每日經(jīng)濟新聞：實探央企科研生產(chǎn)一線：從“跟跑”到“領(lǐng)跑”，央企硬核攻破科技“無人區(qū)”
文章來源：每日經(jīng)濟新聞 發(fā)布時間：2025-03-17
一臺機組運行一小時就能發(fā)電100萬度，16臺機組一天發(fā)電量夠50萬人用一年；我國自主研制的3噸級鈦合金真空自耗凝殼熔鑄爐可打造出世界上最大鈦合金鑄件……
近年來，國資央企加強自主創(chuàng)新，推動“中國制造”向“中國智造”邁進，取得一系列重大成果。
近日，《每日經(jīng)濟新聞》記者跟隨國務(wù)院國資委新聞中心“走進新國企·科技創(chuàng)新主力軍”主題活動，深入哈爾濱、沈陽、天津三地，探訪多家央企科研生產(chǎn)一線，見證“國之重器”如何硬核破解“卡脖子”難題，在能源安全、高端裝備、智能制造、數(shù)字經(jīng)濟等領(lǐng)域筑起科技長城，為傳統(tǒng)制造業(yè)升級與新興產(chǎn)業(yè)突破注入強勁動力。
中國水電裝備已全面超越國際同行
冬天的哈爾濱白雪皚皚，萬籟俱寂，然而哈電集團的機械轟鳴聲卻打破了這種寂靜。在白鶴灘水電站項目展示區(qū)，全球首臺百萬千瓦水電機組模型靜靜矗立，散發(fā)著令人震撼的氣息。
白鶴灘轉(zhuǎn)輪模型
哈電集團電機公司黨委副書記、工會主席王曉群告訴《每日經(jīng)濟新聞》記者：“2021年6月28日，我們研制的白鶴灘14號機組成為全球首臺發(fā)出第一度電的百萬千瓦水電機組，開啟了100萬千瓦機組運行的新時代。”
這可不是簡單的數(shù)字提升，單機容量100萬千瓦，遠超國外70萬千瓦的最高水平，這一突破表現(xiàn)在發(fā)電能力上，背后卻隱含了技術(shù)上的巨大飛躍。
“雖然從70萬千瓦提升到100萬千瓦，每小時發(fā)電量僅增加30萬度，但背后技術(shù)差異巨大。例如，百萬千瓦帶來的電機發(fā)熱問題對絕緣技術(shù)提出了極高的要求。為確保白鶴灘項目的順利實施和運行，我們設(shè)立了12個實驗室，專門研究不同方向的技術(shù)難題。”
據(jù)了解，憑借自主研發(fā)，白鶴灘水電站水輪發(fā)電機組實現(xiàn)了從設(shè)計到制造的完全國產(chǎn)化。轉(zhuǎn)輪最優(yōu)效率提升至96.7%，機組運行也因此更加穩(wěn)定、高效。
哈電集團首席科學家、水力發(fā)電設(shè)備全國重點實驗室主任覃大清告訴記者，白鶴灘機組的成功，意味著中國水電裝備已全面超越國際同行。
中國水電裝備如何實現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”？覃大清表示，這個過程就是不斷解決難題的過程。哈電集團每一個世界性難題的解決，都需要近百人的團隊持續(xù)5~10年的攻關(guān)，幾百個流體方案的計算和10~20個模型轉(zhuǎn)輪的設(shè)計，上百次的模型試驗，千萬元級的高強度投入。
白鶴灘項目可不僅僅只有這一個“第一”，記者了解到，水輪發(fā)電機組的全部導葉也都是我國自主研發(fā)的，其制造者正是中國機械總院集團沈陽鑄造研究所有限公司（以下簡稱沈鑄所）。
在沈鑄所30米寬、20米高，占地面積4000平方米的熔鑄車間里，記者看到各類先進的鑄造設(shè)備井然有序排列著。巨大的鑄造爐穩(wěn)穩(wěn)矗立在車間中央，粗壯的管道如同鋼鐵脈絡(luò)般向四周延伸。
中國機械科學研究總院集團有限公司首席科學家、高端裝備鑄造技術(shù)全國重點實驗室主任婁延春向《每日經(jīng)濟新聞》記者介紹：“白鶴灘機組堪稱水電行業(yè)的‘珠穆朗瑪峰’，關(guān)鍵構(gòu)件制造技術(shù)沒有國際先例，大型水輪機葉片疲勞裂紋和空蝕破壞更是世界級難題。”
為突破這些難題，科研團隊另辟蹊徑，開辟出電渣精煉、電渣鑄焊、熱模壓多學科交叉大型復雜構(gòu)件精密成形技術(shù)新方向。經(jīng)過無數(shù)次試驗，發(fā)明了電渣熔鑄大型變曲面異形件關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出世界首個百萬千瓦級水輪機電渣熔鑄模壓葉片。
沈鑄所青年科技代表宋照偉告訴記者，這種世界首創(chuàng)的“電渣熔鑄+熱模壓”復合成形技術(shù)，讓重達15噸的變曲面不銹鋼葉片實現(xiàn)綠色制造。目前，該技術(shù)被列入我國限制出口技術(shù)清單，這正是我國自主研發(fā)實力的有力證明。
據(jù)了解，這項技術(shù)能使葉片內(nèi)部質(zhì)量提高一個等級，金屬利用率提高40%，制造周期縮短65%，被國際同行譽為“水電裝備制造的綠色革命”，為中國水電裝備闖入“世界水電無人區(qū)”提供了堅強支撐。
