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我国焊接技术的整体发展水平评述
[2011/3/16 9:03:44][阅读5000次]

      世界现代焊接技术以高效、节能、优质及其工艺过程数字化、自动化、智能化控制为特征。在国内,无论是从目前焊接设备和材料产量构成比的发展趋势,还是从焊接设备和材料的制造技术和发展方向上看,我国现化焊接技术已有很大发展,部分产品技术已达到或接近国外先进水平,特别是逆变式焊机技术。今年我国现代焊接技术将继续向着高效、节能、机电一体化和成套焊接设备以及规模生产方面发展。现从如下几方面进行简介: 
1 我国焊接技术的整体发展水平
    (一)逆变式焊机技术已成熟,正在全国推广应用
      逆变式焊机节能20%-30%、省材80%-90%,易实现多功能、自动化和智能化等突出的优点,而且我国研发和生产技术已成熟,产量和品种发展很快,国家已经把它列入高科技产品目录,根据不完全统计,连续两年以43%-45%的速度增长,占各门类焊机总数的7%-9%,即接近1/10。逆变式焊接技术与发展的大体水平,可归纳如下几点:
    1.1大功率逆变技术增大至1000A埋弧以及630A的手工弧焊/TIG,电弧气刨以及250A级的空气等离子切割等工艺已成熟应用。
    1.2 逆变式CO2焊机技术推广打开了一个新局面:逆变式CO2/MAG/MIG直流、脉冲、交流方波焊接设备,通过增大功率(最大630A)、波形控制、一元化调节,引弧收弧控制等技术的引入,减少了飞溅,改善了成型,可以部分满足高档焊接结构的需要。
    1.3 以DSP为代表的数字化控制技术:已有报道,少数厂家有展出和进入市场。这标志着我国逆变式高性能焊机技术正逐步与国际水平接轨,但技术水平和性能有差距。

    (二)波控、智能及自动、半自动焊接技术快速发展
      自动、半自动气体保护焊机、埋弧焊机、电阻焊机等产品,是实现优质、高效焊接工艺的必备条件,2000-2002年CO2/MIG/MAG焊机产量,占总产量11%-13%,比上年增长26%-63%,埋弧焊产量增长107%-150%。2000年我国点弧焊机器人已达到980台。
      通过模糊控制、神经网络、传感器、数据库(专家系统)、IC卡、数字化控制对焊接电流进行精细和智能调节,把焊接“粗活”做细、做精、做快等等,科研水平达到或接近国外先进水平,但在实际应用上,与国外的差距较大。

    (三)成套、专用焊接设备整体制造能力与水平较大提高,发展出现较好的势头
      近年来,由于用户更高的要求,我国成套、专用焊接设备不仅整体制造能力与水平较大提高,还在基础件、配套件的选用方面下了功夫,并有许多新突破,通用产品部分已接近或达到国外水的水平,但是特种焊接设备和重大装备的生产水平不能满足国内用户的需求,进口额度有增无减,达近3亿美元,与我国焊机年产总值相当。

    (四)焊接材料生产水平迅速增长,产品结构变化大
      我国焊丝产量从1995-2000年的63万吨增至109万吨,其中,实芯焊丝从6万吨增至11万吨;埋弧焊丝从2.3万吨增至6万吨。可见,焊丝生产与焊条比有较大幅度的增长,从而推动了半自动、自动焊方法的推广。尤其是大型或特大焊接结构厂,焊丝和自动化使用已达78%。2000年我国焊丝用量为 109万吨,完成的焊接结构4590万吨,占钢材产量的 35%,焊材产量与钢材产量之比为0.83%,大于世界发展中国家的比例( 0.65%-0.8%)。
2 我国焊接竞争力的提高
     
我国工业竞争力的提高主要来源于五大驱动力的后三项,即依靠改革开放以来显著增加的国外投资、技术引进,以及大规模的基础设施建设。而五大驱动力的前两项,即技能和研究开发,我国明显落后。特别是代表技术创新的研究开发,我国得到的评估结论是:非常薄弱。


      我们首先需要解决的问题是采取什么方式来进一步提升我们的竞争力。中国是全球最大的发展中国家,两种成功模式都有借鉴价值。改革开放的初期,我们通过改善投资环境、扩大基本建设规模、吸引外资、引进国外技术等手段,成功地提升了我国的工业竞争力。而今后我国竞争力的增强恐怕在更大程度上要依赖我们的技术创新,换句话说,也就是先进的劳动力技能和科技技术将发挥主导作用。


      反观我国的焊接行业,不难发现:在技术创新方面,我们面临着几乎是完全相同的问题。


      首先是技能问题,反映在焊接行业则是焊接专业人才的贫瘠。近年来,专业人才的供需矛盾日显突出。一方面是由于我国高等院校从1998年开始取消焊接专业、实行通才教育。在我国职业培训体系尚不完备的条件下,人才问题已经初露端倪。这种情况如果持续下去,今后几年矛盾将会更加突出。


