发展趋势
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《服务实体经济大有可为》
其它类 一见你就笑 2017-03-24 14:45 发表了文章
核心提示：3月24日，人民日报经济版发表广发证券董事长孙树明文章《服务实体经济大有可为》。
文章认为，服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石，没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。文章指出了证券公司服务实体经济存在的不足，提出证券公司应协助实体企业从“去杠杆、降低融资成本”、“进行并购重组，去产能、助力产业转型升级”和“发展直投业务，培育实体经济新动能”等三个方面，为服务实体经济加强作为。
原文刊载如下：
服务实体经济大有可为
服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。
实业兴则金融兴，支持实体经济是金融业生存发展的根本。服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。资本市场的核心定位，应该是通过支持企业上市融资、发行债券、并购重组，优化资源配置、助力企业做大做强，推动实体经济健康发展。因此，服务实体经济也是证券公司自身改革发展的内在要求。
不过，当前，证券公司服务实体经济存在四个不足。一是证券业比重偏低，难以适应实体经济和企业直接融资需求。二是普遍存在经纪业务比重高、投行业务比重低问题。三是直投业务规模较小且规范性不足。四是资管业务“虚胖”，主动管理型产品比重偏低，通道型产品比重偏高。
因此，证券公司应在服务实体经济上加强作为。一是在协助实体企业去杠杆、降低融资成本上争取更大作为。要努力推进股、债以及股债结合等多种融资服务，在降低实体经济杠杆率方面发挥更大的作用。要进一步提供高效的股权融资服务，对高端制造业和现代服务业等符合改革转型方向且有利于实体经济发展的优质企业，要大力协助其进行多层次资本市场挂牌上市融资。同时，也应大力协助符合国家产业政策要求的实体企业发行公司债、企业债、短期融资券和中期票据等，努力降低企业负债成本。
二是协助实体企业进行并购重组，在去产能、助力产业转型升级上争取更大作为。从服务供给侧结构性改革角度出发，要协助钢铁、煤炭等传统产能过剩行业进行并购重组，助力去产能任务的深入推进。还应为企业提供个性化方案，帮助企业通过并购重组快速扩大规模，提高市场占有率，实现超越式发展。
三是大力发展直投业务，在培育实体经济新动能上争取更大作为。要按照监管规定进行规范整改，开展业务时要更加注重风控管理、坚决杜绝利益输送。在合规前提下，直投业务要真正把资金投到符合国家政策导向、代表未来产业转型方向的优质实体企业去，哺育实体经济发展。
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文章认为，服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石，没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。文章指出了证券公司服务实体经济存在的不足，提出证券公司应协助实体企业从“去杠杆、降低融资成本”、“进行并购重组，去产能、助力产业转型升级”和“发展直投业务，培育实体经济新动能”等三个方面，为服务实体经济加强作为。
原文刊载如下：
服务实体经济大有可为
服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。
实业兴则金融兴，支持实体经济是金融业生存发展的根本。服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。资本市场的核心定位，应该是通过支持企业上市融资、发行债券、并购重组，优化资源配置、助力企业做大做强，推动实体经济健康发展。因此，服务实体经济也是证券公司自身改革发展的内在要求。
不过，当前，证券公司服务实体经济存在四个不足。一是证券业比重偏低，难以适应实体经济和企业直接融资需求。二是普遍存在经纪业务比重高、投行业务比重低问题。三是直投业务规模较小且规范性不足。四是资管业务“虚胖”，主动管理型产品比重偏低，通道型产品比重偏高。
因此，证券公司应在服务实体经济上加强作为。一是在协助实体企业去杠杆、降低融资成本上争取更大作为。要努力推进股、债以及股债结合等多种融资服务，在降低实体经济杠杆率方面发挥更大的作用。要进一步提供高效的股权融资服务，对高端制造业和现代服务业等符合改革转型方向且有利于实体经济发展的优质企业，要大力协助其进行多层次资本市场挂牌上市融资。同时，也应大力协助符合国家产业政策要求的实体企业发行公司债、企业债、短期融资券和中期票据等，努力降低企业负债成本。
二是协助实体企业进行并购重组，在去产能、助力产业转型升级上争取更大作为。从服务供给侧结构性改革角度出发，要协助钢铁、煤炭等传统产能过剩行业进行并购重组，助力去产能任务的深入推进。还应为企业提供个性化方案，帮助企业通过并购重组快速扩大规模，提高市场占有率，实现超越式发展。
三是大力发展直投业务，在培育实体经济新动能上争取更大作为。要按照监管规定进行规范整改，开展业务时要更加注重风控管理、坚决杜绝利益输送。在合规前提下，直投业务要真正把资金投到符合国家政策导向、代表未来产业转型方向的优质实体企业去，哺育实体经济发展。
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核心提示：3月24日，人民日报经济版发表广发证券董事长孙树明文章《服务实体经济大有可为》。
文章认为，服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石，没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。文章指出了证券公司服务实体经济存在的不足，提出证券公司应协助实体企业从“去杠杆、降低融资成本”、“进行并购重组，去产能、助力产业转型升级”和“发展直投业务，培育实体经济新动能”等三个方面，为服务实体经济加强作为。
原文刊载如下：
服务实体经济大有可为
服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。
实业兴则金融兴，支持实体经济是金融业生存发展的根本。服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。资本市场的核心定位，应该是通过支持企业上市融资、发行债券、并购重组，优化资源配置、助力企业做大做强，推动实体经济健康发展。因此，服务实体经济也是证券公司自身改革发展的内在要求。
不过，当前，证券公司服务实体经济存在四个不足。一是证券业比重偏低，难以适应实体经济和企业直接融资需求。二是普遍存在经纪业务比重高、投行业务比重低问题。三是直投业务规模较小且规范性不足。四是资管业务“虚胖”，主动管理型产品比重偏低，通道型产品比重偏高。
因此，证券公司应在服务实体经济上加强作为。一是在协助实体企业去杠杆、降低融资成本上争取更大作为。要努力推进股、债以及股债结合等多种融资服务，在降低实体经济杠杆率方面发挥更大的作用。要进一步提供高效的股权融资服务，对高端制造业和现代服务业等符合改革转型方向且有利于实体经济发展的优质企业，要大力协助其进行多层次资本市场挂牌上市融资。同时，也应大力协助符合国家产业政策要求的实体企业发行公司债、企业债、短期融资券和中期票据等，努力降低企业负债成本。
二是协助实体企业进行并购重组，在去产能、助力产业转型升级上争取更大作为。从服务供给侧结构性改革角度出发，要协助钢铁、煤炭等传统产能过剩行业进行并购重组，助力去产能任务的深入推进。还应为企业提供个性化方案，帮助企业通过并购重组快速扩大规模，提高市场占有率，实现超越式发展。
三是大力发展直投业务，在培育实体经济新动能上争取更大作为。要按照监管规定进行规范整改，开展业务时要更加注重风控管理、坚决杜绝利益输送。在合规前提下，直投业务要真正把资金投到符合国家政策导向、代表未来产业转型方向的优质实体企业去，哺育实体经济发展。
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文章认为，服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石，没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。文章指出了证券公司服务实体经济存在的不足，提出证券公司应协助实体企业从“去杠杆、降低融资成本”、“进行并购重组，去产能、助力产业转型升级”和“发展直投业务，培育实体经济新动能”等三个方面，为服务实体经济加强作为。
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服务实体经济大有可为
服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。
实业兴则金融兴，支持实体经济是金融业生存发展的根本。服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。资本市场的核心定位，应该是通过支持企业上市融资、发行债券、并购重组，优化资源配置、助力企业做大做强，推动实体经济健康发展。因此，服务实体经济也是证券公司自身改革发展的内在要求。
不过，当前，证券公司服务实体经济存在四个不足。一是证券业比重偏低，难以适应实体经济和企业直接融资需求。二是普遍存在经纪业务比重高、投行业务比重低问题。三是直投业务规模较小且规范性不足。四是资管业务“虚胖”，主动管理型产品比重偏低，通道型产品比重偏高。
因此，证券公司应在服务实体经济上加强作为。一是在协助实体企业去杠杆、降低融资成本上争取更大作为。要努力推进股、债以及股债结合等多种融资服务，在降低实体经济杠杆率方面发挥更大的作用。要进一步提供高效的股权融资服务，对高端制造业和现代服务业等符合改革转型方向且有利于实体经济发展的优质企业，要大力协助其进行多层次资本市场挂牌上市融资。同时，也应大力协助符合国家产业政策要求的实体企业发行公司债、企业债、短期融资券和中期票据等，努力降低企业负债成本。
二是协助实体企业进行并购重组，在去产能、助力产业转型升级上争取更大作为。从服务供给侧结构性改革角度出发，要协助钢铁、煤炭等传统产能过剩行业进行并购重组，助力去产能任务的深入推进。还应为企业提供个性化方案，帮助企业通过并购重组快速扩大规模，提高市场占有率，实现超越式发展。
三是大力发展直投业务，在培育实体经济新动能上争取更大作为。要按照监管规定进行规范整改，开展业务时要更加注重风控管理、坚决杜绝利益输送。在合规前提下，直投业务要真正把资金投到符合国家政策导向、代表未来产业转型方向的优质实体企业去，哺育实体经济发展。
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中国制造2025智能工厂的五大趋势
管理类 苏州工业仿真 2016-11-20 19:11 发表了文章
最近几年，欧美国家最早针对流程工业提出了“智能工厂”的概念。流程工业智能工厂由商业智能、运营智能、操作智能三个层次组成，由于自身的自动化水平较高，因此实施智能工厂相对比较容易。与流程工业相比，离散制造业首先在底层制造环节由于生产工艺的复杂性，如车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊对生产设备的智能化要求很高，投资很大。
特别是装备制造业、家电、汽车、机械、模具、航空航天、消费电子等产品大都要求产品智能化，设计智能。因此，在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下，离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，做到纵向、横向和端到端的集成，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，从而建立基于工业大数据和“互联网+”的智能工厂。
生产设备网络化，实现车间“物联网”工业物联网的提出给“中国制造2025”、工业4.0提供了一个新的突破口。物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
传统的工业生产采用M2M(MachinetoMachine)的通信模式，实现了设备与设备间的通信，而物联网通过ThingstoThings的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。
在离散制造企业车间，数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源。在生产过程中，将所有的设备及工位统一联网管理，使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯，设备与工位人员紧密关联。如：数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程，将加工程序上传至DNC服务器，设备操作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序，待加工任务完成后，再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中，由程序管理员或工艺人员进行比较或归档，整个生产过程实现网络化、追溯化管理。
生产数据可视化，利用大数据分析进行生产决策
“中国制造2025”提出以后，信息化与工业化快速融合，信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节，条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在离散制造企业中得到广泛应用，尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用，离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段，所拥有的数据也日益丰富。
离散制造企业生产线处于高速运转，由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据，对数据的实时性要求也更高。
在生产现场，每隔几秒就收集一次数据，利用这些数据可以实现很多形式的分析，包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。首先，在生产工艺改进方面，在生产过程中使用这些大数据，就能分析整个生产流程，了解每个环节是如何执行的。
一旦有某个流程偏离了标准工艺，就会产生一个报警信号，能更快速地发现错误或者瓶颈所在，也就能更容易解决问题。利用大数据技术，还可以对产品的生产过程建立虚拟模型，仿真并优化生产流程，当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时，这种透明度将有助于制造企业改进其生产流程。
再如，在能耗分析方面，在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程，能够发现能耗的异常或峰值情形，由此便可在生产过程中优化能源的消耗，对所有流程进行分析将会大大降低能耗。
生产文档无纸化，实现高效、绿色制造
构建绿色制造体系，建设绿色工厂，实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化是中国制造2025实现“制造大国”走向“制造强国”的重要战略之一。目前，在离散制造企业中产生繁多的纸质文件，如工艺过程卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件、数控程序等等，这些纸质文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和实时追踪，而且易产生大量的纸张浪费、丢失等。
生产文档进行无纸化管理后，工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息，生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存，大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转，从而杜绝了文件、数据丢失，进一步提高了生产准备效率和生产作业效率，实现绿色、无纸化生产。
生产过程透明化，智能工厂的“神经”系统
“中国制造2025”明确提出推进制造过程智能化，通过建设智能工厂，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制，进而实现整个过程的智能管控。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造行业，企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间，侧重从单台设备自动化和产品智能化入手，基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。
因此其智能工厂建设模式为推进生产设备(生产线)智能化，通过引进各类符合生产所需的智能装备，建立基于制造执行系统MES的车间级智能生产单元，提高精准制造、敏捷制造、透明制造的能力。
离散制造企业生产现场，MES在实现生产过程的自动化、智能化、数字化等方面发挥着巨大作用。首先，MES借助信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，减少企业内部无附加值活动，有效地指导工厂生产运作过程，提高企业及时交货能力。
其次，MES在企业和供应链间以双向交互的形式提供生产活动的基础信息，使计划、生产、资源三者密切配合，从而确保决策者和各级管理者可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，做出准确的判断并制定快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速的修正、生产流程畅通、资源充分有效地得到利用，进而最大限度地发挥生产效率。
生产现场无人化，真正做到“无人”工厂
“中国制造2025”推动了工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用，使工厂无人化制造成为可能。在离散制造企业生产现场，数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度，工件、物料、刀具进行自动化装卸调度，可以达到无人值守的全自动化生产模式(LightsOutMFG)。
在不间断单元自动化生产的情况下，管理生产任务优先和暂缓，远程查看管理单元内的生产状态情况，如果生产中遇到问题，一旦解决，立即恢复自动化生产，整个生产过程无需人工参与，真正实现“无人”智能生产。
实现从制造业大国向制造业强国的“升级”，“中国制造2025”成为最有力的战略驱动。盖勒普是“中国制造2025”的先行探索者和实践者。深度结合当前离散制造业的实际现状，基于全球25年领先技术和中国15年的本地化经验，盖勒普提出了离散制造业智能工厂的五个方向，旨在借助全球先进智能工厂整体解决方案(MES-SFC)这一生产力引擎，打破组织边界，将企业整个生产现场都纳入到管理网络中，正深刻地改变着制造模式、流程乃至整个制造业的结构，这一具有未来竞争力的创新成果将有力推动整个制造业的转型升级，也让离散制造企业得到了独一无二的新技术体验，并为行业树立成功典范。
来源：1号机器人
智造家提供 查看全部
特别是装备制造业、家电、汽车、机械、模具、航空航天、消费电子等产品大都要求产品智能化，设计智能。因此，在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下，离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，做到纵向、横向和端到端的集成，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，从而建立基于工业大数据和“互联网+”的智能工厂。
生产设备网络化，实现车间“物联网”工业物联网的提出给“中国制造2025”、工业4.0提供了一个新的突破口。物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
传统的工业生产采用M2M(MachinetoMachine)的通信模式，实现了设备与设备间的通信，而物联网通过ThingstoThings的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。
在离散制造企业车间，数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源。在生产过程中，将所有的设备及工位统一联网管理，使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯，设备与工位人员紧密关联。如：数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程，将加工程序上传至DNC服务器，设备操作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序，待加工任务完成后，再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中，由程序管理员或工艺人员进行比较或归档，整个生产过程实现网络化、追溯化管理。
生产数据可视化，利用大数据分析进行生产决策
“中国制造2025”提出以后，信息化与工业化快速融合，信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节，条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在离散制造企业中得到广泛应用，尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用，离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段，所拥有的数据也日益丰富。
离散制造企业生产线处于高速运转，由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据，对数据的实时性要求也更高。
在生产现场，每隔几秒就收集一次数据，利用这些数据可以实现很多形式的分析，包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。首先，在生产工艺改进方面，在生产过程中使用这些大数据，就能分析整个生产流程，了解每个环节是如何执行的。
一旦有某个流程偏离了标准工艺，就会产生一个报警信号，能更快速地发现错误或者瓶颈所在，也就能更容易解决问题。利用大数据技术，还可以对产品的生产过程建立虚拟模型，仿真并优化生产流程，当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时，这种透明度将有助于制造企业改进其生产流程。
再如，在能耗分析方面，在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程，能够发现能耗的异常或峰值情形，由此便可在生产过程中优化能源的消耗，对所有流程进行分析将会大大降低能耗。
生产文档无纸化，实现高效、绿色制造
构建绿色制造体系，建设绿色工厂，实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化是中国制造2025实现“制造大国”走向“制造强国”的重要战略之一。目前，在离散制造企业中产生繁多的纸质文件，如工艺过程卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件、数控程序等等，这些纸质文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和实时追踪，而且易产生大量的纸张浪费、丢失等。
生产文档进行无纸化管理后，工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息，生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存，大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转，从而杜绝了文件、数据丢失，进一步提高了生产准备效率和生产作业效率，实现绿色、无纸化生产。
生产过程透明化，智能工厂的“神经”系统
“中国制造2025”明确提出推进制造过程智能化，通过建设智能工厂，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制，进而实现整个过程的智能管控。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造行业，企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间，侧重从单台设备自动化和产品智能化入手，基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。
因此其智能工厂建设模式为推进生产设备(生产线)智能化，通过引进各类符合生产所需的智能装备，建立基于制造执行系统MES的车间级智能生产单元，提高精准制造、敏捷制造、透明制造的能力。
离散制造企业生产现场，MES在实现生产过程的自动化、智能化、数字化等方面发挥着巨大作用。首先，MES借助信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，减少企业内部无附加值活动，有效地指导工厂生产运作过程，提高企业及时交货能力。
其次，MES在企业和供应链间以双向交互的形式提供生产活动的基础信息，使计划、生产、资源三者密切配合，从而确保决策者和各级管理者可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，做出准确的判断并制定快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速的修正、生产流程畅通、资源充分有效地得到利用，进而最大限度地发挥生产效率。
生产现场无人化，真正做到“无人”工厂
“中国制造2025”推动了工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用，使工厂无人化制造成为可能。在离散制造企业生产现场，数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度，工件、物料、刀具进行自动化装卸调度，可以达到无人值守的全自动化生产模式(LightsOutMFG)。
在不间断单元自动化生产的情况下，管理生产任务优先和暂缓，远程查看管理单元内的生产状态情况，如果生产中遇到问题，一旦解决，立即恢复自动化生产，整个生产过程无需人工参与，真正实现“无人”智能生产。
实现从制造业大国向制造业强国的“升级”，“中国制造2025”成为最有力的战略驱动。盖勒普是“中国制造2025”的先行探索者和实践者。深度结合当前离散制造业的实际现状，基于全球25年领先技术和中国15年的本地化经验，盖勒普提出了离散制造业智能工厂的五个方向，旨在借助全球先进智能工厂整体解决方案(MES-SFC)这一生产力引擎，打破组织边界，将企业整个生产现场都纳入到管理网络中，正深刻地改变着制造模式、流程乃至整个制造业的结构，这一具有未来竞争力的创新成果将有力推动整个制造业的转型升级，也让离散制造企业得到了独一无二的新技术体验，并为行业树立成功典范。
来源：1号机器人
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最近几年，欧美国家最早针对流程工业提出了“智能工厂”的概念。流程工业智能工厂由商业智能、运营智能、操作智能三个层次组成，由于自身的自动化水平较高，因此实施智能工厂相对比较容易。与流程工业相比，离散制造业首先在底层制造环节由于生产工艺的复杂性，如车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊对生产设备的智能化要求很高，投资很大。
特别是装备制造业、家电、汽车、机械、模具、航空航天、消费电子等产品大都要求产品智能化，设计智能。因此，在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下，离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，做到纵向、横向和端到端的集成，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，从而建立基于工业大数据和“互联网+”的智能工厂。
生产设备网络化，实现车间“物联网”工业物联网的提出给“中国制造2025”、工业4.0提供了一个新的突破口。物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
传统的工业生产采用M2M(MachinetoMachine)的通信模式，实现了设备与设备间的通信，而物联网通过ThingstoThings的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。
在离散制造企业车间，数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源。在生产过程中，将所有的设备及工位统一联网管理，使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯，设备与工位人员紧密关联。如：数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程，将加工程序上传至DNC服务器，设备操作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序，待加工任务完成后，再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中，由程序管理员或工艺人员进行比较或归档，整个生产过程实现网络化、追溯化管理。
