腐蚀的产品。
4)精小型执行机构。由上海华伍行力流体控制有限公司生产,引起我兴趣的是公司的名字有些古怪。不像有些地产开发商叫什么莱茵、罗马等等的别墅。经过了解才知道该公司是由江西华伍制动器公司与行力公司共同投资创立,合作的原因是利用华伍的机械加工能力;而行力是Limit(限制之意)行程控制,和Torque(力矩)保护的合意。其产品的特点是专门为在恶劣环境下,为小口径阀门配套的电动执行机构,与其他的厚重的大型执行机构相比就显出其特点。产品适用于电厂的超低排放系统、水处理、楼宇控制、食品加工等行业。其防护等级为IP68。
5)缓冲保护材料。由于互联网的发展,用于保护网购物品的产业也随之而兴旺起来。如厦门的艾美森新材料科技股份有限公司,声称每天至少为快递商品500万件保驾护航,还见到希悦尔(中国)有限公司拥有卫生食品包装解决方案、缓冲材料解决方案,用于食品和贵重物品的安全运输。2015年总收入有70亿美元。
6)锂电池。电池对仪表工业非常需要。如无线变送器就要求寿命长(要5~10年以上),体积小的电池,过去只能靠国外。这次在展会上看到安徽天康(集团)股份有限公司生产有锂电池,实属意外,因为天康就位于号称温度仪表之乡的安徽天长市,也是生产温度仪表的佼佼者。据称其生产的技术在国内处于领先水平,所制的磷酸铁锂材料其克容量已达到或超过进口产品,产品可应用于电动汽车、自行车、风力发电储能等行业。由于环保的要求,相信开发锂电池的厂家不会少的,竞争很厉害。由于天康属于仪表行业,希望能将仪用电池作为主打方向。
合
合指合资企业。
上世纪80年代,因为国产仪表虽然价格便宜,但有的质量尚欠佳;进口设备价格又太贵,于是利用中国廉价的劳动力,生产的合资产品。因为质量有所保证,而价格又低于国外产品,于是合资企业大行其道。像当时上海的光华·爱尔美特生产的电磁流量计占有国内市场的70%,承德柯隆生产的转子流量计也十分畅销。合资之风大盛。鼎盛时期,上海自动化仪表公司就拥有合资厂23个。
但在这次展会上,虽然可以看到还有一些合资企业,但数量已大为减少。如上仪公司的合资厂从23个减到10多个。有的像无锡KOSO已成为独资企业。北京电表厂与Rosemount合资的变送器厂,国外股份已占绝大多数。其他有的已经销声匿迹,也可能已经消亡,可谓风光不再。
而看看外国企业吧!西门子、横河因业绩下滑,先后换帅。无锡KOSO业绩从10亿元下降到5亿元。相反的是我们的企业已在国际上开始收购外国的企业了。
合资企业的风光不再,外国独资企业的相形失色,这不是正由于我国国力的增强所产生的必然结果吗?
流
流指流量计。
在工业自动化仪表领域内,流量仪表占50%以上。这是因为除了需要计量的地方很多外,流量仪表应用了许多不同的技术,所以品种也十分多,如电磁、差压、涡街、涡轮、转子、超声等等。因为需求量大,所以在展会中可以看到检测元件、各种部件、连接件到仪表外壳都形成了 “一条龙”的供应链,如:(1)天津市迅尔仪表科技有限公司。该公司主要生产流量仪表,是从研发、生产、销售、服务为一体的企业。这家企业是由天建大学的三位毕业生创业成立的,从小到大,目前年产值已达1.5亿元,可谓是大学生就业、创业的典范;(2)建湖县阀门成套厂。该厂位于中国机械之乡——江苏建湖,正与安徽天长市温度计之乡相似。以前在建湖有许多小作坊、小合作社专门从事仪表阀门或管件等的制造,后来逐步发展,有的变大、变强,如建湖县阀门成套厂就是这样。该厂目前已是集研发设计、生产加工、组装测试和库存仓储为一体的多元化公司,涉及的行业有冶金、煤化工、海水淡化、石油天然气、电力等,产品有高温、高压截止阀,各类仪表阀组,管件接头及仪表辅助件,法兰及节流装置,仪表不锈钢等等。材料有特殊不锈钢、哈氏合金、超高温英科纳尔Incoloy800h及合金钢等。不要小看这些小小的连接件或小小的仪表用阀门,一旦发生泄漏,就可能酿成大事故。本人就有深切的体会,因为上世纪60年代,我随冶金部工作组到河南省上街郑州铝业公司工作,看到锅炉投产时,有一个给水压力表的连接件泄漏,当时热水与蒸汽弥漫,亏得工人师傅及时冒险抢修,才免除了停炉的危险。所以我后来在设计院时,对这方面特别注意,可不能马虎;(3)宁波三和壳体有限公司。该公司历年来每次都参展。我亲眼看到它从一个小厂慢慢地发展壮大,现在已是亚洲很大的仪表外壳和接线端子制造企业了,主要产品有电磁流量计、涡街、差压变送器等各种铝压铸壳体。现有固定资产2亿元,员工1000余人,年销售额达3亿元。