      其次是焊接领域的研究开发。焊接研究开发的主要问题反映在两方面:一是投入严重不足;二是整体研究水平下降。在工业发达国家,研究开发资金一般占其GDP3%-5%。而在我国,情况明显不同。据国家统计局发布的《2003年国民经济和社会发展统计公报》,我国2003年的研究开发经费总额为1500亿元,仅为我国GDP1.3%。而对100家焊接企业的抽样调查结果则更令人沮丧,这些企业的平均研发经费仅为其生产总值的0.37%。此外,我国在科研院所转企改制过程中,有一些问题没有得到很好地解决。这些问题包括:研究院所的经营和研发的方向发生了很大变化,一些中、长期的研究项目和公益性研究项目倍受冷落;有些研究院所由于人才流失、资金支持不力等原因,被迫放弃一些有市场需求的研究领域,造成研究领域逐步缩减。总之,就整体研究水平而言我们正呈下降趋势。

 
      除上述两方面问题之外,焊接领域内的技术扩散、研究成果转化也存在着不容忽视的问题。在焊接领域内,大多数企业(特别是焊接材料和焊接设备制造厂)属于中、小型企业,自身的研究开发能力比较弱,在很大程度上依靠大学、研究院所的研究力量。长期以来,我国焊接行业主要依靠这种以高等院校为上游,科研院所为中游,企业为下游(科技成果应用主体)的产学研合作链从事研究开发和研究成果的转化。当合作创新链的源头和中、上游部分出现问题时,对下游的负面影响恐怕就勿需多言了,其结果当然可想而知了。


      综上所述,我们在技术进步的每个关键环节上几乎都存在着这样或那样的问题,这不仅严重地妨碍着焊接领域的技术创新,而且引发出了一系列问题,诸如:水平低、工艺落后、自动化程度低、焊接质量差、生产效率低、焊接材料和焊接设备品种少、档次低等等。因此,焊接行业如何应对这一挑战至关重要,它关系到企业的生存、发展。特别值得注意的是,企业应当在“创新舞台”上发挥主要作用,这样才能带动我国焊接材料、焊接设备、辅机具、制造应用等行业的健康发展。韩国、日本为本国创新能力提高的成功经验或许值得我们深思。
      我们必须清醒地认识到:创新能力不解决,我们就只能成为新技术宴会的旁观者,面临的结局将是边缘化乃至最终被淘汰。


行业支撑体系


      企业在现代的工业竞争过程中会面临着一系列的问题,比如:为了获得技术优势,需要进行创新活动;为了提高效率,需要进行必要的调整、改革;为了适应不断变化的外部环境,需要及时吸取最新的信息和知识。为解决这些问题而进行的所有活动构成了企业“创新和学习”的内容。


      事实上,企业在解决这些问题时可能需要利用多方面的资源和力量。有些问题企业可以自行解决,有些问题则是企业自身无法解决的。因此,企业在“创新和学习”的过程中,能从周围环境中获取什么样的支持,往往决定了其“创新和学习”的成败。换言之,企业所处的环境在一定的条件下,对其创新能力的提高具有决定性影响。需要说明的是:这里所谓的“环境”涉及到国家战略、产业政策、经济背景、总体框架条件、以及企业可以获取支持的其他外部资源(包括信息、知识、标准、认证、教育培训等)。显然,政府、社团和企业是构筑这个“环境”的主体。因此,支撑系统的构架要以服务于社会为目的。


      工业发达国家的成功经验告诉我们:良好的工业环境可以为企业提供足够的支持,满足其信息、知识、技术等方面的需求。在焊接领域内,美国、德国和日本等工业发达国家都建立了完善的行业支撑体系。这些体系涉及到标准、培训、认证、咨询服务等各个方面。


      客观而言,支撑体系的建立与整个国家的工业管理体制和运行机制密切相关。我国从计划经济时期延续下来的管理模式和管理方法,在当前的市场经济条件下暴露出了愈来愈多的问题。我们一方面需要解决这些矛盾,另一方面又要兼顾今后的发展,特别是要适应全球经济一体化的需求。因此,焊接行业支撑体系的建设要按照与国际接轨的原则,逐步淡化行政色彩,职能逐步向行业协会和社团转移。


      根据国际上的发展趋势和我国焊接行业的实际需求,我们应当尽快建立并完善四个方面的支撑体系:即教育与培训体系、技术标准体系、焊接认证和合格评定体系以及焊接信息服务体系。