3噸級鈦合金真空自耗凝殼熔鑄爐打破國外技術(shù)封鎖
沈鑄所的“看家寶”可不止水輪發(fā)電機組導葉這一樣。
走進沈鑄所熔模精密鑄造型殼制備數(shù)字化生產(chǎn)車間，記者已被眼前的景象震撼。燈光亮如白晝，將整個車間照得通明。熔模精密鑄造技術(shù)制備正在持續(xù)運行，設(shè)備發(fā)出有節(jié)奏的轟鳴聲，機械臂高高揚起，機械關(guān)節(jié)處閃耀著金屬光澤，精準地抓取材料，流暢地進行制殼、搬運等操作，動作一氣呵成。
熔模精密鑄造型殼制備數(shù)字化生產(chǎn)線
車間工作人員向記者介紹，通過自動化生產(chǎn)流程與數(shù)字化系統(tǒng)的深度融合，這些設(shè)備可以24小時不間斷作業(yè)，極大提升效率、降低人力成本的同時，制造工藝更是實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
沈鑄所副總經(jīng)理趙軍向記者介紹，鈦合金作為新材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是航空航天、深海探測、新能源等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵核心材料之一。但是多年來，在大型鈦合金精密鑄造技術(shù)，特別是在2米以上的大型整體鈦合金鑄造技術(shù)領(lǐng)域，我們一直被國外技術(shù)壟斷，這也在一定程度上制約了我國高端國防裝備的發(fā)展。如果不從源頭上掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，就很難突破別人“卡”我們“脖子”的局面。
“我們在國內(nèi)率先提出研制3噸級的大熔量真空自耗凝殼熔鑄爐，聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢單位協(xié)同攻關(guān)，經(jīng)過無數(shù)次的試驗與改進，先后攻破多項行業(yè)難題，最終成功研制出一臺3噸級的鈦合金真空自耗凝殼熔鑄爐，它目前也是亞洲最大的鈦合金鑄造裝備，最終制造出有可見報道中的世界上最大鈦合金鑄件，打破了國外的技術(shù)封鎖。”趙軍表示。
優(yōu)化管理體系，解決多任務(wù)下人力資源分配難題
說到國之重器，總有一個繞不過去的領(lǐng)域——航空航天。從前不久珠海航展門票一票難求的盛景就可看出，社會各界對我國高端裝備制造和軍事裝備制造的推崇與贊譽。
帶著對航空航天裝備的好奇，《每日經(jīng)濟新聞》記者來到中國航空工業(yè)集團沈陽飛機設(shè)計研究所（以下簡稱中航工業(yè)沈陽所）。
中航工業(yè)沈陽所展廳
展廳里，從第一代飛機的模型到四代機模型依次陳列，它們靜靜矗立，無聲訴說著中國航空工業(yè)一路走來的艱辛與輝煌。
“無論是為了快速實現(xiàn)截擊追求高空高速性能的殲8飛機，還是面對空戰(zhàn)制勝機理轉(zhuǎn)變改進機動性能的殲8Ⅱ系列飛機；無論是強化海洋攻防力量實現(xiàn)我國艦載機‘零的突破’的殲15飛機，還是適應(yīng)協(xié)同作戰(zhàn)要求能夠組織殺傷網(wǎng)的殲35系列飛機，我們的每一型飛機都是瞄準國家需求、瞄著裝備發(fā)展需要而設(shè)計研發(fā)的。”中航工業(yè)沈陽所首席專家王永慶向記者介紹，“可以說，自主創(chuàng)新已經(jīng)寫進了沈陽所的基因。”
在去年舉辦的珠海航展上，由中航工業(yè)沈陽所研制的新一代隱身戰(zhàn)斗機殲-35A，無疑是一顆耀眼的明星。去年珠海航展首秀上，殲-35A飛出了馬赫環(huán)，引得全場歡呼，在馬赫環(huán)之后，它一個轉(zhuǎn)身“消失”在云層中。而這款戰(zhàn)機的設(shè)計核心團隊，平均年齡才30歲出頭。
科研能力的提升不僅需要創(chuàng)新人才，構(gòu)建起與新興科學技術(shù)發(fā)展范式相匹配的管理體系更是至關(guān)重要。王永慶向記者坦言，面對戰(zhàn)機型號任務(wù)從“數(shù)年一型”到“一年數(shù)型”的跨越式增長，傳統(tǒng)層級化管理體系已嚴重制約研發(fā)效率。
