05.31 讓電廠“大腦”掌握在中國人手裡:新華連續鍛造國之重器回顧

文 | 夏雪

讓電廠“大腦”掌握在中國人手裡:新華連續鍛造國之重器回顧

李培植(資料照片)

這是一段不太為業外人所知的產業往事。

長期以來,我國重大裝備領域一直被兩大“頑疾”所困擾,用業內的話來說,一個叫“心臟病”,指的是高端軸承、液壓件、發動機等核心部件主要依賴進口;一個叫“神經病”,即數控系統、工控系統等關鍵技術未能攻克,高端市場基本被外商所把持。直到今天,這兩大頑疾依然不同程度地存在。

然而,說來令人難以置信,正是在電廠控制系統這樣一個高難度的領域,早在十多年前,一家叫做新華控制的中國公司,就成功實現了DCS(分散控制系統)的國產化,一度收復並“反壟斷”了國內市場,使原本佔盡優勢的洋品牌們紛紛丟盔卸甲,敗下陣去;而在此之前,它還取得了DEH(汽輪機數字式電液控制系統)國產化的重大突破,使我國在這項關鍵技術上不再受制於人,為國家和行業作出了貢獻。新華也由此成為了全球最大的DEH廠商和中國最大的DCS公司。

在我們今天的語境中,新華所從事的事業,可以歸結為一個熱點詞彙——“大國重器”。從上世紀八十年代的“東芝機床事件”,直到最近的“中興芯片事件”,太多的教訓告訴我們,不掌握核心技術,不擁有國之利器,就要仰人鼻息,就會被卡脖子,甚至危及產業和國家安全。“大國重器”已成為全國上下廣泛關注的話題。

今年4月24日,習近平總書記在湖北考察時強調:“真正的大國重器,一定要掌握在自己手裡。核心技術、關鍵技術,化緣是化不來的,要靠自己拼搏。”總書記的講話一經媒體發佈,便迅速引發了社會各界的強烈反響和共鳴。大家在更加深入認識大國重器重要性的同時,也將討論的焦點集中到了“怎麼拼搏”的問題上。

在這樣的背景下,來回顧新華當年連續打破國外壟斷,鍛造國之重器的往事,總結其“靠自己拼搏”的成功經驗,無疑仍具有現實意義,並將給我們正在進行的工作帶來一些有益的啟示。

DEH的國產化

讓我們從一個人和一項“國家使命”說起。

上世紀80年代初,我國從美國引進了30萬千瓦、60萬千瓦火力發電機組的製造技術,但美國公司堅持不肯轉讓與之配套的控制系統技術。作為發電廠的“大腦”,控制系統如果依賴進口,不僅要花費大量外匯,而且不得不仰人鼻息。國家有關部門於是決定組織國產化攻關。其中,汽輪機數字式電液控制系統(DEH)的研發任務,由上海發電設備成套設計研究所承擔,項目負責人是該所控制組組長李培植。

彼時已年過半百的李培植,是我國汽輪機控制技術領域的權威專家。他於1953年考入上海交通大學造船系,1955年被選拔留學前蘇聯,1961年學成歸國,此後長期從事汽輪機控制系統的科研工作,先後主持研製成功了我國第一套模擬式電液調節系統AEH(電液並存型)、第一套採用高壓抗燃油的AEH系統(純電調)等。

儘管已具備一定的基礎,但從AEH(模擬式)到DEH(數字式),仍是極大的跨越。就連那家美國公司也是先後動員了其近百名工程技術人員,投入了大量資金,花了7年時間才研製成功DEH-Ⅱ(彼時我國進口的是其第二代產品),可見其技術之複雜、難度之大。更何況當時我國計算機工業基礎太過薄弱,還不具備研發DEH這樣數字式控制系統的條件。而由於外方拒絕轉讓技術,我方僅獲得了一些DEH-Ⅱ的原理性知識;所以不少人認為,要靠我們自己的力量在短時間內搞出DEH,幾乎是天方夜譚。

但李培植卻信心滿滿。由於DEH攻關的成敗,事關國家火電機組技術引進的大局,主管部門對這一項目非常重視。上海成套所更是將之列為了該所的“天字第一號課題”。每逢有領導來視察工作,李培植總是拍著胸脯保證:百分之百能完成任務!而他的做法也確實與眾不同,甚至堪稱石破天驚。