生产数据可视化，利用大数据分析进行生产决策
“中国制造2025”提出以后，信息化与工业化快速融合，信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节，条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在离散制造企业中得到广泛应用，尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用，离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段，所拥有的数据也日益丰富。
离散制造企业生产线处于高速运转，由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据，对数据的实时性要求也更高。
在生产现场，每隔几秒就收集一次数据，利用这些数据可以实现很多形式的分析，包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。首先，在生产工艺改进方面，在生产过程中使用这些大数据，就能分析整个生产流程，了解每个环节是如何执行的。
一旦有某个流程偏离了标准工艺，就会产生一个报警信号，能更快速地发现错误或者瓶颈所在，也就能更容易解决问题。利用大数据技术，还可以对产品的生产过程建立虚拟模型，仿真并优化生产流程，当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时，这种透明度将有助于制造企业改进其生产流程。
再如，在能耗分析方面，在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程，能够发现能耗的异常或峰值情形，由此便可在生产过程中优化能源的消耗，对所有流程进行分析将会大大降低能耗。
生产文档无纸化，实现高效、绿色制造
构建绿色制造体系，建设绿色工厂，实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化是中国制造2025实现“制造大国”走向“制造强国”的重要战略之一。目前，在离散制造企业中产生繁多的纸质文件，如工艺过程卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件、数控程序等等，这些纸质文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和实时追踪，而且易产生大量的纸张浪费、丢失等。
生产文档进行无纸化管理后，工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息，生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存，大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转，从而杜绝了文件、数据丢失，进一步提高了生产准备效率和生产作业效率，实现绿色、无纸化生产。
生产过程透明化，智能工厂的“神经”系统
“中国制造2025”明确提出推进制造过程智能化，通过建设智能工厂，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制，进而实现整个过程的智能管控。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造行业，企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间，侧重从单台设备自动化和产品智能化入手，基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。
因此其智能工厂建设模式为推进生产设备(生产线)智能化，通过引进各类符合生产所需的智能装备，建立基于制造执行系统MES的车间级智能生产单元，提高精准制造、敏捷制造、透明制造的能力。
离散制造企业生产现场，MES在实现生产过程的自动化、智能化、数字化等方面发挥着巨大作用。首先，MES借助信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，减少企业内部无附加值活动，有效地指导工厂生产运作过程，提高企业及时交货能力。
其次，MES在企业和供应链间以双向交互的形式提供生产活动的基础信息，使计划、生产、资源三者密切配合，从而确保决策者和各级管理者可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，做出准确的判断并制定快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速的修正、生产流程畅通、资源充分有效地得到利用，进而最大限度地发挥生产效率。
生产现场无人化，真正做到“无人”工厂
“中国制造2025”推动了工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用，使工厂无人化制造成为可能。在离散制造企业生产现场，数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度，工件、物料、刀具进行自动化装卸调度，可以达到无人值守的全自动化生产模式(LightsOutMFG)。
在不间断单元自动化生产的情况下，管理生产任务优先和暂缓，远程查看管理单元内的生产状态情况，如果生产中遇到问题，一旦解决，立即恢复自动化生产，整个生产过程无需人工参与，真正实现“无人”智能生产。
实现从制造业大国向制造业强国的“升级”，“中国制造2025”成为最有力的战略驱动。盖勒普是“中国制造2025”的先行探索者和实践者。深度结合当前离散制造业的实际现状，基于全球25年领先技术和中国15年的本地化经验，盖勒普提出了离散制造业智能工厂的五个方向，旨在借助全球先进智能工厂整体解决方案(MES-SFC)这一生产力引擎，打破组织边界，将企业整个生产现场都纳入到管理网络中，正深刻地改变着制造模式、流程乃至整个制造业的结构，这一具有未来竞争力的创新成果将有力推动整个制造业的转型升级，也让离散制造企业得到了独一无二的新技术体验，并为行业树立成功典范。
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带你了解PLC（二）！
智能科技类 苏州工业仿真 2016-11-20 19:01 发表了文章
PLC的IO点
我们已经知道PLC要实现相关的控制功能，就要有相应的输入输出部件，同电气控制回路一样，如：按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、接触器、继电器、控制阀等等。这在PLC中通常称为I/O点，它是用端子的形式与工业现场的器件或设备进行连接的，PLC在使用时只需将现场的各种设备与相应的I/O端相连接，即可投入运行。
OMRON PLC 整体型一体机的数字量IO点一般是以6：4的比例来分配输入和输出信号点的，比如20 个IO点的PLC模块可以接12个点的输入信号，还可以接8个点的输出信号。
所谓开关量信号或者是数字量信号，就是表现出的信号只有两种状态，象开关一样：或者是开或者是关，没有第三种状态。在计算机中表现的是：0或者是1；电气电路中表现的是：接通或者是切断，等等。
在PLC的上部为输入端子连接排，左侧是PLC的输入电源接点。挨着的是输入信号的端子。
因为输入的外接信号通常都是无源的信号，所以在接入PLC端子时，要提供电源形成合适的电流回路，在PLC上为方便输入信号的电源供取，提供24VDC（250MA）直流电源引出端子。如图上所示。
所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。
在COM和信号输入端子间接入电源（该电源由PLC输出的+24VDC引用），形成输入回路。PLC的一个输入点单独对应一个内部电路，如果信号是＝1时，也就是当输入信号（外部开关）闭合，输入点与输入公共端COM接通有适当电流形成输入回路时，该输入标识指示灯会点亮。在PLC里这个点的输入DI＝1。
我们看到PLC的输入端电气回路已经不是简单的电气接线形式，通过光电耦合和电容电阻，提高识别输入信号变化的程度，并隔离外部的可能的干扰。同样，交流输入电路也是类似。
值得注意的是，输入的电源在通常情况下，COM端可以或正或负，但对于NPN或者是PNP这种晶体管输入的外部信号，就要在接线上给予注意，日式的PLC习惯是NPN型的信号连接。NPN型传感器要求公共端接24VDC+极；PNP型传感器则正好相反，要求公共端接24VDC－极。因为PLC输入端子只有一个公共端－COM，如果信号中又有PNP型信号或者是NPN型信号的话，那么在选型上或者是接线上要做相应的调整。以下是几种输入回路：
无源接点的信号回路，串入的电源可由PLC供电端引，公共端可接电源的正极/负极。
需电源的信号，电源（PLC供）的正极接COM端，负极接信号的低电位端；这种信号可以同NPN性质同接。
集电极开路输出型的信号要引一路电源正极到电路中，以匹配电信号；可以同NPN性质同接。
可以同NPN输入同接。综上，在接入信号时，要注意信号的性质。
开关量输出单元，有三种类型：晶体管输出，用于响应速度快的直流负载；晶闸管输出，只能用于交流负载，而继电器输出类型，可交流负载，也可直流负载，但是响应速度慢。寿命相比短。
数字输出端子排在PLC的下方。PLC的数字量输出端是与设备执行元件连接形成回路的。
输入和输出回路都经过了光电隔离，提高抗扰能力。
这是晶体管输出电路；当控制程序让输出点＝1时，信号经光电耦合，使T2导通，使外接了电源的负载回路导通。
同样在其它输出方式也是类似的。在实际的硬件端口分布中，CP1H PLC的输出COM端，并不全是一对一的，有的是几个输出口共一个COM端，在电气连接时，要注意控制电源的同一。
CP1H PLC已经有内置有模拟量的信号采集和模拟量输出信号的回路。模拟量是连续的信号，对于模拟输入的信号，在PLC也是以连续信号接收，接收后被自动的转变成为数字量的连续信号。一般情况下，当模拟量信号按要求进行了电气连接后，模拟量在PLC里是被转换为连续的数字量继而读写或者是处理的。
这是电压信号的模拟量接口电路，对于有源的电压输出信号，在CP1H内置的接线端中，信号正端连到V IN端点，而负端连到COM端。
那么如果是有源电流信号要连到I IN和COM端，同时V IN和I IN端短接。
对于模拟量输出接口，PLC内部都提供电源，同样的按电流信号和电压信号的不同端子向负载提供驱动，形成控制回路。
来源：1号机器人
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PLC的IO点
我们已经知道PLC要实现相关的控制功能，就要有相应的输入输出部件，同电气控制回路一样，如：按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、接触器、继电器、控制阀等等。这在PLC中通常称为I/O点，它是用端子的形式与工业现场的器件或设备进行连接的，PLC在使用时只需将现场的各种设备与相应的I/O端相连接，即可投入运行。
OMRON PLC 整体型一体机的数字量IO点一般是以6：4的比例来分配输入和输出信号点的，比如20 个IO点的PLC模块可以接12个点的输入信号，还可以接8个点的输出信号。
所谓开关量信号或者是数字量信号，就是表现出的信号只有两种状态，象开关一样：或者是开或者是关，没有第三种状态。在计算机中表现的是：0或者是1；电气电路中表现的是：接通或者是切断，等等。
在PLC的上部为输入端子连接排，左侧是PLC的输入电源接点。挨着的是输入信号的端子。
因为输入的外接信号通常都是无源的信号，所以在接入PLC端子时，要提供电源形成合适的电流回路，在PLC上为方便输入信号的电源供取，提供24VDC（250MA）直流电源引出端子。如图上所示。
所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。
在COM和信号输入端子间接入电源（该电源由PLC输出的+24VDC引用），形成输入回路。PLC的一个输入点单独对应一个内部电路，如果信号是＝1时，也就是当输入信号（外部开关）闭合，输入点与输入公共端COM接通有适当电流形成输入回路时，该输入标识指示灯会点亮。在PLC里这个点的输入DI＝1。
我们看到PLC的输入端电气回路已经不是简单的电气接线形式，通过光电耦合和电容电阻，提高识别输入信号变化的程度，并隔离外部的可能的干扰。同样，交流输入电路也是类似。
值得注意的是，输入的电源在通常情况下，COM端可以或正或负，但对于NPN或者是PNP这种晶体管输入的外部信号，就要在接线上给予注意，日式的PLC习惯是NPN型的信号连接。NPN型传感器要求公共端接24VDC+极；PNP型传感器则正好相反，要求公共端接24VDC－极。因为PLC输入端子只有一个公共端－COM，如果信号中又有PNP型信号或者是NPN型信号的话，那么在选型上或者是接线上要做相应的调整。以下是几种输入回路：
无源接点的信号回路，串入的电源可由PLC供电端引，公共端可接电源的正极/负极。
需电源的信号，电源（PLC供）的正极接COM端，负极接信号的低电位端；这种信号可以同NPN性质同接。
集电极开路输出型的信号要引一路电源正极到电路中，以匹配电信号；可以同NPN性质同接。
可以同NPN输入同接。综上，在接入信号时，要注意信号的性质。
开关量输出单元，有三种类型：晶体管输出，用于响应速度快的直流负载；晶闸管输出，只能用于交流负载，而继电器输出类型，可交流负载，也可直流负载，但是响应速度慢。寿命相比短。
数字输出端子排在PLC的下方。PLC的数字量输出端是与设备执行元件连接形成回路的。
输入和输出回路都经过了光电隔离，提高抗扰能力。
这是晶体管输出电路；当控制程序让输出点＝1时，信号经光电耦合，使T2导通，使外接了电源的负载回路导通。
同样在其它输出方式也是类似的。在实际的硬件端口分布中，CP1H PLC的输出COM端，并不全是一对一的，有的是几个输出口共一个COM端，在电气连接时，要注意控制电源的同一。
CP1H PLC已经有内置有模拟量的信号采集和模拟量输出信号的回路。模拟量是连续的信号，对于模拟输入的信号，在PLC也是以连续信号接收，接收后被自动的转变成为数字量的连续信号。一般情况下，当模拟量信号按要求进行了电气连接后，模拟量在PLC里是被转换为连续的数字量继而读写或者是处理的。
这是电压信号的模拟量接口电路，对于有源的电压输出信号，在CP1H内置的接线端中，信号正端连到V IN端点，而负端连到COM端。
那么如果是有源电流信号要连到I IN和COM端，同时V IN和I IN端短接。
对于模拟量输出接口，PLC内部都提供电源，同样的按电流信号和电压信号的不同端子向负载提供驱动，形成控制回路。
来源：1号机器人
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带你了解PLC（一）！
智能科技类 苏州工业仿真 2016-11-20 18:50 发表了文章
PLC的产生和发展
PLC―可编程序控制器，它的应用是建立在电气控制系统上的，也就是说是建立在继电器控制回路的基础上的。
这是一个电机启动/停止的控制回路：电路由选择开关SW建立了手动操作和自动启动两种启动方式，接触器KM是电机电源输送的执行器件；当操作方式中的手动启动或者是自动启动条件满足时，KM线圈导通将电机供电回路接通，使其运转。其中手动启动/停止电机操作是通过直接用启动按钮SB2和停止按钮SB1控制电机运行的；那么自动时，根据限位（在这里是HL高液位启动电机，LL低液位停止电机）延时后对电机控制操作。
对于这样一个简单的电气控制回路，如果再增加一些功能，比如在关键的应用场所，要保证电机的长期运行，考虑到泵的可能出现故障和运行维护保养等状况，要停止电机运行，那么就要增加一台泵来备用。在这种情况下的运行泵的工况就使得电气控制回路比较复杂了。关联的接线，电器元件，等等因此增加很多。如果是在一个控制系统中有这样若干个不同方式的电机控制回路的话，不但电气回路复杂，占用电柜体积，电控箱数量也相当可观；
更重要的是，要进行修改测试和改进设计以及安装就显得非常的麻烦。那么在60年代，产生了新型的，运用微电子和计算机技术，可以实现复杂的电气控制回路的装置，其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，被称为可编程序控制器――PLC。 PLC不仅在功能上大大提升和完善了控制回路，而且在与设备的接口上连接简便，控制装置体积成倍缩小。
PLC替代电气控制国际电工委员会(IEC)在1987年2月对PLC这样定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟方式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力，高可靠性；易于扩充其功能的原则设计。
总之，可编程控制器是一个数字式的电子装置，是一台计算机，专为工业环境应用而设计制造的计算机，不是单纯的电气电路了。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。它的编程软件通用界面――梯形图，非常人性化，元器件符号就象电气部件表示一样，编程就象连线一样将电气电路连到控制器中，很容易理解和掌握，以及制作。
那么它是如何替代继电器控制装置的呢？
上述的电气控制回路大致可以分成这样几个部分：输入设备：按钮，选择开关，传感器、触点信号；输出设备（执行器件）：接触器，电磁阀，指示灯；逻辑控制电路，不直接与外部连接的电气电路；还有就是控制电源。那么在这个电路里：SW，SB1，SB2；FR，HL，LL是输入元件；接触器KM是执行元件；接触器的辅助触点，继电器触点，以及时间继电器，中间继电器，连成了控制逻辑电路。
如果要改变控制功能：对于继电器控制回路来说，要改变控制电路和实际接线；而用PLC控制，外部接线不变，改变用户程序就可以了；特别是复杂的控制逻辑，继电器控制实现是很困难的。当把这些输入元件以及执行元件用电气方式连接到PLC里，并向PLC提供控制电源，再通过编程软件编制出相关的控制逻辑，PLC就同样实现上述的控制功能。在这里编制的程序里我们看到用编程软件所作的程序，与电气连线所形成的控制功能很相似。
比如[自动]信号是外部输入的选择开关SW的状态信号，它通过输入端子电气连接到PLC里，PLC硬件输入回路就会把这个信号的状态（在输入回路中），编译到PLC中，当操作者将选择开关置于[手动]，在PLC里表现的状态被编译成[自动]的非，或者说是自动方式断开形式；同样当执行条件满足时，程序能流流通，就象电气线路中电气回路接通一样，[电机]就接通，与此输出端点连接的接触器线圈导通，使触点闭合，电机带电运行；接通表示＝1，断开表示＝0。通过这样一些规则的程序，加上PLC内部的各种功能，很容易的就能实现电气的各种控制需求。
PLC梯形图程序虽然是从继电器控制线路图发展而来的，但与其又有一些本质的区别。为适应不同需求，程序有几种表示方式，常用的是梯形图方式，适合用继电器线路熟悉的人员使用；指令语句表，用助记符方来表达PLC的各种控制功能，类似计算机的汇编语言，但通俗易懂。
由于电气控制的逻辑是在PLC里用特殊的语言编制的，程序制作过程中可以随时增加或修改逻辑，可以用计算机的一些功能，作出复杂的控制系统。正是这个特点，PLC才得到了广泛的应用；相比之下，电气控制在修改和复杂逻辑上是得力不从心的，甚至是达不到的。
认识PLC
PLC的特点：通用性，灵活性强；抗干扰能力强，可靠性高； 编程语言简单易学；与外部设备连线方便；功能扩展能力强；控制系统设计调试周期短；体积小易于机电一体化；故障少维修方便
那么随着PLC的发展，从性能上可以看出，对小型PLC将会体积更小，速度更高，功能更强，价格更加低廉；对中大型PLC将要容量更大，速度更高，更多功能，更易于网络通信，更加适应于大规模复杂的控制系统。
从PLC控制系统来讲，CPU与现场IO通过数据通信实现控制，使系统控制更有效；冗余系统的应用，各种单元以至整个系统都可以冗余，使系统具有更高的可靠性；应用计算机信息处理技术、网络通信技术，使系统控制功能与信息管理功能一体化；
综述，PLC是以CPU为核心，计算机技术、自动控制技术、网络通信技术为一体的可编程序控制器。几乎所有的PLC装置，都有可以同外部进行电气连接的端口，通过这些端口，PLC才能与外界进行信号的传递，实现其控制的功能。
PLC是按与外界连接的信号数量（我们称为输入输出点数），以及装置内部程序容量大小进行分类的。那么一般IO点数<256点的为小型机；在256~1024之间的为中型机；超过1024的则是大型机了。
小型机－都是整体式机型，所谓整体式机型的意思是，输入部分，输出部分与CPU都在一起，比如CPM2A。
而中大型机都是运用各种类型模块根据需要进行搭配和组合，实现与外部电气连接，并控制外部设备。这款是无底板的组合式机型。
这是有底板的组合式机型，其模件均通过底板与CPU进行数据交换。
PLC硬件结构
整体式PLC的基本组成：
同电气控制回路一样，PLC也需要控制电源，CPU是PLC的中心，存储器，输入单元，输出单元以及与外部数据访问的外设接口和扩展接口，共同组成了PLC的基本组成部分。
组合式PLC则是按基本组成分成各个模件（模块）：CPU单元，输入、输出单元，通信单元等等，各单元通过总线与CPU作数据交换。这是欧姆龙整体式机型的PLC CP1H－XA外观。
PLC内部的CPU单元是控制中心，指挥PLC完成各种预定的功能。输入并存储用户程序；检查校验用户程序；执行用户程序，驱动外部输出设备动作；诊断故障。在CP1H PLC模块的左上角，内装有PLC内部数据保持所需的电池，这是一次性使用的电池，通常情况下可以使用5年。
电源端子用来连接外部提供给PLC的工作电源；它的输入电压范围宽，抗干扰性能好；并能向外部提供24V直流电源，可以作为输入单元连接的外设的电源。 在CP1H CPU单元中，当用户程序或参数写入（下载）到CPU 单元中时，这些数据将自动备份到内置的闪存（闪存功能）中。
这里解释一下，什么是闪存呢？闪存就是Flash Memory，一种非挥发性（简单说就是在不加电的情况下数据也不会丢失，区别于目前常用的计算机内存）的半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点，比如数码相机上，作为存储介质的存贮卡。闪存存取比较快速，无噪音，散热小。
闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器。存储器分系统程序存储；用户程序存储；以及工作数据存储几部分。用户程序和设置的参数还有注释和功能块源数据都是放在闪存卡中的，但是对于I/O 存储器区域（包括保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器）不能写入内置闪存中。特别电源断开复位时的保持区域的保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器就是依靠刚才所讲的电池维持的，如果电池发生异常时，数据可能就会丢失。
这里的存贮器盒与前面介绍的闪存类似，它也是用来备份用户程序和PLC内部存贮器里的数据，可以COPY到另外的PLC中，或者作备份。在实际应用中作为可选件，供用户选择或者不选择使用。CPU模块上有CPU工作状态指示灯：分别表示电源POWER：绿色；工作RUN：绿色；故障报错ERR/ALM：红色；输出禁止INH：黄色；存贮器数据操作BKUP：黄色；USB端口通信中PRPHL：黄色。
下面的两位7段码可显示CPU单元的异常信息，或者模拟器操作的当前值，甚至还可以显示用程序编写相关的代码。如果故障报错ERR/ALM灯点亮，则2位的7段码中可以读到错误讯息。
外设连接端口，在上部为USB端口，用市场上通用的USB线就可以同电脑进行USB通讯，编辑，监测及传输程序等操作。旋钮是模拟量信号输入电位器，可以设置通道（A642CH）在 0－255范围内连续数值；外部模拟量设定连接器，可以从PLC之外输入0－10V直流电压信号（A643CH 0-255范围）；DIP开关用来进行CPU相关功能的选择设置，具体说明在端盖上。
如果使用的是稍早产的PLC，一般是通过RS232串口用专用电缆，或者通讯通信适配器与计算机通信，通过计算机进行程序设计，监测以及调试等等。
PLC模块的中部有两个可选择的槽位，用来放置可选的串行通信板，增加CPU的串口通讯功能。扩展模块连接端口用来增加扩展输入输出模块，整体机型的PLC主机和扩展模块都有扩展连接端口，通过连接电缆连接，以便扩充输入输出的信号接入点，或者增加特殊功能的专用模块。
这就是CP1H的扩展连接，它可以连接7个扩展单元，或者说是15个CH通道，可以扩展IO点到320个。这些连接是由扩展接口通过扁平线将扩展模块与CPU主模块的数据总线联系在一起，通过这样的连接，我们可以把扩展模块当作PLC本身的IO点。
在PLC扩展单元里有一种扩展单元，被称为智能单元，或者在早期被称之为特殊模块的：高速计数器单元，模拟量输入输出单元，总线单元，网络单元，等等。这些模块不同于数字量的IO输入输出单元，它本身是一个独立的系统，有自己的CPU，存储器，和与外界相连的端口；对于组合式PLC，智能单元通过总线，在CPU单元协调管理下独立进行工作；对于整体式PLC，则通过扩展接口与主机联接。
来源：1号机器人
智造家提供 查看全部
PLC―可编程序控制器，它的应用是建立在电气控制系统上的，也就是说是建立在继电器控制回路的基础上的。
这是一个电机启动/停止的控制回路：电路由选择开关SW建立了手动操作和自动启动两种启动方式，接触器KM是电机电源输送的执行器件；当操作方式中的手动启动或者是自动启动条件满足时，KM线圈导通将电机供电回路接通，使其运转。其中手动启动/停止电机操作是通过直接用启动按钮SB2和停止按钮SB1控制电机运行的；那么自动时，根据限位（在这里是HL高液位启动电机，LL低液位停止电机）延时后对电机控制操作。
对于这样一个简单的电气控制回路，如果再增加一些功能，比如在关键的应用场所，要保证电机的长期运行，考虑到泵的可能出现故障和运行维护保养等状况，要停止电机运行，那么就要增加一台泵来备用。在这种情况下的运行泵的工况就使得电气控制回路比较复杂了。关联的接线，电器元件，等等因此增加很多。如果是在一个控制系统中有这样若干个不同方式的电机控制回路的话，不但电气回路复杂，占用电柜体积，电控箱数量也相当可观；
更重要的是，要进行修改测试和改进设计以及安装就显得非常的麻烦。那么在60年代，产生了新型的，运用微电子和计算机技术，可以实现复杂的电气控制回路的装置，其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，被称为可编程序控制器――PLC。 PLC不仅在功能上大大提升和完善了控制回路，而且在与设备的接口上连接简便，控制装置体积成倍缩小。
PLC替代电气控制国际电工委员会(IEC)在1987年2月对PLC这样定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟方式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力，高可靠性；易于扩充其功能的原则设计。
总之，可编程控制器是一个数字式的电子装置，是一台计算机，专为工业环境应用而设计制造的计算机，不是单纯的电气电路了。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。它的编程软件通用界面――梯形图，非常人性化，元器件符号就象电气部件表示一样，编程就象连线一样将电气电路连到控制器中，很容易理解和掌握，以及制作。
那么它是如何替代继电器控制装置的呢？
上述的电气控制回路大致可以分成这样几个部分：输入设备：按钮，选择开关，传感器、触点信号；输出设备（执行器件）：接触器，电磁阀，指示灯；逻辑控制电路，不直接与外部连接的电气电路；还有就是控制电源。那么在这个电路里：SW，SB1，SB2；FR，HL，LL是输入元件；接触器KM是执行元件；接触器的辅助触点，继电器触点，以及时间继电器，中间继电器，连成了控制逻辑电路。
如果要改变控制功能：对于继电器控制回路来说，要改变控制电路和实际接线；而用PLC控制，外部接线不变，改变用户程序就可以了；特别是复杂的控制逻辑，继电器控制实现是很困难的。当把这些输入元件以及执行元件用电气方式连接到PLC里，并向PLC提供控制电源，再通过编程软件编制出相关的控制逻辑，PLC就同样实现上述的控制功能。在这里编制的程序里我们看到用编程软件所作的程序，与电气连线所形成的控制功能很相似。
比如[自动]信号是外部输入的选择开关SW的状态信号，它通过输入端子电气连接到PLC里，PLC硬件输入回路就会把这个信号的状态（在输入回路中），编译到PLC中，当操作者将选择开关置于[手动]，在PLC里表现的状态被编译成[自动]的非，或者说是自动方式断开形式；同样当执行条件满足时，程序能流流通，就象电气线路中电气回路接通一样，[电机]就接通，与此输出端点连接的接触器线圈导通，使触点闭合，电机带电运行；接通表示＝1，断开表示＝0。通过这样一些规则的程序，加上PLC内部的各种功能，很容易的就能实现电气的各种控制需求。
PLC梯形图程序虽然是从继电器控制线路图发展而来的，但与其又有一些本质的区别。为适应不同需求，程序有几种表示方式，常用的是梯形图方式，适合用继电器线路熟悉的人员使用；指令语句表，用助记符方来表达PLC的各种控制功能，类似计算机的汇编语言，但通俗易懂。
由于电气控制的逻辑是在PLC里用特殊的语言编制的，程序制作过程中可以随时增加或修改逻辑，可以用计算机的一些功能，作出复杂的控制系统。正是这个特点，PLC才得到了广泛的应用；相比之下，电气控制在修改和复杂逻辑上是得力不从心的，甚至是达不到的。
认识PLC
PLC的特点：通用性，灵活性强；抗干扰能力强，可靠性高； 编程语言简单易学；与外部设备连线方便；功能扩展能力强；控制系统设计调试周期短；体积小易于机电一体化；故障少维修方便
