9月11日,在國(guó)務(wù)院新聞辦公室舉行的新中國(guó)成立70周年重慶市發(fā)展成就展示活動(dòng)上,20多件“重慶寶貝”悉數(shù)亮相,其中就包括了我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度智能壓力變送器,它由重慶川儀研發(fā)生產(chǎn),成功打破國(guó)外壟斷,具有全球高端水平。
川儀智能壓力變送器首席專家聶紹忠。
困境:
高精度智能壓力變送器被發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷
俄羅斯著名科學(xué)家門捷列夫曾說(shuō)過(guò):“沒(méi)有測(cè)量,就沒(méi)有科學(xué)。”測(cè)量數(shù)據(jù)是人類活動(dòng)中最重要的信息源之一,而在儀器儀表這個(gè)高技術(shù)密集行業(yè),精確測(cè)量更是顯得尤為重要。然而,因?yàn)榧夹g(shù)含量高,制造工藝復(fù)雜、高精度智能壓力變送器一直被發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷,國(guó)內(nèi)重大工程、重大項(xiàng)目大都采用國(guó)外知名品牌,國(guó)內(nèi)廠家產(chǎn)品因質(zhì)量、技術(shù)、適應(yīng)性等問(wèn)題鮮有問(wèn)津。直到重慶川儀自主研制出的智能壓力變送器問(wèn)世,這一局面才被打破。
高精度智能壓力變送器作為半導(dǎo)體傳感器技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、先進(jìn)工藝制造技術(shù)、智能控制及軟件技術(shù)的集大成者,技術(shù)含量高,行業(yè)應(yīng)用面廣,是行業(yè)內(nèi)和市場(chǎng)中頗具代表性和影響力的產(chǎn)品,被譽(yù)為自動(dòng)化儀表“皇冠上的明珠”。
要摘取這顆“皇冠上的明珠”,從變送器的線性、溫度、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的非線性多參數(shù)復(fù)合補(bǔ)償算法等基礎(chǔ)技術(shù)研究,到傳感器多種材料復(fù)合高溫?zé)Y(jié)、超精密加工和電子束焊接系統(tǒng)、低應(yīng)力封裝、高真空充灌、超薄膜片成型與均熱焊接等特殊制造工藝,一道道難題如重重關(guān)山阻隔,制造技術(shù)的多個(gè)短板讓很多研究成果難以走出實(shí)驗(yàn)室。
攻關(guān):
組建班底 帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始研發(fā)
“光靠’引進(jìn)’是不行的,關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)的”。對(duì)此,四聯(lián)集團(tuán)深有感觸。在公司主要領(lǐng)導(dǎo)看來(lái),技術(shù)創(chuàng)新有風(fēng)險(xiǎn),但也是離成功最近的途徑。因此,必須把技術(shù)創(chuàng)新的戰(zhàn)略定位于持續(xù)性、基礎(chǔ)性和持久性,一定要攻克難關(guān),摘取明珠,做出中國(guó)的世界級(jí)產(chǎn)品。
說(shuō)干就干,上世紀(jì)90年代,數(shù)字電容式變送器成了公司智能壓力變送器研究的開端。但由于當(dāng)時(shí)受亞洲金融危機(jī)沖擊和宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)整影響,四聯(lián)集團(tuán)也正面臨較大的經(jīng)營(yíng)困境,承擔(dān)開發(fā)任務(wù)的重慶川儀只能從研究所和分廠抽調(diào)年輕的技術(shù)人員組建了最初班底。 “我們經(jīng)歷過(guò)三線建設(shè)的艱苦創(chuàng)業(yè)期,盡管面臨很多困難,但我們有優(yōu)秀的人才,一定會(huì)誕生世界上最優(yōu)秀的產(chǎn)品。”時(shí)任重慶川儀總經(jīng)理、現(xiàn)任四聯(lián)集團(tuán)黨委書記、董事長(zhǎng)向曉波這樣勉勵(lì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)。
