吴忠仪表：“中国第一控制阀”智能制造的故事

来源:经济日报

科技创新，吴忠仪表走过了一条信息化与工业化深度融合的道路。

“国外‘卡脖子’的技术产品太多了。控制阀行业包罗万象，10万个品种规格、100多万个零部件、5000多个质量控制点，要想提高单位生产率，不建立一套自动化、网络化、数字化的管理系统，行吗？可买来的商业软件用不了，嫁接人家的板块联不上，不咬牙研发出土生土产的工业4.0，行吗？”没想到全国人大代表、吴忠仪表责任有限公司董事长马玉山见到记者连续发问。

挑战不可能

如果说烯烃首台套应用是吴忠仪表质的飞跃，那么填补国内空白深海油气控制阀项目就是挑战不可能。

马玉山接着介绍说：“在深海采油的项目上，我国当时连500米的设备都没有。为了实现深海油项目水下球阀国产化，吴忠仪表早在‘十二五’期间就开始布局，整整研发十年，终于在2020年12月18日通过中海油专家的验收。”

十年磨一剑！考验的不仅仅是能力，还有耐力。球阀在水下应用，最关键的就是密封性，既不能泄漏也不能内漏，水下压力大，想要做到这点很难。不光如此，水下打捞成本比球阀本身都贵，所以球阀的使用寿命必须要达到三十年。

如何攻克密封性国际尖端技术这一难关？就要从材料上、性能和结构上搞创新。在材料上，吴忠仪表采用了材料改性化热处理工艺来加强硬度。在结构上，要达到最完美的圆度，美国误差是0.0005毫米，吴忠仪表达到了0.0001毫米。

“要想在水下每分钟动作400次，承受40兆帕的内压，还能保持密封性，就要经过数万次的实验，需要用实验装置才能检测出为什么阀门可以达标。可是当时的情况是，国内没有这样的产品，国外的产品也没有见过，所以我们就根据球阀在水下工作需要达到的功能要求，自己设计了一套实验装置。做一个高压舱，用打压模拟水下的压力，建立与水下机器人ROV接口。”讲起研发过程，马玉山激情满满。

研发深海油球阀的这十年中，只要有一项指标达不到，就要重头再来，十四项实验哪一项不行就重拆。一台球阀6―7吨，反复装拆了30多遍，把工人都干烦了。

智能制造4.0

“目前大家存在一个认知误区，好像是说做了自动化，做了信息化，就以为自己搞好了工业4.0，其实那都仅是做了单项。必须从全面、多层次推动、各个版块全面发展，企业要讲综合能力，缺了哪个环节都不行。不能说搞了无人工厂，就是工业4.0，它只是自动化的范畴。技术难关攻克不易，高效管理也一样要下功夫。”吴忠仪表总工程师常占东讲起他所理解并一直致力打造的工业4.0。

工业4.0不能完全依赖于软件，必须是软件与硬件及管理与产品相结合。吴忠仪表在发展工业4.0的路途上，一直是向“五维八化”所推进。五维，即技术、管理、装备、物料、制造。八化，即自动化、数字化、信息化、精益化、网络化、柔性化、可视化、智能化。

“为什么前些年国内有专家讲，企业不搞信息化是死路一条，搞不好还是死路一条？”常占东越谈兴致越高。

在这方面，吴忠仪表不是没有走过弯路。以前也用过德国、国产的软件，不仅效果不理想，还因审批节点多，程序繁琐、缺乏企业自身的基础数据等问题制约了企业的发展。关键是这些软件非但实现不了扁平化管理，还不能改动，随便一个软件就要上千万，钱扔进去了见不到效益。

万般无奈之下，吴忠仪表咬牙决意自己干。他们整合自有的计算机团队，以企业自身产品生产特点为基础，反复摸索开发适应生产流程的软件，建设工业互联网平台。“现在我们用自己团队开发的软件管理，管理效益同行都看得见，重庆川仪已经来参观了好几次。我们的软件团队不仅服务了我们自身，还能进一步向市场提供技术服务。”

调节阀车间主任李军在吴忠仪表干了20多年，经历过几乎所有的技术改革，他对当时的情况十分了解：“2006年刚上软件的时候，由于操作不熟练，有个新员工把程序输入错了，导致零件报废。每台整机都需要十几道工序几十个零件，如果有一个零件出问题，整个机器就无法按时交货。经过半年的时间，车间才完全掌握了这套程序。直到现在我们都一直实行着每天开晨会，每周末培训4小时的学习，以保证熟练运行所有程序。”