那么随着PLC的发展，从性能上可以看出，对小型PLC将会体积更小，速度更高，功能更强，价格更加低廉；对中大型PLC将要容量更大，速度更高，更多功能，更易于网络通信，更加适应于大规模复杂的控制系统。
从PLC控制系统来讲，CPU与现场IO通过数据通信实现控制，使系统控制更有效；冗余系统的应用，各种单元以至整个系统都可以冗余，使系统具有更高的可靠性；应用计算机信息处理技术、网络通信技术，使系统控制功能与信息管理功能一体化；
综述，PLC是以CPU为核心，计算机技术、自动控制技术、网络通信技术为一体的可编程序控制器。几乎所有的PLC装置，都有可以同外部进行电气连接的端口，通过这些端口，PLC才能与外界进行信号的传递，实现其控制的功能。
PLC是按与外界连接的信号数量（我们称为输入输出点数），以及装置内部程序容量大小进行分类的。那么一般IO点数<256点的为小型机；在256~1024之间的为中型机；超过1024的则是大型机了。
小型机－都是整体式机型，所谓整体式机型的意思是，输入部分，输出部分与CPU都在一起，比如CPM2A。
而中大型机都是运用各种类型模块根据需要进行搭配和组合，实现与外部电气连接，并控制外部设备。这款是无底板的组合式机型。
这是有底板的组合式机型，其模件均通过底板与CPU进行数据交换。
PLC硬件结构
整体式PLC的基本组成：
同电气控制回路一样，PLC也需要控制电源，CPU是PLC的中心，存储器，输入单元，输出单元以及与外部数据访问的外设接口和扩展接口，共同组成了PLC的基本组成部分。
组合式PLC则是按基本组成分成各个模件（模块）：CPU单元，输入、输出单元，通信单元等等，各单元通过总线与CPU作数据交换。这是欧姆龙整体式机型的PLC CP1H－XA外观。
PLC内部的CPU单元是控制中心，指挥PLC完成各种预定的功能。输入并存储用户程序；检查校验用户程序；执行用户程序，驱动外部输出设备动作；诊断故障。在CP1H PLC模块的左上角，内装有PLC内部数据保持所需的电池，这是一次性使用的电池，通常情况下可以使用5年。
电源端子用来连接外部提供给PLC的工作电源；它的输入电压范围宽，抗干扰性能好；并能向外部提供24V直流电源，可以作为输入单元连接的外设的电源。 在CP1H CPU单元中，当用户程序或参数写入（下载）到CPU 单元中时，这些数据将自动备份到内置的闪存（闪存功能）中。
这里解释一下，什么是闪存呢？闪存就是Flash Memory，一种非挥发性（简单说就是在不加电的情况下数据也不会丢失，区别于目前常用的计算机内存）的半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点，比如数码相机上，作为存储介质的存贮卡。闪存存取比较快速，无噪音，散热小。
闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器。存储器分系统程序存储；用户程序存储；以及工作数据存储几部分。用户程序和设置的参数还有注释和功能块源数据都是放在闪存卡中的，但是对于I/O 存储器区域（包括保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器）不能写入内置闪存中。特别电源断开复位时的保持区域的保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器就是依靠刚才所讲的电池维持的，如果电池发生异常时，数据可能就会丢失。
这里的存贮器盒与前面介绍的闪存类似，它也是用来备份用户程序和PLC内部存贮器里的数据，可以COPY到另外的PLC中，或者作备份。在实际应用中作为可选件，供用户选择或者不选择使用。CPU模块上有CPU工作状态指示灯：分别表示电源POWER：绿色；工作RUN：绿色；故障报错ERR/ALM：红色；输出禁止INH：黄色；存贮器数据操作BKUP：黄色；USB端口通信中PRPHL：黄色。
下面的两位7段码可显示CPU单元的异常信息，或者模拟器操作的当前值，甚至还可以显示用程序编写相关的代码。如果故障报错ERR/ALM灯点亮，则2位的7段码中可以读到错误讯息。
外设连接端口，在上部为USB端口，用市场上通用的USB线就可以同电脑进行USB通讯，编辑，监测及传输程序等操作。旋钮是模拟量信号输入电位器，可以设置通道（A642CH）在 0－255范围内连续数值；外部模拟量设定连接器，可以从PLC之外输入0－10V直流电压信号（A643CH 0-255范围）；DIP开关用来进行CPU相关功能的选择设置，具体说明在端盖上。
如果使用的是稍早产的PLC，一般是通过RS232串口用专用电缆，或者通讯通信适配器与计算机通信，通过计算机进行程序设计，监测以及调试等等。
PLC模块的中部有两个可选择的槽位，用来放置可选的串行通信板，增加CPU的串口通讯功能。扩展模块连接端口用来增加扩展输入输出模块，整体机型的PLC主机和扩展模块都有扩展连接端口，通过连接电缆连接，以便扩充输入输出的信号接入点，或者增加特殊功能的专用模块。
这就是CP1H的扩展连接，它可以连接7个扩展单元，或者说是15个CH通道，可以扩展IO点到320个。这些连接是由扩展接口通过扁平线将扩展模块与CPU主模块的数据总线联系在一起，通过这样的连接，我们可以把扩展模块当作PLC本身的IO点。
在PLC扩展单元里有一种扩展单元，被称为智能单元，或者在早期被称之为特殊模块的：高速计数器单元，模拟量输入输出单元，总线单元，网络单元，等等。这些模块不同于数字量的IO输入输出单元，它本身是一个独立的系统，有自己的CPU，存储器，和与外界相连的端口；对于组合式PLC，智能单元通过总线，在CPU单元协调管理下独立进行工作；对于整体式PLC，则通过扩展接口与主机联接。
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PLC的产生和发展
PLC―可编程序控制器，它的应用是建立在电气控制系统上的，也就是说是建立在继电器控制回路的基础上的。
这是一个电机启动/停止的控制回路：电路由选择开关SW建立了手动操作和自动启动两种启动方式，接触器KM是电机电源输送的执行器件；当操作方式中的手动启动或者是自动启动条件满足时，KM线圈导通将电机供电回路接通，使其运转。其中手动启动/停止电机操作是通过直接用启动按钮SB2和停止按钮SB1控制电机运行的；那么自动时，根据限位（在这里是HL高液位启动电机，LL低液位停止电机）延时后对电机控制操作。
对于这样一个简单的电气控制回路，如果再增加一些功能，比如在关键的应用场所，要保证电机的长期运行，考虑到泵的可能出现故障和运行维护保养等状况，要停止电机运行，那么就要增加一台泵来备用。在这种情况下的运行泵的工况就使得电气控制回路比较复杂了。关联的接线，电器元件，等等因此增加很多。如果是在一个控制系统中有这样若干个不同方式的电机控制回路的话，不但电气回路复杂，占用电柜体积，电控箱数量也相当可观；
更重要的是，要进行修改测试和改进设计以及安装就显得非常的麻烦。那么在60年代，产生了新型的，运用微电子和计算机技术，可以实现复杂的电气控制回路的装置，其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，被称为可编程序控制器――PLC。 PLC不仅在功能上大大提升和完善了控制回路，而且在与设备的接口上连接简便，控制装置体积成倍缩小。
PLC替代电气控制国际电工委员会(IEC)在1987年2月对PLC这样定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟方式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力，高可靠性；易于扩充其功能的原则设计。
总之，可编程控制器是一个数字式的电子装置，是一台计算机，专为工业环境应用而设计制造的计算机，不是单纯的电气电路了。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。它的编程软件通用界面――梯形图，非常人性化，元器件符号就象电气部件表示一样，编程就象连线一样将电气电路连到控制器中，很容易理解和掌握，以及制作。
那么它是如何替代继电器控制装置的呢？
上述的电气控制回路大致可以分成这样几个部分：输入设备：按钮，选择开关，传感器、触点信号；输出设备（执行器件）：接触器，电磁阀，指示灯；逻辑控制电路，不直接与外部连接的电气电路；还有就是控制电源。那么在这个电路里：SW，SB1，SB2；FR，HL，LL是输入元件；接触器KM是执行元件；接触器的辅助触点，继电器触点，以及时间继电器，中间继电器，连成了控制逻辑电路。
如果要改变控制功能：对于继电器控制回路来说，要改变控制电路和实际接线；而用PLC控制，外部接线不变，改变用户程序就可以了；特别是复杂的控制逻辑，继电器控制实现是很困难的。当把这些输入元件以及执行元件用电气方式连接到PLC里，并向PLC提供控制电源，再通过编程软件编制出相关的控制逻辑，PLC就同样实现上述的控制功能。在这里编制的程序里我们看到用编程软件所作的程序，与电气连线所形成的控制功能很相似。
比如[自动]信号是外部输入的选择开关SW的状态信号，它通过输入端子电气连接到PLC里，PLC硬件输入回路就会把这个信号的状态（在输入回路中），编译到PLC中，当操作者将选择开关置于[手动]，在PLC里表现的状态被编译成[自动]的非，或者说是自动方式断开形式；同样当执行条件满足时，程序能流流通，就象电气线路中电气回路接通一样，[电机]就接通，与此输出端点连接的接触器线圈导通，使触点闭合，电机带电运行；接通表示＝1，断开表示＝0。通过这样一些规则的程序，加上PLC内部的各种功能，很容易的就能实现电气的各种控制需求。
PLC梯形图程序虽然是从继电器控制线路图发展而来的，但与其又有一些本质的区别。为适应不同需求，程序有几种表示方式，常用的是梯形图方式，适合用继电器线路熟悉的人员使用；指令语句表，用助记符方来表达PLC的各种控制功能，类似计算机的汇编语言，但通俗易懂。
由于电气控制的逻辑是在PLC里用特殊的语言编制的，程序制作过程中可以随时增加或修改逻辑，可以用计算机的一些功能，作出复杂的控制系统。正是这个特点，PLC才得到了广泛的应用；相比之下，电气控制在修改和复杂逻辑上是得力不从心的，甚至是达不到的。
认识PLC
PLC的特点：通用性，灵活性强；抗干扰能力强，可靠性高； 编程语言简单易学；与外部设备连线方便；功能扩展能力强；控制系统设计调试周期短；体积小易于机电一体化；故障少维修方便
那么随着PLC的发展，从性能上可以看出，对小型PLC将会体积更小，速度更高，功能更强，价格更加低廉；对中大型PLC将要容量更大，速度更高，更多功能，更易于网络通信，更加适应于大规模复杂的控制系统。
从PLC控制系统来讲，CPU与现场IO通过数据通信实现控制，使系统控制更有效；冗余系统的应用，各种单元以至整个系统都可以冗余，使系统具有更高的可靠性；应用计算机信息处理技术、网络通信技术，使系统控制功能与信息管理功能一体化；
综述，PLC是以CPU为核心，计算机技术、自动控制技术、网络通信技术为一体的可编程序控制器。几乎所有的PLC装置，都有可以同外部进行电气连接的端口，通过这些端口，PLC才能与外界进行信号的传递，实现其控制的功能。
PLC是按与外界连接的信号数量（我们称为输入输出点数），以及装置内部程序容量大小进行分类的。那么一般IO点数<256点的为小型机；在256~1024之间的为中型机；超过1024的则是大型机了。
小型机－都是整体式机型，所谓整体式机型的意思是，输入部分，输出部分与CPU都在一起，比如CPM2A。
而中大型机都是运用各种类型模块根据需要进行搭配和组合，实现与外部电气连接，并控制外部设备。这款是无底板的组合式机型。
这是有底板的组合式机型，其模件均通过底板与CPU进行数据交换。
PLC硬件结构
整体式PLC的基本组成：
同电气控制回路一样，PLC也需要控制电源，CPU是PLC的中心，存储器，输入单元，输出单元以及与外部数据访问的外设接口和扩展接口，共同组成了PLC的基本组成部分。
组合式PLC则是按基本组成分成各个模件（模块）：CPU单元，输入、输出单元，通信单元等等，各单元通过总线与CPU作数据交换。这是欧姆龙整体式机型的PLC CP1H－XA外观。
PLC内部的CPU单元是控制中心，指挥PLC完成各种预定的功能。输入并存储用户程序；检查校验用户程序；执行用户程序，驱动外部输出设备动作；诊断故障。在CP1H PLC模块的左上角，内装有PLC内部数据保持所需的电池，这是一次性使用的电池，通常情况下可以使用5年。
电源端子用来连接外部提供给PLC的工作电源；它的输入电压范围宽，抗干扰性能好；并能向外部提供24V直流电源，可以作为输入单元连接的外设的电源。 在CP1H CPU单元中，当用户程序或参数写入（下载）到CPU 单元中时，这些数据将自动备份到内置的闪存（闪存功能）中。
这里解释一下，什么是闪存呢？闪存就是Flash Memory，一种非挥发性（简单说就是在不加电的情况下数据也不会丢失，区别于目前常用的计算机内存）的半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点，比如数码相机上，作为存储介质的存贮卡。闪存存取比较快速，无噪音，散热小。
闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器。存储器分系统程序存储；用户程序存储；以及工作数据存储几部分。用户程序和设置的参数还有注释和功能块源数据都是放在闪存卡中的，但是对于I/O 存储器区域（包括保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器）不能写入内置闪存中。特别电源断开复位时的保持区域的保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器就是依靠刚才所讲的电池维持的，如果电池发生异常时，数据可能就会丢失。
这里的存贮器盒与前面介绍的闪存类似，它也是用来备份用户程序和PLC内部存贮器里的数据，可以COPY到另外的PLC中，或者作备份。在实际应用中作为可选件，供用户选择或者不选择使用。CPU模块上有CPU工作状态指示灯：分别表示电源POWER：绿色；工作RUN：绿色；故障报错ERR/ALM：红色；输出禁止INH：黄色；存贮器数据操作BKUP：黄色；USB端口通信中PRPHL：黄色。
下面的两位7段码可显示CPU单元的异常信息，或者模拟器操作的当前值，甚至还可以显示用程序编写相关的代码。如果故障报错ERR/ALM灯点亮，则2位的7段码中可以读到错误讯息。
外设连接端口，在上部为USB端口，用市场上通用的USB线就可以同电脑进行USB通讯，编辑，监测及传输程序等操作。旋钮是模拟量信号输入电位器，可以设置通道（A642CH）在 0－255范围内连续数值；外部模拟量设定连接器，可以从PLC之外输入0－10V直流电压信号（A643CH 0-255范围）；DIP开关用来进行CPU相关功能的选择设置，具体说明在端盖上。
如果使用的是稍早产的PLC，一般是通过RS232串口用专用电缆，或者通讯通信适配器与计算机通信，通过计算机进行程序设计，监测以及调试等等。
PLC模块的中部有两个可选择的槽位，用来放置可选的串行通信板，增加CPU的串口通讯功能。扩展模块连接端口用来增加扩展输入输出模块，整体机型的PLC主机和扩展模块都有扩展连接端口，通过连接电缆连接，以便扩充输入输出的信号接入点，或者增加特殊功能的专用模块。
这就是CP1H的扩展连接，它可以连接7个扩展单元，或者说是15个CH通道，可以扩展IO点到320个。这些连接是由扩展接口通过扁平线将扩展模块与CPU主模块的数据总线联系在一起，通过这样的连接，我们可以把扩展模块当作PLC本身的IO点。
在PLC扩展单元里有一种扩展单元，被称为智能单元，或者在早期被称之为特殊模块的：高速计数器单元，模拟量输入输出单元，总线单元，网络单元，等等。这些模块不同于数字量的IO输入输出单元，它本身是一个独立的系统，有自己的CPU，存储器，和与外界相连的端口；对于组合式PLC，智能单元通过总线，在CPU单元协调管理下独立进行工作；对于整体式PLC，则通过扩展接口与主机联接。
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国产CPU的发展之路
智能制造类 星旭自动化 2016-11-16 15:11 发表了文章
一、国产CPU发展现状与成就
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
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国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
来源：1号机器人
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一、国产CPU发展现状与成就
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
来源：1号机器人
智造家提供
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
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政策解读：工信部解读产业技术创新规划——提六方面重点任务
管理类 扳手哥 2016-11-07 11:41 发表了文章
为贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《中国制造2025》，引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，工业和信息化部编制了《产业技术创新能力发展规划（2016-2020年）》（以下简称《规划》）。日前，《规划》正式印发，工信部科技司范书建副司长就《规划》相关内容回答了记者提问。
问：《规划》的编制背景是什么？
答：党中央和国务院高度重视创新，强调要加快实施创新驱动发展战略。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出，要“把发展基点放在创新上，以科技创新为核心，以人才发展为支撑，推动科技创新与大众创业万众创新有机结合”。《中国制造2025》作为第一个国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，也明确提出要“完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。”
此外，《国家创新驱动发展战略》、《“十三五”国家科技创新规划》等文件的出台，也为产业技术能力的发展提供了战略支撑。
在此背景下，我部为了全面落实这些文件精神，积极推进产业技术创新能力发展，实现重大共性关键技术突破，加快工业转型升级，针对当前产业技术创新能力发展的新形势、新情况、新问题，广泛调研，听取专家、行业协会、企业以及各地工信主管部门的意见，并借鉴和吸收发达国家促进产业技术创新能力发展的经验，编制了本《规划》。
问：《规划》发布的意义是什么？
答：《规划》全面总结了“十二五”期间我国产业技术创新能力发展成就，深入分析了当前发展仍存在的突出问题和面临的新形势，明确了“十三五”期间工业和信息化领域技术创新能力发展的目标和主要任务，对于引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，促进工业转型与升级，具有重要的指导意义。
“十三五”将牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以贯彻落实《中国制造2025》为契机，健全以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的产业技术创新体系，着力突破重点领域共性关键技术，加速科技成果转化为现实生产力，提高关键环节和重点领域的创新能力，推进两化深度融合，激发“大众创业、万众创新”新动能，促进我国由制造大国向制造强国、网络强国转变。
问：《规划》对当前产业技术创新能力发展面临形势有什么样的基本判断？
答：从国际形势看，随着技术创新浪潮不断深入，各国政府不约而同地加大对产业技术创新能力建设的投入与扶持，并逐步由聚焦单一技术的创新转向创新生态环境的营造，面对新一轮科技创新对产业技术创新能力建设提出新挑战，我们必须加快打造创新生态环境，发展创新能力，抢占科技发展制高点，才能掌握发展的主动权。
从国内发展看，近年来，我国经济发展进入新常态，传统发展方式已经难以为继，面对资源环境约束加大、劳动力等要素成本上升、工业企业利润增长受限等严峻问题，必须加快推进供给侧结构性改革，促进经济提质增效、转型升级。只有依靠技术创新能力培育发展新动力、打造发展新引擎、开辟发展新空间，培育新的经济增长点，用先进产能替代落后产能，才能实现经济保持中高速增长、产业迈向中高端水平的目标。
同时，国家创新驱动发展战略的实施及相关创新战略的出台，也为我国产业技术创新能力建设提供了重要支撑。
问：《规划》提出的“十三五”时期产业技术创新能力发展的发展目标是什么？
答：《规划》采用定性和定量相结合的方式，兼顾预期性和可考核性，分别从产业技术创新能力、企业技术创新主体地位、工业企业运用知识产权能力、标准创新能力等四个方面，提出了到“十三五”末要达到的具体目标：
一是产业技术创新能力显著提升，重点建成15家左右国家制造业创新中心及一批省级制造业创新中心，培育及认定100家左右工业和信息化部重点实验室，建设60家产业技术基础公共服务平台。
二是企业技术创新主体地位显著加强，认定300家以上国家技术创新示范企业，规模以上工业企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过1.17%，行业领军企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过3%。
三是工业企业运用知识产权能力显著增强，规模以上工业企业每亿元主营业务收入有效发明专利数达到0.61件。
四是标准创新能力不断增强，标准体系不断完善。围绕智能制造、新材料等重点领域制修订标准10000项以上，主导形成国际标准120项以上，重点领域国际标准转化率达到90%以上，国际标准话语权大幅提升。
问：《规划》提出的产业技术创新能力发展的重点任务是什么？
答：《规划》针对国家战略和经济社会发展对产业技术创新能力发展提出的重大需求，提出了“十三五”时期产业技术创新能力发展的6个方面重点任务。
一是完善产业创新体系，包括三方面内容，分别是：按照《中国制造2025》部署，推进国家制造业创新中心和省级制造业创新中心建设；培育和认定工业和信息化部重点实验室，鼓励各行业协会大力培育行业创新平台；以及建设具有较强技术推广服务能力的产业技术基础公共服务平台。
二是强化企业技术创新主体地位，包括鼓励企业通过参与国家科技项目和创新工程开展前沿性创新研究，推动企业加强技术研发机构的建设，开展国家技术创新示范企业认定，培育专业化、开放型的工业设计企业，实施大企业支持大众创业、万众创新示范推广工程，支持大企业设立产业创投基金等内容。
三是加大共性关键技术开发力度，包括研究、发布产业关键共性技术发展指南，加快实施国家科技重大专项，引导企业、科研院所与高等院校建立产学研用相结合的产业技术创新联盟等内容。
四是提升企业知识产权运用能力，开展企业知识产权运用能力提升行动及产业知识产权协同运用推进行动；推动产业技术创新联盟成员间知识产权创造布局、联合运营和收益共享，鼓励和支持行业骨干企业与专业机构在重点领域合作开展知识产权评估、收购、运营和风险预警与应对；支持建设重点产业知识产权服务运营平台。
五是完善综合标准化体系，组织实施《装备制造业标准化和质量提升规划》，支持组建重点领域标准推进联盟；支持制定满足市场和创新需要的团体标准，建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度；推动基础通用标准、检测方法标准与国际接轨，鼓励和支持企业、科研院所、行业组织等参与国际标准制定。
六是培育区域创新能力，聚焦京津冀协同发展、长江经济带发展等国家重大战略，构建跨区域协同创新网络；深化产学研协同创新机制，打造区域型创新平台；引导“中国制造2025试点示范城市”、国家新型工业化产业示范基地等创新资源聚集区，建设一批促进产业协同创新的技术推广应用平台和服务支撑中心。
问：如何保障《规划》目标任务的顺利实现？
答：为确保各项目标和重点任务的顺利实施，《规划》提出了五个方面的保障措施：
一是建立统筹协调机制，加强与有关部门的协调配合，充分发挥地方工业和信息化主管部门、行业协会、科技界等在推动产业技术创新中的重要作用，科学有效地推进产业技术创新工作。
二是营造良好政策环境，落实好研发费用加计扣除、技术转让所得税优惠等税收政策，鼓励地方因地制宜制定各类优惠政策，做好政策预研工作，加快研究制订促进技术创新的新政策。
三是加大资金扶持力度，深化产融结合，鼓励地方财政、金融资本、风险投资及民间资本投入产业技术创新；支持企业自主决策、先行投入，开展重大产业关键技术、共性技术、装备和标准的研发攻关。
四是加强人才队伍建设，调动高校、科研院所和企业的积极性，形成产学研用联合人才培养机制；建立健全人才流动机制，促进人才有序自由流动；积极引进人才，完善人才评价激励机制和服务保障体。
五是注重国际技术合作，鼓励企业采取多种方式，扩大我国产业技术创新在全球的影响力和话语权；吸引有实力的跨国公司在国内建设研发中心、生产中心和运营中心，带动国内创新能力提升。
来源：网络
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问：《规划》的编制背景是什么？
答：党中央和国务院高度重视创新，强调要加快实施创新驱动发展战略。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出，要“把发展基点放在创新上，以科技创新为核心，以人才发展为支撑，推动科技创新与大众创业万众创新有机结合”。《中国制造2025》作为第一个国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，也明确提出要“完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。”
此外，《国家创新驱动发展战略》、《“十三五”国家科技创新规划》等文件的出台，也为产业技术能力的发展提供了战略支撑。
在此背景下，我部为了全面落实这些文件精神，积极推进产业技术创新能力发展，实现重大共性关键技术突破，加快工业转型升级，针对当前产业技术创新能力发展的新形势、新情况、新问题，广泛调研，听取专家、行业协会、企业以及各地工信主管部门的意见，并借鉴和吸收发达国家促进产业技术创新能力发展的经验，编制了本《规划》。
问：《规划》发布的意义是什么？
答：《规划》全面总结了“十二五”期间我国产业技术创新能力发展成就，深入分析了当前发展仍存在的突出问题和面临的新形势，明确了“十三五”期间工业和信息化领域技术创新能力发展的目标和主要任务，对于引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，促进工业转型与升级，具有重要的指导意义。
“十三五”将牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以贯彻落实《中国制造2025》为契机，健全以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的产业技术创新体系，着力突破重点领域共性关键技术，加速科技成果转化为现实生产力，提高关键环节和重点领域的创新能力，推进两化深度融合，激发“大众创业、万众创新”新动能，促进我国由制造大国向制造强国、网络强国转变。
问：《规划》对当前产业技术创新能力发展面临形势有什么样的基本判断？
答：从国际形势看，随着技术创新浪潮不断深入，各国政府不约而同地加大对产业技术创新能力建设的投入与扶持，并逐步由聚焦单一技术的创新转向创新生态环境的营造，面对新一轮科技创新对产业技术创新能力建设提出新挑战，我们必须加快打造创新生态环境，发展创新能力，抢占科技发展制高点，才能掌握发展的主动权。
从国内发展看，近年来，我国经济发展进入新常态，传统发展方式已经难以为继，面对资源环境约束加大、劳动力等要素成本上升、工业企业利润增长受限等严峻问题，必须加快推进供给侧结构性改革，促进经济提质增效、转型升级。只有依靠技术创新能力培育发展新动力、打造发展新引擎、开辟发展新空间，培育新的经济增长点，用先进产能替代落后产能，才能实现经济保持中高速增长、产业迈向中高端水平的目标。
同时，国家创新驱动发展战略的实施及相关创新战略的出台，也为我国产业技术创新能力建设提供了重要支撑。
问：《规划》提出的“十三五”时期产业技术创新能力发展的发展目标是什么？
答：《规划》采用定性和定量相结合的方式，兼顾预期性和可考核性，分别从产业技术创新能力、企业技术创新主体地位、工业企业运用知识产权能力、标准创新能力等四个方面，提出了到“十三五”末要达到的具体目标：
一是产业技术创新能力显著提升，重点建成15家左右国家制造业创新中心及一批省级制造业创新中心，培育及认定100家左右工业和信息化部重点实验室，建设60家产业技术基础公共服务平台。
二是企业技术创新主体地位显著加强，认定300家以上国家技术创新示范企业，规模以上工业企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过1.17%，行业领军企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过3%。
三是工业企业运用知识产权能力显著增强，规模以上工业企业每亿元主营业务收入有效发明专利数达到0.61件。
四是标准创新能力不断增强，标准体系不断完善。围绕智能制造、新材料等重点领域制修订标准10000项以上，主导形成国际标准120项以上，重点领域国际标准转化率达到90%以上，国际标准话语权大幅提升。
问：《规划》提出的产业技术创新能力发展的重点任务是什么？
答：《规划》针对国家战略和经济社会发展对产业技术创新能力发展提出的重大需求，提出了“十三五”时期产业技术创新能力发展的6个方面重点任务。
一是完善产业创新体系，包括三方面内容，分别是：按照《中国制造2025》部署，推进国家制造业创新中心和省级制造业创新中心建设；培育和认定工业和信息化部重点实验室，鼓励各行业协会大力培育行业创新平台；以及建设具有较强技术推广服务能力的产业技术基础公共服务平台。
