倒退回十年,即便是一些資深的業內人士,也不一定知道掘進機是個什么樣的產品。真正的全斷面掘進機出現在北京地鐵施工中也只是在本世紀初。根據中國重型機械工業協會最近統一規范,將軟質土層施工設備盾構機以及各類硬巖掘進施工設備統而稱之為掘進機。中國隧道施工單位因施工土質的軟硬將其聯合稱之為盾構/TBM(掘進機)。
但是,最近兩三年,廣泛用于隧道施工和城市地鐵建設的掘進機正以方興未艾之勢走進相關產業和領域。中鐵隧道集團的資料,開篇介紹,21世紀,我國已經進入了地下空間開發的新時代。隨著國家基本建設的迅猛發展,隧道和地下工程的機械化施工已經成為人們的焦點。尤其TBM與盾構這種具有世界先進水平的,技術含量極高的設備以它獨特的魅力更是備受隧道施工部門的青睞。
市場有多大
經過40年的發展,目前掘進機價格仍然較為昂貴,處于發展中國家使用不起,發達國家城市交通建設基本結束的狀態。而有了一定實力儲備的中國市場,成為當今世界最大的掘進機消費需求地。
那么這一塊市場到底有多大?中國重型機械協會給出的數字如下:2020年前,全國地鐵、道路、涵洞、隧道、交通、發電、水利工程等總建設里程約在6000公里以上,每臺掘進機以平均壽命15公里、造價1000萬元人民幣計,市場價值約40億美元。這里包括了3米以下的小型及微型機,而大型機的平均造價一般認為在4000萬~5000萬元人民幣。保守估計,中國市場每年大約需要30臺以上的掘進機。
國內隧道施工專家認為,中國已成為世界上地鐵施工領域中使用盾構最多的國家之一。目前大陸地區共有24個城市正在進行城市軌道交通前期規劃、設計、籌備和建設等工作。據中鐵隧道公司的數據表明,"十一五"期間,全國至少要建設地鐵900~1200公里,約需盾構機200多臺,目前國內在用的盾構約為100臺。加上調水工程、越江公路、城市管道以及鐵路工程等,各類掘進機需求超過500臺。
在這樣一個極具潛力的市場面前,雄踞世界技術前沿的外資公司,在國際市場日漸萎縮的形勢下,明顯加劇了進入中國市場的步伐與速度,除了在各類招標會上的諸侯爭霸,也開始了中國制造本土化的比賽。同樣,稍具實力的中國重型機械制造企業也相繼將掘進機生產列入"十一五"發展規劃之中。
微型和超大型化是目前國際市場的明顯趨勢。據悉,直徑18米的機器正在國外研制,直徑200毫米的微型盾構已在工程中得到應用。業內將工作斷面6米以上的機器稱之為大型盾構機,其工作原理、技術含量、市場需求與3米以下小型機有著重大區別,是市場中的主流產品,未來需求集中。因此,也是這一產業的代表性產品,是制造廠家爭奪的焦點。中國工程院院士、隧道工程專家王夢恕認為中國隧道建設需求最多的主流產品是雙向四車道、11~12米工作斷面的掘進機,地鐵建設方面最多的應是6米左右。這是最為經濟劃算的產品。目前國際市場上制造成功的最大直徑為14.8米,而且浪費工作量,所以一般不制作。
起步雖早差距不小
掘進機最早出現于上世紀60年代,美國羅賓斯公司獲得了這一技術。稍后,中國第一臺掘進機出現。在此領域,中國企業曾經與世界同行一道起步,并一度保持了同步發展。隨后,由于中國地鐵建設的遲緩,以及隨之而來的整個中國經濟建設的滯后發展,讓中國相關領域與掘進機的謀面成為40年后的再聚首。
集機、電、液、光、計算機技術為一體的現代化大型工程技術裝備的掘進機,一直以來幾乎全部依賴進口,不僅使中國機電產品進出口貿易比例失衡,更直接導致了中國基礎設施建設成本的增加。實施國產掘進機產業化,既可以打破國外產品一統中國市場的局面,還可以促進和帶動相關的機電、液壓、材料、傳感器等產業的發展,增強裝備制造業綜合實力。中國重型機械工業協會理事長汪建業認為,中國企業是箭在弦上,不得不發。王夢恕更是直言認為讓國外企業賺取了高額利潤,太過可惜。