“面對多型號并行的研制壓力，我們啟動IPT（集成產(chǎn)品團隊）模式改革，而初期最大的挑戰(zhàn)是打破雙重匯報體系。”王永慶解釋，技術(shù)人員既要向原部門匯報，又要接受項目團隊管理，導致績效考核機制沖突。后期通過建立強項目矩陣管理體系，全面改變計劃分解、責任傳遞、績效考核方式，實行“強項目制”管理，將各專業(yè)部門轉(zhuǎn)為技術(shù)支撐單元，根據(jù)項目需求靈活動態(tài)調(diào)配人力資源，構(gòu)建“1+3+1”新型科研組織架構(gòu)，有效解決了多型號、多任務(wù)情況下的資源分配難題。
國產(chǎn)芯片發(fā)展迎來重要機遇
人工智能、DeepSeek……一個個新名詞、新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)在人們的視野，其背后的算力、芯片也逐漸為大家熟知。
芯片作為數(shù)字時代的算力底座，已經(jīng)成為改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、培育壯大新興產(chǎn)業(yè)、布局建設(shè)未來產(chǎn)業(yè)的基石。
在CPU（中央處理器）研發(fā)設(shè)計“國家隊”——中國電子飛騰信息技術(shù)有限公司（以下簡稱飛騰公司）科技成果展示區(qū)，擺放著各種先進的技術(shù)產(chǎn)品，其中芯片展示尤為吸睛。
在水晶展架上，一枚枚芯片整齊排列著，它們體型小巧，卻凝聚著巨大的科技能量。錯綜復雜的電路，如同城市中密密麻麻的交通脈絡(luò)，而芯片核心區(qū)域，更是科技的精華所在。那些微小的內(nèi)核，雖肉眼難以看清細節(jié)，但憑借旁邊的電子顯微鏡放大展示，人們能清楚地看到其精密的構(gòu)造。內(nèi)核中的晶體管如同一個個微小的開關(guān)，以極高的速度開合，進行著復雜的數(shù)據(jù)運算和處理，為各種設(shè)備的高效運行提供強大動力。
在水晶展架上，一枚枚芯片整齊排列著
“我們公司負責芯片的設(shè)計任務(wù)。當我們接到功能需求時，首先要將其轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，然后通過邏輯電路設(shè)計將其轉(zhuǎn)化為可實現(xiàn)的邏輯架構(gòu)。設(shè)計團隊完成邏輯綜合、布局布線和時序驗證后，會將精密的設(shè)計方案交付給制造工廠。”飛騰公司副總經(jīng)理張承義向記者介紹，制造廠通過光刻、蝕刻、沉積等工藝將設(shè)計逐步實現(xiàn)在晶圓上，就像在硅基畫布上構(gòu)建微縮城市。晶圓經(jīng)精密切割成為獨立晶片，再通過封裝工藝將微型電路進行電氣連接、保護并增強散熱性能，最終形成功能完整的芯片。
飛騰晶圓
“當前國際環(huán)境下，國產(chǎn)芯片發(fā)展迎來重要機遇。”飛騰公司首席科學家竇強對《每日經(jīng)濟新聞》記者表示，國產(chǎn)AI（人工智能）大模型的爆發(fā)式增長對國產(chǎn)芯片替代形成利好，一方面，國外高端芯片封鎖倒逼國內(nèi)算力需求向國產(chǎn)芯片傾斜；另一方面，AI大模型能力的突破（如推理、編程、數(shù)學等智力增強）正推動AI應(yīng)用加速落地，催生端側(cè)、邊緣側(cè)等多元化算力需求場景，而這類場景對算力要求相對可控，國產(chǎn)芯片已具備適用性。
張承義表示：“春節(jié)前夕，DeepSeek爆火，而在這之前，我們有客戶已經(jīng)使用DeepSeek，并且對我們的芯片提出了要求，所以公司在其2.5版本時就已經(jīng)可以適配，性能和算力水平能夠滿足用戶需求。隨著DeepSeek-V3出圈，用戶對于計算能力和硬件設(shè)備的要求不斷提升，對我們芯片的需求量也大幅增加。”
除了DeepSeek，在海油發(fā)展安全環(huán)保公司安全環(huán)保院視覺識別技術(shù)研究室內(nèi)，一臺白色的安全巡檢機器人沿著既定路線緩緩移動，這些邊緣計算智能盒子已經(jīng)基于飛騰芯片進行了3代技術(shù)產(chǎn)品迭代。邊緣計算盒子部署在生產(chǎn)端，除了具備基礎(chǔ)算力的飛騰CPU，還搭載了國產(chǎn)GPU（圖形處理器）和AI芯片，比如華為的AI芯片。“這就讓這款小小的智能盒子具備較大的算力，可以運行10余種機器視覺算法，對作業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境、設(shè)備、人員的作業(yè)安全進行實時監(jiān)測、識別、預警。”海油發(fā)展安全環(huán)保公司安全環(huán)保院院長閆宏圖向記者介紹。
安全巡檢機器人
【責任編輯：張宇暉】
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