二是强化企业技术创新主体地位，包括鼓励企业通过参与国家科技项目和创新工程开展前沿性创新研究，推动企业加强技术研发机构的建设，开展国家技术创新示范企业认定，培育专业化、开放型的工业设计企业，实施大企业支持大众创业、万众创新示范推广工程，支持大企业设立产业创投基金等内容。
三是加大共性关键技术开发力度，包括研究、发布产业关键共性技术发展指南，加快实施国家科技重大专项，引导企业、科研院所与高等院校建立产学研用相结合的产业技术创新联盟等内容。
四是提升企业知识产权运用能力，开展企业知识产权运用能力提升行动及产业知识产权协同运用推进行动；推动产业技术创新联盟成员间知识产权创造布局、联合运营和收益共享，鼓励和支持行业骨干企业与专业机构在重点领域合作开展知识产权评估、收购、运营和风险预警与应对；支持建设重点产业知识产权服务运营平台。
五是完善综合标准化体系，组织实施《装备制造业标准化和质量提升规划》，支持组建重点领域标准推进联盟；支持制定满足市场和创新需要的团体标准，建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度；推动基础通用标准、检测方法标准与国际接轨，鼓励和支持企业、科研院所、行业组织等参与国际标准制定。
六是培育区域创新能力，聚焦京津冀协同发展、长江经济带发展等国家重大战略，构建跨区域协同创新网络；深化产学研协同创新机制，打造区域型创新平台；引导“中国制造2025试点示范城市”、国家新型工业化产业示范基地等创新资源聚集区，建设一批促进产业协同创新的技术推广应用平台和服务支撑中心。
问：如何保障《规划》目标任务的顺利实现？
答：为确保各项目标和重点任务的顺利实施，《规划》提出了五个方面的保障措施：
一是建立统筹协调机制，加强与有关部门的协调配合，充分发挥地方工业和信息化主管部门、行业协会、科技界等在推动产业技术创新中的重要作用，科学有效地推进产业技术创新工作。
二是营造良好政策环境，落实好研发费用加计扣除、技术转让所得税优惠等税收政策，鼓励地方因地制宜制定各类优惠政策，做好政策预研工作，加快研究制订促进技术创新的新政策。
三是加大资金扶持力度，深化产融结合，鼓励地方财政、金融资本、风险投资及民间资本投入产业技术创新；支持企业自主决策、先行投入，开展重大产业关键技术、共性技术、装备和标准的研发攻关。
四是加强人才队伍建设，调动高校、科研院所和企业的积极性，形成产学研用联合人才培养机制；建立健全人才流动机制，促进人才有序自由流动；积极引进人才，完善人才评价激励机制和服务保障体。
五是注重国际技术合作，鼓励企业采取多种方式，扩大我国产业技术创新在全球的影响力和话语权；吸引有实力的跨国公司在国内建设研发中心、生产中心和运营中心，带动国内创新能力提升。
来源：网络
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为贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《中国制造2025》，引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，工业和信息化部编制了《产业技术创新能力发展规划（2016-2020年）》（以下简称《规划》）。日前，《规划》正式印发，工信部科技司范书建副司长就《规划》相关内容回答了记者提问。
问：《规划》的编制背景是什么？
答：党中央和国务院高度重视创新，强调要加快实施创新驱动发展战略。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出，要“把发展基点放在创新上，以科技创新为核心，以人才发展为支撑，推动科技创新与大众创业万众创新有机结合”。《中国制造2025》作为第一个国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，也明确提出要“完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。”
此外，《国家创新驱动发展战略》、《“十三五”国家科技创新规划》等文件的出台，也为产业技术能力的发展提供了战略支撑。
在此背景下，我部为了全面落实这些文件精神，积极推进产业技术创新能力发展，实现重大共性关键技术突破，加快工业转型升级，针对当前产业技术创新能力发展的新形势、新情况、新问题，广泛调研，听取专家、行业协会、企业以及各地工信主管部门的意见，并借鉴和吸收发达国家促进产业技术创新能力发展的经验，编制了本《规划》。
问：《规划》发布的意义是什么？
答：《规划》全面总结了“十二五”期间我国产业技术创新能力发展成就，深入分析了当前发展仍存在的突出问题和面临的新形势，明确了“十三五”期间工业和信息化领域技术创新能力发展的目标和主要任务，对于引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，促进工业转型与升级，具有重要的指导意义。
“十三五”将牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以贯彻落实《中国制造2025》为契机，健全以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的产业技术创新体系，着力突破重点领域共性关键技术，加速科技成果转化为现实生产力，提高关键环节和重点领域的创新能力，推进两化深度融合，激发“大众创业、万众创新”新动能，促进我国由制造大国向制造强国、网络强国转变。
问：《规划》对当前产业技术创新能力发展面临形势有什么样的基本判断？
答：从国际形势看，随着技术创新浪潮不断深入，各国政府不约而同地加大对产业技术创新能力建设的投入与扶持，并逐步由聚焦单一技术的创新转向创新生态环境的营造，面对新一轮科技创新对产业技术创新能力建设提出新挑战，我们必须加快打造创新生态环境，发展创新能力，抢占科技发展制高点，才能掌握发展的主动权。
从国内发展看，近年来，我国经济发展进入新常态，传统发展方式已经难以为继，面对资源环境约束加大、劳动力等要素成本上升、工业企业利润增长受限等严峻问题，必须加快推进供给侧结构性改革，促进经济提质增效、转型升级。只有依靠技术创新能力培育发展新动力、打造发展新引擎、开辟发展新空间，培育新的经济增长点，用先进产能替代落后产能，才能实现经济保持中高速增长、产业迈向中高端水平的目标。
同时，国家创新驱动发展战略的实施及相关创新战略的出台，也为我国产业技术创新能力建设提供了重要支撑。
问：《规划》提出的“十三五”时期产业技术创新能力发展的发展目标是什么？
答：《规划》采用定性和定量相结合的方式，兼顾预期性和可考核性，分别从产业技术创新能力、企业技术创新主体地位、工业企业运用知识产权能力、标准创新能力等四个方面，提出了到“十三五”末要达到的具体目标：
一是产业技术创新能力显著提升，重点建成15家左右国家制造业创新中心及一批省级制造业创新中心，培育及认定100家左右工业和信息化部重点实验室，建设60家产业技术基础公共服务平台。
二是企业技术创新主体地位显著加强，认定300家以上国家技术创新示范企业，规模以上工业企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过1.17%，行业领军企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过3%。
三是工业企业运用知识产权能力显著增强，规模以上工业企业每亿元主营业务收入有效发明专利数达到0.61件。
四是标准创新能力不断增强，标准体系不断完善。围绕智能制造、新材料等重点领域制修订标准10000项以上，主导形成国际标准120项以上，重点领域国际标准转化率达到90%以上，国际标准话语权大幅提升。
问：《规划》提出的产业技术创新能力发展的重点任务是什么？
答：《规划》针对国家战略和经济社会发展对产业技术创新能力发展提出的重大需求，提出了“十三五”时期产业技术创新能力发展的6个方面重点任务。
一是完善产业创新体系，包括三方面内容，分别是：按照《中国制造2025》部署，推进国家制造业创新中心和省级制造业创新中心建设；培育和认定工业和信息化部重点实验室，鼓励各行业协会大力培育行业创新平台；以及建设具有较强技术推广服务能力的产业技术基础公共服务平台。
二是强化企业技术创新主体地位，包括鼓励企业通过参与国家科技项目和创新工程开展前沿性创新研究，推动企业加强技术研发机构的建设，开展国家技术创新示范企业认定，培育专业化、开放型的工业设计企业，实施大企业支持大众创业、万众创新示范推广工程，支持大企业设立产业创投基金等内容。
三是加大共性关键技术开发力度，包括研究、发布产业关键共性技术发展指南，加快实施国家科技重大专项，引导企业、科研院所与高等院校建立产学研用相结合的产业技术创新联盟等内容。
四是提升企业知识产权运用能力，开展企业知识产权运用能力提升行动及产业知识产权协同运用推进行动；推动产业技术创新联盟成员间知识产权创造布局、联合运营和收益共享，鼓励和支持行业骨干企业与专业机构在重点领域合作开展知识产权评估、收购、运营和风险预警与应对；支持建设重点产业知识产权服务运营平台。
五是完善综合标准化体系，组织实施《装备制造业标准化和质量提升规划》，支持组建重点领域标准推进联盟；支持制定满足市场和创新需要的团体标准，建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度；推动基础通用标准、检测方法标准与国际接轨，鼓励和支持企业、科研院所、行业组织等参与国际标准制定。
六是培育区域创新能力，聚焦京津冀协同发展、长江经济带发展等国家重大战略，构建跨区域协同创新网络；深化产学研协同创新机制，打造区域型创新平台；引导“中国制造2025试点示范城市”、国家新型工业化产业示范基地等创新资源聚集区，建设一批促进产业协同创新的技术推广应用平台和服务支撑中心。
问：如何保障《规划》目标任务的顺利实现？
答：为确保各项目标和重点任务的顺利实施，《规划》提出了五个方面的保障措施：
一是建立统筹协调机制，加强与有关部门的协调配合，充分发挥地方工业和信息化主管部门、行业协会、科技界等在推动产业技术创新中的重要作用，科学有效地推进产业技术创新工作。
二是营造良好政策环境，落实好研发费用加计扣除、技术转让所得税优惠等税收政策，鼓励地方因地制宜制定各类优惠政策，做好政策预研工作，加快研究制订促进技术创新的新政策。
三是加大资金扶持力度，深化产融结合，鼓励地方财政、金融资本、风险投资及民间资本投入产业技术创新；支持企业自主决策、先行投入，开展重大产业关键技术、共性技术、装备和标准的研发攻关。
四是加强人才队伍建设，调动高校、科研院所和企业的积极性，形成产学研用联合人才培养机制；建立健全人才流动机制，促进人才有序自由流动；积极引进人才，完善人才评价激励机制和服务保障体。
五是注重国际技术合作，鼓励企业采取多种方式，扩大我国产业技术创新在全球的影响力和话语权；吸引有实力的跨国公司在国内建设研发中心、生产中心和运营中心，带动国内创新能力提升。
来源：网络
智造家提供
问：《规划》的编制背景是什么？
答：党中央和国务院高度重视创新，强调要加快实施创新驱动发展战略。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出，要“把发展基点放在创新上，以科技创新为核心，以人才发展为支撑，推动科技创新与大众创业万众创新有机结合”。《中国制造2025》作为第一个国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，也明确提出要“完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。”
此外，《国家创新驱动发展战略》、《“十三五”国家科技创新规划》等文件的出台，也为产业技术能力的发展提供了战略支撑。
在此背景下，我部为了全面落实这些文件精神，积极推进产业技术创新能力发展，实现重大共性关键技术突破，加快工业转型升级，针对当前产业技术创新能力发展的新形势、新情况、新问题，广泛调研，听取专家、行业协会、企业以及各地工信主管部门的意见，并借鉴和吸收发达国家促进产业技术创新能力发展的经验，编制了本《规划》。
问：《规划》发布的意义是什么？
答：《规划》全面总结了“十二五”期间我国产业技术创新能力发展成就，深入分析了当前发展仍存在的突出问题和面临的新形势，明确了“十三五”期间工业和信息化领域技术创新能力发展的目标和主要任务，对于引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，促进工业转型与升级，具有重要的指导意义。
“十三五”将牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以贯彻落实《中国制造2025》为契机，健全以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的产业技术创新体系，着力突破重点领域共性关键技术，加速科技成果转化为现实生产力，提高关键环节和重点领域的创新能力，推进两化深度融合，激发“大众创业、万众创新”新动能，促进我国由制造大国向制造强国、网络强国转变。
问：《规划》对当前产业技术创新能力发展面临形势有什么样的基本判断？
答：从国际形势看，随着技术创新浪潮不断深入，各国政府不约而同地加大对产业技术创新能力建设的投入与扶持，并逐步由聚焦单一技术的创新转向创新生态环境的营造，面对新一轮科技创新对产业技术创新能力建设提出新挑战，我们必须加快打造创新生态环境，发展创新能力，抢占科技发展制高点，才能掌握发展的主动权。
从国内发展看，近年来，我国经济发展进入新常态，传统发展方式已经难以为继，面对资源环境约束加大、劳动力等要素成本上升、工业企业利润增长受限等严峻问题，必须加快推进供给侧结构性改革，促进经济提质增效、转型升级。只有依靠技术创新能力培育发展新动力、打造发展新引擎、开辟发展新空间，培育新的经济增长点，用先进产能替代落后产能，才能实现经济保持中高速增长、产业迈向中高端水平的目标。
同时，国家创新驱动发展战略的实施及相关创新战略的出台，也为我国产业技术创新能力建设提供了重要支撑。
问：《规划》提出的“十三五”时期产业技术创新能力发展的发展目标是什么？
答：《规划》采用定性和定量相结合的方式，兼顾预期性和可考核性，分别从产业技术创新能力、企业技术创新主体地位、工业企业运用知识产权能力、标准创新能力等四个方面，提出了到“十三五”末要达到的具体目标：
一是产业技术创新能力显著提升，重点建成15家左右国家制造业创新中心及一批省级制造业创新中心，培育及认定100家左右工业和信息化部重点实验室，建设60家产业技术基础公共服务平台。
二是企业技术创新主体地位显著加强，认定300家以上国家技术创新示范企业，规模以上工业企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过1.17%，行业领军企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过3%。
三是工业企业运用知识产权能力显著增强，规模以上工业企业每亿元主营业务收入有效发明专利数达到0.61件。
四是标准创新能力不断增强，标准体系不断完善。围绕智能制造、新材料等重点领域制修订标准10000项以上，主导形成国际标准120项以上，重点领域国际标准转化率达到90%以上，国际标准话语权大幅提升。
问：《规划》提出的产业技术创新能力发展的重点任务是什么？
答：《规划》针对国家战略和经济社会发展对产业技术创新能力发展提出的重大需求，提出了“十三五”时期产业技术创新能力发展的6个方面重点任务。
一是完善产业创新体系，包括三方面内容，分别是：按照《中国制造2025》部署，推进国家制造业创新中心和省级制造业创新中心建设；培育和认定工业和信息化部重点实验室，鼓励各行业协会大力培育行业创新平台；以及建设具有较强技术推广服务能力的产业技术基础公共服务平台。
二是强化企业技术创新主体地位，包括鼓励企业通过参与国家科技项目和创新工程开展前沿性创新研究，推动企业加强技术研发机构的建设，开展国家技术创新示范企业认定，培育专业化、开放型的工业设计企业，实施大企业支持大众创业、万众创新示范推广工程，支持大企业设立产业创投基金等内容。
三是加大共性关键技术开发力度，包括研究、发布产业关键共性技术发展指南，加快实施国家科技重大专项，引导企业、科研院所与高等院校建立产学研用相结合的产业技术创新联盟等内容。
四是提升企业知识产权运用能力，开展企业知识产权运用能力提升行动及产业知识产权协同运用推进行动；推动产业技术创新联盟成员间知识产权创造布局、联合运营和收益共享，鼓励和支持行业骨干企业与专业机构在重点领域合作开展知识产权评估、收购、运营和风险预警与应对；支持建设重点产业知识产权服务运营平台。
五是完善综合标准化体系，组织实施《装备制造业标准化和质量提升规划》，支持组建重点领域标准推进联盟；支持制定满足市场和创新需要的团体标准，建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度；推动基础通用标准、检测方法标准与国际接轨，鼓励和支持企业、科研院所、行业组织等参与国际标准制定。
六是培育区域创新能力，聚焦京津冀协同发展、长江经济带发展等国家重大战略，构建跨区域协同创新网络；深化产学研协同创新机制，打造区域型创新平台；引导“中国制造2025试点示范城市”、国家新型工业化产业示范基地等创新资源聚集区，建设一批促进产业协同创新的技术推广应用平台和服务支撑中心。
问：如何保障《规划》目标任务的顺利实现？
答：为确保各项目标和重点任务的顺利实施，《规划》提出了五个方面的保障措施：
一是建立统筹协调机制，加强与有关部门的协调配合，充分发挥地方工业和信息化主管部门、行业协会、科技界等在推动产业技术创新中的重要作用，科学有效地推进产业技术创新工作。
二是营造良好政策环境，落实好研发费用加计扣除、技术转让所得税优惠等税收政策，鼓励地方因地制宜制定各类优惠政策，做好政策预研工作，加快研究制订促进技术创新的新政策。
三是加大资金扶持力度，深化产融结合，鼓励地方财政、金融资本、风险投资及民间资本投入产业技术创新；支持企业自主决策、先行投入，开展重大产业关键技术、共性技术、装备和标准的研发攻关。
四是加强人才队伍建设，调动高校、科研院所和企业的积极性，形成产学研用联合人才培养机制；建立健全人才流动机制，促进人才有序自由流动；积极引进人才，完善人才评价激励机制和服务保障体。
五是注重国际技术合作，鼓励企业采取多种方式，扩大我国产业技术创新在全球的影响力和话语权；吸引有实力的跨国公司在国内建设研发中心、生产中心和运营中心，带动国内创新能力提升。
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国内外微小型航空发动机发展现状及趋势分析
机械自动化类 善思惟 2016-11-03 11:09 发表了文章
微小型航空发动机是航空发动机的一个分支，它与用于大型飞机的“航空发动机”有明显区别。微小型航空发动机（Micro Aero-Engine）是一种比较复杂和精密的热力机械，主要为无人机、巡航导弹等提供飞行所需动力，也可以为地面装置提供电力。微小型航空发动机的技术难度没有民用飞机航空发动机那么高，很多国家都可以自行设计并制造微小型航空发动机，实力比较突出的国家有法国、德国、美国、英国、捷克等。
微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别，活塞发动机功率在100KW以下。
太阳谷出版的《国内外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国内外微小型航空发动机的发展现状、趋势，国内外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局，市场规模、未来发展趋势等作了深入研究，对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。
一、国内外微小型航空发动机发展现状分析
国外微小型航空发动机的主要研制单位包括：赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS Velká Bíteš公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研发历史较长，产品较多，技术实力雄厚，特别是Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品，在该领域享有国际声誉，产品竞争力非常强。
美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力，普•惠公司、Williams International公司、洛克菲勒•马丁公司、诺斯罗普•格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果，俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机，是20世纪70年代的产品，俄罗斯把它作为基准发动机，通过改进改型，发展了6种不同功率、不同用途的发动机，这些系列产品是TB，L1-10 E，TBД-20. PZL-IOW，BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力，所研制的巡航导弹在世界具有极强的影响力，其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。
法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一，Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一，其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年，中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业，以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。
德国在微小型航空发动机领域也拥有很强的实力，该国的JetCat公司研发了众多代表性的微小型航空发动机，在该领域拥有一定的行业地位。此外，加拿大庞巴迪公司下属的奥地利ROTAX公司在微小型航空发动机领域拥有非常强的技术研发实力以及市场占有率，该公司研制的ROTAX系列微小型航空发动机被美国和中国等国的先进无人机采用。
国内拥有众多微小型航空发动机研制单位，这些单位包括中科院系统、中航工业系统、航天集团、大学院校等等。
在国内微小型航空发动机研制单位中，比较突出的研究单位有：中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所、中国燃气涡轮研究院等。
二、国内外主要技术差距分析
1、我国无人机发展仍然受制于动力
从整体上来讲，我国航空发动机工业还比较薄弱，具体表现在产品性能指标偏低，并且产品系列不够完善，还有许多空白，因此无法为型号的发展提供比较充足的动力支持和储备，这样就造成许多型号依赖国外发动机，或者性能受到限制，因此对于我国来说，不仅仅是无人机，整个航空工业能否进一步发展，在很大程度上取决于我们的航空发动机是否跟上前进的步伐。
值得一提的是，我国航空发动机工业也在不断进步，目前，我国完成了用于无人机的涡轮增压型活塞发动机的研制，提高了国产无人机的高原性能，初步解决了国产无人机的动力问题，国产400KW/620马力涡桨发动机的研制也取得进展，可以为我国轻型运输机和大型无人机提高动力支持。
在2014年无人机展会上，我国公开展出了CH-4大型无人机，它是继翼龙、AH-3之后我国又一种侦察/打击型无人机。
不过翼龙的发动机来自奥地利的ROTAX914活塞发动机，它水平对置4缸废气增压发动机，1.2L排量，110马力输出，重量64公斤，需要指出的是美国MQ-1捕食者无人机配备的也是这型发动机，这也是翼龙能够在战术技术能够与MQ-1相抗衡的关键，目前国内能够提供的航空活塞发动机与ROTAX914还是有一定的差距，从珠海航展来看，我国的HS-133活塞发动机，它的功率只有82 马力，重量却有80公斤，因此配备翼龙无人机就会明显的降低它的性能。
从这里可以看出，由于发动机的差距，我国无人机的战术技术指标一下子被国外无人机拉开，这种差距并不是来自飞机本身，而飞机发动机性能的差距导致的，这也从一个侧面反应了发动机对于航空工业的重要性。
2、现有发动机谱系无法满足需求
我国作为一个幅员辽阔的大国，身处复杂的国际环境，现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈，特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变，无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广，陆海空覆盖面积大，无人机是朝着高中低空、远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
未来的空战将是无人机之间的空战，为了满足战争的需要，我国需要有从短程到远程，从低空到高空，从轻型到重型，从侦察到作战，涵盖各个范围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要，为了满足国防发展需求，更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力，有必要发展以下类型的无人机：特种作战侦察使用的微型无人机；近程战术侦察或者作战需要的无人机；采用涡轴发动机的旋翼无人机；中高空中远程无人机； 超高空超高速无人机。
3、新型发动机技术研究落后
我国在转子发动机等新型微小型航空发动机研究方面比较落后，与美国、德国、日本等差距较大，为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用，发挥平台的潜力，应高度重视无人机动力的研发。美国在《无人机系统路线图（2005-2030）》指出：“推进技术和处理器技术是无人机的两大关键技术”，由此可见动力技术的发展对无人机系统的发展起着尤为关键的作用。
我国无人机动力发展应该以我国各军兵种无人飞行器发展需求为依据，针对未来重点发展的无人作战飞机、高空长航时无人机、高超声速空天无人机等高端无人机平台，兼顾其他无人机需求，以核心机及涡轮冲压组合发动机为主线，遵循“加强预研、自主创新，统筹规划、系列发展，填补空白、占领高端”的发展原则，突破无人系统动力装置关键技术，通过新研和现有动力系列发展等方式，研制出满足国内军民用无人机系统发展需要的各类动力装置。
三、国内外微小型航空发动机发展趋势分析
1、高性能大涵道比涡扇发动机是重中之重
大涵道比涡扇发动机是指涵道比4以上的涡扇发动机。由于大涵道比涡扇发动机的耗油率低、噪声小，被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机如加油机、预警机、反潜机等。2013年11月12日，在第九届中国国际航空展的航空发动机展区，中航工业展出了国产大涵道比涡扇发动机的金属同比例模型。
从民用和军用飞机的发展现状来看，急需要高性能的大涵道比涡扇发动机，毫无疑问，这是近期我国的需求重点也是难点之一。目前，国外高端无人机动力的发展趋势是以涡扇发动机为主。涡扇发动机耗油率相对较低，具有寿命长、成本低、易于实现系列化等优点，非常适合于未来无人机平台对动力的需求。从国外无人机的现状和发展趋势看，目前在研和拟研的高端无人机动力也基本以涡扇发动机为主。例如，欧洲的“神经元”验证机选用“阿杜尔”涡扇发动机。美国“联合空战系统计划”（J-UCAS）中发展的X-45A／B和X-47无人战斗机的验证样机选择了现有涡扇发动机。因此，涡扇发动机将是今后发展的一个重点方向。
2、未来发展重点是冲压发动机
冲压发动机主要用于超音速巡航导弹，冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术。它正在日新月异的迅速发展。在这个领域内，有着广泛的复杂问题需要研究解决。
随着飞行速度的提高，就要求设计制造出更有效的部件——扩压器，燃烧室，尾喷管。有的国家正在计划把冲压发动机的飞行速度提高到5－7倍音速，甚至更高(约5300－7400公里/小时)。这就需要解决一系列新的问题。例如，首先要求解决热障问题，在M=5飞行时，发动机壁面与空气摩擦后温度可以达到1000℃左右。燃烧室加热以后的温度将达到2500－2800℃左右，这就需要耐温能力更高的材料。其次，为了使燃烧室中能加温到更高的温度，目前所采用的燃料(煤油)是不行的，这就需要高能量的燃料。
今天已进入原子能时代。因此在冲压发动机上使用原子能吸引着许多科学家，使他们进行不懈的研究。不久的将来这种理想就会变为现实。
在地球大气的上层，由于太阳和宇宙线的作用，部分空气分解成为离子，当这些离子再合成分子时，就会放出大量的能量，因此就有可能在发动机内喷入少量的催化剂，使离子再结合成分子，放出能量而推动飞机，这样就根本不必携带燃料。这种离子冲压发动机的航程，可以认为是无限的。
3、涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是重要方向之一
涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机主要用于高超音速巡航导弹和攻击机，涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是一个重要方向。两款组合发动机的结构相似，一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机，而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度，在燃气进入涡轮前，需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释，残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻，但是，其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
4、超燃冲压发动机发展前景广阔