中國建設機械總公司副總經理靳建國觀點是,國產設備在設計能力上應無大問題,重要的是產品制造如何盡快提高能力與水平。總體來看,國內機械制造業近年來與國外企業生產設備水平的差距在縮小,但工藝裝備水平不高,相比之下成套設備的經驗不足是嚴重的缺點。施工單位建議,國內首先應提高工藝裝配水平,解決系統設計人才短缺的問題。
業界專家認為,國產掘進機產業化的核心是實現關鍵技術的自主能力,有效地利用國內外兩種資源和市場,實現國產機的最佳技術經濟性。
遺憾的是到目前為止,國內尚沒有形成真正的設計生產能力,上海隧道工程公司適應砂質土層研制的盾構機可算是惟一擁有自主研發能力的產品,而大型掘進機,目前中國出產的多是拼裝產品。
調查顯示,國產掘進機普遍在于整機系統功能落后、地質適應性較差、關鍵部件壽命短等問題。同時,國產掘進機制造中,材質包括大型軸承、液壓閥件檢測元件、刀具等關鍵件目前尚需大量進口,導致掘進機價格居高不下。
王夢恕認為國產掘進機產業化是迫切而急需的,應以工程為依托,以施工單位為主體,聯合國內有關的重型機械制造廠進行生產,對有能力的企業進行重點分工。汪建業說,掘進機是典型的特殊訂制、小批量生產的產品,它的研發、生產制造必須與工程項目緊密聯合在一起,而不應以企業標準當作市場和用戶需求來制造產品。
建筑施工方顧慮難消
作為國內隧道工程領域惟一的工程院院士,王夢恕提到,必須規范建設方的崇洋媚外行為,比如甲方要求買國外產品使得施工單位在投標過程中只能與國外聯合,全部從國外進口設備。對此,國家有關部門應給予規定。王夢恕舉例,鐵道部門近期在北京站-西客站間修一條用盾構施工的地下線,直徑在11.6米左右,為了國產化已提前兩年投入資金讓施工單位進行盾構方案技術研究。王院士指出,廣州、深圳、北京、南京等地地鐵施工,主要從工程進度、減少施工風險出發,不愿用、也不敢用自己的產品。這是當前影響國產化的最大阻力。 起步雖早差距不小
掘進機最早出現于上世紀60年代,美國羅賓斯公司獲得了這一技術。稍后,中國第一臺掘進機出現。在此領域,中國企業曾經與世界同行一道起步,并一度保持了同步發展。隨后,由于中國地鐵建設的遲緩,以及隨之而來的整個中國經濟建設的滯后發展,讓中國相關領域與掘進機的謀面成為40年后的再聚首。
集機、電、液、光、計算機技術為一體的現代化大型工程技術裝備的掘進機,一直以來幾乎全部依賴進口,不僅使中國機電產品進出口貿易比例失衡,更直接導致了中國基礎設施建設成本的增加。實施國產掘進機產業化,既可以打破國外產品一統中國市場的局面,還可以促進和帶動相關的機電、液壓、材料、傳感器等產業的發展,增強裝備制造業綜合實力。中國重型機械工業協會理事長汪建業認為,中國企業是箭在弦上,不得不發。王夢恕更是直言認為讓國外企業賺取了高額利潤,太過可惜。
中國建設機械總公司副總經理靳建國觀點是,國產設備在設計能力上應無大問題,重要的是產品制造如何盡快提高能力與水平。總體來看,國內機械制造業近年來與國外企業生產設備水平的差距在縮小,但工藝裝備水平不高,相比之下成套設備的經驗不足是嚴重的缺點。施工單位建議,國內首先應提高工藝裝配水平,解決系統設計人才短缺的問題。
業界專家認為,國產掘進機產業化的核心是實現關鍵技術的自主能力,有效地利用國內外兩種資源和市場,實現國產機的最佳技術經濟性。