经过几年的发展建设，吴忠仪表的工业4.0打造展现成效，不仅同行参观，专家都评价：吴忠仪表是真正将信息化融入所有工作，全系统、全流程、全覆盖，且不断升级。可以说，吴忠仪表找到了自己土生土长的工业4.0的道路。

马玉山代表最后说，智能制造不仅仅是生产设施的变革，更重要的是生产组织、管理模式的变革，企业需结合各自的发展水平，总体规划、分步实施，持续改进。吴忠仪表所采用的智能制造手段主要概括为:以提质增效为目标，进行业务过程再造，以数据为基础，通过底层设备的网络化，业务过程的数据化、设计制造一体化、检测数字化、物流自动化、制造柔性化、管控智能化、管理精益化实现业务管理过程的精细化，也实现了业务执行过程的同步。

吴忠仪表持续创新，持续强化内生动力，从一个钉马掌的小工厂，到如今国内行业巨头。吴忠仪表用它的发展历程，阐述了这样一个简单却不易做到的道理。精细化管理、智能制造流程、上下齐心的团队精神，吴忠仪表高质量发展的步伐不会停，继续挑战不可能的步伐不会停......

吴忠仪表公司坚定智能化发展方向 当好高端阀门产业“链主”

来源：经济日报

右上图：吴忠仪表公司科研团队在研究如何提升产品性能。经济日报记者 杨开新摄

左下图：吴忠仪表公司智能化生产车间。（资料图片）

走进位于宁夏回族自治区吴忠市的吴忠仪表有限责任公司（以下简称“吴忠仪表公司”）生产车间，多级降压调节阀、调压撬用安全切断阀、轴流阀等种类繁多且形态各异的产品令人目不暇接。近年来，该企业聚焦主业、勇闯新路，焕发出勃勃生机。

吴忠仪表公司是我国控制阀行业的龙头企业，在60多年的发展历程中，公司通过科技创新和管理创新，实现了转型发展。公司生产的控制阀已被广泛应用于冶金、电力、化工、石油、轻纺、建筑等领域。

创新挑战极限

什么是控制阀？中国工程院院士、吴忠仪表公司原董事长马玉山告诉记者：“控制阀是流程工业自动控制系统的执行器，成千上万的控制点都要靠各种控制阀来控制。控制阀工作的好坏，直接关系到控制系统的投运和工艺装置的运行。”

从油田到炼油厂的各种生产装置都采用大规模集中监测和控制，大部分操作都是在高温或高压下进行，介质都是各种易燃易爆的油、气，因此保证控制阀的质量和可靠性最重要。

2023年底，吴忠仪表公司的产品参与我国首次燃气轮机天然气掺氢比例超过20%的试验研究。吴忠仪表公司产品研发部调节阀室主任工程师金建云说：“为模拟真实环境，积累关键科学数据，需要用高温排气阀调节燃气轮机的机后压力。最难的是，这款高温排气阀要适应1700多摄氏度的温度。”

“以前的阀门一般能承受600摄氏度至700摄氏度的高温，一旦温度达到1000摄氏度以上，有些金属就会直接熔化。”金建云告诉记者。

公司研发人员认真确定阀门的综合性能、技术指标、结构设计和材质，据此建立三维模型，进行数值模拟计算，并根据计算结果反复改进壁面厚度及冷却方案。公司团队还运用3D打印成型技术提高阀门的加工精度，优化阀门性能，最终成功生产出适应1000摄氏度以上的高温排气阀，系统解决了高端控制阀的关键技术。

吴忠仪表公司瞄准国际前沿技术，通过提高自主创新能力，增强企业竞争力。燃气轮机和航空发动机技术含量高，被誉为制造工业“皇冠上的明珠”。

吴忠仪表公司总工程师王学朋介绍，成功研制高效低碳燃气轮机试验装置高温排气阀，不仅为公司拓展高温阀门市场奠定了良好基础，而且对促进航空、电力、船舶等产业自主发展、保障国家能源安全等具有重要意义。

马玉山告诉记者：“吴忠仪表公司主要从产品、制造、服务3个环节进行创新。”

