首頁>軍事>

金東寒,中國內燃機學會理事長,中國工程院院士,天津大學校長。他是傑出的動力機械工程專家,中國特種發動機動力系統技術領域的開拓者和領軍人物。他是國際內燃機學會主席,是這一國際學術組織成立近70年來,擔任該職務的第一位中國人。

從中船重工上海船用柴油機研究所所長,到擔任上海大學黨委書記、校長,再到2019年5月履新天津大學校長,30載砥礪前行,他始終致力於特種發動機及其動力系統的研究與應用開發,主持研製的中國首臺具有自主智慧財產權的特種發動機及其動力系統,開創了中國新型特船從無到有的歷史,使中國特船技術水平、綜合性能步入世界先進行列,他為中國艦船裝上了效能優越的“中國心”。

汽車、火車、飛機、輪船等交通工具,挖掘機、起重機、盾構機等工程機械,還有熱電廠、發電站以及工業製造領域,包括我們熟知的神州飛船、蛟龍號潛水器等特種裝置,乃至大興國際機場、青藏鐵路、港珠澳大橋等超級工程,可謂天上飛的、地上跑的、海里遊的各種裝置和大大小小的工程建設,都離不開發動機作為動力。發動機廣泛應用於各個領域,在國民經濟和國防建設中具有不可替代的地位。

1/ 怎樣評價發動機的先進性呢?

怎麼樣評價發動機的先進性呢?主要有這麼五個指標:高效率、低排放、高可靠性、便於操作、智慧化。

拿高效率來說,大家都知道越省油越好,對於一艘船而言,船的價格在全壽命週期裡邊只佔10%,90%是油的價格,所以船東對主機的油耗是非常看重的。如果說多加幾百萬元,你油耗少了5克每千瓦時,他是馬上就會下單的。

高可靠性就是大修期要長,對於車用發動機誰都不希望去大修,對於船用發動機實際上跟船是同壽命的,但是也需要定期地維修。

智慧化最主要的目的是讓它更高效、更可靠、更便於操作,所以智慧化是要給發動機賦能。

我們舉一個例項,目前船用發動機達到了什麼水平?

油耗已經到了159克每千瓦時,效率就遠遠超過了50%,所以跟車用發動機相比,領先了起碼是10到15個百分點,同時排放滿足國際海事組織第二階段的標準。我們的所有船用發動機現在都採用電子控制,智慧化水平是比較高的。另外,它的大修期已經達到了24000小時,是非常可靠的。通過50年的努力,船用柴油機的油耗降低了25克每千瓦時。油耗降低1克每千瓦時意味著什麼?經過50年的努力才降低了25克每千瓦時,實際上平均兩年降低1克每千瓦時,對於一艘一萬箱的集裝箱船來說,油耗降低1克就意味著每年節省150萬元人民幣。

2/ 面臨兩個重大挑戰

發動機類似於人體的心臟,它可以將一次能源轉換成源源不斷的動力,為人類充分享受現代生活提供便利。2018年中國各種交通工具運送旅客176.7億人次,相當於把全世界人口運送兩次。2018年,中國發電量居全球第一,達到了6.8萬億千瓦時,而帶動發電站執行的核心正是發動機。

與此同時,發動機也是能源消耗的第一大戶和多種汙染物的一個主要來源。中國60%的石油被髮動機消耗,59%的煤炭被蒸汽輪機消耗,現在,汙染控制成為全社會的共識,汙染排放標準不斷提高,高效能、低排放對發動機的效能提出了越來越高的要求。

我們花了非常大的力氣來降低油耗、保護環境、減少排放,為什麼?主要是我們面臨了兩個重大挑戰。

第一個挑戰就是能源緊缺。根據2019年英國石油公司釋出的世界能源統計,世界煤炭可開採188年,中國只有53年;世界石油可開採為54年,中國只能開採18.5年。但是再看看我們的消費結構,我們每年用了所有煤炭消費的50%,我們用了所有石油消費的14%,所以我們的消費量光靠我們自己的開採量是遠遠滿足不了的,我們大概超過60%的石油要依賴於進口。

第二個挑戰就是汙染嚴重。我們通過研究發現,道路交通和航運是有害氣體排放的第一、第二個源頭。我們舉一個例子,一艘集裝箱船的排放量到底是多少?一艘一萬箱的集裝箱船的氮氧化物和硫化物的排放量相當於15萬輛卡車的排放量,這個排放量是非常大的。

從氮氧化物的空間分佈情況來看,氮氧化物濃度高的主要是從印度沿海經馬來西亞,然後再到中國的沿海,中國的沿海排放是汙染物最嚴重的。航線上我們的排放比在其它的地方也要嚴重得多。

國際海事組織對有害物質的排放要求也越來越嚴格,其中美國和加拿大沿海水域,北海還有波羅的海實行了排放控制區,日本海還在申請當中。如果這些地方實行了更加嚴格的要求,而我們還是用一般的船去運輸的話,到了港它就會不讓你停靠碼頭,那時候你換船肯定是不行的,所以它就用這種方式限制你必須滿足更高的要求。不像是陸用的車,我們國家說歐洲實行歐5標準,我們可以實行國4標準,反正我們的車不開出國門。但是船就不能做到這一點,所以我們國家從去年開始也開始實行了排放控制區,主要是在珠三角、渤海灣還有長三角。

3/ 與製造強國之間的差距在哪兒?