就這樣,一群年輕的技術(shù)人員、幾十平方米的簡(jiǎn)陋實(shí)驗(yàn)室,研發(fā)工作就這樣開始了。而帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)的,便是當(dāng)時(shí)的研發(fā)主管、現(xiàn)任川儀智能壓力變送器首席專家的聶紹忠。
“我們采用大量試驗(yàn)與理論對(duì)比分析,引入高校智力,研究出了先進(jìn)的非線性邏輯算法,建立了智能壓力/差壓變送器的線性、溫度、靜壓等相關(guān)參數(shù)的多元數(shù)學(xué)模型,為傳感器自動(dòng)補(bǔ)償和線性化標(biāo)定奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層的測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了控制室與控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、信息雙向傳輸。”聶紹忠說(shuō),雖然他們艱難地拿下了一個(gè)又一個(gè)山頭,才發(fā)現(xiàn),“皇冠上的明珠”還似前方群峰環(huán)繞的山顛,遙不可及。
“不知何時(shí)是盡頭,好像黑暗的前邊還是黑暗。”聶紹忠回憶說(shuō),更絕望的是,國(guó)外企業(yè)對(duì)電容壓力傳感器進(jìn)行了幾十項(xiàng)專利保護(hù),高儲(chǔ)能彈性材料和諸多特殊制造工藝技術(shù)等也受到瓶頸制約。
破局:
高端壓力變送器市場(chǎng)的格局徹底改變
“不行就另劈蹊徑,開放性開展技術(shù)創(chuàng)新。”聶紹忠?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì),在國(guó)家863項(xiàng)目支持下,重新瞄準(zhǔn)硅壓阻原理變送器進(jìn)行研究。盡管還是階段性失敗,但研發(fā)團(tuán)隊(duì)在高精度銑磨機(jī)、自動(dòng)焊機(jī)、充灌機(jī)、補(bǔ)償裝置及系統(tǒng)等專用設(shè)備和工裝夾具的研究上打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),并鍛煉出了一支專門的人才隊(duì)伍。然而,硅壓阻核心技術(shù)和制造工藝同樣是一個(gè)深不可測(cè)的“黑匣子”,包含諸多高深的技術(shù)難題。
其間,研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了上千次大大小小的實(shí)驗(yàn),累計(jì)了數(shù)萬(wàn)條測(cè)試數(shù)據(jù),其間,錯(cuò)誤、失敗如影隨形。在無(wú)數(shù)次失敗的打擊下,研發(fā)團(tuán)隊(duì)愈戰(zhàn)愈勇,掌握了高精度傳感器核心應(yīng)變?cè)木C合特性這一最關(guān)鍵的技術(shù),形成了傳感器組建的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和方案,產(chǎn)品精度達(dá)到當(dāng)時(shí)領(lǐng)先的萬(wàn)分之七點(diǎn)五,一舉改變了“以市場(chǎng)換技術(shù)和技術(shù)跟蹤”的被動(dòng)局面。
但在智能壓力變送器生產(chǎn)領(lǐng)域,先進(jìn)的制造設(shè)備同樣遭遇了國(guó)外技術(shù)“壁壘”。如果不徹底解決生產(chǎn)制造的成套工藝裝備,設(shè)計(jì)成果難以產(chǎn)業(yè)化。“怎么辦? 自己造。”聶紹忠說(shuō),經(jīng)過(guò)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的努力,PDS生產(chǎn)線上的30多臺(tái)套自行研制的自動(dòng)化加工和測(cè)試設(shè)備完全可以媲美國(guó)外一流公司。
打破國(guó)外壟斷、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的成功量產(chǎn),幾年下來(lái),徹底改變了高端壓力變送器市場(chǎng)的格局。“十多年前, 就算把圖紙賣給我們也做不出來(lái),今天,不論是研發(fā)能力還是產(chǎn)量已經(jīng)位居行業(yè)前列,市場(chǎng)已牢牢地控制在自己手中!”聶紹忠驕傲的說(shuō),但他們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)沒(méi)有止步,挑戰(zhàn)更高精度壓力變送器技術(shù)成為新的目標(biāo)。
上游新聞·重慶晨報(bào)記者 黎靜