超燃冲压发动机主要用于高超声速巡航导弹上，飞行速度可以达到8马赫以上。从20世纪50年代人们就开始研究超燃冲压发动机，最初的应用目标是单级入轨的飞行器、远程高速飞机和远程高超声速导弹。从90年代开始，重点转向巡航导弹用超燃冲压发动机的发展。目前，美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国都在发展M数4~8、射程1000km以上的巡航导弹用超燃冲压发动机。采用碳氢燃料、M数3~8的双模态超燃冲压发动机已结束地面试验验证，进行了飞行试验。到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速空天飞机将有可能投入使用。
5、脉冲爆震发动机具有很大潜力
脉冲爆震发动机是利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机，它是目前航空推进领域的发展热点之一，可以使发动机的效率提高24%，生产成本降低25%，并使燃油消耗降低25%，单位推力提高45%，它是未来无人机和巡航导弹极具潜力的动力装置。
四、国内微小型航空发动机市场发展前景预测分析
2014年下半年，国内可能将召开低空空域改革座谈会，这次会议可能为低空空域改革定调，低空空域改革一旦成行，对于我国的通用航空产业发展将会是极大的利好，并将刺激整个通用航空产业加快发展，当前，国内各方面都在推进改革，深化改革已经成为了领导层的一个共识，低空空域改革势必在这样的大环境下加快推进。这样，国内微小型航空发动机将会在无人机需求提升的情况下得到较快的发展。
巡航导弹作为一种重要的武器装备，其市场需求比较稳定，国内目前有一定量的巡航导弹出口，但是，整体来看，目前出口量不算太大，今后，国内装备需求和国外进口需求将保持稳定增长，但是，增长空间最大的可能是无人机用发动机，特别是小型涡喷和小型涡扇发动机将在军用、民用无人机的提振下得到明显的增长空间。
但是，国内无人机用发动机也可能遭遇一些问题，其一是无人机整体市场发展受阻，其二是国内厂商无法满足国内市场需求，相关市场将会继续被国外企业所占领。
2014-2020年中国微小型航空发动机市场规模预测（单位：亿元）
根据调研和分析，2014年，国内微小型航空发动机的市场规模可能达到46.3亿元，之后在低空空域改革等政策刺激下，无人机用微小型航空发动机需求将得到明显提升，到2020年，整体市场规模将达到167.5亿元。
国内微小型航空发动机企业目前主要产品线集中在低端微小型航空发动机领域，缺乏针对高端无人机的发动机产品，有些厂商比如三院31所已经取得了一些进步，总参60所在微小型航空发动机领域也取得了许多进步，今后，随着国内市场发展，国内厂商在市场刺激下将进一步投入更多精力研发有竞争力的产品，与国外厂商竞争，行业主要竞争厂商和市场份额将倒向国内厂商。未来，在2014-2020年，行业主要竞争厂商及市场份额预测如下：
总体来说，赛峰集团Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等外国企业仍然将具备很强的竞争力，国内厂商比如中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所（北京动力机械研究所）、中国燃气涡轮研究院、中航工业南方航空工业（集团）有限公司、中国人民解放军总参谋部第六十研究所等在国内市场刺激下市场份额都会有所增长，未来市场份额的争夺主要集中在无人机特别是民用无人机领域，国内厂商需求有针对性的推出适合民用无人机的发动机产品谱系，打造品牌，占领市场。
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微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别，活塞发动机功率在100KW以下。
太阳谷出版的《国内外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国内外微小型航空发动机的发展现状、趋势，国内外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局，市场规模、未来发展趋势等作了深入研究，对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。
一、国内外微小型航空发动机发展现状分析
国外微小型航空发动机的主要研制单位包括：赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS Velká Bíteš公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研发历史较长，产品较多，技术实力雄厚，特别是Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品，在该领域享有国际声誉，产品竞争力非常强。
美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力，普•惠公司、Williams International公司、洛克菲勒•马丁公司、诺斯罗普•格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果，俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机，是20世纪70年代的产品，俄罗斯把它作为基准发动机，通过改进改型，发展了6种不同功率、不同用途的发动机，这些系列产品是TB，L1-10 E，TBД-20. PZL-IOW，BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力，所研制的巡航导弹在世界具有极强的影响力，其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。
法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一，Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一，其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年，中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业，以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。
德国在微小型航空发动机领域也拥有很强的实力，该国的JetCat公司研发了众多代表性的微小型航空发动机，在该领域拥有一定的行业地位。此外，加拿大庞巴迪公司下属的奥地利ROTAX公司在微小型航空发动机领域拥有非常强的技术研发实力以及市场占有率，该公司研制的ROTAX系列微小型航空发动机被美国和中国等国的先进无人机采用。
国内拥有众多微小型航空发动机研制单位，这些单位包括中科院系统、中航工业系统、航天集团、大学院校等等。
在国内微小型航空发动机研制单位中，比较突出的研究单位有：中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所、中国燃气涡轮研究院等。
二、国内外主要技术差距分析
1、我国无人机发展仍然受制于动力
从整体上来讲，我国航空发动机工业还比较薄弱，具体表现在产品性能指标偏低，并且产品系列不够完善，还有许多空白，因此无法为型号的发展提供比较充足的动力支持和储备，这样就造成许多型号依赖国外发动机，或者性能受到限制，因此对于我国来说，不仅仅是无人机，整个航空工业能否进一步发展，在很大程度上取决于我们的航空发动机是否跟上前进的步伐。
值得一提的是，我国航空发动机工业也在不断进步，目前，我国完成了用于无人机的涡轮增压型活塞发动机的研制，提高了国产无人机的高原性能，初步解决了国产无人机的动力问题，国产400KW/620马力涡桨发动机的研制也取得进展，可以为我国轻型运输机和大型无人机提高动力支持。
在2014年无人机展会上，我国公开展出了CH-4大型无人机，它是继翼龙、AH-3之后我国又一种侦察/打击型无人机。
不过翼龙的发动机来自奥地利的ROTAX914活塞发动机，它水平对置4缸废气增压发动机，1.2L排量，110马力输出，重量64公斤，需要指出的是美国MQ-1捕食者无人机配备的也是这型发动机，这也是翼龙能够在战术技术能够与MQ-1相抗衡的关键，目前国内能够提供的航空活塞发动机与ROTAX914还是有一定的差距，从珠海航展来看，我国的HS-133活塞发动机，它的功率只有82 马力，重量却有80公斤，因此配备翼龙无人机就会明显的降低它的性能。
从这里可以看出，由于发动机的差距，我国无人机的战术技术指标一下子被国外无人机拉开，这种差距并不是来自飞机本身，而飞机发动机性能的差距导致的，这也从一个侧面反应了发动机对于航空工业的重要性。
2、现有发动机谱系无法满足需求
我国作为一个幅员辽阔的大国，身处复杂的国际环境，现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈，特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变，无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广，陆海空覆盖面积大，无人机是朝着高中低空、远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
未来的空战将是无人机之间的空战，为了满足战争的需要，我国需要有从短程到远程，从低空到高空，从轻型到重型，从侦察到作战，涵盖各个范围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要，为了满足国防发展需求，更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力，有必要发展以下类型的无人机：特种作战侦察使用的微型无人机；近程战术侦察或者作战需要的无人机；采用涡轴发动机的旋翼无人机；中高空中远程无人机； 超高空超高速无人机。
3、新型发动机技术研究落后
我国在转子发动机等新型微小型航空发动机研究方面比较落后，与美国、德国、日本等差距较大，为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用，发挥平台的潜力，应高度重视无人机动力的研发。美国在《无人机系统路线图（2005-2030）》指出：“推进技术和处理器技术是无人机的两大关键技术”，由此可见动力技术的发展对无人机系统的发展起着尤为关键的作用。
我国无人机动力发展应该以我国各军兵种无人飞行器发展需求为依据，针对未来重点发展的无人作战飞机、高空长航时无人机、高超声速空天无人机等高端无人机平台，兼顾其他无人机需求，以核心机及涡轮冲压组合发动机为主线，遵循“加强预研、自主创新，统筹规划、系列发展，填补空白、占领高端”的发展原则，突破无人系统动力装置关键技术，通过新研和现有动力系列发展等方式，研制出满足国内军民用无人机系统发展需要的各类动力装置。
三、国内外微小型航空发动机发展趋势分析
1、高性能大涵道比涡扇发动机是重中之重
大涵道比涡扇发动机是指涵道比4以上的涡扇发动机。由于大涵道比涡扇发动机的耗油率低、噪声小，被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机如加油机、预警机、反潜机等。2013年11月12日，在第九届中国国际航空展的航空发动机展区，中航工业展出了国产大涵道比涡扇发动机的金属同比例模型。
从民用和军用飞机的发展现状来看，急需要高性能的大涵道比涡扇发动机，毫无疑问，这是近期我国的需求重点也是难点之一。目前，国外高端无人机动力的发展趋势是以涡扇发动机为主。涡扇发动机耗油率相对较低，具有寿命长、成本低、易于实现系列化等优点，非常适合于未来无人机平台对动力的需求。从国外无人机的现状和发展趋势看，目前在研和拟研的高端无人机动力也基本以涡扇发动机为主。例如，欧洲的“神经元”验证机选用“阿杜尔”涡扇发动机。美国“联合空战系统计划”（J-UCAS）中发展的X-45A／B和X-47无人战斗机的验证样机选择了现有涡扇发动机。因此，涡扇发动机将是今后发展的一个重点方向。
2、未来发展重点是冲压发动机
冲压发动机主要用于超音速巡航导弹，冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术。它正在日新月异的迅速发展。在这个领域内，有着广泛的复杂问题需要研究解决。
随着飞行速度的提高，就要求设计制造出更有效的部件——扩压器，燃烧室，尾喷管。有的国家正在计划把冲压发动机的飞行速度提高到5－7倍音速，甚至更高(约5300－7400公里/小时)。这就需要解决一系列新的问题。例如，首先要求解决热障问题，在M=5飞行时，发动机壁面与空气摩擦后温度可以达到1000℃左右。燃烧室加热以后的温度将达到2500－2800℃左右，这就需要耐温能力更高的材料。其次，为了使燃烧室中能加温到更高的温度，目前所采用的燃料(煤油)是不行的，这就需要高能量的燃料。
今天已进入原子能时代。因此在冲压发动机上使用原子能吸引着许多科学家，使他们进行不懈的研究。不久的将来这种理想就会变为现实。
在地球大气的上层，由于太阳和宇宙线的作用，部分空气分解成为离子，当这些离子再合成分子时，就会放出大量的能量，因此就有可能在发动机内喷入少量的催化剂，使离子再结合成分子，放出能量而推动飞机，这样就根本不必携带燃料。这种离子冲压发动机的航程，可以认为是无限的。
3、涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是重要方向之一
涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机主要用于高超音速巡航导弹和攻击机，涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是一个重要方向。两款组合发动机的结构相似，一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机，而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度，在燃气进入涡轮前，需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释，残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻，但是，其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
4、超燃冲压发动机发展前景广阔
超燃冲压发动机主要用于高超声速巡航导弹上，飞行速度可以达到8马赫以上。从20世纪50年代人们就开始研究超燃冲压发动机，最初的应用目标是单级入轨的飞行器、远程高速飞机和远程高超声速导弹。从90年代开始，重点转向巡航导弹用超燃冲压发动机的发展。目前，美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国都在发展M数4~8、射程1000km以上的巡航导弹用超燃冲压发动机。采用碳氢燃料、M数3~8的双模态超燃冲压发动机已结束地面试验验证，进行了飞行试验。到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速空天飞机将有可能投入使用。
5、脉冲爆震发动机具有很大潜力
脉冲爆震发动机是利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机，它是目前航空推进领域的发展热点之一，可以使发动机的效率提高24%，生产成本降低25%，并使燃油消耗降低25%，单位推力提高45%，它是未来无人机和巡航导弹极具潜力的动力装置。
四、国内微小型航空发动机市场发展前景预测分析
2014年下半年，国内可能将召开低空空域改革座谈会，这次会议可能为低空空域改革定调，低空空域改革一旦成行，对于我国的通用航空产业发展将会是极大的利好，并将刺激整个通用航空产业加快发展，当前，国内各方面都在推进改革，深化改革已经成为了领导层的一个共识，低空空域改革势必在这样的大环境下加快推进。这样，国内微小型航空发动机将会在无人机需求提升的情况下得到较快的发展。
巡航导弹作为一种重要的武器装备，其市场需求比较稳定，国内目前有一定量的巡航导弹出口，但是，整体来看，目前出口量不算太大，今后，国内装备需求和国外进口需求将保持稳定增长，但是，增长空间最大的可能是无人机用发动机，特别是小型涡喷和小型涡扇发动机将在军用、民用无人机的提振下得到明显的增长空间。
但是，国内无人机用发动机也可能遭遇一些问题，其一是无人机整体市场发展受阻，其二是国内厂商无法满足国内市场需求，相关市场将会继续被国外企业所占领。
2014-2020年中国微小型航空发动机市场规模预测（单位：亿元）
根据调研和分析，2014年，国内微小型航空发动机的市场规模可能达到46.3亿元，之后在低空空域改革等政策刺激下，无人机用微小型航空发动机需求将得到明显提升，到2020年，整体市场规模将达到167.5亿元。
国内微小型航空发动机企业目前主要产品线集中在低端微小型航空发动机领域，缺乏针对高端无人机的发动机产品，有些厂商比如三院31所已经取得了一些进步，总参60所在微小型航空发动机领域也取得了许多进步，今后，随着国内市场发展，国内厂商在市场刺激下将进一步投入更多精力研发有竞争力的产品，与国外厂商竞争，行业主要竞争厂商和市场份额将倒向国内厂商。未来，在2014-2020年，行业主要竞争厂商及市场份额预测如下：
总体来说，赛峰集团Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等外国企业仍然将具备很强的竞争力，国内厂商比如中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所（北京动力机械研究所）、中国燃气涡轮研究院、中航工业南方航空工业（集团）有限公司、中国人民解放军总参谋部第六十研究所等在国内市场刺激下市场份额都会有所增长，未来市场份额的争夺主要集中在无人机特别是民用无人机领域，国内厂商需求有针对性的推出适合民用无人机的发动机产品谱系，打造品牌，占领市场。
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微小型航空发动机是航空发动机的一个分支，它与用于大型飞机的“航空发动机”有明显区别。微小型航空发动机（Micro Aero-Engine）是一种比较复杂和精密的热力机械，主要为无人机、巡航导弹等提供飞行所需动力，也可以为地面装置提供电力。微小型航空发动机的技术难度没有民用飞机航空发动机那么高，很多国家都可以自行设计并制造微小型航空发动机，实力比较突出的国家有法国、德国、美国、英国、捷克等。
微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别，活塞发动机功率在100KW以下。
太阳谷出版的《国内外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国内外微小型航空发动机的发展现状、趋势，国内外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局，市场规模、未来发展趋势等作了深入研究，对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。
一、国内外微小型航空发动机发展现状分析
国外微小型航空发动机的主要研制单位包括：赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS Velká Bíteš公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研发历史较长，产品较多，技术实力雄厚，特别是Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品，在该领域享有国际声誉，产品竞争力非常强。
美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力，普•惠公司、Williams International公司、洛克菲勒•马丁公司、诺斯罗普•格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果，俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机，是20世纪70年代的产品，俄罗斯把它作为基准发动机，通过改进改型，发展了6种不同功率、不同用途的发动机，这些系列产品是TB，L1-10 E，TBД-20. PZL-IOW，BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力，所研制的巡航导弹在世界具有极强的影响力，其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。
法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一，Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一，其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年，中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业，以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。
德国在微小型航空发动机领域也拥有很强的实力，该国的JetCat公司研发了众多代表性的微小型航空发动机，在该领域拥有一定的行业地位。此外，加拿大庞巴迪公司下属的奥地利ROTAX公司在微小型航空发动机领域拥有非常强的技术研发实力以及市场占有率，该公司研制的ROTAX系列微小型航空发动机被美国和中国等国的先进无人机采用。
国内拥有众多微小型航空发动机研制单位，这些单位包括中科院系统、中航工业系统、航天集团、大学院校等等。
在国内微小型航空发动机研制单位中，比较突出的研究单位有：中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所、中国燃气涡轮研究院等。
二、国内外主要技术差距分析
1、我国无人机发展仍然受制于动力
从整体上来讲，我国航空发动机工业还比较薄弱，具体表现在产品性能指标偏低，并且产品系列不够完善，还有许多空白，因此无法为型号的发展提供比较充足的动力支持和储备，这样就造成许多型号依赖国外发动机，或者性能受到限制，因此对于我国来说，不仅仅是无人机，整个航空工业能否进一步发展，在很大程度上取决于我们的航空发动机是否跟上前进的步伐。
值得一提的是，我国航空发动机工业也在不断进步，目前，我国完成了用于无人机的涡轮增压型活塞发动机的研制，提高了国产无人机的高原性能，初步解决了国产无人机的动力问题，国产400KW/620马力涡桨发动机的研制也取得进展，可以为我国轻型运输机和大型无人机提高动力支持。
在2014年无人机展会上，我国公开展出了CH-4大型无人机，它是继翼龙、AH-3之后我国又一种侦察/打击型无人机。
不过翼龙的发动机来自奥地利的ROTAX914活塞发动机，它水平对置4缸废气增压发动机，1.2L排量，110马力输出，重量64公斤，需要指出的是美国MQ-1捕食者无人机配备的也是这型发动机，这也是翼龙能够在战术技术能够与MQ-1相抗衡的关键，目前国内能够提供的航空活塞发动机与ROTAX914还是有一定的差距，从珠海航展来看，我国的HS-133活塞发动机，它的功率只有82 马力，重量却有80公斤，因此配备翼龙无人机就会明显的降低它的性能。
从这里可以看出，由于发动机的差距，我国无人机的战术技术指标一下子被国外无人机拉开，这种差距并不是来自飞机本身，而飞机发动机性能的差距导致的，这也从一个侧面反应了发动机对于航空工业的重要性。
2、现有发动机谱系无法满足需求
我国作为一个幅员辽阔的大国，身处复杂的国际环境，现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈，特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变，无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广，陆海空覆盖面积大，无人机是朝着高中低空、远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
未来的空战将是无人机之间的空战，为了满足战争的需要，我国需要有从短程到远程，从低空到高空，从轻型到重型，从侦察到作战，涵盖各个范围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要，为了满足国防发展需求，更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力，有必要发展以下类型的无人机：特种作战侦察使用的微型无人机；近程战术侦察或者作战需要的无人机；采用涡轴发动机的旋翼无人机；中高空中远程无人机； 超高空超高速无人机。
3、新型发动机技术研究落后
我国在转子发动机等新型微小型航空发动机研究方面比较落后，与美国、德国、日本等差距较大，为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用，发挥平台的潜力，应高度重视无人机动力的研发。美国在《无人机系统路线图（2005-2030）》指出：“推进技术和处理器技术是无人机的两大关键技术”，由此可见动力技术的发展对无人机系统的发展起着尤为关键的作用。
我国无人机动力发展应该以我国各军兵种无人飞行器发展需求为依据，针对未来重点发展的无人作战飞机、高空长航时无人机、高超声速空天无人机等高端无人机平台，兼顾其他无人机需求，以核心机及涡轮冲压组合发动机为主线，遵循“加强预研、自主创新，统筹规划、系列发展，填补空白、占领高端”的发展原则，突破无人系统动力装置关键技术，通过新研和现有动力系列发展等方式，研制出满足国内军民用无人机系统发展需要的各类动力装置。
三、国内外微小型航空发动机发展趋势分析
1、高性能大涵道比涡扇发动机是重中之重
大涵道比涡扇发动机是指涵道比4以上的涡扇发动机。由于大涵道比涡扇发动机的耗油率低、噪声小，被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机如加油机、预警机、反潜机等。2013年11月12日，在第九届中国国际航空展的航空发动机展区，中航工业展出了国产大涵道比涡扇发动机的金属同比例模型。
从民用和军用飞机的发展现状来看，急需要高性能的大涵道比涡扇发动机，毫无疑问，这是近期我国的需求重点也是难点之一。目前，国外高端无人机动力的发展趋势是以涡扇发动机为主。涡扇发动机耗油率相对较低，具有寿命长、成本低、易于实现系列化等优点，非常适合于未来无人机平台对动力的需求。从国外无人机的现状和发展趋势看，目前在研和拟研的高端无人机动力也基本以涡扇发动机为主。例如，欧洲的“神经元”验证机选用“阿杜尔”涡扇发动机。美国“联合空战系统计划”（J-UCAS）中发展的X-45A／B和X-47无人战斗机的验证样机选择了现有涡扇发动机。因此，涡扇发动机将是今后发展的一个重点方向。
2、未来发展重点是冲压发动机
冲压发动机主要用于超音速巡航导弹，冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术。它正在日新月异的迅速发展。在这个领域内，有着广泛的复杂问题需要研究解决。
随着飞行速度的提高，就要求设计制造出更有效的部件——扩压器，燃烧室，尾喷管。有的国家正在计划把冲压发动机的飞行速度提高到5－7倍音速，甚至更高(约5300－7400公里/小时)。这就需要解决一系列新的问题。例如，首先要求解决热障问题，在M=5飞行时，发动机壁面与空气摩擦后温度可以达到1000℃左右。燃烧室加热以后的温度将达到2500－2800℃左右，这就需要耐温能力更高的材料。其次，为了使燃烧室中能加温到更高的温度，目前所采用的燃料(煤油)是不行的，这就需要高能量的燃料。
今天已进入原子能时代。因此在冲压发动机上使用原子能吸引着许多科学家，使他们进行不懈的研究。不久的将来这种理想就会变为现实。
在地球大气的上层，由于太阳和宇宙线的作用，部分空气分解成为离子，当这些离子再合成分子时，就会放出大量的能量，因此就有可能在发动机内喷入少量的催化剂，使离子再结合成分子，放出能量而推动飞机，这样就根本不必携带燃料。这种离子冲压发动机的航程，可以认为是无限的。
3、涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是重要方向之一
涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机主要用于高超音速巡航导弹和攻击机，涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是一个重要方向。两款组合发动机的结构相似，一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机，而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度，在燃气进入涡轮前，需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释，残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻，但是，其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
4、超燃冲压发动机发展前景广阔
超燃冲压发动机主要用于高超声速巡航导弹上，飞行速度可以达到8马赫以上。从20世纪50年代人们就开始研究超燃冲压发动机，最初的应用目标是单级入轨的飞行器、远程高速飞机和远程高超声速导弹。从90年代开始，重点转向巡航导弹用超燃冲压发动机的发展。目前，美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国都在发展M数4~8、射程1000km以上的巡航导弹用超燃冲压发动机。采用碳氢燃料、M数3~8的双模态超燃冲压发动机已结束地面试验验证，进行了飞行试验。到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速空天飞机将有可能投入使用。