首先,出人意料的是,李培植要將DEH的國產化工作提升到更高層次來進行。原定計劃是瞄準美國公司的DEH-Ⅱ進行仿製,但李培植在赴美培訓期間,意外發現該公司已在研製採用最新微處理技術的下一代產品DEH-Ⅲ。為了確保國產DEH高起點研發、高水平追趕,避免陷入“一搞出來就落後”的尷尬局面,李培植遂決定放棄仿製即將被淘汰的DEH-Ⅱ,而將國產化的目標對準了最新的DEH-Ⅲ。

其次,更令人不可思議的是,李培植決定要從研究所“獨立”出來,成立一個機制比較靈活的單位來運作DEH項目。在研究所工作了大半輩子,他深知該體系的一大弊端:即往往是為科研而科研,並不真正鼓勵產業化,絕大部分課題和項目都是在出樣機、寫論文、評獎等之後,就被束之高閣,根本轉化不了生產力。而對於此番的DEH項目,僅搞出樣機是不夠的,甚至都不必寫論文、評獎,它的目標直指產業化,為的是實際應用,最終要真刀真槍地接受用戶的檢驗。所以李培植執意要把一個體系內的攻關項目,拿到體系外來實施,要用市場化、產業化的手段,來確保國家攻關任務的完成。

儘管遭到了一些反對,但在上級主管部門的支持下,1985年初,李培植帶領DEH課題組的原班人馬離開研究所,成立了集體所有制性質的“中華電液控制技術開發中心”(後更名為“新華控制技術聯合開發中心”)。此舉不僅意味著放棄原單位的一切福利待遇,對李培植而言,還意味著極大的風險:既然DEH這麼難搞,還是國家重點攻關項目,如果在體系內,一旦搞砸了還有領導、有組織兜底;而現在“獨立”了,李培植就成了最終責任人。況且DEH這種重大裝備,是用於工業現場的,假若出現問題造成事故,輕則損失財物,重則人命關天,後果將不堪設想!因此彼時李培植常在內部講:“DEH出了問題,我去坐牢。”

當然,李培植敢於“背水一戰”,跟來自各方面的支持也是分不開的。新華本就是在行業主管部門、上海成套所以及各大主機廠等兄弟單位的大力支持下成立的。除了原DEH課題組的人員,還有一些兄弟單位搞汽輪機控制的精英,也加入了新華。此外,新華還在上海市閔行區集體事業管理局的支持下,合併了其下屬的一家街道工廠,初步具備了產業化的條件。

儘管時間緊、任務重,但李培植做事的章法卻絲毫不亂。由於DEH中的“EH”部分,此前李培植課題組在研製AEH的過程中,已經具備了相當的基礎;因此DEH國產化攻關的重點,便集中到了“D”部分(即數字部分)上——這也是當時很多人認為“難以逾越的技術難關”。李培植的解決辦法是:通過市場化的手段尋求與英特爾公司合作,從而使橫亙在DEH國產化道路上最大的“攔路虎”,突然間變得簡單起來。事實上,那家美國公司的DEH-Ⅲ,在微機方面採用的也是英特爾的OEM技術。

而在總體思路上,李培植採取的則是“循序漸進,穩紮穩打”的方針。這也是他一貫的做事風格,“(做事情)首先膽子要大,要有自信,堅信自己一定能成功,否則即使能完成的任務可能也會被搞砸;但到具體做事的時候卻要特別仔細,按照科學規律一步一步來,不能跳躍,一個臺階還沒上去就忙著進行下一個階段,那樣往往容易出問題。” 他為DEH的國產化工作確立了“三步走”的戰略部署:

先在原國產20萬千瓦機組上進行中試;再在原國產30萬千瓦機組上進行中試;最後為國產引進型30萬千瓦機組配套,完成DEH國產化的攻關任務。根據規劃,當時正在籌建中的湖北漢川電廠,將採用首臺國產引進型30萬千瓦發電機組。