近10年来，公司开发控制阀新产品60多款，其中有24款被评为国家级重点新产品，获得500多项发明和实用新型专利，参与修订已发行国家标准25项。

专注实现价值

吴忠仪表公司成立于1959年，1998年6月在深圳证券交易所成功上市。但上市后因涉足领域太多，偏离了主业，导致企业竞争力弱化，缺乏“造血”能力。

逆水行舟，不进则退。对于原材料和市场“两头在外”的吴忠仪表公司而言，要保持市场优势实属不易。“如果做货架式的控制阀产品，我们难以竞争过江浙沪等地的小企业，毕竟它们更灵活、负担更轻。”王学朋说。

几十年的发展让公司得出一个结论：在激烈的市场竞争中，擅长的才难以被替代，应该专注主业，做到最好。

“公司近10年发展很快，产值大幅增长。我们持续引领控制阀行业技术进步，努力做到研发一代、产业化一代、储备一代。”吴忠仪表公司常务副总经理常占东说，公司坚持“专业、专注、创新、超越”的理念，以大型装备国产化替代为抓手，致力于科技创新和管理创新，才能实现企业的转型发展和智能制造。

谈及市场拓展，常占东说：“想在高端装备制造技术、使用性能的可靠性等方面与外国装备一较高低，除了要在材料和工艺技术、加工精度和结构上提升外，还要以科技创新为引领继续勇攀高峰，想方设法在严酷工况领域、高参数领域实现突破。”

吴忠仪表公司先后建立了国家工程研究中心、宁夏自动化仪表院士工作站、宁夏煤化工控制阀工程研究中心与宁夏重大装备关键调节阀研发创新团队等创新平台和创新载体。2023年，吴忠仪表公司被认定为自治区重点产业链“链主”企业。

未来，吴忠仪表公司将继续以科技创新为引领，创新服务模式，提升品质管理，加大人才培养力度，实现新产品的产业化，把我国控制阀产业做精做强。

管理重塑链条

吴忠仪表公司智能生产车间的显示屏上，清楚显示着生产车间的各项数据。在不远处悬挂着一幅“质量管理体系控制过程流程图”，生产过程的关键指标一目了然。

吴忠仪表公司在国内离散制造行业，是最先实现了分钟级车间作业调度与执行，人、机、物、数据互联互通，形成虚拟仿真与现实生产实时互动的企业之一。

“智能制造的目标主要是提高生产效率、改进产品质量、提升企业竞争力、实现资源的可持续利用以及满足个性化需求。”马玉山说，智能制造企业可以从自动化、精益化、数字化、信息化、网络化、柔性化、可视化和智能化8个层面，分别评估技术、管理、制造、装备和物料5个维度的建设。

“吴忠仪表公司多数订单的金额都不算大，即便是大订单也往往是多规格、多品种、单件小批定制化，管理和组织生产的难度不小。”宁夏菲麦森工业软件技术有限公司总经理郭伟说，生产控制阀必须要实现刚性设备的柔性加工。

菲麦森工业软件技术有限公司是吴忠仪表公司的全资子公司，前身是吴忠仪表计算机中心。“我们所处的是刚使用七八年的新厂区，设计月产能达6000多台。由于科学高效管理，公司于2017年、2018年就实现达产满产。”郭伟说，企业愿意在信息化上加大投入，是为企业今后的发展做准备。

吴忠市信和义工贸有限公司总经理杨林告诉记者：“我们一直与吴忠仪表公司进行合作。如今菲麦森公司又帮助我们进行智能化改造升级，让我们也搭上智能化发展的快车。我们和吴忠仪表公司在需求方面实现了同步共享。”

郭伟说：“现在，客户实时在线就可以参与产品原材料采购、毛坯铸造、零件加工等全过程，实现远程监督。”

作为产业链“链主”企业，吴忠仪表公司实现全流程管理，在提升协作企业水平的同时，也让自身能力得到优化释放。

近年来，公司先后获评国家智能制造试点示范企业、智能制造示范工厂、中国智能制造标杆企业、智能制造最佳实践企业等荣誉称号。

吴忠仪表公司总经理杨占富说：“2024年公司将以精益管理为抓手，全面提升质量管理控制水平，加强合同交货期管理，真正让客户满意、让市场认可。”（经济日报记者 杨开新）

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