【征文四十八】

攻坚卡脖子技术深耕国产替代路

——记天水锻压集团技术研发团队的创新突围征程

作者：赵艳华

　　装备制造是工业体系的基石。高端重大装备的自主可控，直接关系到国家能源安全与产业安全。纵观天水锻压六十年的发展历程，其技术研发团队在突破行业壁垒、推动国产替代方面的持续努力，构成了企业历史中重要的组成部分。不同于生产车间的直观忙碌，研发工作往往隐匿于大量的图纸、仿真数据与反复的试验样机调试背后，是一个周期长、投入大、充满不确定性的过程。六十年来，多代技术人员扎根麦积厂区，围绕大口径制管成套装备、高端钣金成形机床、智能成形生产线等方向持续攻关，逐步缩小了与海外先进水平的差距，推动了国内高端锻压装备依赖进口局面的转变。

　　上世纪八九十年代至二十一世纪初，国内高端重工装备领域长期面临较强的外部技术依赖。彼时，全球大口径焊管成套设备、高精度数控剪折机床、大型智能成形生产线的核心设计、液压控制算法与精密成形工艺，主要由欧美老牌装备企业掌握。国内西气东输、油气储运、大型钢结构、航天钣金及新能源装备制造等关键领域，所需高端成形装备大多依靠进口。进口设备售价高、交付周期长，且核心控制程序、关键零部件及整机调试工艺不向中方开放。设备故障或产线升级时，国内技术人员无法介入核心系统，需等待外方工程师提供服务，维修周期与服务费用均由外方决定。长期存在的技术壁垒，推高了国内基建与制造业成本，也对能源与装备产业链的安全稳定构成一定影响。彼时，国内管道工程建设方在搭建大口径直缝焊管生产线时，优先考虑海外品牌，国产成套装备因缺乏成熟应用案例，较难进入重大项目招标范围。

　　当时国内装备制造行业中，多数企业选择布局门槛较低、投入较小的中低端单机市场，涉足高端成套装备研发的企业较少。究其原因，JCOE大口径直缝埋弧焊管成形装备属于典型的多学科集成系统，融合机械结构、液压同步控制、厚板成形力学、数字化控制、材料适配等多项技术，研发投入大、试验周期长，参数偏差可能导致大量材料报废，失败风险较高。在行业普遍观望的背景下，作为三线建设时期成立的国有骨干企业，天水锻压决定开展高端装备自主研发。依托数十年积累的制造经验与技术储备，企业组建专项研发团队，聚焦JCOE大口径焊管成套设备、高端智能剪折机床、自动化柔性成形生产线三个方向，开始推进国产替代工作。部分老工程师回忆，项目启动阶段，企业内部对巨额投入与未知前景确实存在不同意见，研发工作面临不小的经营压力。

　　自主创新没有捷径，从基础研发起步的高端装备研制过程困难较多。海外企业对核心技术实行封闭策略，关键图纸、控制逻辑、成形工艺均不对外公开，可查的公开资料以基础原理为主，国内缺乏可供参考的工程案例与技术资料。研发团队初期面临多重压力：技术层面，缺少现成经验与可对标模板，一切需自行探索；成本层面，大型样机试验耗材用量大，每次系统调试需投入较高的板材与构件费用；市场层面，下游用户长期形成对进口设备的信赖，对国产装备持观望态度，招投标环节常倾向海外品牌。在此情况下，研发团队没有放弃，技术人员持续在研发中心与试验场地开展工作，将办公地点设在试验现场，实现设计与调试的紧密衔接，以减少时间消耗。

　　JCOE大口径直缝埋弧焊管成套生产线，是油气长输管道工程所需的关键设备，这项技术长期由国外企业垄断，是制约国内油气基建自主发展的突出难题。针对这一目标，天水锻压成立专项攻坚小组，建立全天候研发机制。研发人员白天前往生产分厂与试验基地，采集样机运行数据，结合不同厚度、不同材质管材的成形特点与工程实际需求，优化设备结构、调整布局、改进连续成形工艺；晚间，研发人员继续细化图纸、计算力学参数、进行系统仿真、调试控制程序、汇总试验数据。多个深夜，研发场所保持工作状态，技术人员在持续的研讨与调试中推进项目进度。团队成员放弃部分节假日，将主要精力投入技术攻关。遇到关键试验节点，部分人员连续多日驻守试验现场，在简易休息室短暂休整后继续工作。

　　科技创新需要经过反复试错与持续打磨。在液压多缸同步控制、多点渐进成形工艺、整机联动协同调控技术的攻关阶段，团队先后进行上百次系统性试验，部分关键参数经多次调整，仍难以稳定达到进口设备的精度水平；部分结构设计在仿真中符合指标，在实际样机试验中出现板材受力不均、成形轮廓偏移、设备抖动等问题；联动控制系统出现过信号延迟、多缸协同误差超标等情形，影响连续生产要求。经过反复试验、复盘、方案修改，团队坚持实事求是、遵循力学规律的原则，结构、液压、电气、工艺各组分工协作，逐一分析失效样本、排查漏洞、优化设计方案，在持续改进中逐步突破技术难点，缩小与国际先进装备的性能差距。研发人员明确，油气管道设备直接关系重大工程安全，设计上不应存在未经验证的缺陷。