經過幾年艱苦的努力,新華相繼取得了前兩步中試的成功。正當他們準備實施第三步,將中試成功的樣機正式應用到首臺國產引進型30萬千瓦機組上時,原定採用國產DEH的計劃,卻遭到了電廠方面的強烈反對。反對的理由很簡單,就是對國產“首臺套”裝備不信任:DEH是汽輪發電機的“大腦”,在整臺機組的運行中發揮著舉足輕重的作用,為確保無虞,電廠方面希望採用已經有豐富運行經驗、經過實際工程考驗的進口產品,而不是還沒有任何業績的國產產品。

關鍵時刻,新華得到了國家機電部、能源部的力挺和支持,能源部總工程師還專門給電廠拍電報,讓他們一定要採用國產系統。當然新華也很爭氣,1990年1月21日,漢川電廠1號機組首次啟動併網,新華DEH一次啟動成功,這是很多國際知名大廠都難以做到的,就連當初反對採用國產DEH的電廠有關人員,也開始對新華刮目相看起來。

之所以能做到這一點,源於新華在前期做了大量精心而周密的工作,尤其是在設備可靠性方面,李培植異常重視,新華從產品設計階段就作了充分的考慮,在DEH裝置出廠前,又經過了嚴格的層層考核和試驗,比如電液聯調試驗、仿真試驗、考機試驗等。而在安裝調試的過程中,新華的工程技術人員包括李培植,都是吃住在現場,對用戶的需求第一時間響應,積極主動配合,受到了電廠方面的好評。正是由於產品過硬,服務又好,在漢川電廠1號機組成功投運之後,電廠又把2號機組的DEH訂單交給了新華。

這是關鍵性的一戰。它不僅關係到新華的生死存亡,更牽動著行業發展的大局。彼時,我國新一輪火電廠建設的高潮已然拉開帷幕,大批引進型發電機組將要上馬,如果新華失敗了,沒能頂住,國外廠商就會長驅直入,不僅用戶部門將遭受高價盤剝,大量珍貴的外匯將流入外商囊中,大片市場將拱手讓人,而且從長遠來看,汽輪機的“大腦”掌握在別人手裡,也將不利於我國電力工業乃至國民經濟的安全。

新華用自己的努力和實踐,證明了國產DEH系統完全可以代替進口。得知這一消息後,時任國務委員兼國家計委主任鄒家華在一份文件上批示:“既然國內生產的DEH系統很好,價格便宜,又能節約外匯,為什麼一定要買國外的……”此前在擔任國家機械委主任和機電部部長時,鄒家華就對新華及DEH的國產化工作十分支持。可以說,新華的發展和DEH國產化的成功,與一批心繫民族產業的領導的關心是分不開的。

緊接著,1990年10月,能源部、機電部發出《 》;12月,兩部聯合召開的“DEH裝置技術評審會”認為,“新華公司的DEH-Ⅲ系統……研製是成功的,標誌著我國汽輪機控制技術達到了新水平”。

自此,國產DEH系統開始批量進入市場;而此前已組建公司、“按現代企業制度規範化運營”的新華,也步入了快速發展階段。1995年,其首臺60萬千瓦機組DEH系統在哈爾濱第三發電廠成功投運,標誌著新華DEH的技術水平又邁上了新臺階。到1999年底,新華累計向市場推出了147套純電調DEH系統,佔據了全國電站DEH市場80%以上的份額。新華的生產規模已達年產DEH30套、MEH(小汽輪機電液控制系統)50套,成為當時世界上最大的DEH生產廠家。

回頭去看,事實上,在當年國家下達的同類國產化任務中,並非只有DEH。由於與發電機組配套的絕大部分控制系統及裝置,外商都不肯向中國輸出技術,所以國家將有關攻關任務分解後,佈置給了眾多單位。然而最終,真正圓滿完成國產化任務的,可謂鳳毛麟角;而能守住本土市場,將外商擋在門外的,惟有新華!

DCS的國產化

上世紀90年代初,一種更先進、高效的新型控制技術——DCS(分散控制系統),逐漸為我國眾多工業用戶瞭解和接受,越來越多的項目開始上馬DCS系統,國內市場終於到了大規模應用的前夜。然而,令人遺憾和沮喪的是,放眼望去,市面上充斥的幾乎是清一色的國外產品——儘管此前國家曾花費鉅額資金、組織眾多單位協同攻關,可推出的國產DCS卻未能在市場競爭中站穩腳跟——由於沒有像DEH那樣湧現出哪怕一家能夠橫刀立馬的民族企業,我國DCS市場才剛剛起步,便已經“淪陷”了!