在参加这次展会举办的中国仪表和自动化产业发展60年史料“飞鸿踏雪泥”第四辑新书发布暨第五辑启动仪式上,到会的人还真不少。有些白发苍苍的老者,还拄着拐杖到会,积极发言或提出建议,令人感动。联系到最近电视台播出的记录节目《军工记忆》《大国工匠》《国家记忆》(二弹一星的故事),令人振奋、不忘初心。
会上还宣布,凡写作有困难的人,还可约请记者登门,听取、记录有关史料,然后再进行编辑成稿。有些作者也同意将第四辑稿费纳入第五辑的出版经费,以弥补资金之不足。好在有中国仪器仪表学会、中控和中国工控网的大力支持,能将这项有意义的工作做得更好。
1)开发新一代现场总线
上世纪80年代出现的现场总线 (Fieldbus),经历了10多年围绕着国际标准,进行的现场总线大战,终于妥协。最后设立了20多种国际标准,但适合于过程自动化的现场总线仍只有FF和Profibus PA,其余各种总线只适合于工厂自动化或运动控制,FF和Profibus 30多年来虽有些小的改进,但已满足不了当前智能制造及大数据的要求。
经过实践,FF确有能在现场进行互操作,完成自主(autonomous control)调节的功能,但也显示出其缺点。因为其低速总线HI速度太低,只有31.25 K,另外发现虽然HI名义上能带32台现场设备,但在实际使用过程中发现,要进行自主调节时,只能带4台现场设备,因此像百万吨级的乙烯设备就要用上2700条HI,实在太多显示不出现场总线能大量节省导线的优点,并且FF的高速总线H2,后来变成100 M的HSE与低速的H1不太匹配。
随着智能制造,大数据的应用,作为数据信息来源的传感器、变送器等现场设备将会更多,目前的FF实在满足不了这方面的要求。
那么FF基金会目前能不能挑起改进FF现场总线的重担呢?首先,我们先看看现场总线基金会(Fieldbus Foundation)是一个怎么样的组织。FF基金会是由10来家国际大公司集资构成,每家出资30万美元。由Fisher-Rosemount(后来的Emerson)公司牵头,其中也有西门子。当FF要申请成为国际标准时,西门子为了怕影响其Profibus PA的推广,所以屡次作对。经过10年的争战,最终大家妥协,才形成目前有多达20多种国际标准,从此开了一种类型有多个标准的先河,使IEC的权威得到了挑战。多标准等于没有标准。
际此国际经济低迷的情况下,又加上内部的不团结,再要想集资让FF挑起此一重担,已经不再可能。
再看看Profibus PA与EPA吧!
(1)Profibus PA。Profibus是由 Profibus PA 与应用于工厂自动化 Profibus DP组成。PA仅是DP的延伸。Profibus PA能用于过程自动化,但有个缺点,不能像FF那样可以在现场进行互操作。而西门子后来又开发的Profinet。对PA也没有什么改进,仅是允许通过Proxy将Profibus PA引入Profinet。
从推广的情况来看,的确Profibus PA也没有一个大型过程自动化装置采用Profibus PA的业绩。
(2)EPA。EPA是中控研发的,也实现了e-网到底的目标,最后也成为20多种国际标准之一。能获此成果,确也不易。其中冯冬芹出了大力,也因此而生了一场大病(现早已康复)。但在应用中发现,过程自动化的变化比较慢,而像压力、温度、流量等变送器的信号字长也短,所以用不到像以太网那样的高速和信息大包的传递,形象地说就像自行车没有必要走在高速公路上。而且还有一个缺点,EPA的总线也像以太网一样要8芯电缆,4芯用于信息来往传递,2芯供电,2芯备用,不像FF的H1只用2芯导线就解决了供电与传递信息的问题。据说当时西门子也有将e-网到底的想法,但后来就没有进行下去,最后连研发团队也解散了,所以EPA目前也没有得到推广。
