新工业经济下电线电缆产业的技术发展与融合论文

  前言

电线电缆产业在国家能源开发、能源传输和能源转换中担负重任，随着新材料、新装备、新技术和工业互联网的发展，电线电缆产业近年来也涌现出许多新的前沿领域和发展方向。如何在新工业经济形势下，实现电缆行业制造体系升级，是所有电缆企业值得思考的问题。即使放在当前工业大变革的历史背景下，电缆企业也面临激烈竞争，需要突破发展。本文结合电缆行业近些年发展情况，浅析电缆产业装备、材料、工艺及产业的发展趋势。



　　1高端制造和检测装备



　　目前电线电缆行业生产检测装备大部分已实现国产化，但在高端装备领域，国产装备与国外先进水平相比，制造装备在机械加工精度、工艺稳定性、模块化集成度、生产效率，检测装备在测试精度、稳定可靠性等方面还有一定差距。电缆装备供需状况存在错位，一方面国产中低端装备供需饱和，另一方面高端装备进口依赖程度高。电缆制造高端装备以500kV立塔交联生产线为例，目前国内投产生产线以进口装备为主，国产装备多以配套或辅助功能使用。电缆高端装备投资回收周期长、占用资金量大，电缆企业在选用装备时，会慎重考虑选用装备的成熟性和行业使用情况。另外高端装备市场需求量相对较小，换代周期长，也片面影响国产高端装备的研发和投用。但未来电缆行业高端制造和检测装备仍是装备制造企业发展的一个方向，除了需要在基体材料、加工工艺、系统组成上做出突破外，智能化、信息化和高度集成化将成为未来高端装备的普遍要求。目前，电缆行业智能生产、数字供应链、大数据平台建设对车间工厂生产、检测数据集采需要另行配置传感器、数据集采装置和工业平板等辅助装备。未来数据集采和网络交互功能将是电缆装备智能化的常用配置。



　　2电缆新材料研发



　　电缆新材料研发包括两个方面：一方面是对原有材料体系的改良、改性、配方优化设计；另一方面是全新材料在电缆结构上的应用。目前我国电缆橡塑材料主要应用于中低电压等级。超高压电缆绝缘、屏蔽料存在基础原料整体水平低，核心工艺装备依赖进口，产业化程度不高。高耐压等级绝缘材料对基材纯度、配方工艺、辅助材料的分布状态要求很高，目前国内能够生产超高压绝缘料的厂家非常有限。国家已将新材料产业作为制造业转型升级的战略支撑，科研资金和人才投入巨大。随着新材料技术的不断突破，既可以在原有材料体系基础上研制出更高纯度、更细小微粒的基体材料，通过纳米处理、微粒改性等物理化学方法提升材料性能，也可以研制开发出更多实用的复合新材料。未来电缆材料的研发除了注重材料电气性能和机械物理性能，也更关注其环保性能和废旧材料的回收利用。在材料研发使用全周期，考量其环保性和循环使用价值。



　　3制造技术的发展



　　电缆制造技术发展包括制造方法的改进和电缆新结构、新生产工艺的研发。以矿物绝缘电缆为例，目前矿物绝缘电缆防火性能检测标准以BS6387要求比较全面和严格，该标准要求防火电缆除能经受单纯耐火试验外，还要求耐火测试过程能经受喷水和机械冲击。然而以此为评价标准，电缆企业在采用云母绝缘带材和铜管、铝管、钢管金属套生产工艺的基础上，发展出一系列柔性结构矿物绝缘电缆，并得到了用户和市场认可。而耐火陶瓷材料的研制和使用，使耐火结构电缆可以向更高电压等级发展。电动新能源汽车发展需要配备大量的充电桩，使充电桩电缆发展成单独的电缆系列，而机器人行业的发展又需电缆企业研发相应的高柔性、抗扭机器人电缆。电缆新结构与新应用相輔相成，而某些电缆新结构是需要采用电缆生产新型装备来实现。