彼時,由於看好中國市場的巨大發展潛力,眾多國外DCS品牌紛紛湧入國內市場,造成了一定程度的混亂。而作為電廠“大腦”的DCS,在電力生產過程中發揮著舉足輕重的作用;電力主管部門於是制定了嚴格的准入門檻,並對具體的產品品種作了推薦,這就是後來壟斷中國市場的8種進口DCS,業界稱之為“八大家”。

李培植很早就看準了DCS將是未來電廠控制的發展方向,並抱定了“要將DCS系統國產化”的決心。早在1990年,他就為新華制定了“以DEH求生存,以DCS求發展”的戰略方針,在研製、發展DEH的同時,已開始為進軍DCS作準備:新華一方面立足自身,成功推出了MEH、DAS(數據採集系統)等單項系統,打造培育人才隊伍,“為自主研製DCS奠定了基礎”;另一方面,也積極同國外廠商展開合作,“在合作中學習人家先進的東西,積累經驗,以便更好地發展自己的產品和技術”。

然而,作為一種綜合性的高技術產品,DCS涉及的專業範圍很廣,包括計算機硬件技術、軟件技術、網絡通信技術、圖形處理技術、控制系統技術和儀表技術等等,同時還必須對被控對象有深入的瞭解和研究,可見其開發難度之大。更關鍵的是,彼時搞DCS的門檻還太高,需要開發專用的計算機控制器和通信網絡,投資大,週期長,例如某國外著名自動化儀表廠商為開發DCS控制器,投入便高達500萬美元,摺合數千萬元人民幣,這是當時的新華根本無法承受的。

一個偶然的機會,李培植在一本國外雜誌上看到一篇文章,其中提出了用工業PC來代替專用控制器的技術思路。他深受啟發,遂決定一試。經過刻苦鑽研,新華對PC機操作系統進行了解剖,最後採用“裁剪”的辦法,組成實時性強的操作系統,創造性地研製成功了我國首臺DCS控制器硬件和軟件;而在通信網絡方面,新華也沒有像當時的主流DCS廠商那樣去開發專用網絡,而是引入了在商用領域已經廣泛應用的以太網技術,通過改進提高其可靠性。後來的發展證明了李培植的技術敏感和遠見——今天,以工業PC和以太網為基礎的架構,早已成為業界廣泛接受的主流技術路線——新華是世界上最早採用這一架構的工控廠家之一,某種程度上可以說引領了DCS技術的發展潮流。

新華的DCS系統被命名為“新華分散處理系統(Xinhua Distributed Processing System)”,英文縮寫簡稱XDPS,它之後也成為了新華控制系統的品牌。按照李培植“循序漸進,穩紮穩打”的一貫策略,新華首先從中小機組的改造項目切入,在跨國公司“一統天下”的陣線上,撕開了一道小口子——

1995年,新華爭取到了安徽蕪湖電廠1臺12.5萬千瓦老機組改造項目。該項目決定選用新華的XDPS-400分散控制系統來代替常規的儀表控制。由於是第一次“吃螃蟹”,電廠方面始終忐忑,他們甚至另外準備了一套常規儀表,以防一旦XDPS-400投運失敗,就用常規儀表來保證機組的正常工作。當然,意外並沒有發生,新華對產品質量的高度重視,以及充分、細緻的現場服務,確保了項目的順利投運。1997年,機械部、國家電力公司組織的專家評審會,肯定了XDPS-400系統“各項技術指標……處於國內領先水平”。

儘管取得了突破,但新華自主品牌DCS的發展,並未從此一帆風順。電力系統“八大家”的規定令新華無緣30萬千瓦及以上新建機組項目。李培植於是仍採取了穩紮穩打,步步為營的策略:“先做中小型機組項目,再做大型機組項目;先做老機組改造項目,再做新建機組項目”。這種“先易後難”的打法,不僅有利於降低起步時的難度,避免引起競爭對手尤其是國外廠商們的注意,從而為培育自主品牌贏得時間和空間;而且可以讓新華把自身的基礎築牢,把底層市場做紮實,然後再逐步向產業鏈中附加值更高的環節突破。中小型機組市場做到一定規模,就為上攻大型機組市場積蓄了力量;老機組改造市場做多了、做好了,就為跨越到新建機組市場準備了“梯子”。