综上所述,FF、Profibus PA与 EPA都不行,而且时间已超过了二三十年也到了更新的阶段了,何况要想实现流程工业的智能制造和大数据的应用,开发新一代的现场总线刻不容缓。
那么由谁来承担此一重任呢?国外不行,只能靠自己了。
在国内靠谁好呢?我觉得中控比较合适,理由如下:(1)中控的研发能力强,研发人员目前占公司总人数的35%,投入的研发费用占总收入的8%;(2)中控熟悉流程工业的工艺,DCS的业绩骄人,连续五年蝉联国内市场占有率第一位,相信他研发的新一代现场总线能与DCS无缝连接;(3)能在困难的条件下,研发出独立自主的DCS与EPA的经验。
研发新一代的现场总线需要一笔庞大的资金,希望国家能准予立项,给予支持。中控再自筹一笔资金,是为上策。至于集资呢?虽然过去也有过DDZ电动单元组合仪表与QDZ气动单元组合仪表的联合设计的经验,这些产品也曾为国家的建设出过力,是成功的,但当时是计划经济时代,钱还是国家出的。现在要集资,恰又处于经济有下行压力之际。要大家出钱也不容易,而且管理与组织工作也很麻烦,所以是为下策。
趁此次展会之际,也曾与中控掌门人金健祥以及副手俞海斌通过气,但能否奏效,实未可知。希有志之士出力,共襄此一盛举。
2)研发新产品,要与用户密切结合。
历年来,我一直在大声疾呼:产学研要与用相结合,看来效果有一些。但并不大,如果真的要进行开发新一代的现场总线,就必须再次重申。
(1)研发团队或攻关组必须有用户参加。国外的经验值得借鉴,以无线变送器ISA100为例,研发团队近400人,其中用户占42%,而制造厂仅占37%,而国产无线变送器WIA-PA的攻关组就没有一个用户。虽然这二者目前都已成为国际标准。但应用情况呢?我知道中石化工程公司曾在武汉石化的罐区,曾采用273台ISA100无线变送器作为示范项目。而为什么不用WIA-PA呢?此次展会我碰到了该公司的副总工程师黄步余。我问他为什么时,他说:“从来没有人向我介绍过、推荐过WIA-PA,我不了解怎么采用”?连这么大的用户都不知道,怎么推广?怎么能有效益?
(2)对待用户,征求吸收他们的意见,必须要有诚心和耐心,这是日本的经验,是山武的Sasajima先生告诉我的。如果没有这两个心,就是有用户参加,如将用户仅作为一个点缀的“花瓶”,岂不哀哉?又何必多此一举!
3)引入量子技术,打造工控信息安全的有效屏障。
在量子世界中有2个基本原理:即量子叠加和量子纠缠。
(1)量子叠加。就是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上。其实量子有很多分身,如假设有3个分身,只要一个分身被发现(测量)就会随机消失2个,这就叫做量子的叠加原理。
(2)量子纠缠。这是在量子世界中存在一种类似“心电感应”的现场,即在微观世界里,有共同来源的二个微观粒子之间存在着纠缠关系,不管他们相距多远,只要一个粒子状态发生变化,另一个粒子状态也会发生相应变化。
量子通信的概念始于1993年。在信息传递中,为了安全就使用密钥,根据量子叠加原理,密钥就是量子多个分身,一旦被窃听、被测量,其他分身就会随机消失,人们就会发现。于是这个密钥就被废掉,再发一个密钥,直到信息被安全送到为止。
因此量子通信是迄今唯一被严格证明为无限安全的通讯方式(可参见中国电视报,2016,8.23第33期A6版)。
(3)目前,保护工控信息安全的方法,主要来自IT(信息)行业即采用工业防火墙,靠白名单或黑名单的办法,进行层层设防的纵深防御。这种做法是先将工厂的整个系统分成若干区(Zone),每区之间只设一个通道,用防火墙进行把关。这样就会使信息的流动不通畅,极易发生堵塞,外加为了安全,又在各重要部位如在服务器及控制器上再设防火墙,这样做是否就安全了呢?恐怕未必,因为在一次制订工控信息安全标准的工作会议上,听到一位来自华为的专家讲,他有一个同学说:“他可以用151种办法绕过你的防火墙”,这使我产生了深刻的印象。工控行业与IT行业不同,所以对信息传递的要求也不同,IT行业信息的传递是信息字长包大,要求快速传递,但对安全性、可靠性、实时性要求不高,一次发送不成功,再来一次也行。但对工控行业来说,有些方面是“适得其反”,工控的信息,相对来讲是字短包小,但对实时性、可靠性、安全性的要求很高,将IT行业的做法搬过来不会怎么实用。经过几次与IT行业的专家的交谈,发现我们双方对信息安全的攻防理念不同,所以我对所谓纵深防御持不同意见。因限于篇幅,不能畅谈多说了。