　　主机装备技术突破之后，核心零部件的国产化是实现产业链自主可控的重要环节。项目初期，高端成套装备所用的液压核心元件、智能控制模块、精密传动部件、高精度传感装置多依赖海外采购。长期使用进口零部件，推高了制造成本，且国际贸易波动与供货限制可能影响生产与后续维护。为降低外部依赖，研发团队与省内外高校、科研院所开展产学研合作，围绕核心零部件的自主设计、材料性能改进、精密加工工艺、工况适配等方面开展工作。团队结合国内生产环境、气候条件与连续运行需求，针对进口零部件的短板进行优化，验证零部件的精度、稳定性、耐用性及整机适配性。经过多轮优化，大部分关键零部件实现国产化替代，打通了自主设计、制造与运维的产业链条。零部件国产化后，设备制造成本得到控制，备件供应不再依赖海外厂商，给用户带来实际便利。

　　经过数年持续攻关、上千次试验与多轮整机改进，天水锻压掌握了JCOE大口径焊管成套设备的全套自主技术，推出了具有自主知识产权的国产化成套生产线。经相关检测与国内重点制管企业实际应用验证，设备在成形精度、运行稳定性、智能控制水平、生产效率与能耗指标方面均达到国际先进标准，部分指标优于进口同类产品，该项成果打破了国外长期的技术垄断，填补了国内大口径焊管成套装备自主制造的空白。设备投用后，已用于国内油气长输管线、重型钢结构、新能源基建、跨海工程等项目。凭借产品品质、价格、本地化服务与定制化改造能力，国产成套装备逐步实现进口替代，降低了国内相关产业的配套成本，为能源与高端制造产业链的自主可控提供了装备支撑。国内首条全国产化JCOE生产线顺利签约，成为企业发展史上的重要节点，也表明国产装备已获得市场认可，行业对进口设备的依赖程度有所下降。

　　在制管装备研发的同时，技术团队在高端钣金成形领域也开展了持续工作。针对传统剪折机床加工精度、自动化水平、能耗、场景适配及产线集成能力方面存在的改进空间，团队进行了产品迭代升级。结合智能制造与绿色制造导向，围绕数控精密加工、多轴智能控制、柔性生产线集成、节能成形工艺等方面开展研发，推出了高精度数控闸式剪板机、大吨位智能折弯机、全自动柔性成形生产线等产品，获得多项国家发明专利与实用新型专利，部分成果被评为行业领先技术。企业产品结构由此实现拓展，从单机制造逐步转向成套生产线集成服务与智能化解决方案提供；从跟随国外技术路线，逐步参与行业标准制定与前沿技术研发。面向航天钣金、新能源钢结构等领域定制开发的专用成形设备，已实现批量供货，拓宽了国产高端成形装备的应用范围。

　　技术研发工作在产品投产后仍在延续。研发团队持续收集各地项目现场反馈的设备运行数据，针对不同地域气候、供电条件带来的运行差异，开展产品优化。北方寒冷、南方多雨潮湿、西部风沙环境下的不同工况，要求团队根据反馈调整防护结构与控制参数，提高设备环境适应性。同时，团队围绕数字化孪生、智能在线检测、成形工艺智能优化等新技术进行预研，为下一代智能成形装备积累技术储备。

　　六十年来，天水锻压研发人员持续接力，以技术创新推动企业发展。多项自主技术与国产装备的应用，为行业进步提供了支撑。经过持续积累，天水锻压已成为国内大口径制管装备、高端钣金成形装备的重要研发制造与出口基地，产品覆盖全国并出口海外，参与并见证了中国锻压行业从追赶、自主突破到迈向国际领先的发展过程。企业依托持续创新，建立了完善的研发平台，培养了一支包括正高级工程师、享受国务院特殊津贴专家在内的技术团队，形成了老中青结合的研发梯队，通过师徒传承保持了创新能力的延续。

　　建厂六十周年之际，装备制造业的智能化、绿色化转型持续推进，新的技术需求不断出现，海外技术壁垒依然存在。国内油气储运、新能源、航空航天、重型钢结构等领域对高端成形装备的智能水平、节能指标与定制化能力提出了更高要求。天水锻压研发团队将继续聚焦高端装备制造，关注前沿技术与行业难点，在超大型成形装备、智能成套产线、特种板材成形工艺等方面持续投入，以自主可控的技术与装备，服务于民族重工高质量发展，在制造强国的进程中稳步前行。