　　4智能制造与工业互联网



　　电缆智能制造是采用电缆智能制造技术和电缆智能制造系统进行电缆生产的模式。电缆智能制造装备采用计算网络智能交互组成智能制造系统，通过对工作流程的动态管理、决策优化提高资源使用效率。电缆智能制造以客户需求为导向，贯通企业运营管理和工厂生产执行，公司各工作节点在执行的同时负责数据集成，组成大数据管理平台，企业管理层应用大数据管理快速决策，实现智能管理和生产。工厂车间智能生产装备采用数据集采系统，实时采集生产数据，通过大数据管理平台实现对生产过程的智能监测、判断和控制。目前电缆企业已采用有SRM、MES、CRM、SAP、ERP等系列电子采购、制造执行、客户管理电子信息数据处理系统。工业互联网将进一步加深工厂智能制造和各电子信息数据处理系统的深度融合。



　　随着工业互联网的逐步推进，电缆智能制造边界将突破生产工厂界限，向上下游产业链及客户端不断延伸。随着电缆制造产业链的上游产业电缆原材料制造企业包括金属冶炼加工企业和化工企业，电缆制造产业链的下游产业电缆输配电系统和最终用户，及电缆设计施工企业工业互联网的同步推进，电缆智能制造将由企业的单点网络，交互成涵盖电缆原材料、电缆生产、电缆设计施工、输配电系统集成和最终用户的共享网络。电缆智造系统通过接入端口，可以与上下游客户共享数据信息。由智能制造和工业互联网引领的新一轮工业革命，也必将给电缆行业带来新一轮的冲击和洗礼。



　　国家已将工业互联网定位为推动工业升级转型的重大工业基础设施。电缆行业智能制造装备和信息集采交互系统已日益成熟和完善，如何在工业互联网融合下投入应用，在实践中不短提升和完善，最终发展出工业互联网交互背景下的理念先进、具有标准规范的电缆智能制造系统，是电缆行业整体突破的一个重要契机。



　　5电线电缆产业链融合



　　电线电缆制造产业链上游是电缆材料供应企业，下游是线缆设计、施工企业和终端用户。电线电缆作为单独的产品，需与其他供应商产品配套组成完整的供配电和信息传输系统。稳定合格的原材料供应，是生产合格电缆产品的基础。电缆企业运营成本中原材料成本占比很大，许多电缆企业部分原材料例如护套料采用自主生产的方式以降低生产成本，技术实力强的电缆生产企业向原材料行业拓展，发展成为电缆原材料和电缆供应商。电缆企业生产电缆产品，但电缆制造企业本身不具备电力设计和安装施工的资质，电缆生产交付后，需交有资质的施工企业安装敷设。电缆制造企业和设计、施工企业融合，可以发展成为设计、生产、施工一体的电缆系统供应商。国内电网220kV及以上电力系统，采购招标时常常要求制造商提供的220kV交联电缆需有与其配套的220kV电缆终端和中间接头组装成的电缆系统经过型式试验或预鉴定试验，以证明电缆与其配套连接附件的整体可靠性。这样的电缆系统客观上就要求电缆制造企业和电缆附件制造企业预先研制装配电缆系统并经测试验证其可靠性。以上实例，只是电缆产业链向上下游融合的部分体现。无论是电缆生产企业通过自身努力向上下游产业拓展，还是通过工业互联网背景下供应链网络交互和大数据平台，都必将是一个融合发展的过程。



　　6结束语



　　目前电缆行业产业集中度不高，同质化产品又导致竞争激烈。众多中小企业难以依靠产品差异化竞争快速突围。精细化成本控制、全面质量管理和卓越的客户服务仍是企业提升品牌、凝聚竞争力的主要手段。在此基础上，电缆企业只有紧跟国家产业政策，关注电缆产品和应用领域变化，通过不断的研发投入，科技创新，电缆企业才能跟上新工业革命的潮流。