看来只能寄望于量子了。当今之计,我们作为工控的一方要及时介入量子信息安全的攻关队伍,从而学习量子技术的原理及防御的方法;另一方面我们也要及时提出工控的要求,使他们的解决方案,尽可能顾及工控的应用面,使二者的融合达到恰到好处。那么为什么要学习量子呢?因为你要用,就要懂得其原理,掌握其应用技术说不定有的时候需对它们的成果进行加工,甚至二次开发。当然我们不能要求人人都是量子专家。究竟是有分工的,但如果真的出现一个既是工控专家,又是一个量子科学家也是可能的,也是希望有的。对于大多数的人来讲,达到一专多能还是可能的。
(4)另外,还有个好消息,今年8月17日由我国科学家自主研制的“墨子号”量子科学实验卫星发射成功,说明量子技术已有所突破了。
(5)量子计算机有望解决复杂流程工业的智能制造。
目前的计算机不能解决复杂流程工业的数字化。而智能化又是首先需要解决数字化。
以钢铁厂炼铁用的高炉为例。一座4000 m3的大型高炉就像一座高楼般的密闭容器在露天中矗立。其生产工艺,就是不断地从其炉顶分批加入呈固体的焦炭和烧结矿,而在其炉底吹入高温的热风使焦炭燃烧形成CO,通过CO将烧结矿中的氧化铁成分进行还原生成铁水。在其过程中,顶部是呈固体的原料,底部是呈液态的铁水和渣,中部则是粘稠的熔融体,体内气、固、液三态俱存,物理变化复杂;而化学反应也不简单,外加可变参数又多,如因为高炉太大、太高,厂房容纳不下,只能放在露天,会受到气候变化的影响,其他如各种原材料成份的改变,含水量的变化,炉壁冷却水温度的变化都使建模很困难。基于物质不灭定律及能量守恒定律的数学方程式都是高阶联立方程式。目前的计算机固然能算,但实时性不行,等到计算机结果出来,早已事过境迁没有实用价值。所以,不得已只好假定有些参数恒定不变,将方程式简化,但快是快了,但又发现其中标率不高(精度不行)也不能实用。
量子计算机的出现。
据其在 《新科学家》网站今年8月31日的报导:在加利福尼亚州某地,谷歌正在建造一个装置,这个装置将开启计算机的全新时代。同时从《新科学家》周刊获悉,这一壮举的完成时间或许会比人们的预期要早,甚至可能在明年底就大功告成。
根据2016年8月30日参考消息 “科技前沿”报导,量子计算机的最大优势在于具有强大的计算能力,能模拟复杂的化学反应,有助于优化工业和研发药物。此外,量子计算机的速度也更快。参与量子科学实验卫星项目的中国科学家指出,世界排名第一的“天河二号”属于目前性能最大的超级计算机需要100年才能处理的任务,一台量子计算机只需0.01 s就能完成。
为了引入量子计算机进入复杂的过程工业做好准备。
既然量子计算机并不是遥不可及。因此必须及早打算,以便将复杂的流程工业智造制造的解决方案顺利地与之接轨。今后的量子计算机是直接引入DCS呢?还是置放在企业的云端?还是在保证安全的前提下,依靠网络的云计算呢?从现在起,就要考虑这些问题,采用的方法还是与上述用用户的身份,介入量子计算机的产学研的团队,使二者融合起来。
在展会最后一天的中午,我刚结束在一个展台的采访,走在展会的主通道上,忽然听到展会即将结束的广播,不禁回眸展望,总结这三天多的历程,既看到了上仪、川仪二个基地的日益壮大,也看到了京仪、天仪(中环)虽然有过波折,但已经蓬勃向上,后起之秀的中控等企业气势如虹,经过重组洗牌的民营企业,不少产品已经走向世界。聚光、德尔森等的海归企业不是增长了我们的短板,就是填补了我们的空白。智能化技术正在快速发展,合资企业的风光不再,外资独资企业的相形失色,这些都证明了我国实力的强大。随着大众创业、万众创新的国策和在习近平总书记一带一路倡议指引下,还在将来的MICONEX这条展道上,肯定会有更多的亮点绽放出绚烂夺目、五彩缤纷的奇光异彩。就在这个时候,在我的耳边仿佛也响起了我们年轻时唱的歌:“我们走在大路上,意气奋发斗志昂扬,……”,也想到了习总书记不忘初心的嘱咐,不知不觉迈开了坚定而有力的步伐,朝着富民强国的目标,奋勇前进。