中國發動機行業經歷了從仿製、到聯合開發、再到自主開發的歷程,創新能力持續提高。

在內河航運、航海運輸領域,中國陸續開發出的自主品牌系列船用柴油發動機,效能已經達到了國際先進水平。在重型卡車等運輸領域,中國生產的多系列柴油發動機,技術水平已經同世界先進國家並駕齊驅,湧現出了像濰柴、玉柴這樣的領軍企業,自主品牌約佔全球重卡柴油機市場份額的三分之二。

而在家用轎車等乘用車領域,中國生產的發動機由於油耗較高、可靠性不足等原因,目前佔據的主要是低端市場,正處在奮勇直追的跟跑階段。

從整體來看,中國在發動機新材料研發、自主創新能力等方面依然存在一定的瓶頸,我們該如何突破瓶頸,縮短與製造強國之間的差距呢?

我們現在是發動機的製造大國,但還不是製造強國。主要體現在以下這幾個方面。

1)差距一是高階產品的自主創新能力不足。在大部分細分市場上,我們開發的發動機還不能滿足高階客戶的需要,所以我們佔據的都是低端的市場。在高階市場我們自主開發的產品與國際先進水平也有一定的差距,主要反映在效率可靠性上,這說明我們還不掌握正向設計的能力,我們沒有辦法滿足使用者的需求,通過建立數學模型,然後正向設計開發出滿足需要的發動機。

2)第二個差距,核心零部件製造能力不足。所謂核心零部件通常是技術難度大、投入大、回報週期長、風險大的這樣一些零部件。通常是被國際少數幾家公司所掌握,處於壟斷地位。現在即使國內有些公司能夠做一些核心零部件,它也做得不如人家更便宜、效率更高。

2018年上海舉行的中國國際進出口博覽會上展出的價值最高的一臺裝置,重量超過200噸,2000多萬元人民幣,這個裝置非常貴。船用四衝程柴油發動機的零部件一般都是用數控龍門鏜銑床來加工,它一天的折舊費就要高達一萬塊錢。現在我們的員工工資只是國外員工的十分之一,我們這樣算出來的話,成本還是非常高的,為什麼?因為在國外他們做了大量的工藝研究,加工這個機身只花12到15個小時,而我們加工這個機身用同樣的裝置要超過50個小時,甚至70、80個小時,這樣一算的話,我們的成本可能是別人的兩倍。


這三個產品實際上就是所謂的高階產品,高壓共軌、模組化的選擇性催化還原系統以及增壓器。共軌系統的噴嘴精度是0.5微米,什麼概念?就是一根頭髮絲的1%,30年前我們說精度達到一根頭髮絲,那都是很精密了,現在是一根頭髮絲的1%,這個要求非常高。現在我們的柴油機用的一些還是合資品牌的,只是在中國製造的而已。最早的時候我知道這個共軌系統佔發動機總成本的要超過20%,現在由於我們的話語權不斷地在提高,現在已經降到了10%。那麼增壓器也差不多,只不過增壓器的價值更少一點。

那麼怎麼樣來衡量說是哪個產品或者核心零部件是高附加值的?根據定義它是說在原有的價值上附加了一個價值,這個就是高附加值。其實我覺得沒那麼複雜,我找到了一個簡單的辦法可以衡量哪些產品算是高附加值,就是用單位重量的價值。

我們這裡面列出來的東西主要的原材料都是鋼鐵,航空發動機每公斤超過15000元,空中客車每公斤超過12000元,BMW740根據配置不一樣每公斤在700到1000元,引進的中速柴油機每公斤是250元,濰柴的重卡發動機大概就每公斤100到200元之間。YAMAHA摩托車每公斤是70元,永久單車只有40元。所以100元錢以下的基本上就跟高附加值搭不上邊,單價越高,附加值越高。

3)第三個差距,在產品品質穩定性方面我們還有差距。近30年來,中中國產品的品質進步應該說是很大的,但是目前存在的問題就是品質不穩定。根據原國家品質監督檢驗檢疫總局抽檢的結果來看,我們的製造業的產品大概在市場上有10%不合格,所以每年造成的損失要超過2000億元。所以我就稱之謂有一個叫“99分”的現象,就是說我們現在的產品不大能看出來品質不好,但是總是那麼差一口氣,得不了100分,所以我們只能靠價格去跟別人競爭。

我們國家企業的理念基本上首先關心成本,比如說今天做一個東西我賣100元錢,我就在想著我明天怎麼做能夠賣90元錢也能掙錢。它就是怎麼樣做降低成本,至於品質呢?差不多就行。所以我們的排序是首先關注成本,然後關注交付,最後才關心品質。那麼那些世界上的百年老店最關注的就是品質,就是怎麼想著把品質做好,其次關心的是交付,按時交付,最後才關心成本。

我還發現一個現象,我看了很多企業,特別是一些中小企業,它們生產的產品品種很多,但是這些產品之間沒有什麼相互的協同聯絡,就是拼湊個規模。包括一些國有企業,特別一些集團化的企業給子公司下指令,你今年要增長多少,明年要增長多少,那麼很多人都關注規模而不是關注效益。

同時我也看到另外一些企業,這些企業非常專注就做它自己的那個產品,別人說現在做房地產賺錢,賺錢多,它不為所動,幾十年做下來,它在這個方面做得非常厲害,佔據國際市場20% 甚至30%。這種企業被人們稱作隱形冠軍。據調查統計,全球有2300家隱形冠軍企業,德國有1300家,美國有將近700家,日本有超過200多家,中國只有78家。所以我非常地欣賞這種隱形冠軍企業,我主張要做就要做得專注,就要做得極致,我覺得我們太缺少這樣的企業了。

最新評論
  • 東風家族日益強大,美國亞太老巢不安穩,五角大樓急尋新防禦手段
  • 敘利亞老農立大功,“鐵穹”系統贈與俄羅斯,以色列欲哭無淚