新工業經濟下電線電纜產業的技術發展與融合

韓昆鵬　黃小芳

摘 要：電線電纜產業隨著新材料、新裝備、新技術和工業互聯網的發展，近年來涌現出許多新的前沿領域和發展方向。電纜制造企業需適應工業互聯網下的產業融合發展。智能制造和工業互聯網帶來新一輪產業革命，電線電纜產業鏈作為基礎制造業，也需經受沖擊和歷煉，實現產業升級和突破。

關鍵詞：電纜技術;裝備材料;發展融合

0 前言

電線電纜產業在國家能源開發、能源傳輸和能源轉換中擔負重任，隨著新材料、新裝備、新技術和工業互聯網的發展，電線電纜產業近年來也涌現出許多新的前沿領域和發展方向。如何在新工業經濟形勢下，實現電纜行業制造體系升級，是所有電纜企業值得思考的問題。即使放在當前工業大變革的歷史背景下，電纜企業也面臨激烈競爭，需要突破發展。本文結合電纜行業近些年發展情況，淺析電纜產業裝備、材料、工藝及產業的發展趨勢。

1 高端制造和檢測裝備

目前電線電纜行業生產檢測裝備大部分已實現國產化，但在高端裝備領域，國產裝備與國外先進水平相比，制造裝備在機械加工精度、工藝穩定性、模塊化集成度、生產效率，檢測裝備在測試精度、穩定可靠性等方面還有一定差距。電纜裝備供需狀況存在錯位，一方面國產中低端裝備供需飽和，另一方面高端裝備進口依賴程度高。電纜制造高端裝備以500kV立塔交聯生產線為例，目前國內投產生產線以進口裝備為主，國產裝備多以配套或輔助功能使用。電纜高端裝備投資回收周期長、占用資金量大，電纜企業在選用裝備時，會慎重考慮選用裝備的成熟性和行業使用情況。另外高端裝備市場需求量相對較小，換代周期長，也片面影響國產高端裝備的研發和投用。但未來電纜行業高端制造和檢測裝備仍是裝備制造企業發展的一個方向，除了需要在基體材料、加工工藝、系統組成上做出突破外，智能化、信息化和高度集成化將成為未來高端裝備的普遍要求。目前，電纜行業智能生產、數字供應鏈、大數據平臺建設對車間工廠生產、檢測數據集采需要另行配置傳感器、數據集采裝置和工業平板等輔助裝備。未來數據集采和網絡交互功能將是電纜裝備智能化的常用配置。

2 電纜新材料研發

電纜新材料研發包括兩個方面：一方面是對原有材料體系的改良、改性、配方優化設計;另一方面是全新材料在電纜結構上的應用。目前我國電纜橡塑材料主要應用于中低電壓等級。超高壓電纜絕緣、屏蔽料存在基礎原料整體水平低，核心工藝裝備依賴進口，產業化程度不高。高耐壓等級絕緣材料對基材純度、配方工藝、輔助材料的分布狀態要求很高，目前國內能夠生產超高壓絕緣料的廠家非常有限。國家已將新材料產業作為制造業轉型升級的戰略支撐，科研資金和人才投入巨大。隨著新材料技術的不斷突破，既可以在原有材料體系基礎上研制出更高純度、更細小微粒的基體材料，通過納米處理、微粒改性等物理化學方法提升材料性能，也可以研制開發出更多實用的復合新材料。未來電纜材料的研發除了注重材料電氣性能和機械物理性能，也更關注其環保性能和廢舊材料的回收利用。在材料研發使用全周期，考量其環保性和循環使用價值。

3 制造技術的發展

電纜制造技術發展包括制造方法的改進和電纜新結構、新生產工藝的研發。以礦物絕緣電纜為例，目前礦物絕緣電纜防火性能檢測標準以BS6387要求比較全面和嚴格，該標準要求防火電纜除能經受單純耐火試驗外，還要求耐火測試過程能經受噴水和機械沖擊。然而以此為評價標準，電纜企業在采用云母絕緣帶材和銅管、鋁管、鋼管金屬套生產工藝的基礎上，發展出一系列柔性結構礦物絕緣電纜，并得到了用戶和市場認可。而耐火陶瓷材料的研制和使用，使耐火結構電纜可以向更高電壓等級發展。電動新能源汽車發展需要配備大量的充電樁，使充電樁電纜發展成單獨的電纜系列，而機器人行業的發展又需電纜企業研發相應的高柔性、抗扭機器人電纜。電纜新結構與新應用相輔相成，而某些電纜新結構是需要采用電纜生產新型裝備來實現。