而在實際推進的過程中,新華碰到的最大困難,莫過於用戶對國產裝備的不信任。囿於“八大家”的規定以及多年來形成的使用習慣(當然,也不排除部分國內企業由於對產品質量和服務不重視,而導致問題,給用戶留下了不好的印象),電廠用戶普遍具有一種觀念(錯覺),似乎只有國外品牌廠家的控制系統才是可靠的。甚至還存在這樣一種“怪現象”:採用進口設備,即便出了問題也沒有責任;但如果採用國產設備,一旦出現問題就會被追究,“誰讓你用國產的?”

對此,李培植要求新華上下要把每一個項目都當成“樣板工程”、“窗口工程”來做,儘量爭取一次就把事情做對,通過實際行動尤其是最終的結果向用戶證明,國產DCS一點兒也不比國外的差,甚至在很多方面還優於進口產品。而每完成一個令客戶滿意的項目,就為XDPS-400累積下一個業績,為民族DCS產業增添了一個砝碼。隨著砝碼增加到一定程度,市場信任的天平便會向新華傾斜。

到2001年,XDPS-400系統在30萬千瓦機組DCS改造項目中,已經累積了16臺業績,並經過一段長時間的運行之後,逐步向廣大用戶“證明、展示了新華的實力”。當年,在國家的支持和新華的積極爭取下,深圳媽灣電廠5、6號機組DCS項目邀請新華參與投標(也是其中惟一的民族品牌),XDPS-400系統的報價僅為進口系統的約一半,最終以最低價中標,由此突破了新建大型火電機組DCS系統只能選用八家跨國公司進口硬件的限制。一年多以後,5號機組成功投運,標誌著我國新建30萬千瓦機組DCS系統只能依賴進口的歷史,終於結束了。不僅如此,該機組的DCS(XDPS-400)還在國內首次實現了機、爐、電及公用設備的一體化控制,其水平領先於彼時所有其他已投運的30萬千瓦乃至60萬千瓦機組(包括進口機組),受到了用戶和業界的廣泛好評。

緊接著,隨著“八大家”的取消,新華開始向跨國公司盤踞的大型機組市場發起了總攻。李培植帶領全體新華人,以XDPS卓越的性價比為矛,以自身優質的售後服務為盾,一個項目一個項目、一片區域一片區域地蠶食國外廠商的市場份額——在這場驚心動魄的較量中,新華步步進逼,國外廠商節節退守:例如,2001年在深圳媽灣電廠項目中,兩臺30萬千瓦新建機組DCS,某國外公司的報價是5600萬元,新華以2800多萬元中標;2002年在湖南株洲,該公司將價格降至3650萬元,新華則以低於其1000萬元的價格勝出;接下來在湖北黃石,該公司把價格一下子降到了1650萬元,最後新華以約1000萬元中標……進口DCS廠商高價盤剝中國用戶,賺取超額壟斷利潤的局面,終於被終結了!

到2004年,新華在30萬千瓦機組市場已成席捲之勢。根據後來國外某權威機構的統計,XDPS-400在當年30萬千瓦機組DCS市場的份額,已經高達72%。這一被國外廠商佔領多年的“地盤”,終於被新華收復了。不僅如此,此前新華還在貴州拿下了兩臺60萬千瓦新建機組的DCS合同,一舉打破了跨國公司在該市場的壟斷,“為振興民族工業和電力系統自動化產業作出了重大貢獻”。

53歲才開始創業,李培植帶領新華人在異常艱難的條件下,不僅攻克了DEH、DCS這項重大關鍵技術,使火電廠的“大腦”掌握在了中國人自己手裡,而且成功實現了其產業化,打破了跨國公司多年來對國內市場的壟斷,極大地降低了用戶部門的採購成本,“為國家為民族切切實實做成了一些事情”。正如一位業內人士所指出:“新華公司及其XDPS-400系統,改變了我國電站DCS市場長期以來盲目追求進口的傾向,在工業控制領域樹立了民族自信心,走出了一條獨具特色的自主發展道路。”這大概可以算是對“新華”這個民族品牌最樸實而中肯的評價了!


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