      与国际上先进的支撑体系相比,我们现有的这些体系在不同程度上存在着差距。我们虽然初步建立了与国际相接轨的焊接人员培训、认证和标准体系,并取得了显著的成绩,但是在普及的广度和推进的深度方面,尚有一定差距;我们尚未建立一套适应未来市场需求的合格评定程序,计划经济时期延续下来的质量监督机制应当如何调整和转化,值得研究;我们的行业信息工作是一个空白,焊接行业相关数据的统计、分析、整理对于决策、预测、规划至关重要。如何有效地建立信息体系是应当考虑的一个问题。


      这些问题如果在行业层面上得不到解决,势必会形成发展障碍。整个焊接行业面临的这些挑战应当引起有关各方的关注。
 

 对策分析及建议

   (一)创新能力建设
 
      如上所述,我国焊接行业面临的主要挑战就是技术的创新。我们在技术创新体制、机制及其运行方式方面存在着诸多缺憾。这些缺憾在企业的“创新和学习”过程中可能引发诸多问题。而这些问题的解决又可能牵扯到有关各方,包括政府、行业的支持机构和企业。有些问题需要在政府的宏观管理、市场监管和经济调节的范畴内解决;有些问题则需要在行业内部通过建立完善的机制加以解决;还有一些问题可能需要企业通过市场机制自行解决。在这里,本文所要讨论的主要是前两类问题。


      需要指出的是,美国作为市场化运作最为成功的工业化国家,其政府在提高工业竞争力方面的一些做法很值得我们深思和借鉴。美国商务部在20034月至9月之间,先后组织了23次圆桌会议,邀请制造业的各方面代表参与讨论美国制造业应对未来竞争的对策。参加圆桌会议的人员来自航空、汽车、生物工程、半导体、化学制药、塑料、工具和模具等行业,代表着大、中、小型企业、少数民族企业和妇女企业。


      美国商务部在总结、归纳工业界意见的基础上,于20041月提出了题为《美国的制造业——美国制造企业应对挑战的整体战略》的研究报告。该报告根据圆桌会议上来自企业界的呼声,有针对性地提出了6方面的对策。这些对策包括:加强政府对制造业竞争的关注;创建经济增长和制造业投资的有利条件;降低美国制造业的成本;创新投入;加强教育、再培训;促进市场开放和有利的竞争环境。


      为了保持美国制造业的竞争优势,该报告还提出了一系列相应的措施。其中与“创新投入”有关的措施包括:


—— 设置一名部长助理,专门分管制造业和服务业。在该部长助理的协调、组织下,美国商务部技术管理局将会同国家科技委员会下属的制造研发战略工作组一起,重新评估现有联邦政府研究开发项目对制造业的重要性。而且,这种重新评估的内容还包括考虑对关键研究开发项目追加投资的必要性。


—— 在国家科技委员会内部建立一个制造研究开发战略工作组,负责确定未来联邦政府资助先进制造技术的优选项目。该工作组将采用论坛的形式,讨论、解决与制造业研究开发政策、项目、预算指南和方向有关的事宜。


      反思我国焊接行业的创新体制和机制,从创新链源头到上、中、下游的链接环节产生的这些问题可能需要从多方面着手解决。


      有些上、中、下游的链接问题或许可以通过市场机制调节,由企业和科研单位自行解决。但是,创新链源头部分的问题显然在行业和企业层面无法根本解决。因为这些问题涉及到国家教育和科研体制的改革。毫无疑问,这些改革和发展中产生的问题必然会在今后的管理创新、制度创新和体制创新中得到妥善解决。从经济调节和市场监管的角度出发,政府有责任进行必要的干预和协调,而且协调措施和解决方案应当以今后的市场需求为导向。


      事实上,我国焊接行业创新能力的建设是一项十分艰难的任务。它既关系到整个行业的发展,又与国家中、长期的科技发展规划和产业政策不无关联。鉴于这是一个涉及面广、政策性强、十分复杂和棘手的难题,建议有关部门组织包括教育界和研究领域权威专家在内的工作组开展必要的分析和调研工作,并向政府有关部门提出建议和可行的方案。


      从提升整个行业创新能力的角度出发,国家应当重点支持、扶植一些共性技术研究机构的建设;确定对行业有引导的研究方向和领域建立若干由首席专家负责的高水平、高素质的研究梯队并予以必要的支持
 
   (二)焊接教育与培训体系的完善 
      人才是现代工业竞争的首要因素之一,最近几年人才问题已成为了人们关注的焦点。美国政府在制定其21世纪的竞争战略时,提出:必须把教育、劳动力培训战略列入国家的优先列表中。美国商务部的报告在描述保持美国制造业竞争优势的对策时,特别将人才问题列为首选对象之一,认为人才的培训和教育是关键。该报告甚至将中美两国人才队伍进行了如下分析、对比:


        2002
年中国工科毕业生人数为21.96万人,占当年毕业生总数的39%;而美国的工科毕业生人数不到6万人,仅占毕业升总数的5%。这种状况引起了美国政府和工业界深深的担忧。