4 智能制造與工業互聯網

電纜智能制造是采用電纜智能制造技術和電纜智能制造系統進行電纜生產的模式。電纜智能制造裝備采用計算網絡智能交互組成智能制造系統，通過對工作流程的動態管理、決策優化提高資源使用效率。電纜智能制造以客戶需求為導向，貫通企業運營管理和工廠生產執行，公司各工作節點在執行的同時負責數據集成，組成大數據管理平臺，企業管理層應用大數據管理快速決策，實現智能管理和生產。工廠車間智能生產裝備采用數據集采系統，實時采集生產數據，通過大數據管理平臺實現對生產過程的智能監測、判斷和控制。目前電纜企業已采用有SRM、MES、CRM、SAP、ERP等系列電子采購、制造執行、客戶管理電子信息數據處理系統。工業互聯網將進一步加深工廠智能制造和各電子信息數據處理系統的深度融合。

隨著工業互聯網的逐步推進，電纜智能制造邊界將突破生產工廠界限，向上下游產業鏈及客戶端不斷延伸。隨著電纜制造產業鏈的上游產業電纜原材料制造企業包括金屬冶煉加工企業和化工企業，電纜制造產業鏈的下游產業電纜輸配電系統和最終用戶，及電纜設計施工企業工業互聯網的同步推進，電纜智能制造將由企業的單點網絡，交互成涵蓋電纜原材料、電纜生產、電纜設計施工、輸配電系統集成和最終用戶的共享網絡。電纜智造系統通過接入端口，可以與上下游客戶共享數據信息。由智能制造和工業互聯網引領的新一輪工業革命，也必將給電纜行業帶來新一輪的沖擊和洗禮。

國家已將工業互聯網定位為推動工業升級轉型的重大工業基礎設施。電纜行業智能制造裝備和信息集采交互系統已日益成熟和完善，如何在工業互聯網融合下投入應用，在實踐中不短提升和完善，最終發展出工業互聯網交互背景下的理念先進、具有標準規范的電纜智能制造系統，是電纜行業整體突破的一個重要契機。

5 電線電纜產業鏈融合

電線電纜制造產業鏈上游是電纜材料供應企業，下游是線纜設計、施工企業和終端用戶。電線電纜作為單獨的產品，需與其他供應商產品配套組成完整的供配電和信息傳輸系統。穩定合格的原材料供應，是生產合格電纜產品的基礎。電纜企業運營成本中原材料成本占比很大，許多電纜企業部分原材料例如護套料采用自主生產的方式以降低生產成本，技術實力強的電纜生產企業向原材料行業拓展，發展成為電纜原材料和電纜供應商。電纜企業生產電纜產品，但電纜制造企業本身不具備電力設計和安裝施工的資質，電纜生產交付后，需交有資質的施工企業安裝敷設。電纜制造企業和設計、施工企業融合，可以發展成為設計、生產、施工一體的電纜系統供應商。國內電網220kV及以上電力系統，采購招標時常常要求制造商提供的220kV交聯電纜需有與其配套的220kV電纜終端和中間接頭組裝成的電纜系統經過型式試驗或預鑒定試驗，以證明電纜與其配套連接附件的整體可靠性。這樣的電纜系統客觀上就要求電纜制造企業和電纜附件制造企業預先研制裝配電纜系統并經測試驗證其可靠性。以上實例，只是電纜產業鏈向上下游融合的部分體現。無論是電纜生產企業通過自身努力向上下游產業拓展，還是通過工業互聯網背景下供應鏈網絡交互和大數據平臺，都必將是一個融合發展的過程。

6 結束語

目前電纜行業產業集中度不高，同質化產品又導致競爭激烈。眾多中小企業難以依靠產品差異化競爭快速突圍。精細化成本控制、全面質量管理和卓越的客戶服務仍是企業提升品牌、凝聚競爭力的主要手段。在此基礎上，電纜企業只有緊跟國家產業政策，關注電纜產品和應用領域變化，通過不斷的研發投入，科技創新，電纜企業才能跟上新工業革命的潮流。

參考文獻：

[1]曾芬芳，景旭文，等.智能制造概論[M].北京：清華大學出版社，2001.

[2]張祖國.基于全制造服務周期的智能工廠系統結構模型.艦船科學技術[J].2016，38（05）.

[3]（美）杰里米·里夫金著，張體偉，孫豫寧譯.第三次工業革命：新經濟模式如何改變世界[M].北京：中信出版社，2012.

[4]（德）烏爾里?！ど吕罩骶?，鄧敏，李現民譯.工業4.0：即將來襲的第四次工業革命[M].北京：機械工業出版社，2014.