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

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

市場牽引、企業主體

市場需求是推動裝備制造業發展和自主創新能力提高的根本動力，要充分發揮市場牽引作用。

三峽水輪發電機組單機容量為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。現左岸14臺機組已全部發電，右岸12臺機組已發電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的優勝者。但是，作為水輪機的核心轉輪組成部分特大型鑄件上冠、下環、葉片無論是左岸還是右岸機組幾乎全部依賴進口。據預測，中國在建成32臺，三峽水輪發電機組后，還將新建150臺700MW以上的大型水輪發電機組。

隨著中國經濟的高速增長和國際經濟的復蘇，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化，突破重型裝備制造業的瓶頸，避免受制于人，國內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，自籌經費，增添裝備，主動承擔起三峽水輪發電機等特大型鑄件的研制任務。

鞍重在三峽總公司的支持下，沒有伸手要條件，自己承擔澆鑄數百噸重的特大型水輪機鑄件的風險。鞍重先在試制彭水電站水輪機上冠、下環鑄件成功，取得經驗后，又請專家對三峽水輪機葉輪下環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年發電目標面臨難以實現的困境。因此，哈電緊急制造三件三峽葉片，研制目標及制造技術水平均超過羅馬尼亞和斯洛文尼亞制造的葉片。哈電經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。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。

(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：企業是技術創新的主體，也是提高裝備制造業自主創新能力的需求主體、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了質量事故，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。事故原因現已查明是進口葉片的機械性能沒有達到三峽葉片的技術要求。從以上正、反兩方面的實例，更進一步說明：一定要立足自主創新，絕不能盲目依賴國外。

高校及院所在技術創新中大有可為

重大裝備的設計與制造技術難度很大、涉及多個學科領域，單靠一個企業自身的力量往往是不夠的，應該在政府的引導、推動下，實現產、學、研之間的緊密聯合，或進一步結成聯盟，共同對重大裝備的共性技術、關鍵技術進行攻關，實現雙贏或多贏。

我們的體會：一是科研要面向國家目標，二是科研要有奉獻精神，三是要為企業提供科學技術支撐。

科研要面向國家目標

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

清華大學機械工程系一直以國家目標為科研主攻方向，早在2001年，就協助二重采用先進的計算機模擬技術，優化鑄造工藝，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，協助馬鋼重機在十個月內，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、副教授帶領研究生先后多次深入現場。該項目的完成使得“馬鋼雙板軋機工程”提前6個月投產,為馬鋼公司節省外匯資金約1千萬余元。

科研要有奉獻精神

科學研究是要有奉獻精神的。中國科學院金屬研究所李依依院士領導的課題組和筆者領導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博士、研究生深入生產現場，開展科技攻關，條件也是十分艱苦的。清華大學年輕教師帶領研究生深入哈電生產現場連續工作數周，了解并掌握三峽葉片鑄造全過程。在此基礎上，他們完成和提供的三峽葉片三維應力應變分析報告得到了企業的認可。

(源自：《裝備制造》雜志 作者：柳百成)
為企業提供技術支撐

通過與企業的合作，開發的技術能夠得到較好的運用，這對推動裝備制造業大型鑄鍛件制造技術進步，加快先進裝備制造業具有重要的現實意義。企業非常渴望這種先進技術和人才來提高產品的質量和競爭力，而高校院所也需要企業這個平臺，真正使研究成果轉化為生產力。

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

哈電十分重視以企業為主體，產學研相結合的指導思想，和清華大學機械工程系共同進行三峽葉片的溫度場、應力應變場及變形測試，研究葉片鑄造過程，熱處理過程的變形規律，研究葉片近凈形生產的工藝方法。

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

政府的調控作用

提高重大裝備自主創新能力事關國家經濟和國防安全，是國家目標，必須充分發揮政府的調控作用，制定重大科技和產業化計劃并進行引導，調動各方面力量，集中使用有效的社會資源，力求取得突破。

應該指出,經過一年來的努力奮斗，特大型鑄件科技攻關已取得突破和進展,這是和國務院三峽工程建設委員會三期工程重大設備制造檢查組的領導和協調分不開的。國務院三峽三期工程重大設備制造檢查組善于調動產、學、研各方面的積極性，初步建立了產、學、研三結合的科技隊伍。有關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，充分發揚社會主義大協作精神(圖4)。

裝備制造業的發展和自主創新能力的提高，必須建立在扎實的產業共性技術、基礎技術之上。制造技術發展滯后已嚴重制約了裝備制造業的自主創新，亟待加強。

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

(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自主創新能力的戰略可以歸納為：市場牽引、政府調控；企業主體、科技先行；產學研用，緊密聯合；消化吸收、掌握核心；強化基礎、集成創新。

二、我們初步嘗到產、學、研結合，提高大型鑄件自主創新能力的甜頭，但這種產、學、研結合還是初步和松散的，應進一步發展為產、學、研戰略聯盟，或共建國家工程實驗室或企業、大學研中心等多種形式的共性技術研發平臺。

三、中國裝備制造業制造技術基礎仍然薄弱，建議國家加大共性制造技術的基礎及應用研究的投入，建設一批先進制造領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)