      我们姑且不论上述数据的真实性和可信度如何,这种简单的数字对比实际上并不能客观地反映问题的本质。事实上,我们(至少在焊接领域)比美国面临着更为严峻的专业人才危机。


      在美、欧等工业化国家和地区,大学普遍实行通才教育,其焊接人才主要来源于职业培训。他们的焊接职业培训体系经过多年的运行,已经进入了成熟阶段,不同种类、不同层次人才的培养比较完善。


      单看美国的工科毕业生人数似乎问题很严重,但事实上,美国早就建立了一套比较完备的焊接职业培训体系。在这个体系下,每年有大量的人员接受焊接职业培训后,获得美国焊接学会(AWS)的相应资质。而且,美国在获得国际焊接学会(IIW)的国家授权(ANB)之后,又开始在国内推广国际统一的焊接人员培训制度,并在AWS体制和IIW体制之间建立了相应的链接。因此,美国只要解决 “焊接在公众眼中那种在滑坡中挣扎的倒霉形象问题,凭借其认证的权威性和一系列配套措施就足可以吸引更多富有天赋和才能的人进入焊接领域工作。


      反观我国,情况却不容乐观。长期以来,我国实行的是专业人才教育制度。曾经有40多所高等院校设置了焊接专业,提供焊接专业人才的培养。这种情况一直延续到1998年的通才教育制度实施。此后,人才的培养重任自然就落到了职业培训部分。而当时我国焊接职业培训体系尚不完善。为了解决我国焊接专业人才供需矛盾,中国焊接学会和中国焊接协会于19988月,联合成立了中国焊接培训和资格认证委员会(CANB),全面负责我国的焊接培训和认证工作。


      我国的CANB20001月获得IIW授权后,开始致力于在中国推广国际统一的焊接培训体制。客观而言,CANB最近几年的工作卓有成效、成绩斐然。在短短的三年时间里,我国共有上千人接受了各类焊接培训并获得相应的IIW资格证书。CANB推行的IIW焊接培训体系已成为我国影响最广、最为业内认可、与国际一致的体系。但是,从深层意义上讲,我们还有很长的路要走。我们还有一系列的问题需要处理,其中包括:IIW焊接培训体制与国家人才培训体制的兼容;现行体系的推广、普及;高校通才教育留下的空白如何填补等等。
 

      为了进一步推广焊接培训教育体系,使其得到更大范围的认同,我们需要作好以下几方面工作:


—— 完善高等院校材料加工工程学科的教育
 
       
高等院校应当以培养现代企业所需的工程技术人才为目标,在教学内容和方法上有所改革。市场对工程技术人才的需求是多元化的,同时也是在不断变化的,高等院校的教育应当适应这些变化着的需求。以焊接结构的设计为例,随着焊接与其它制造过程的集成程度提高,对焊接结构设计人员的要求更高了。一般机械设计方面的知识不足以满足这种愈来愈高的要求。而院校教育针对这方面需求的改革、调整有很大的用武之地。


—— 争取将我们现有的焊接培训和资格认证体系纳入国家统一的专业人才培训和评定体系中
 
       从2002年开始,国家实施《加强职业培训提高就业能力计划》和《国家高技能人才培训工程》,并启动了三年五十万新技师培训计划,在全社会广泛开展技能振兴行动,加快培养一大批技术技能劳动者特别是高级技能人才,提高全体劳动者的就业能力、工作能力和职业转换能力。随着经济发展和科技进步对劳动者的知识水平和劳动技能提出越来越高的要求,国家有关主管部门正在筹划和建立新的职业技能培训和评定体系。建议CANB要及时了解和掌握这方面的信息,作好充分准备,争取主动
—— 增加授权培训机构(ATB)的数量 
      目前我国获得IIW授权的焊接培训机构(ATB)仅一家,与我国焊接劳动力队伍的规模极不相称。培训机构数量不足就形不成网络化效应,焊接培训的普及性将大打折扣。所以,增加培训机构(ATB)的数量是推广IIW焊接培训体系不可忽视的重要环节。

—— 扩大现有的授权范围 
      目前国际统一的IIW焊接培训体系最早起源于欧洲焊接联合会(EWF),目前这套体系仍然处于不断发展、完善的过程中。而在欧洲,各类焊接人员的培训程序已经发展到10多个。而我国仅得到了其中4个类别(焊接工程师、焊接技术员、焊接技师和焊接技士)的授权。IIW已经建立了影响广泛的焊接检验人员培训程序,我国尚未得到该类别的授权。

—— 采取有效途径,利用职业培训祢补高校通才教育的空白 
      在高等院校实行通才教育后,我们应当研究、探索新的途径,积极发展培训事业,探讨实行学历证书和职业资格证书并重的制度,全面提高学生的就业能力、创业能力和适应职业的能力。

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