5、脉冲爆震发动机具有很大潜力
脉冲爆震发动机是利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机，它是目前航空推进领域的发展热点之一，可以使发动机的效率提高24%，生产成本降低25%，并使燃油消耗降低25%，单位推力提高45%，它是未来无人机和巡航导弹极具潜力的动力装置。
四、国内微小型航空发动机市场发展前景预测分析
2014年下半年，国内可能将召开低空空域改革座谈会，这次会议可能为低空空域改革定调，低空空域改革一旦成行，对于我国的通用航空产业发展将会是极大的利好，并将刺激整个通用航空产业加快发展，当前，国内各方面都在推进改革，深化改革已经成为了领导层的一个共识，低空空域改革势必在这样的大环境下加快推进。这样，国内微小型航空发动机将会在无人机需求提升的情况下得到较快的发展。
巡航导弹作为一种重要的武器装备，其市场需求比较稳定，国内目前有一定量的巡航导弹出口，但是，整体来看，目前出口量不算太大，今后，国内装备需求和国外进口需求将保持稳定增长，但是，增长空间最大的可能是无人机用发动机，特别是小型涡喷和小型涡扇发动机将在军用、民用无人机的提振下得到明显的增长空间。
但是，国内无人机用发动机也可能遭遇一些问题，其一是无人机整体市场发展受阻，其二是国内厂商无法满足国内市场需求，相关市场将会继续被国外企业所占领。
2014-2020年中国微小型航空发动机市场规模预测（单位：亿元）
根据调研和分析，2014年，国内微小型航空发动机的市场规模可能达到46.3亿元，之后在低空空域改革等政策刺激下，无人机用微小型航空发动机需求将得到明显提升，到2020年，整体市场规模将达到167.5亿元。
国内微小型航空发动机企业目前主要产品线集中在低端微小型航空发动机领域，缺乏针对高端无人机的发动机产品，有些厂商比如三院31所已经取得了一些进步，总参60所在微小型航空发动机领域也取得了许多进步，今后，随着国内市场发展，国内厂商在市场刺激下将进一步投入更多精力研发有竞争力的产品，与国外厂商竞争，行业主要竞争厂商和市场份额将倒向国内厂商。未来，在2014-2020年，行业主要竞争厂商及市场份额预测如下：
总体来说，赛峰集团Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等外国企业仍然将具备很强的竞争力，国内厂商比如中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所（北京动力机械研究所）、中国燃气涡轮研究院、中航工业南方航空工业（集团）有限公司、中国人民解放军总参谋部第六十研究所等在国内市场刺激下市场份额都会有所增长，未来市场份额的争夺主要集中在无人机特别是民用无人机领域，国内厂商需求有针对性的推出适合民用无人机的发动机产品谱系，打造品牌，占领市场。
来源：网络
微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别，活塞发动机功率在100KW以下。
太阳谷出版的《国内外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国内外微小型航空发动机的发展现状、趋势，国内外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局，市场规模、未来发展趋势等作了深入研究，对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。
一、国内外微小型航空发动机发展现状分析
国外微小型航空发动机的主要研制单位包括：赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS Velká Bíteš公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研发历史较长，产品较多，技术实力雄厚，特别是Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品，在该领域享有国际声誉，产品竞争力非常强。
美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力，普•惠公司、Williams International公司、洛克菲勒•马丁公司、诺斯罗普•格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果，俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机，是20世纪70年代的产品，俄罗斯把它作为基准发动机，通过改进改型，发展了6种不同功率、不同用途的发动机，这些系列产品是TB，L1-10 E，TBД-20. PZL-IOW，BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力，所研制的巡航导弹在世界具有极强的影响力，其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。
法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一，Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一，其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年，中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业，以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。
德国在微小型航空发动机领域也拥有很强的实力，该国的JetCat公司研发了众多代表性的微小型航空发动机，在该领域拥有一定的行业地位。此外，加拿大庞巴迪公司下属的奥地利ROTAX公司在微小型航空发动机领域拥有非常强的技术研发实力以及市场占有率，该公司研制的ROTAX系列微小型航空发动机被美国和中国等国的先进无人机采用。
国内拥有众多微小型航空发动机研制单位，这些单位包括中科院系统、中航工业系统、航天集团、大学院校等等。
在国内微小型航空发动机研制单位中，比较突出的研究单位有：中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所、中国燃气涡轮研究院等。
二、国内外主要技术差距分析
1、我国无人机发展仍然受制于动力
从整体上来讲，我国航空发动机工业还比较薄弱，具体表现在产品性能指标偏低，并且产品系列不够完善，还有许多空白，因此无法为型号的发展提供比较充足的动力支持和储备，这样就造成许多型号依赖国外发动机，或者性能受到限制，因此对于我国来说，不仅仅是无人机，整个航空工业能否进一步发展，在很大程度上取决于我们的航空发动机是否跟上前进的步伐。
值得一提的是，我国航空发动机工业也在不断进步，目前，我国完成了用于无人机的涡轮增压型活塞发动机的研制，提高了国产无人机的高原性能，初步解决了国产无人机的动力问题，国产400KW/620马力涡桨发动机的研制也取得进展，可以为我国轻型运输机和大型无人机提高动力支持。
在2014年无人机展会上，我国公开展出了CH-4大型无人机，它是继翼龙、AH-3之后我国又一种侦察/打击型无人机。
不过翼龙的发动机来自奥地利的ROTAX914活塞发动机，它水平对置4缸废气增压发动机，1.2L排量，110马力输出，重量64公斤，需要指出的是美国MQ-1捕食者无人机配备的也是这型发动机，这也是翼龙能够在战术技术能够与MQ-1相抗衡的关键，目前国内能够提供的航空活塞发动机与ROTAX914还是有一定的差距，从珠海航展来看，我国的HS-133活塞发动机，它的功率只有82 马力，重量却有80公斤，因此配备翼龙无人机就会明显的降低它的性能。
从这里可以看出，由于发动机的差距，我国无人机的战术技术指标一下子被国外无人机拉开，这种差距并不是来自飞机本身，而飞机发动机性能的差距导致的，这也从一个侧面反应了发动机对于航空工业的重要性。
2、现有发动机谱系无法满足需求
我国作为一个幅员辽阔的大国，身处复杂的国际环境，现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈，特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变，无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广，陆海空覆盖面积大，无人机是朝着高中低空、远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
未来的空战将是无人机之间的空战，为了满足战争的需要，我国需要有从短程到远程，从低空到高空，从轻型到重型，从侦察到作战，涵盖各个范围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要，为了满足国防发展需求，更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力，有必要发展以下类型的无人机：特种作战侦察使用的微型无人机；近程战术侦察或者作战需要的无人机；采用涡轴发动机的旋翼无人机；中高空中远程无人机； 超高空超高速无人机。
3、新型发动机技术研究落后
我国在转子发动机等新型微小型航空发动机研究方面比较落后，与美国、德国、日本等差距较大，为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用，发挥平台的潜力，应高度重视无人机动力的研发。美国在《无人机系统路线图（2005-2030）》指出：“推进技术和处理器技术是无人机的两大关键技术”，由此可见动力技术的发展对无人机系统的发展起着尤为关键的作用。
我国无人机动力发展应该以我国各军兵种无人飞行器发展需求为依据，针对未来重点发展的无人作战飞机、高空长航时无人机、高超声速空天无人机等高端无人机平台，兼顾其他无人机需求，以核心机及涡轮冲压组合发动机为主线，遵循“加强预研、自主创新，统筹规划、系列发展，填补空白、占领高端”的发展原则，突破无人系统动力装置关键技术，通过新研和现有动力系列发展等方式，研制出满足国内军民用无人机系统发展需要的各类动力装置。
三、国内外微小型航空发动机发展趋势分析
1、高性能大涵道比涡扇发动机是重中之重
大涵道比涡扇发动机是指涵道比4以上的涡扇发动机。由于大涵道比涡扇发动机的耗油率低、噪声小，被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机如加油机、预警机、反潜机等。2013年11月12日，在第九届中国国际航空展的航空发动机展区，中航工业展出了国产大涵道比涡扇发动机的金属同比例模型。
从民用和军用飞机的发展现状来看，急需要高性能的大涵道比涡扇发动机，毫无疑问，这是近期我国的需求重点也是难点之一。目前，国外高端无人机动力的发展趋势是以涡扇发动机为主。涡扇发动机耗油率相对较低，具有寿命长、成本低、易于实现系列化等优点，非常适合于未来无人机平台对动力的需求。从国外无人机的现状和发展趋势看，目前在研和拟研的高端无人机动力也基本以涡扇发动机为主。例如，欧洲的“神经元”验证机选用“阿杜尔”涡扇发动机。美国“联合空战系统计划”（J-UCAS）中发展的X-45A／B和X-47无人战斗机的验证样机选择了现有涡扇发动机。因此，涡扇发动机将是今后发展的一个重点方向。
2、未来发展重点是冲压发动机
冲压发动机主要用于超音速巡航导弹，冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术。它正在日新月异的迅速发展。在这个领域内，有着广泛的复杂问题需要研究解决。
随着飞行速度的提高，就要求设计制造出更有效的部件——扩压器，燃烧室，尾喷管。有的国家正在计划把冲压发动机的飞行速度提高到5－7倍音速，甚至更高(约5300－7400公里/小时)。这就需要解决一系列新的问题。例如，首先要求解决热障问题，在M=5飞行时，发动机壁面与空气摩擦后温度可以达到1000℃左右。燃烧室加热以后的温度将达到2500－2800℃左右，这就需要耐温能力更高的材料。其次，为了使燃烧室中能加温到更高的温度，目前所采用的燃料(煤油)是不行的，这就需要高能量的燃料。
今天已进入原子能时代。因此在冲压发动机上使用原子能吸引着许多科学家，使他们进行不懈的研究。不久的将来这种理想就会变为现实。
在地球大气的上层，由于太阳和宇宙线的作用，部分空气分解成为离子，当这些离子再合成分子时，就会放出大量的能量，因此就有可能在发动机内喷入少量的催化剂，使离子再结合成分子，放出能量而推动飞机，这样就根本不必携带燃料。这种离子冲压发动机的航程，可以认为是无限的。
3、涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是重要方向之一
涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机主要用于高超音速巡航导弹和攻击机，涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是一个重要方向。两款组合发动机的结构相似，一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机，而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度，在燃气进入涡轮前，需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释，残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻，但是，其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
4、超燃冲压发动机发展前景广阔
超燃冲压发动机主要用于高超声速巡航导弹上，飞行速度可以达到8马赫以上。从20世纪50年代人们就开始研究超燃冲压发动机，最初的应用目标是单级入轨的飞行器、远程高速飞机和远程高超声速导弹。从90年代开始，重点转向巡航导弹用超燃冲压发动机的发展。目前，美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国都在发展M数4~8、射程1000km以上的巡航导弹用超燃冲压发动机。采用碳氢燃料、M数3~8的双模态超燃冲压发动机已结束地面试验验证，进行了飞行试验。到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速空天飞机将有可能投入使用。
5、脉冲爆震发动机具有很大潜力
脉冲爆震发动机是利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机，它是目前航空推进领域的发展热点之一，可以使发动机的效率提高24%，生产成本降低25%，并使燃油消耗降低25%，单位推力提高45%，它是未来无人机和巡航导弹极具潜力的动力装置。
四、国内微小型航空发动机市场发展前景预测分析
2014年下半年，国内可能将召开低空空域改革座谈会，这次会议可能为低空空域改革定调，低空空域改革一旦成行，对于我国的通用航空产业发展将会是极大的利好，并将刺激整个通用航空产业加快发展，当前，国内各方面都在推进改革，深化改革已经成为了领导层的一个共识，低空空域改革势必在这样的大环境下加快推进。这样，国内微小型航空发动机将会在无人机需求提升的情况下得到较快的发展。
巡航导弹作为一种重要的武器装备，其市场需求比较稳定，国内目前有一定量的巡航导弹出口，但是，整体来看，目前出口量不算太大，今后，国内装备需求和国外进口需求将保持稳定增长，但是，增长空间最大的可能是无人机用发动机，特别是小型涡喷和小型涡扇发动机将在军用、民用无人机的提振下得到明显的增长空间。
但是，国内无人机用发动机也可能遭遇一些问题，其一是无人机整体市场发展受阻，其二是国内厂商无法满足国内市场需求，相关市场将会继续被国外企业所占领。
2014-2020年中国微小型航空发动机市场规模预测（单位：亿元）
根据调研和分析，2014年，国内微小型航空发动机的市场规模可能达到46.3亿元，之后在低空空域改革等政策刺激下，无人机用微小型航空发动机需求将得到明显提升，到2020年，整体市场规模将达到167.5亿元。
国内微小型航空发动机企业目前主要产品线集中在低端微小型航空发动机领域，缺乏针对高端无人机的发动机产品，有些厂商比如三院31所已经取得了一些进步，总参60所在微小型航空发动机领域也取得了许多进步，今后，随着国内市场发展，国内厂商在市场刺激下将进一步投入更多精力研发有竞争力的产品，与国外厂商竞争，行业主要竞争厂商和市场份额将倒向国内厂商。未来，在2014-2020年，行业主要竞争厂商及市场份额预测如下：
总体来说，赛峰集团Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等外国企业仍然将具备很强的竞争力，国内厂商比如中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所（北京动力机械研究所）、中国燃气涡轮研究院、中航工业南方航空工业（集团）有限公司、中国人民解放军总参谋部第六十研究所等在国内市场刺激下市场份额都会有所增长，未来市场份额的争夺主要集中在无人机特别是民用无人机领域，国内厂商需求有针对性的推出适合民用无人机的发动机产品谱系，打造品牌，占领市场。
来源：网络
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模块化和网络化的未来冲床！
机械自动化类 entschuldig 2016-10-21 10:38 发表了文章
为尽可能吸引过多客户低成本投资Trumpf高柔性工艺，已经开发出一种不同于以往的机床理念，将呈现超过这一阶段的发展远景，节省空间的机床、高柔性但又低成本、配备逐步自动化以及使用激光切割技术改装。也可使用Trumpf激光网络，比如在订货量最初不会导致激光器完全使用时，几台机床可分享一个已有Trudisk激光器。
在Euroblech 2016展会上，基本款Trupunch 1000冲床带来模块化的创新概念，并且把这一概念深入到自动化中。电动德尔塔驱动器让冲孔工具沿着Y方向车身移动，而金属板仅在X方向移动。这一设计在节省空间的同时，开发了加工的新可能。此外，这一设计为装卸、整理和堆积成品提供了理想条件，成为了一个万能的自动化方案。
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Trupunch 1000利用电学原理工作。然而，在高端机床中，高性能水力学依旧是无与伦比的解决方案。Trupunch 5000是世界上最快的冲孔机，这是一个良好的示例。其高功率液压传动使其冲孔每分钟冲程数达到1600次，做标记每分钟冲程数达到3000次。由于能量回收措施，其驱动因电动冲头而成为节能型。
专用机床数字和实体联网
无论是高端还是起步阶段，专用机床可持续性都完全取决于将其和制造公司内部物流结合的可能性。这不仅涉及数字网络，工业4.0等宣传标语，同样包括实体联网。后者指的是支撑大部分自动化物流的解决方案。其次，冲孔机提供了良好的先决条件。
数字化联网是提升生产率的最大潜能所在。智感和人工智能相互影响，使用智能功能可让专用机床更加自动化工作。
Truconnect解决方案实现从客户咨询到下订单的大部分自动化无纸化操作，智能工具管理同样提供响应故障和实时更改优先顺序的生产计划和控制。这些解决方案要求基于互联网的业务平台，如Trumpf附属的Axoom提供的平台。
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在Euroblech 2016展会上，基本款Trupunch 1000冲床带来模块化的创新概念，并且把这一概念深入到自动化中。电动德尔塔驱动器让冲孔工具沿着Y方向车身移动，而金属板仅在X方向移动。这一设计在节省空间的同时，开发了加工的新可能。此外，这一设计为装卸、整理和堆积成品提供了理想条件，成为了一个万能的自动化方案。
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许思传：车用燃料电池系统的关键技术及发展趋势
机械自动化类 金玉兰 2016-09-24 14:14 发表了文章
2016年9月23日，“2016中国新能源汽车动力电池产业技术发展高峰论坛暨车企与动力电池企业技术交流会”在张家港盛大召开。本届会议由电动汽车资源网携同江苏天鹏电源有限公司联合张家港市发展和改革委员会、张家港市科技局共同举办，来自政府主管部门、行业权威专家学者、新能源整车企业、动力电池产业链企业、检测机构等，共计600余业界精英齐聚一堂。同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传做重要演讲，许思传教授的演讲主题为“车用燃料电池系统的关键技术及发展趋势”。
同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传
以下是电动汽车资源网整理
各位领导，各位专家上午好！今天很高兴有机会跟在座的各位专家和领导探讨燃料电池系统当中的有关问题，今天我也很高兴主持人给我这样的机会，在这样一个动力电池的论坛上，让我介绍燃料电池的情况。其实与刚刚陈老师还有赵部长介绍的一样，燃料电池汽车是我们国家新能源汽车当中的一种主要的形式，我代表我们同济大学新能源汽车工程中心，也是国家燃料电池汽车及动力系统工程中心做一个介绍，我大概分几个部分向各位专家做一下介绍。
关于全球的挑战，大家都比较清楚，我们简单地过一下。大家知道，目前交通的模式，主要是依赖于传统的汽车，应该说无论是从能源和环保这两个方面都不具有可持续性，这里面我想说关于能源的问题，我们国家的石油依存度逐年增加，特别是石油车的保有量增加，对于石油的需求会越来越大，而且我们石油进口对外的依存度达到了60%。
那么对于这种能源的情况，环境污染也对我们国家造成了极大的挑战，我们大家知道对于二氧化碳的排放，在杭州G20峰会上递交了我们的承诺，低碳化一定是未来的发展趋势，对于汽车而言，还有二氧化碳的排放，消耗能源是很重要的一个原因。
基于这样的情况，未来汽车的发展，我们认为是能源的多样化。对于能源多样化而言，电动汽车或者说汽车的电气化一定是今后的未来发展趋势。这里面我想说，可以从两个方面来讲，第一个方面我们说驱动的电动化，我们知道采用了驱动电动化以后，自动回馈，使驱动效率得到了很大的提高。右边的表格当中典型城市行驶工况牵引与制动能量消耗，采用驱动电动化才可以把制动的能量进行回收，提高效率。
那么第二个方面就是能源的多元化，大家知道，由于我们国家对外石油资源的依存度越来越高，所以国家的能源安全就越来越重要，保证我们国家的能源安全，最有效的方法就是能源的多元化。那么对于能源多元化来说，对汽车工业一定要找到一个中间的载体，中间的能源，这样对于汽车工业的发展就会至关重要，目前比较理想的中间的载体一个就是电，第二个就是氢气，所以目前的纯电动汽车和燃料电池汽车成为国内外争相发展的重点。
今天的主要是动力电池和电动汽车，我这里做了一个比较，这个观点应该说得到了比较大多数的专家的认可，就是说未来的新能源汽车主要是纯电动汽车和燃料电池汽车两种。一般来说在里程比较短的情况下，采用纯电动汽车比较多，而在行驶里程比较长采用燃料汽车比较多，这个表格也给出了各种主要的新能源汽车二氧化碳排放的情况。从这个表格当中我们可以看出，无论是纯电动汽车，还是燃料电池汽车都会极大降低二氧化碳的排放，这是第一个方面，由于前面两位嘉宾都做了详细的介绍，我就简单概括。
第二个方面我们介绍一下燃料电池汽车，做一下燃料电池汽车的简介，今天在座有很多的企业家，我介绍一下燃料电池汽车的有关方面，希望引起各位企业家、各位领导的重视，加大燃料电池汽车方面的投入。燃料电池汽车最基本的或者是核心的部分，我们叫它燃料电池系统，在国内我们也称之为燃料电池发动机，它和动力电池的最大不同就是利用了氢氧反应产生电，这个方面来说类似于我们传统的发动机，不是一个电池，是一个发电的装置。燃料电池汽车比较有代表性的事例，丰田的Mirai在2014年12月15日在日本上市，无论是价格和性能都在国内外引起了强烈的反响。这是一个比较典型的例子。
紧接着在2015年的3月份，本田发布了他的FCV Clarity汽车，这个基本和丰田的类似，各种指标某一些方面甚至超过了丰田的指标，其实本田的汽车应该说是最早实现，大概在2007年丰田的第一代汽车以租赁的方式供用户进行驾驶。第三个就是现代ix35，韩国现代起步比较晚，应该说跟我们国家基本上类似，大概大量的投入也是在2000年左右，但是现在的汽车发展的比我们国家快很多，应该说现代汽车应该比丰田发布还要早，丰田是2014年的12月份，现代是2014年的4月份已经正式开始销售。
我们做的工作，主要是在同济大学期间完成的，2000年开始研究燃料汽车，最早做的超越一号，超越二号，超越三号，后来跟有关的汽车厂研究了一些轿车，2008年的奥运会，总共给上海大众生产了24辆的轿车，在这以后又在美国的加州进行了长达半年的试行。第二个事件是上海的世博会，我们跟有关的整车厂，一汽、上汽、奇瑞等等，推出了90辆的燃料电池汽车，推出了100辆的燃料电池场馆车，所以总共是193辆的燃料电池汽车在上海世博会上进行了长达半年的运行。这是燃料电池整个汽车的情况。
今天我重点介绍一下燃料电池系统，特别是燃料电池系统当中的关键的部件和系统当中的一个关键技术。刚刚赵总也提到，我们国家燃料电池技术在关键部件、关键材料和国外的差距还是比较大的。这有一个示意图，最主要的部件就是燃料的电堆，为了使它正常的工作，就要源源不断地提供空气，提供氢气，所以我们需要一个氢气的供应体，所以我们就需要一个空气的供应体，另外我们说燃料电池在工作的时候氢氧反应生成水，这个水一方面有可能堵塞，另外一方面又起到湿润燃料电池电堆当中的电解质，也就是膜的作用。所以对电堆而言，既是必不可少的又有一定的危害，所以说燃料电池的水热管理系统，对电堆的冷却，第二方面对产生水的回收和对氢气对空气的加湿，这个是燃料电池系统主要的一个原理。
这个表格是显示的美国GOE统计的，目前燃料电池的系统主要的技术指标和2020年的发展目标，从这个表格当中我们可以得到这么一个结论，目前在国际上，包括日本、美国、德国，燃料电池的技术已经成熟，下一个阶段，燃料电池的技术主要是集中在降低成本产业化的阶段，这个表格当中也可以看出来，燃料电池汽车跟传统的汽车有突出的优点，效率比较高，这里面目前的最高的效率已经达到了60%，而2020年将会达到65%，我们大家知道对于传统的发动机像丰田普锐斯发布的，效率达到的60%，这个在汽油车当中已经是最高了。所以说燃料电池显著的优点可以看出来，这个是关于简介。
第三部分我介绍一下燃料系统当中的一些关键的部件，这里面特别是希望能够供有关的企业家们进行参考。我们认为燃料电池系统的关键部件，主要是有4个，第一个是电堆，我们说燃料电池系统、燃料电池发动机是燃料电动汽车的心脏，而电堆又是燃料电池系统的关键的一点，电堆我们说就是把空气系统、氢气系统输入的氢气和空气进行化学反应产生电，这个是我们国内外的一个主要的电堆，其中比较有名的就是丰田和本田他们最近发布的电堆，他这个电堆体积比功率已经达到了每升3.1千瓦，我们国内做的产品级的大概每升在1.2千瓦左右，实验室上做到每升2千瓦左右，所以能够看出我们跟国外的差距还是比较大的。另外在这样的一个关键部件当中，又涉及到很多的关键材料，这里面主要是催化剂、膜、碳石、GDL（音），这几个在我们国家基本来说是空白的，或者是有一些个别的企业研发，产品的可靠性耐久性和国外的差距比较大，基本上在应用当中用的比较少，关键材料绝大部分是国外的产品，这也导致了我们国家燃料电池的成本要比国外高很多。
这个表格是给出了目前电堆在2013年达到了一个具体的状态，美国DOE在2020年要达到的一个技术目标。
第二个部件是氢气循环系统，或者说是氢气循环泵。我们大家知道，燃料电池用的燃料是氢气，那么氢气的电堆为了提高它的化学反应速度，我们希望增加氢气在电堆当中的浓度，增加它的压力，所以说我们就希望能够在电堆当中的氢气循环起来，这里面会带来很多的好处，这个好处一是可以提高功率密度，二是可以减轻补水，所以氢气供应系统、氢气循环泵是很关键的部件。目前对氢气循环大概是有这么几种情况，第一是不循环，这个是在我们国家十一五、十二五绝大部分的样机采用，第二个是引射器，第三种氢气循环泵，这个是主要的特点，今后应该说主要以氢气循环泵为主，在个别的情况下对引射器和氢气循环泵相结合。
第三个关键的部件是加湿器。刚刚已经提到了电堆当中的电解质是一个质子交换膜，在工作的时候这个膜要保持湿润状态，一方面是供氢的质子传递作用，另外一方面可以降低内阻，保持电堆内部的水动态平衡，提高电堆性能和耐久性，这个部分就是加湿器。加湿器的发展经历了很多的过程。在以前有用寒冷法，有用喷水加湿，现在是利用排气对进气进行加湿，目前在国内这一块基本是空白，主要是美国的公司、韩国的公司提供的产品当中有。这个是我们说给加湿器的具体要求。
下面一个关键的部件是空气压缩机，或者说是我们叫它燃料电池的专用压缩机，它的作用很简单，就是为电堆提供一定温度、一定压力、一定流量的空气。我们国内目前的压缩机这个行业应该说是比较齐全的，为什么在燃料电池当中不能应用呢？燃料电池有一个特殊的要求，就是要无油，也就是说空气当中的油不允许存在，这样的话目前的传统压缩机不能用在燃料电池系统当中，所以说我们就要开发燃料电池专用的无油压缩机。那么这个图是目前我们做的，所谓的无油润滑的高速压缩机，为了车用我们说燃料电池的压缩机一定要体积小、重量轻，所以为了满足这样的要求，我们采用离心式的压缩机，轴承采用空气轴承，而电机采用高短速，短速达到10万转，国内上基本是10万-15万转之间，这个燃料电池专用压缩机在国内仅仅有个别的厂家在研发，实际上跟国外的差距还是比较大的。