遺憾的是到目前為止,國內尚沒有形成真正的設計生產能力,上海隧道工程公司適應砂質土層研制的盾構機可算是惟一擁有自主研發能力的產品,而大型掘進機,目前中國出產的多是拼裝產品。
調查顯示,國產掘進機普遍在于整機系統功能落后、地質適應性較差、關鍵部件壽命短等問題。同時,國產掘進機制造中,材質包括大型軸承、液壓閥件檢測元件、刀具等關鍵件目前尚需大量進口,導致掘進機價格居高不下。
王夢恕認為國產掘進機產業化是迫切而急需的,應以工程為依托,以施工單位為主體,聯合國內有關的重型機械制造廠進行生產,對有能力的企業進行重點分工。汪建業說,掘進機是典型的特殊訂制、小批量生產的產品,它的研發、生產制造必須與工程項目緊密聯合在一起,而不應以企業標準當作市場和用戶需求來制造產品。
建筑施工方顧慮難消
作為國內隧道工程領域惟一的工程院院士,王夢恕提到,必須規范建設方的崇洋媚外行為,比如甲方要求買國外產品使得施工單位在投標過程中只能與國外聯合,全部從國外進口設備。對此,國家有關部門應給予規定。王夢恕舉例,鐵道部門近期在北京站-西客站間修一條用盾構施工的地下線,直徑在11.6米左右,為了國產化已提前兩年投入資金讓施工單位進行盾構方案技術研究。王院士指出,廣州、深圳、北京、南京等地地鐵施工,主要從工程進度、減少施工風險出發,不愿用、也不敢用自己的產品。這是當前影響國產化的最大阻力。
北京城建集團國際公司副總經理史宇光評價,目前國內設計能力應該說沒什么問題,元器件、液壓件等關鍵設備可以國際采購。他擔心中國制造工藝的積累與經驗不夠,中國企業組裝成套設備的能力與經驗不足,造成施工單位的風險加大。特別是國家重點工程,工期緊、任務重、責任大。史宇光表示,如果國產設備能夠認真完成安裝、調試、檢修等國外產品售出時的基本條件,作為采購方他們會優先考慮購買國貨。
史宇光認為,如果國產設備不能保證質量,在價格上又沒有明顯優勢的話,囿于國家有關限制整機進口的條例,有些施工單位可能會采取國外購機,以租賃方式進入中國市場。他認為,短時期內中國制造大型掘進機的成本肯定偏高,將產品進入市場的門檻抬高。從國家戰略角度講,是必要的,但不是市場行為,不符合市場競爭規律。
中國企業如何破門
掘進機的技術發展一直在圍繞地層穩定和地面沉降控制、自動化掘進和提高掘進速度、襯砌和隧道質量三個要素進行改進和施工方法的革命。缺席數十年的中國制造業與國外產品相比存在著巨大的差距和困難,專家介紹,首先缺乏適應不同地質設計理論和經驗數據指導,總體設計能力偏弱。第二,結構設計形式單一,目前國內還在研制單圓結構,國外已有雙圓、三圓、球體盾構等多種形式。第三,刀具及刀盤設計技術在地質適應性設計方面缺少完整的理論依據,經驗數據和可靠的試驗數據。第四,關鍵配套件如大型軸承、液壓泵、馬達、液壓閥件等質量穩定性差,仍需進口。第五,需要解決地層穩定控制檢測技術、液壓推進與導向技術。
國家對掘進機制造及產業化缺乏統一的規劃,急需建設有綜合實力的研發聯盟及產業化基地,是業內人士的普遍觀點。一個現實的問題是,目前國內制造力量分散,重復引進國外產品。多數企業采取了合作生產方式,核心技術仍掌握在國外制造商手中。由于掘進機占用資金量大、進入門檻較高,技術附加值突出、制造工藝復雜、維修服務成本大等特點,目前世界上也僅有十家左右生產企業存在。
王夢恕認為,從制造業角度來看,中國現有企業完全有能力生產隧道掘進機,國內目前也具備很好的設計能力。他表示,通過自主創新與技術引進相結合的方法,逐步發展完善,我國完全有可能在"十一五"規劃期間達到土壓設備平衡盾構機系列主機設備國產化率80%,配套機械自制率達到90%以上,泥水盾構和復合盾構主機設備國產化率達到70%~75%;實現關鍵技術突破和系統集成,直徑6米機國產化率達到70%。