这张图是给出了目前主流燃料当中汽车当中采用的压缩机的主要的形式，从这里面可以看到，除了丰田他用的是罗茨式的其他都是离心式，当然现在也有鼓风机是采用的低压式的，丰田为什么采用罗茨式的压缩机呢？大家知道丰田原来是丰田纺织，这个里面他的罗茨压缩机在纺织上有大量的应用，所以丰田积累了大量的技术，他把这个技术移植到这个当中。但是采用这样的压缩机也带来一定的问题，这个问题就是有油润滑，尽管密封做的很好，但是有少量的油有可能漏到里面去，特别是随着使用的时间越长，漏油情况越严重，所以说丰田也正在跟有关的零部件供应商在合作开发，所以基于这个方面，我们认为还是利用离心式空气轴承式的高速压缩机是比较适合。这个是对空气压缩机的技术要求。
燃料电池刚刚提到4个技术，第一个是水热管理技术，燃料电池当中电解质质子交换膜在工作的时候需要保持湿润的状态，否则这个氢离子的传递会很难传递，另外一方面电内阻会增大，另外一方面氢氧反应在生成水，如果管理不当的情况下会把这个流道堵住，所以阻止氧气和氢离子的进入，所以功率会下降。水热管理的目标就是保证这个膜湿润，从此就防止了在阴极和阳极堵水的可能。丰田在发布Mirai最近的这个车当中，应该说它的核心的关键技术就是在它的水管理当中做的工作，这个工作应该发布以后引起了各大车厂的轰动，他把水管理做到极致，具体来讲他把加湿器取消掉了，原来空气系统进行加湿，他把这个取消，丰田的这个目的是为了降低成本，没有这个加湿器了，他的成本会大大下降，他是怎么做到的呢？应该说采用了几个关键的技术，一个关键技术是他把这个膜做的很好，原来的是在20个微米以上，而丰田的这个膜采用了10个微米，那么这个膜变薄了以后就有利于阴极向阳极的水传递，和阳极向阴极的水传递，这个是第一个措施。第二个措施是空气和氢气采用逆流的方式，流动正好是相反，第三个措施就是把这个热管理控制在空气入口这边，温度比较低，出口的温度比较高，这样在温度比较低的时候，由于空气不加湿，温度比较低，随着蒸发量的下降，膜就不容易变干，这是第三个。第四个关键技术是氢气采用很大的循环量进行循环，做了这样的技术就实现了所谓的自增湿的技术，怎么实现的呢？我可以简单说一下。
先看空气这一侧，开始的时候他没有水，但是随着反应进行在空气出口的时候会产生大量的水，这个时候因为这边的浓度比较高，就会从空气侧向氢气侧传递，这个时候我们说氢气在流动的过程当中把水分从入口带到出口，由于空气这一侧浓度比较低，所以说又从阳极向阴极传递，就实现了所谓的自增湿的情况，这个是丰田在这一轮当中的过程，另外一方面系统大大的简化，成本降低，所以说号称这个车卖700万日元。另外一个降低成本的技术是原来的氢瓶是碳纤维，后来跟厂家合作，把碳纤维的要求降低，成本下降，氢瓶当中碳纤维不要要求那么高，这个是丰田降低成本两个关键的技术。
第二个是低温冷起动，对于新能源汽车，即使是纯电动汽车，低温起动仍然是有挑战性，动力电池在低温下的性能应该是比常温下要差很多，燃料电池也面临着同样的挑战，他的挑战是什么呢？我们说对于燃料电池汽车来说反应的快，零下的时候水会结冰，如果结冰的量比较多的话，我们说这个电解质的这层膜很薄，10个微米，冰碴子会出现一些问题。所以说低温起动在燃料电池当中有一个核心的关键技术，那么目前应该说丰田的Mirai、本田等等都实现了在零下30度的起动，我们国内的上汽通用做到了零下25度。这个是怎么做到的呢？主要是从这三个方面考虑，第一个方面是说在停机的时候要想办法把它产生的水分从阳极和阴极排除掉，这样减少了结冰的数量。第二个措施就是保温，这样的话减缓温度降低的速率，第三个是起动的时候加热，它这个加热应该说不是依赖于动力电池的加热，而是利用燃料电池本身的一个自加热，也就是说这个图可能是比较专业，这个是工作图，1.4-1.0的区间是产生热，绝大部分的氢气是变成了电，在低温启动的一瞬间，通过控制的措施，在工作的这个点，这个时候是大量的产生热，而这个小量的产生电，产生这个电只要维持压缩机和燃料电池系统自身工作需要的电就可以了，而大量的这个热把电堆快速地从零下20度，零下30度加热到零上就可以顺利起动，所以这样的技术应该说在国外的主要的厂家都已经实现了在零下30度甚至可以做的更低，这一点应该说比动力电池在低温起动上面解决的更好。去年我们到日本丰田进行交流的时候，我们也问他，为什么在燃料电池汽车当中不采用锂电池而是镍锌电池？他们说锂电池在低温启动上没有得到解决，而镍锌电池已经得到了解决。
第三个关键技术我们叫它系统的控制技术，燃料电池大家知道，它的耐久性是很关键的问题，目前在国际的先进水平上，在轿车上可以运行20万公里，或者说5000小时，功率衰减不超过10%，那么在客车上，可以做到1万个小时，这个耐久性是怎么做的呢？一方面在关键的材料，关键的部件，很大的一部分在控制，经过大量的研究，影响燃料电池寿命的关键因素有这么几个，动态工况，起动，连续怠速，低温储存和起动，经过这几个影响耐久性的关键的因素，如何来对咱们的系统进行控制是比较关键的问题。
这个图是我们中心基于耐久性、经济性、动力性考虑的一个控制策略图，从起动过程，运行过程、故障改善做的。另外现在空气控制系统都是中压或者是高压系统，我们要把空气的供应和压力分别进行控制，进行压力和流量的节流。另外就是这边是氢气供应系统，这边是空气供应系统，刚刚已经提到了电解质的膜很薄，丰田就10个微米，如何来保证这个空气和氢气它们之间的压差？这个压差如果大的话，会把这个膜去掉，我们目前要限制空气这一侧和氢气这一侧的压差不超过0.5，这个我们就可以通过一个控制的方法来使得这个氢气系统和空气系统随动，这个是比较关键的。
燃料电池汽车的发展趋势
最后简单提一提今后燃料电池的发展方向。我们认为未来主要的做的工作是寿命、成本、可靠性这几个方面需要做大量的工作。这个是我们国家在十三五燃料电池的支持，燃料电池去年已经支持了一个比较大的项目，一个是关于电堆，一个是关于材料，还有一个今年要起动的对于燃料电池系统方面的支持，现在本来已经发布，预计在今年的11月份，12月份马上就可以起动。
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关于全球的挑战，大家都比较清楚，我们简单地过一下。大家知道，目前交通的模式，主要是依赖于传统的汽车，应该说无论是从能源和环保这两个方面都不具有可持续性，这里面我想说关于能源的问题，我们国家的石油依存度逐年增加，特别是石油车的保有量增加，对于石油的需求会越来越大，而且我们石油进口对外的依存度达到了60%。
那么对于这种能源的情况，环境污染也对我们国家造成了极大的挑战，我们大家知道对于二氧化碳的排放，在杭州G20峰会上递交了我们的承诺，低碳化一定是未来的发展趋势，对于汽车而言，还有二氧化碳的排放，消耗能源是很重要的一个原因。
基于这样的情况，未来汽车的发展，我们认为是能源的多样化。对于能源多样化而言，电动汽车或者说汽车的电气化一定是今后的未来发展趋势。这里面我想说，可以从两个方面来讲，第一个方面我们说驱动的电动化，我们知道采用了驱动电动化以后，自动回馈，使驱动效率得到了很大的提高。右边的表格当中典型城市行驶工况牵引与制动能量消耗，采用驱动电动化才可以把制动的能量进行回收，提高效率。
那么第二个方面就是能源的多元化，大家知道，由于我们国家对外石油资源的依存度越来越高，所以国家的能源安全就越来越重要，保证我们国家的能源安全，最有效的方法就是能源的多元化。那么对于能源多元化来说，对汽车工业一定要找到一个中间的载体，中间的能源，这样对于汽车工业的发展就会至关重要，目前比较理想的中间的载体一个就是电，第二个就是氢气，所以目前的纯电动汽车和燃料电池汽车成为国内外争相发展的重点。
今天的主要是动力电池和电动汽车，我这里做了一个比较，这个观点应该说得到了比较大多数的专家的认可，就是说未来的新能源汽车主要是纯电动汽车和燃料电池汽车两种。一般来说在里程比较短的情况下，采用纯电动汽车比较多，而在行驶里程比较长采用燃料汽车比较多，这个表格也给出了各种主要的新能源汽车二氧化碳排放的情况。从这个表格当中我们可以看出，无论是纯电动汽车，还是燃料电池汽车都会极大降低二氧化碳的排放，这是第一个方面，由于前面两位嘉宾都做了详细的介绍，我就简单概括。
第二个方面我们介绍一下燃料电池汽车，做一下燃料电池汽车的简介，今天在座有很多的企业家，我介绍一下燃料电池汽车的有关方面，希望引起各位企业家、各位领导的重视，加大燃料电池汽车方面的投入。燃料电池汽车最基本的或者是核心的部分，我们叫它燃料电池系统，在国内我们也称之为燃料电池发动机，它和动力电池的最大不同就是利用了氢氧反应产生电，这个方面来说类似于我们传统的发动机，不是一个电池，是一个发电的装置。燃料电池汽车比较有代表性的事例，丰田的Mirai在2014年12月15日在日本上市，无论是价格和性能都在国内外引起了强烈的反响。这是一个比较典型的例子。
紧接着在2015年的3月份，本田发布了他的FCV Clarity汽车，这个基本和丰田的类似，各种指标某一些方面甚至超过了丰田的指标，其实本田的汽车应该说是最早实现，大概在2007年丰田的第一代汽车以租赁的方式供用户进行驾驶。第三个就是现代ix35，韩国现代起步比较晚，应该说跟我们国家基本上类似，大概大量的投入也是在2000年左右，但是现在的汽车发展的比我们国家快很多，应该说现代汽车应该比丰田发布还要早，丰田是2014年的12月份，现代是2014年的4月份已经正式开始销售。
我们做的工作，主要是在同济大学期间完成的，2000年开始研究燃料汽车，最早做的超越一号，超越二号，超越三号，后来跟有关的汽车厂研究了一些轿车，2008年的奥运会，总共给上海大众生产了24辆的轿车，在这以后又在美国的加州进行了长达半年的试行。第二个事件是上海的世博会，我们跟有关的整车厂，一汽、上汽、奇瑞等等，推出了90辆的燃料电池汽车，推出了100辆的燃料电池场馆车，所以总共是193辆的燃料电池汽车在上海世博会上进行了长达半年的运行。这是燃料电池整个汽车的情况。
今天我重点介绍一下燃料电池系统，特别是燃料电池系统当中的关键的部件和系统当中的一个关键技术。刚刚赵总也提到，我们国家燃料电池技术在关键部件、关键材料和国外的差距还是比较大的。这有一个示意图，最主要的部件就是燃料的电堆，为了使它正常的工作，就要源源不断地提供空气，提供氢气，所以我们需要一个氢气的供应体，所以我们就需要一个空气的供应体，另外我们说燃料电池在工作的时候氢氧反应生成水，这个水一方面有可能堵塞，另外一方面又起到湿润燃料电池电堆当中的电解质，也就是膜的作用。所以对电堆而言，既是必不可少的又有一定的危害，所以说燃料电池的水热管理系统，对电堆的冷却，第二方面对产生水的回收和对氢气对空气的加湿，这个是燃料电池系统主要的一个原理。
这个表格是显示的美国GOE统计的，目前燃料电池的系统主要的技术指标和2020年的发展目标，从这个表格当中我们可以得到这么一个结论，目前在国际上，包括日本、美国、德国，燃料电池的技术已经成熟，下一个阶段，燃料电池的技术主要是集中在降低成本产业化的阶段，这个表格当中也可以看出来，燃料电池汽车跟传统的汽车有突出的优点，效率比较高，这里面目前的最高的效率已经达到了60%，而2020年将会达到65%，我们大家知道对于传统的发动机像丰田普锐斯发布的，效率达到的60%，这个在汽油车当中已经是最高了。所以说燃料电池显著的优点可以看出来，这个是关于简介。
第三部分我介绍一下燃料系统当中的一些关键的部件，这里面特别是希望能够供有关的企业家们进行参考。我们认为燃料电池系统的关键部件，主要是有4个，第一个是电堆，我们说燃料电池系统、燃料电池发动机是燃料电动汽车的心脏，而电堆又是燃料电池系统的关键的一点，电堆我们说就是把空气系统、氢气系统输入的氢气和空气进行化学反应产生电，这个是我们国内外的一个主要的电堆，其中比较有名的就是丰田和本田他们最近发布的电堆，他这个电堆体积比功率已经达到了每升3.1千瓦，我们国内做的产品级的大概每升在1.2千瓦左右，实验室上做到每升2千瓦左右，所以能够看出我们跟国外的差距还是比较大的。另外在这样的一个关键部件当中，又涉及到很多的关键材料，这里面主要是催化剂、膜、碳石、GDL（音），这几个在我们国家基本来说是空白的，或者是有一些个别的企业研发，产品的可靠性耐久性和国外的差距比较大，基本上在应用当中用的比较少，关键材料绝大部分是国外的产品，这也导致了我们国家燃料电池的成本要比国外高很多。
这个表格是给出了目前电堆在2013年达到了一个具体的状态，美国DOE在2020年要达到的一个技术目标。
第二个部件是氢气循环系统，或者说是氢气循环泵。我们大家知道，燃料电池用的燃料是氢气，那么氢气的电堆为了提高它的化学反应速度，我们希望增加氢气在电堆当中的浓度，增加它的压力，所以说我们就希望能够在电堆当中的氢气循环起来，这里面会带来很多的好处，这个好处一是可以提高功率密度，二是可以减轻补水，所以氢气供应系统、氢气循环泵是很关键的部件。目前对氢气循环大概是有这么几种情况，第一是不循环，这个是在我们国家十一五、十二五绝大部分的样机采用，第二个是引射器，第三种氢气循环泵，这个是主要的特点，今后应该说主要以氢气循环泵为主，在个别的情况下对引射器和氢气循环泵相结合。
第三个关键的部件是加湿器。刚刚已经提到了电堆当中的电解质是一个质子交换膜，在工作的时候这个膜要保持湿润状态，一方面是供氢的质子传递作用，另外一方面可以降低内阻，保持电堆内部的水动态平衡，提高电堆性能和耐久性，这个部分就是加湿器。加湿器的发展经历了很多的过程。在以前有用寒冷法，有用喷水加湿，现在是利用排气对进气进行加湿，目前在国内这一块基本是空白，主要是美国的公司、韩国的公司提供的产品当中有。这个是我们说给加湿器的具体要求。
下面一个关键的部件是空气压缩机，或者说是我们叫它燃料电池的专用压缩机，它的作用很简单，就是为电堆提供一定温度、一定压力、一定流量的空气。我们国内目前的压缩机这个行业应该说是比较齐全的，为什么在燃料电池当中不能应用呢？燃料电池有一个特殊的要求，就是要无油，也就是说空气当中的油不允许存在，这样的话目前的传统压缩机不能用在燃料电池系统当中，所以说我们就要开发燃料电池专用的无油压缩机。那么这个图是目前我们做的，所谓的无油润滑的高速压缩机，为了车用我们说燃料电池的压缩机一定要体积小、重量轻，所以为了满足这样的要求，我们采用离心式的压缩机，轴承采用空气轴承，而电机采用高短速，短速达到10万转，国内上基本是10万-15万转之间，这个燃料电池专用压缩机在国内仅仅有个别的厂家在研发，实际上跟国外的差距还是比较大的。
这张图是给出了目前主流燃料当中汽车当中采用的压缩机的主要的形式，从这里面可以看到，除了丰田他用的是罗茨式的其他都是离心式，当然现在也有鼓风机是采用的低压式的，丰田为什么采用罗茨式的压缩机呢？大家知道丰田原来是丰田纺织，这个里面他的罗茨压缩机在纺织上有大量的应用，所以丰田积累了大量的技术，他把这个技术移植到这个当中。但是采用这样的压缩机也带来一定的问题，这个问题就是有油润滑，尽管密封做的很好，但是有少量的油有可能漏到里面去，特别是随着使用的时间越长，漏油情况越严重，所以说丰田也正在跟有关的零部件供应商在合作开发，所以基于这个方面，我们认为还是利用离心式空气轴承式的高速压缩机是比较适合。这个是对空气压缩机的技术要求。
燃料电池刚刚提到4个技术，第一个是水热管理技术，燃料电池当中电解质质子交换膜在工作的时候需要保持湿润的状态，否则这个氢离子的传递会很难传递，另外一方面电内阻会增大，另外一方面氢氧反应在生成水，如果管理不当的情况下会把这个流道堵住，所以阻止氧气和氢离子的进入，所以功率会下降。水热管理的目标就是保证这个膜湿润，从此就防止了在阴极和阳极堵水的可能。丰田在发布Mirai最近的这个车当中，应该说它的核心的关键技术就是在它的水管理当中做的工作，这个工作应该发布以后引起了各大车厂的轰动，他把水管理做到极致，具体来讲他把加湿器取消掉了，原来空气系统进行加湿，他把这个取消，丰田的这个目的是为了降低成本，没有这个加湿器了，他的成本会大大下降，他是怎么做到的呢？应该说采用了几个关键的技术，一个关键技术是他把这个膜做的很好，原来的是在20个微米以上，而丰田的这个膜采用了10个微米，那么这个膜变薄了以后就有利于阴极向阳极的水传递，和阳极向阴极的水传递，这个是第一个措施。第二个措施是空气和氢气采用逆流的方式，流动正好是相反，第三个措施就是把这个热管理控制在空气入口这边，温度比较低，出口的温度比较高，这样在温度比较低的时候，由于空气不加湿，温度比较低，随着蒸发量的下降，膜就不容易变干，这是第三个。第四个关键技术是氢气采用很大的循环量进行循环，做了这样的技术就实现了所谓的自增湿的技术，怎么实现的呢？我可以简单说一下。
先看空气这一侧，开始的时候他没有水，但是随着反应进行在空气出口的时候会产生大量的水，这个时候因为这边的浓度比较高，就会从空气侧向氢气侧传递，这个时候我们说氢气在流动的过程当中把水分从入口带到出口，由于空气这一侧浓度比较低，所以说又从阳极向阴极传递，就实现了所谓的自增湿的情况，这个是丰田在这一轮当中的过程，另外一方面系统大大的简化，成本降低，所以说号称这个车卖700万日元。另外一个降低成本的技术是原来的氢瓶是碳纤维，后来跟厂家合作，把碳纤维的要求降低，成本下降，氢瓶当中碳纤维不要要求那么高，这个是丰田降低成本两个关键的技术。
第二个是低温冷起动，对于新能源汽车，即使是纯电动汽车，低温起动仍然是有挑战性，动力电池在低温下的性能应该是比常温下要差很多，燃料电池也面临着同样的挑战，他的挑战是什么呢？我们说对于燃料电池汽车来说反应的快，零下的时候水会结冰，如果结冰的量比较多的话，我们说这个电解质的这层膜很薄，10个微米，冰碴子会出现一些问题。所以说低温起动在燃料电池当中有一个核心的关键技术，那么目前应该说丰田的Mirai、本田等等都实现了在零下30度的起动，我们国内的上汽通用做到了零下25度。这个是怎么做到的呢？主要是从这三个方面考虑，第一个方面是说在停机的时候要想办法把它产生的水分从阳极和阴极排除掉，这样减少了结冰的数量。第二个措施就是保温，这样的话减缓温度降低的速率，第三个是起动的时候加热，它这个加热应该说不是依赖于动力电池的加热，而是利用燃料电池本身的一个自加热，也就是说这个图可能是比较专业，这个是工作图，1.4-1.0的区间是产生热，绝大部分的氢气是变成了电，在低温启动的一瞬间，通过控制的措施，在工作的这个点，这个时候是大量的产生热，而这个小量的产生电，产生这个电只要维持压缩机和燃料电池系统自身工作需要的电就可以了，而大量的这个热把电堆快速地从零下20度，零下30度加热到零上就可以顺利起动，所以这样的技术应该说在国外的主要的厂家都已经实现了在零下30度甚至可以做的更低，这一点应该说比动力电池在低温起动上面解决的更好。去年我们到日本丰田进行交流的时候，我们也问他，为什么在燃料电池汽车当中不采用锂电池而是镍锌电池？他们说锂电池在低温启动上没有得到解决，而镍锌电池已经得到了解决。
第三个关键技术我们叫它系统的控制技术，燃料电池大家知道，它的耐久性是很关键的问题，目前在国际的先进水平上，在轿车上可以运行20万公里，或者说5000小时，功率衰减不超过10%，那么在客车上，可以做到1万个小时，这个耐久性是怎么做的呢？一方面在关键的材料，关键的部件，很大的一部分在控制，经过大量的研究，影响燃料电池寿命的关键因素有这么几个，动态工况，起动，连续怠速，低温储存和起动，经过这几个影响耐久性的关键的因素，如何来对咱们的系统进行控制是比较关键的问题。
这个图是我们中心基于耐久性、经济性、动力性考虑的一个控制策略图，从起动过程，运行过程、故障改善做的。另外现在空气控制系统都是中压或者是高压系统，我们要把空气的供应和压力分别进行控制，进行压力和流量的节流。另外就是这边是氢气供应系统，这边是空气供应系统，刚刚已经提到了电解质的膜很薄，丰田就10个微米，如何来保证这个空气和氢气它们之间的压差？这个压差如果大的话，会把这个膜去掉，我们目前要限制空气这一侧和氢气这一侧的压差不超过0.5，这个我们就可以通过一个控制的方法来使得这个氢气系统和空气系统随动，这个是比较关键的。
燃料电池汽车的发展趋势
最后简单提一提今后燃料电池的发展方向。我们认为未来主要的做的工作是寿命、成本、可靠性这几个方面需要做大量的工作。这个是我们国家在十三五燃料电池的支持，燃料电池去年已经支持了一个比较大的项目，一个是关于电堆，一个是关于材料，还有一个今年要起动的对于燃料电池系统方面的支持，现在本来已经发布，预计在今年的11月份，12月份马上就可以起动。
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2016年9月23日，“2016中国新能源汽车动力电池产业技术发展高峰论坛暨车企与动力电池企业技术交流会”在张家港盛大召开。本届会议由电动汽车资源网携同江苏天鹏电源有限公司联合张家港市发展和改革委员会、张家港市科技局共同举办，来自政府主管部门、行业权威专家学者、新能源整车企业、动力电池产业链企业、检测机构等，共计600余业界精英齐聚一堂。同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传做重要演讲，许思传教授的演讲主题为“车用燃料电池系统的关键技术及发展趋势”。
同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传
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各位领导，各位专家上午好！今天很高兴有机会跟在座的各位专家和领导探讨燃料电池系统当中的有关问题，今天我也很高兴主持人给我这样的机会，在这样一个动力电池的论坛上，让我介绍燃料电池的情况。其实与刚刚陈老师还有赵部长介绍的一样，燃料电池汽车是我们国家新能源汽车当中的一种主要的形式，我代表我们同济大学新能源汽车工程中心，也是国家燃料电池汽车及动力系统工程中心做一个介绍，我大概分几个部分向各位专家做一下介绍。
关于全球的挑战，大家都比较清楚，我们简单地过一下。大家知道，目前交通的模式，主要是依赖于传统的汽车，应该说无论是从能源和环保这两个方面都不具有可持续性，这里面我想说关于能源的问题，我们国家的石油依存度逐年增加，特别是石油车的保有量增加，对于石油的需求会越来越大，而且我们石油进口对外的依存度达到了60%。
那么对于这种能源的情况，环境污染也对我们国家造成了极大的挑战，我们大家知道对于二氧化碳的排放，在杭州G20峰会上递交了我们的承诺，低碳化一定是未来的发展趋势，对于汽车而言，还有二氧化碳的排放，消耗能源是很重要的一个原因。
基于这样的情况，未来汽车的发展，我们认为是能源的多样化。对于能源多样化而言，电动汽车或者说汽车的电气化一定是今后的未来发展趋势。这里面我想说，可以从两个方面来讲，第一个方面我们说驱动的电动化，我们知道采用了驱动电动化以后，自动回馈，使驱动效率得到了很大的提高。右边的表格当中典型城市行驶工况牵引与制动能量消耗，采用驱动电动化才可以把制动的能量进行回收，提高效率。
那么第二个方面就是能源的多元化，大家知道，由于我们国家对外石油资源的依存度越来越高，所以国家的能源安全就越来越重要，保证我们国家的能源安全，最有效的方法就是能源的多元化。那么对于能源多元化来说，对汽车工业一定要找到一个中间的载体，中间的能源，这样对于汽车工业的发展就会至关重要，目前比较理想的中间的载体一个就是电，第二个就是氢气，所以目前的纯电动汽车和燃料电池汽车成为国内外争相发展的重点。
今天的主要是动力电池和电动汽车，我这里做了一个比较，这个观点应该说得到了比较大多数的专家的认可，就是说未来的新能源汽车主要是纯电动汽车和燃料电池汽车两种。一般来说在里程比较短的情况下，采用纯电动汽车比较多，而在行驶里程比较长采用燃料汽车比较多，这个表格也给出了各种主要的新能源汽车二氧化碳排放的情况。从这个表格当中我们可以看出，无论是纯电动汽车，还是燃料电池汽车都会极大降低二氧化碳的排放，这是第一个方面，由于前面两位嘉宾都做了详细的介绍，我就简单概括。
第二个方面我们介绍一下燃料电池汽车，做一下燃料电池汽车的简介，今天在座有很多的企业家，我介绍一下燃料电池汽车的有关方面，希望引起各位企业家、各位领导的重视，加大燃料电池汽车方面的投入。燃料电池汽车最基本的或者是核心的部分，我们叫它燃料电池系统，在国内我们也称之为燃料电池发动机，它和动力电池的最大不同就是利用了氢氧反应产生电，这个方面来说类似于我们传统的发动机，不是一个电池，是一个发电的装置。燃料电池汽车比较有代表性的事例，丰田的Mirai在2014年12月15日在日本上市，无论是价格和性能都在国内外引起了强烈的反响。这是一个比较典型的例子。
紧接着在2015年的3月份，本田发布了他的FCV Clarity汽车，这个基本和丰田的类似，各种指标某一些方面甚至超过了丰田的指标，其实本田的汽车应该说是最早实现，大概在2007年丰田的第一代汽车以租赁的方式供用户进行驾驶。第三个就是现代ix35，韩国现代起步比较晚，应该说跟我们国家基本上类似，大概大量的投入也是在2000年左右，但是现在的汽车发展的比我们国家快很多，应该说现代汽车应该比丰田发布还要早，丰田是2014年的12月份，现代是2014年的4月份已经正式开始销售。
我们做的工作，主要是在同济大学期间完成的，2000年开始研究燃料汽车，最早做的超越一号，超越二号，超越三号，后来跟有关的汽车厂研究了一些轿车，2008年的奥运会，总共给上海大众生产了24辆的轿车，在这以后又在美国的加州进行了长达半年的试行。第二个事件是上海的世博会，我们跟有关的整车厂，一汽、上汽、奇瑞等等，推出了90辆的燃料电池汽车，推出了100辆的燃料电池场馆车，所以总共是193辆的燃料电池汽车在上海世博会上进行了长达半年的运行。这是燃料电池整个汽车的情况。
今天我重点介绍一下燃料电池系统，特别是燃料电池系统当中的关键的部件和系统当中的一个关键技术。刚刚赵总也提到，我们国家燃料电池技术在关键部件、关键材料和国外的差距还是比较大的。这有一个示意图，最主要的部件就是燃料的电堆，为了使它正常的工作，就要源源不断地提供空气，提供氢气，所以我们需要一个氢气的供应体，所以我们就需要一个空气的供应体，另外我们说燃料电池在工作的时候氢氧反应生成水，这个水一方面有可能堵塞，另外一方面又起到湿润燃料电池电堆当中的电解质，也就是膜的作用。所以对电堆而言，既是必不可少的又有一定的危害，所以说燃料电池的水热管理系统，对电堆的冷却，第二方面对产生水的回收和对氢气对空气的加湿，这个是燃料电池系统主要的一个原理。
这个表格是显示的美国GOE统计的，目前燃料电池的系统主要的技术指标和2020年的发展目标，从这个表格当中我们可以得到这么一个结论，目前在国际上，包括日本、美国、德国，燃料电池的技术已经成熟，下一个阶段，燃料电池的技术主要是集中在降低成本产业化的阶段，这个表格当中也可以看出来，燃料电池汽车跟传统的汽车有突出的优点，效率比较高，这里面目前的最高的效率已经达到了60%，而2020年将会达到65%，我们大家知道对于传统的发动机像丰田普锐斯发布的，效率达到的60%，这个在汽油车当中已经是最高了。所以说燃料电池显著的优点可以看出来，这个是关于简介。
第三部分我介绍一下燃料系统当中的一些关键的部件，这里面特别是希望能够供有关的企业家们进行参考。我们认为燃料电池系统的关键部件，主要是有4个，第一个是电堆，我们说燃料电池系统、燃料电池发动机是燃料电动汽车的心脏，而电堆又是燃料电池系统的关键的一点，电堆我们说就是把空气系统、氢气系统输入的氢气和空气进行化学反应产生电，这个是我们国内外的一个主要的电堆，其中比较有名的就是丰田和本田他们最近发布的电堆，他这个电堆体积比功率已经达到了每升3.1千瓦，我们国内做的产品级的大概每升在1.2千瓦左右，实验室上做到每升2千瓦左右，所以能够看出我们跟国外的差距还是比较大的。另外在这样的一个关键部件当中，又涉及到很多的关键材料，这里面主要是催化剂、膜、碳石、GDL（音），这几个在我们国家基本来说是空白的，或者是有一些个别的企业研发，产品的可靠性耐久性和国外的差距比较大，基本上在应用当中用的比较少，关键材料绝大部分是国外的产品，这也导致了我们国家燃料电池的成本要比国外高很多。
这个表格是给出了目前电堆在2013年达到了一个具体的状态，美国DOE在2020年要达到的一个技术目标。
第二个部件是氢气循环系统，或者说是氢气循环泵。我们大家知道，燃料电池用的燃料是氢气，那么氢气的电堆为了提高它的化学反应速度，我们希望增加氢气在电堆当中的浓度，增加它的压力，所以说我们就希望能够在电堆当中的氢气循环起来，这里面会带来很多的好处，这个好处一是可以提高功率密度，二是可以减轻补水，所以氢气供应系统、氢气循环泵是很关键的部件。目前对氢气循环大概是有这么几种情况，第一是不循环，这个是在我们国家十一五、十二五绝大部分的样机采用，第二个是引射器，第三种氢气循环泵，这个是主要的特点，今后应该说主要以氢气循环泵为主，在个别的情况下对引射器和氢气循环泵相结合。
第三个关键的部件是加湿器。刚刚已经提到了电堆当中的电解质是一个质子交换膜，在工作的时候这个膜要保持湿润状态，一方面是供氢的质子传递作用，另外一方面可以降低内阻，保持电堆内部的水动态平衡，提高电堆性能和耐久性，这个部分就是加湿器。加湿器的发展经历了很多的过程。在以前有用寒冷法，有用喷水加湿，现在是利用排气对进气进行加湿，目前在国内这一块基本是空白，主要是美国的公司、韩国的公司提供的产品当中有。这个是我们说给加湿器的具体要求。
下面一个关键的部件是空气压缩机，或者说是我们叫它燃料电池的专用压缩机，它的作用很简单，就是为电堆提供一定温度、一定压力、一定流量的空气。我们国内目前的压缩机这个行业应该说是比较齐全的，为什么在燃料电池当中不能应用呢？燃料电池有一个特殊的要求，就是要无油，也就是说空气当中的油不允许存在，这样的话目前的传统压缩机不能用在燃料电池系统当中，所以说我们就要开发燃料电池专用的无油压缩机。那么这个图是目前我们做的，所谓的无油润滑的高速压缩机，为了车用我们说燃料电池的压缩机一定要体积小、重量轻，所以为了满足这样的要求，我们采用离心式的压缩机，轴承采用空气轴承，而电机采用高短速，短速达到10万转，国内上基本是10万-15万转之间，这个燃料电池专用压缩机在国内仅仅有个别的厂家在研发，实际上跟国外的差距还是比较大的。
这张图是给出了目前主流燃料当中汽车当中采用的压缩机的主要的形式，从这里面可以看到，除了丰田他用的是罗茨式的其他都是离心式，当然现在也有鼓风机是采用的低压式的，丰田为什么采用罗茨式的压缩机呢？大家知道丰田原来是丰田纺织，这个里面他的罗茨压缩机在纺织上有大量的应用，所以丰田积累了大量的技术，他把这个技术移植到这个当中。但是采用这样的压缩机也带来一定的问题，这个问题就是有油润滑，尽管密封做的很好，但是有少量的油有可能漏到里面去，特别是随着使用的时间越长，漏油情况越严重，所以说丰田也正在跟有关的零部件供应商在合作开发，所以基于这个方面，我们认为还是利用离心式空气轴承式的高速压缩机是比较适合。这个是对空气压缩机的技术要求。