王院士同時解答了北京的施工單位對掘進機的一些片面認識,比如日本所產設備價格低于目前國內制造的說法,是站不住腳的。理論上說,6.3米左右的機型,中國國內制造成本大約在100萬美元左右,加上進口零部件400萬美元,扣除關稅約在500萬美元,而有施工單位提出日本產價格不到400萬美元,加上進口關稅也就是400萬美元出頭,國產設備沒有性價比可言。專家指出,日本產品很多使用了二手設備,所以價格低,但其使用壽命也低,國內用戶不應貪圖便宜。王夢如說,施工單位不應該肓目追求高檔、進口產品,有些施工項目用國產設備完全可以替代,以求降低成本。造成這一現象的主要原因在于很多工程項目招投標時不計成本,對國內產品缺少信心,又不愿承擔責任和風險,怕出問題不好交待。
由于掘進機價格昂貴,而且屬于易耗品,應注重保養、使用、管理、維修,以延長壽命,提高效率。
在掘進機的制造上,企業加工理念十分重要,不僅僅要從功能上考慮,還應該以工程項目為依托,注重施工工程需求。王夢恕認為,特別是現階段不要過分追求高新產品。中國市場雖大,但沒有必要搞多家企業生產,有三家左右就可以了。王夢恕點評,河南洛陽的中信重機、遼寧大連的大起大重是目前最有條件的廠家。優良的焊接技術、機加工水平,技術開發與創新能力,特別是近年來在消化吸收先進技術方面各有獨特的收獲與心得,效果明顯。同時,注重國際市場開拓,追求國際化運營模式和當地政府的大力支持,是上述兩家企業在進行產品結構轉型時,明顯優勝的地方。汪建業介紹,當年國內掘進機制造沒有繼續與世界同行一起發展的原因,除了中國政治經濟大環境外,還有幾點:開始干的時候大家都一哄而上,爭搶項目,一旦產品不過關就都不了了之了;業內科研力量過于分散,分工不明確。中國工程機械工業協會名譽理事長楊紅旗認為,應避免一哄而上,特別在開始的時候,企業應做好不能贏利的準備,最后經過市場實踐,逐步形成適應市場的獨特技術風格。
政府不能缺位
調查發現由于掘進機的高技術含量、動輒數千萬元的資金投入,在引進關鍵配套零部件時還要占用大量資金,以及售出后巨大的服務成本,都決定了它的準入門檻較高,特別是在沒有具體訂貨合同時,產品研制所需資金應由國家專項資金給予支持。由于中國投資體制不健全,在這樣一個需要相對較大資金投入的項目面前,單靠企業自身完成風險極大,對大多數企業而言困難較多。
中國建設機械總公司副總經理靳建國認為,這樣一個國家重點工程建設項目,牽涉了機械裝備制造業附屬連帶多產業的重大背景下,其產品開發與研制、甚至市場投放,都應有政府相關部門的支持。他舉例說,磁懸浮的研制就是國家有關部門投資建設的項目,掘進機制造在產業鏈上的影響同樣十分巨大,也應由政府組織出面辦理協調,首先應由一個部門統一協調。專家們甚至直接提出,應由國家發改委這樣的機構統一調配和落實專項資金用于研發,以加強針對性和使用效果。而不應遍撒芝麻,最后不能集中力量。業界建議在產品的起步階段給予企業試制、試驗費用補貼,免征關鍵零部件進口關稅,享受新產品稅收優惠政策,應以對待首臺首套設備的政策來實施。
業界一致呼吁,在研發和產業化初期,因國內制造條件所限,外協配套件如主軸承、電液控制系統、激光導控制系等必須進口,免征進口關稅國家應在政策上給予支持。加大業主和施工單位對具有自主創新國產機的積極性與認同,政策上加大支持力度,在標準的制定上以市場需求為本,統一規范。
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