燃料电池刚刚提到4个技术，第一个是水热管理技术，燃料电池当中电解质质子交换膜在工作的时候需要保持湿润的状态，否则这个氢离子的传递会很难传递，另外一方面电内阻会增大，另外一方面氢氧反应在生成水，如果管理不当的情况下会把这个流道堵住，所以阻止氧气和氢离子的进入，所以功率会下降。水热管理的目标就是保证这个膜湿润，从此就防止了在阴极和阳极堵水的可能。丰田在发布Mirai最近的这个车当中，应该说它的核心的关键技术就是在它的水管理当中做的工作，这个工作应该发布以后引起了各大车厂的轰动，他把水管理做到极致，具体来讲他把加湿器取消掉了，原来空气系统进行加湿，他把这个取消，丰田的这个目的是为了降低成本，没有这个加湿器了，他的成本会大大下降，他是怎么做到的呢？应该说采用了几个关键的技术，一个关键技术是他把这个膜做的很好，原来的是在20个微米以上，而丰田的这个膜采用了10个微米，那么这个膜变薄了以后就有利于阴极向阳极的水传递，和阳极向阴极的水传递，这个是第一个措施。第二个措施是空气和氢气采用逆流的方式，流动正好是相反，第三个措施就是把这个热管理控制在空气入口这边，温度比较低，出口的温度比较高，这样在温度比较低的时候，由于空气不加湿，温度比较低，随着蒸发量的下降，膜就不容易变干，这是第三个。第四个关键技术是氢气采用很大的循环量进行循环，做了这样的技术就实现了所谓的自增湿的技术，怎么实现的呢？我可以简单说一下。
先看空气这一侧，开始的时候他没有水，但是随着反应进行在空气出口的时候会产生大量的水，这个时候因为这边的浓度比较高，就会从空气侧向氢气侧传递，这个时候我们说氢气在流动的过程当中把水分从入口带到出口，由于空气这一侧浓度比较低，所以说又从阳极向阴极传递，就实现了所谓的自增湿的情况，这个是丰田在这一轮当中的过程，另外一方面系统大大的简化，成本降低，所以说号称这个车卖700万日元。另外一个降低成本的技术是原来的氢瓶是碳纤维，后来跟厂家合作，把碳纤维的要求降低，成本下降，氢瓶当中碳纤维不要要求那么高，这个是丰田降低成本两个关键的技术。
第二个是低温冷起动，对于新能源汽车，即使是纯电动汽车，低温起动仍然是有挑战性，动力电池在低温下的性能应该是比常温下要差很多，燃料电池也面临着同样的挑战，他的挑战是什么呢？我们说对于燃料电池汽车来说反应的快，零下的时候水会结冰，如果结冰的量比较多的话，我们说这个电解质的这层膜很薄，10个微米，冰碴子会出现一些问题。所以说低温起动在燃料电池当中有一个核心的关键技术，那么目前应该说丰田的Mirai、本田等等都实现了在零下30度的起动，我们国内的上汽通用做到了零下25度。这个是怎么做到的呢？主要是从这三个方面考虑，第一个方面是说在停机的时候要想办法把它产生的水分从阳极和阴极排除掉，这样减少了结冰的数量。第二个措施就是保温，这样的话减缓温度降低的速率，第三个是起动的时候加热，它这个加热应该说不是依赖于动力电池的加热，而是利用燃料电池本身的一个自加热，也就是说这个图可能是比较专业，这个是工作图，1.4-1.0的区间是产生热，绝大部分的氢气是变成了电，在低温启动的一瞬间，通过控制的措施，在工作的这个点，这个时候是大量的产生热，而这个小量的产生电，产生这个电只要维持压缩机和燃料电池系统自身工作需要的电就可以了，而大量的这个热把电堆快速地从零下20度，零下30度加热到零上就可以顺利起动，所以这样的技术应该说在国外的主要的厂家都已经实现了在零下30度甚至可以做的更低，这一点应该说比动力电池在低温起动上面解决的更好。去年我们到日本丰田进行交流的时候，我们也问他，为什么在燃料电池汽车当中不采用锂电池而是镍锌电池？他们说锂电池在低温启动上没有得到解决，而镍锌电池已经得到了解决。
第三个关键技术我们叫它系统的控制技术，燃料电池大家知道，它的耐久性是很关键的问题，目前在国际的先进水平上，在轿车上可以运行20万公里，或者说5000小时，功率衰减不超过10%，那么在客车上，可以做到1万个小时，这个耐久性是怎么做的呢？一方面在关键的材料，关键的部件，很大的一部分在控制，经过大量的研究，影响燃料电池寿命的关键因素有这么几个，动态工况，起动，连续怠速，低温储存和起动，经过这几个影响耐久性的关键的因素，如何来对咱们的系统进行控制是比较关键的问题。
这个图是我们中心基于耐久性、经济性、动力性考虑的一个控制策略图，从起动过程，运行过程、故障改善做的。另外现在空气控制系统都是中压或者是高压系统，我们要把空气的供应和压力分别进行控制，进行压力和流量的节流。另外就是这边是氢气供应系统，这边是空气供应系统，刚刚已经提到了电解质的膜很薄，丰田就10个微米，如何来保证这个空气和氢气它们之间的压差？这个压差如果大的话，会把这个膜去掉，我们目前要限制空气这一侧和氢气这一侧的压差不超过0.5，这个我们就可以通过一个控制的方法来使得这个氢气系统和空气系统随动，这个是比较关键的。
燃料电池汽车的发展趋势
最后简单提一提今后燃料电池的发展方向。我们认为未来主要的做的工作是寿命、成本、可靠性这几个方面需要做大量的工作。这个是我们国家在十三五燃料电池的支持，燃料电池去年已经支持了一个比较大的项目，一个是关于电堆，一个是关于材料，还有一个今年要起动的对于燃料电池系统方面的支持，现在本来已经发布，预计在今年的11月份，12月份马上就可以起动。
来源：网络
同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传
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各位领导，各位专家上午好！今天很高兴有机会跟在座的各位专家和领导探讨燃料电池系统当中的有关问题，今天我也很高兴主持人给我这样的机会，在这样一个动力电池的论坛上，让我介绍燃料电池的情况。其实与刚刚陈老师还有赵部长介绍的一样，燃料电池汽车是我们国家新能源汽车当中的一种主要的形式，我代表我们同济大学新能源汽车工程中心，也是国家燃料电池汽车及动力系统工程中心做一个介绍，我大概分几个部分向各位专家做一下介绍。
关于全球的挑战，大家都比较清楚，我们简单地过一下。大家知道，目前交通的模式，主要是依赖于传统的汽车，应该说无论是从能源和环保这两个方面都不具有可持续性，这里面我想说关于能源的问题，我们国家的石油依存度逐年增加，特别是石油车的保有量增加，对于石油的需求会越来越大，而且我们石油进口对外的依存度达到了60%。
那么对于这种能源的情况，环境污染也对我们国家造成了极大的挑战，我们大家知道对于二氧化碳的排放，在杭州G20峰会上递交了我们的承诺，低碳化一定是未来的发展趋势，对于汽车而言，还有二氧化碳的排放，消耗能源是很重要的一个原因。
基于这样的情况，未来汽车的发展，我们认为是能源的多样化。对于能源多样化而言，电动汽车或者说汽车的电气化一定是今后的未来发展趋势。这里面我想说，可以从两个方面来讲，第一个方面我们说驱动的电动化，我们知道采用了驱动电动化以后，自动回馈，使驱动效率得到了很大的提高。右边的表格当中典型城市行驶工况牵引与制动能量消耗，采用驱动电动化才可以把制动的能量进行回收，提高效率。
那么第二个方面就是能源的多元化，大家知道，由于我们国家对外石油资源的依存度越来越高，所以国家的能源安全就越来越重要，保证我们国家的能源安全，最有效的方法就是能源的多元化。那么对于能源多元化来说，对汽车工业一定要找到一个中间的载体，中间的能源，这样对于汽车工业的发展就会至关重要，目前比较理想的中间的载体一个就是电，第二个就是氢气，所以目前的纯电动汽车和燃料电池汽车成为国内外争相发展的重点。
今天的主要是动力电池和电动汽车，我这里做了一个比较，这个观点应该说得到了比较大多数的专家的认可，就是说未来的新能源汽车主要是纯电动汽车和燃料电池汽车两种。一般来说在里程比较短的情况下，采用纯电动汽车比较多，而在行驶里程比较长采用燃料汽车比较多，这个表格也给出了各种主要的新能源汽车二氧化碳排放的情况。从这个表格当中我们可以看出，无论是纯电动汽车，还是燃料电池汽车都会极大降低二氧化碳的排放，这是第一个方面，由于前面两位嘉宾都做了详细的介绍，我就简单概括。
第二个方面我们介绍一下燃料电池汽车，做一下燃料电池汽车的简介，今天在座有很多的企业家，我介绍一下燃料电池汽车的有关方面，希望引起各位企业家、各位领导的重视，加大燃料电池汽车方面的投入。燃料电池汽车最基本的或者是核心的部分，我们叫它燃料电池系统，在国内我们也称之为燃料电池发动机，它和动力电池的最大不同就是利用了氢氧反应产生电，这个方面来说类似于我们传统的发动机，不是一个电池，是一个发电的装置。燃料电池汽车比较有代表性的事例，丰田的Mirai在2014年12月15日在日本上市，无论是价格和性能都在国内外引起了强烈的反响。这是一个比较典型的例子。
紧接着在2015年的3月份，本田发布了他的FCV Clarity汽车，这个基本和丰田的类似，各种指标某一些方面甚至超过了丰田的指标，其实本田的汽车应该说是最早实现，大概在2007年丰田的第一代汽车以租赁的方式供用户进行驾驶。第三个就是现代ix35，韩国现代起步比较晚，应该说跟我们国家基本上类似，大概大量的投入也是在2000年左右，但是现在的汽车发展的比我们国家快很多，应该说现代汽车应该比丰田发布还要早，丰田是2014年的12月份，现代是2014年的4月份已经正式开始销售。
我们做的工作，主要是在同济大学期间完成的，2000年开始研究燃料汽车，最早做的超越一号，超越二号，超越三号，后来跟有关的汽车厂研究了一些轿车，2008年的奥运会，总共给上海大众生产了24辆的轿车，在这以后又在美国的加州进行了长达半年的试行。第二个事件是上海的世博会，我们跟有关的整车厂，一汽、上汽、奇瑞等等，推出了90辆的燃料电池汽车，推出了100辆的燃料电池场馆车，所以总共是193辆的燃料电池汽车在上海世博会上进行了长达半年的运行。这是燃料电池整个汽车的情况。
今天我重点介绍一下燃料电池系统，特别是燃料电池系统当中的关键的部件和系统当中的一个关键技术。刚刚赵总也提到，我们国家燃料电池技术在关键部件、关键材料和国外的差距还是比较大的。这有一个示意图，最主要的部件就是燃料的电堆，为了使它正常的工作，就要源源不断地提供空气，提供氢气，所以我们需要一个氢气的供应体，所以我们就需要一个空气的供应体，另外我们说燃料电池在工作的时候氢氧反应生成水，这个水一方面有可能堵塞，另外一方面又起到湿润燃料电池电堆当中的电解质，也就是膜的作用。所以对电堆而言，既是必不可少的又有一定的危害，所以说燃料电池的水热管理系统，对电堆的冷却，第二方面对产生水的回收和对氢气对空气的加湿，这个是燃料电池系统主要的一个原理。
这个表格是显示的美国GOE统计的，目前燃料电池的系统主要的技术指标和2020年的发展目标，从这个表格当中我们可以得到这么一个结论，目前在国际上，包括日本、美国、德国，燃料电池的技术已经成熟，下一个阶段，燃料电池的技术主要是集中在降低成本产业化的阶段，这个表格当中也可以看出来，燃料电池汽车跟传统的汽车有突出的优点，效率比较高，这里面目前的最高的效率已经达到了60%，而2020年将会达到65%，我们大家知道对于传统的发动机像丰田普锐斯发布的，效率达到的60%，这个在汽油车当中已经是最高了。所以说燃料电池显著的优点可以看出来，这个是关于简介。
第三部分我介绍一下燃料系统当中的一些关键的部件，这里面特别是希望能够供有关的企业家们进行参考。我们认为燃料电池系统的关键部件，主要是有4个，第一个是电堆，我们说燃料电池系统、燃料电池发动机是燃料电动汽车的心脏，而电堆又是燃料电池系统的关键的一点，电堆我们说就是把空气系统、氢气系统输入的氢气和空气进行化学反应产生电，这个是我们国内外的一个主要的电堆，其中比较有名的就是丰田和本田他们最近发布的电堆，他这个电堆体积比功率已经达到了每升3.1千瓦，我们国内做的产品级的大概每升在1.2千瓦左右，实验室上做到每升2千瓦左右，所以能够看出我们跟国外的差距还是比较大的。另外在这样的一个关键部件当中，又涉及到很多的关键材料，这里面主要是催化剂、膜、碳石、GDL（音），这几个在我们国家基本来说是空白的，或者是有一些个别的企业研发，产品的可靠性耐久性和国外的差距比较大，基本上在应用当中用的比较少，关键材料绝大部分是国外的产品，这也导致了我们国家燃料电池的成本要比国外高很多。
这个表格是给出了目前电堆在2013年达到了一个具体的状态，美国DOE在2020年要达到的一个技术目标。
第二个部件是氢气循环系统，或者说是氢气循环泵。我们大家知道，燃料电池用的燃料是氢气，那么氢气的电堆为了提高它的化学反应速度，我们希望增加氢气在电堆当中的浓度，增加它的压力，所以说我们就希望能够在电堆当中的氢气循环起来，这里面会带来很多的好处，这个好处一是可以提高功率密度，二是可以减轻补水，所以氢气供应系统、氢气循环泵是很关键的部件。目前对氢气循环大概是有这么几种情况，第一是不循环，这个是在我们国家十一五、十二五绝大部分的样机采用，第二个是引射器，第三种氢气循环泵，这个是主要的特点，今后应该说主要以氢气循环泵为主，在个别的情况下对引射器和氢气循环泵相结合。
第三个关键的部件是加湿器。刚刚已经提到了电堆当中的电解质是一个质子交换膜，在工作的时候这个膜要保持湿润状态，一方面是供氢的质子传递作用，另外一方面可以降低内阻，保持电堆内部的水动态平衡，提高电堆性能和耐久性，这个部分就是加湿器。加湿器的发展经历了很多的过程。在以前有用寒冷法，有用喷水加湿，现在是利用排气对进气进行加湿，目前在国内这一块基本是空白，主要是美国的公司、韩国的公司提供的产品当中有。这个是我们说给加湿器的具体要求。
下面一个关键的部件是空气压缩机，或者说是我们叫它燃料电池的专用压缩机，它的作用很简单，就是为电堆提供一定温度、一定压力、一定流量的空气。我们国内目前的压缩机这个行业应该说是比较齐全的，为什么在燃料电池当中不能应用呢？燃料电池有一个特殊的要求，就是要无油，也就是说空气当中的油不允许存在，这样的话目前的传统压缩机不能用在燃料电池系统当中，所以说我们就要开发燃料电池专用的无油压缩机。那么这个图是目前我们做的，所谓的无油润滑的高速压缩机，为了车用我们说燃料电池的压缩机一定要体积小、重量轻，所以为了满足这样的要求，我们采用离心式的压缩机，轴承采用空气轴承，而电机采用高短速，短速达到10万转，国内上基本是10万-15万转之间，这个燃料电池专用压缩机在国内仅仅有个别的厂家在研发，实际上跟国外的差距还是比较大的。
这张图是给出了目前主流燃料当中汽车当中采用的压缩机的主要的形式，从这里面可以看到，除了丰田他用的是罗茨式的其他都是离心式，当然现在也有鼓风机是采用的低压式的，丰田为什么采用罗茨式的压缩机呢？大家知道丰田原来是丰田纺织，这个里面他的罗茨压缩机在纺织上有大量的应用，所以丰田积累了大量的技术，他把这个技术移植到这个当中。但是采用这样的压缩机也带来一定的问题，这个问题就是有油润滑，尽管密封做的很好，但是有少量的油有可能漏到里面去，特别是随着使用的时间越长，漏油情况越严重，所以说丰田也正在跟有关的零部件供应商在合作开发，所以基于这个方面，我们认为还是利用离心式空气轴承式的高速压缩机是比较适合。这个是对空气压缩机的技术要求。
燃料电池刚刚提到4个技术，第一个是水热管理技术，燃料电池当中电解质质子交换膜在工作的时候需要保持湿润的状态，否则这个氢离子的传递会很难传递，另外一方面电内阻会增大，另外一方面氢氧反应在生成水，如果管理不当的情况下会把这个流道堵住，所以阻止氧气和氢离子的进入，所以功率会下降。水热管理的目标就是保证这个膜湿润，从此就防止了在阴极和阳极堵水的可能。丰田在发布Mirai最近的这个车当中，应该说它的核心的关键技术就是在它的水管理当中做的工作，这个工作应该发布以后引起了各大车厂的轰动，他把水管理做到极致，具体来讲他把加湿器取消掉了，原来空气系统进行加湿，他把这个取消，丰田的这个目的是为了降低成本，没有这个加湿器了，他的成本会大大下降，他是怎么做到的呢？应该说采用了几个关键的技术，一个关键技术是他把这个膜做的很好，原来的是在20个微米以上，而丰田的这个膜采用了10个微米，那么这个膜变薄了以后就有利于阴极向阳极的水传递，和阳极向阴极的水传递，这个是第一个措施。第二个措施是空气和氢气采用逆流的方式，流动正好是相反，第三个措施就是把这个热管理控制在空气入口这边，温度比较低，出口的温度比较高，这样在温度比较低的时候，由于空气不加湿，温度比较低，随着蒸发量的下降，膜就不容易变干，这是第三个。第四个关键技术是氢气采用很大的循环量进行循环，做了这样的技术就实现了所谓的自增湿的技术，怎么实现的呢？我可以简单说一下。
先看空气这一侧，开始的时候他没有水，但是随着反应进行在空气出口的时候会产生大量的水，这个时候因为这边的浓度比较高，就会从空气侧向氢气侧传递，这个时候我们说氢气在流动的过程当中把水分从入口带到出口，由于空气这一侧浓度比较低，所以说又从阳极向阴极传递，就实现了所谓的自增湿的情况，这个是丰田在这一轮当中的过程，另外一方面系统大大的简化，成本降低，所以说号称这个车卖700万日元。另外一个降低成本的技术是原来的氢瓶是碳纤维，后来跟厂家合作，把碳纤维的要求降低，成本下降，氢瓶当中碳纤维不要要求那么高，这个是丰田降低成本两个关键的技术。
第二个是低温冷起动，对于新能源汽车，即使是纯电动汽车，低温起动仍然是有挑战性，动力电池在低温下的性能应该是比常温下要差很多，燃料电池也面临着同样的挑战，他的挑战是什么呢？我们说对于燃料电池汽车来说反应的快，零下的时候水会结冰，如果结冰的量比较多的话，我们说这个电解质的这层膜很薄，10个微米，冰碴子会出现一些问题。所以说低温起动在燃料电池当中有一个核心的关键技术，那么目前应该说丰田的Mirai、本田等等都实现了在零下30度的起动，我们国内的上汽通用做到了零下25度。这个是怎么做到的呢？主要是从这三个方面考虑，第一个方面是说在停机的时候要想办法把它产生的水分从阳极和阴极排除掉，这样减少了结冰的数量。第二个措施就是保温，这样的话减缓温度降低的速率，第三个是起动的时候加热，它这个加热应该说不是依赖于动力电池的加热，而是利用燃料电池本身的一个自加热，也就是说这个图可能是比较专业，这个是工作图，1.4-1.0的区间是产生热，绝大部分的氢气是变成了电，在低温启动的一瞬间，通过控制的措施，在工作的这个点，这个时候是大量的产生热，而这个小量的产生电，产生这个电只要维持压缩机和燃料电池系统自身工作需要的电就可以了，而大量的这个热把电堆快速地从零下20度，零下30度加热到零上就可以顺利起动，所以这样的技术应该说在国外的主要的厂家都已经实现了在零下30度甚至可以做的更低，这一点应该说比动力电池在低温起动上面解决的更好。去年我们到日本丰田进行交流的时候，我们也问他，为什么在燃料电池汽车当中不采用锂电池而是镍锌电池？他们说锂电池在低温启动上没有得到解决，而镍锌电池已经得到了解决。
第三个关键技术我们叫它系统的控制技术，燃料电池大家知道，它的耐久性是很关键的问题，目前在国际的先进水平上，在轿车上可以运行20万公里，或者说5000小时，功率衰减不超过10%，那么在客车上，可以做到1万个小时，这个耐久性是怎么做的呢？一方面在关键的材料，关键的部件，很大的一部分在控制，经过大量的研究，影响燃料电池寿命的关键因素有这么几个，动态工况，起动，连续怠速，低温储存和起动，经过这几个影响耐久性的关键的因素，如何来对咱们的系统进行控制是比较关键的问题。
这个图是我们中心基于耐久性、经济性、动力性考虑的一个控制策略图，从起动过程，运行过程、故障改善做的。另外现在空气控制系统都是中压或者是高压系统，我们要把空气的供应和压力分别进行控制，进行压力和流量的节流。另外就是这边是氢气供应系统，这边是空气供应系统，刚刚已经提到了电解质的膜很薄，丰田就10个微米，如何来保证这个空气和氢气它们之间的压差？这个压差如果大的话，会把这个膜去掉，我们目前要限制空气这一侧和氢气这一侧的压差不超过0.5，这个我们就可以通过一个控制的方法来使得这个氢气系统和空气系统随动，这个是比较关键的。
燃料电池汽车的发展趋势
最后简单提一提今后燃料电池的发展方向。我们认为未来主要的做的工作是寿命、成本、可靠性这几个方面需要做大量的工作。这个是我们国家在十三五燃料电池的支持，燃料电池去年已经支持了一个比较大的项目，一个是关于电堆，一个是关于材料，还有一个今年要起动的对于燃料电池系统方面的支持，现在本来已经发布，预计在今年的11月份，12月份马上就可以起动。
来源：网络
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《服务实体经济大有可为》
其它类 一见你就笑 2017-03-24 14:45 发表了文章
核心提示：3月24日，人民日报经济版发表广发证券董事长孙树明文章《服务实体经济大有可为》。
文章认为，服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石，没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。文章指出了证券公司服务实体经济存在的不足，提出证券公司应协助实体企业从“去杠杆、降低融资成本”、“进行并购重组，去产能、助力产业转型升级”和“发展直投业务，培育实体经济新动能”等三个方面，为服务实体经济加强作为。
原文刊载如下：
服务实体经济大有可为
服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。
实业兴则金融兴，支持实体经济是金融业生存发展的根本。服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。资本市场的核心定位，应该是通过支持企业上市融资、发行债券、并购重组，优化资源配置、助力企业做大做强，推动实体经济健康发展。因此，服务实体经济也是证券公司自身改革发展的内在要求。
不过，当前，证券公司服务实体经济存在四个不足。一是证券业比重偏低，难以适应实体经济和企业直接融资需求。二是普遍存在经纪业务比重高、投行业务比重低问题。三是直投业务规模较小且规范性不足。四是资管业务“虚胖”，主动管理型产品比重偏低，通道型产品比重偏高。
因此，证券公司应在服务实体经济上加强作为。一是在协助实体企业去杠杆、降低融资成本上争取更大作为。要努力推进股、债以及股债结合等多种融资服务，在降低实体经济杠杆率方面发挥更大的作用。要进一步提供高效的股权融资服务，对高端制造业和现代服务业等符合改革转型方向且有利于实体经济发展的优质企业，要大力协助其进行多层次资本市场挂牌上市融资。同时，也应大力协助符合国家产业政策要求的实体企业发行公司债、企业债、短期融资券和中期票据等，努力降低企业负债成本。
二是协助实体企业进行并购重组，在去产能、助力产业转型升级上争取更大作为。从服务供给侧结构性改革角度出发，要协助钢铁、煤炭等传统产能过剩行业进行并购重组，助力去产能任务的深入推进。还应为企业提供个性化方案，帮助企业通过并购重组快速扩大规模，提高市场占有率，实现超越式发展。
三是大力发展直投业务，在培育实体经济新动能上争取更大作为。要按照监管规定进行规范整改，开展业务时要更加注重风控管理、坚决杜绝利益输送。在合规前提下，直投业务要真正把资金投到符合国家政策导向、代表未来产业转型方向的优质实体企业去，哺育实体经济发展。
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文章认为，服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石，没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。文章指出了证券公司服务实体经济存在的不足，提出证券公司应协助实体企业从“去杠杆、降低融资成本”、“进行并购重组，去产能、助力产业转型升级”和“发展直投业务，培育实体经济新动能”等三个方面，为服务实体经济加强作为。
原文刊载如下：
服务实体经济大有可为
服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。
实业兴则金融兴，支持实体经济是金融业生存发展的根本。服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。资本市场的核心定位，应该是通过支持企业上市融资、发行债券、并购重组，优化资源配置、助力企业做大做强，推动实体经济健康发展。因此，服务实体经济也是证券公司自身改革发展的内在要求。
不过，当前，证券公司服务实体经济存在四个不足。一是证券业比重偏低，难以适应实体经济和企业直接融资需求。二是普遍存在经纪业务比重高、投行业务比重低问题。三是直投业务规模较小且规范性不足。四是资管业务“虚胖”，主动管理型产品比重偏低，通道型产品比重偏高。
因此，证券公司应在服务实体经济上加强作为。一是在协助实体企业去杠杆、降低融资成本上争取更大作为。要努力推进股、债以及股债结合等多种融资服务，在降低实体经济杠杆率方面发挥更大的作用。要进一步提供高效的股权融资服务，对高端制造业和现代服务业等符合改革转型方向且有利于实体经济发展的优质企业，要大力协助其进行多层次资本市场挂牌上市融资。同时，也应大力协助符合国家产业政策要求的实体企业发行公司债、企业债、短期融资券和中期票据等，努力降低企业负债成本。
二是协助实体企业进行并购重组，在去产能、助力产业转型升级上争取更大作为。从服务供给侧结构性改革角度出发，要协助钢铁、煤炭等传统产能过剩行业进行并购重组，助力去产能任务的深入推进。还应为企业提供个性化方案，帮助企业通过并购重组快速扩大规模，提高市场占有率，实现超越式发展。
三是大力发展直投业务，在培育实体经济新动能上争取更大作为。要按照监管规定进行规范整改，开展业务时要更加注重风控管理、坚决杜绝利益输送。在合规前提下，直投业务要真正把资金投到符合国家政策导向、代表未来产业转型方向的优质实体企业去，哺育实体经济发展。
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文章认为，服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石，没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。文章指出了证券公司服务实体经济存在的不足，提出证券公司应协助实体企业从“去杠杆、降低融资成本”、“进行并购重组，去产能、助力产业转型升级”和“发展直投业务，培育实体经济新动能”等三个方面，为服务实体经济加强作为。
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服务实体经济大有可为
服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。
实业兴则金融兴，支持实体经济是金融业生存发展的根本。服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。资本市场的核心定位，应该是通过支持企业上市融资、发行债券、并购重组，优化资源配置、助力企业做大做强，推动实体经济健康发展。因此，服务实体经济也是证券公司自身改革发展的内在要求。
不过，当前，证券公司服务实体经济存在四个不足。一是证券业比重偏低，难以适应实体经济和企业直接融资需求。二是普遍存在经纪业务比重高、投行业务比重低问题。三是直投业务规模较小且规范性不足。四是资管业务“虚胖”，主动管理型产品比重偏低，通道型产品比重偏高。
因此，证券公司应在服务实体经济上加强作为。一是在协助实体企业去杠杆、降低融资成本上争取更大作为。要努力推进股、债以及股债结合等多种融资服务，在降低实体经济杠杆率方面发挥更大的作用。要进一步提供高效的股权融资服务，对高端制造业和现代服务业等符合改革转型方向且有利于实体经济发展的优质企业，要大力协助其进行多层次资本市场挂牌上市融资。同时，也应大力协助符合国家产业政策要求的实体企业发行公司债、企业债、短期融资券和中期票据等，努力降低企业负债成本。
二是协助实体企业进行并购重组，在去产能、助力产业转型升级上争取更大作为。从服务供给侧结构性改革角度出发，要协助钢铁、煤炭等传统产能过剩行业进行并购重组，助力去产能任务的深入推进。还应为企业提供个性化方案，帮助企业通过并购重组快速扩大规模，提高市场占有率，实现超越式发展。
三是大力发展直投业务，在培育实体经济新动能上争取更大作为。要按照监管规定进行规范整改，开展业务时要更加注重风控管理、坚决杜绝利益输送。在合规前提下，直投业务要真正把资金投到符合国家政策导向、代表未来产业转型方向的优质实体企业去，哺育实体经济发展。
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文章认为，服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石，没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。文章指出了证券公司服务实体经济存在的不足，提出证券公司应协助实体企业从“去杠杆、降低融资成本”、“进行并购重组，去产能、助力产业转型升级”和“发展直投业务，培育实体经济新动能”等三个方面，为服务实体经济加强作为。
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服务实体经济是资本市场改革发展的稳固基石。没有健康良好的国民经济基础，就不可能有稳健运行的资本市场。
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不过，当前，证券公司服务实体经济存在四个不足。一是证券业比重偏低，难以适应实体经济和企业直接融资需求。二是普遍存在经纪业务比重高、投行业务比重低问题。三是直投业务规模较小且规范性不足。四是资管业务“虚胖”，主动管理型产品比重偏低，通道型产品比重偏高。
因此，证券公司应在服务实体经济上加强作为。一是在协助实体企业去杠杆、降低融资成本上争取更大作为。要努力推进股、债以及股债结合等多种融资服务，在降低实体经济杠杆率方面发挥更大的作用。要进一步提供高效的股权融资服务，对高端制造业和现代服务业等符合改革转型方向且有利于实体经济发展的优质企业，要大力协助其进行多层次资本市场挂牌上市融资。同时，也应大力协助符合国家产业政策要求的实体企业发行公司债、企业债、短期融资券和中期票据等，努力降低企业负债成本。
二是协助实体企业进行并购重组，在去产能、助力产业转型升级上争取更大作为。从服务供给侧结构性改革角度出发，要协助钢铁、煤炭等传统产能过剩行业进行并购重组，助力去产能任务的深入推进。还应为企业提供个性化方案，帮助企业通过并购重组快速扩大规模，提高市场占有率，实现超越式发展。
三是大力发展直投业务，在培育实体经济新动能上争取更大作为。要按照监管规定进行规范整改，开展业务时要更加注重风控管理、坚决杜绝利益输送。在合规前提下，直投业务要真正把资金投到符合国家政策导向、代表未来产业转型方向的优质实体企业去，哺育实体经济发展。
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中国制造2025智能工厂的五大趋势
管理类 苏州工业仿真 2016-11-20 19:11 发表了文章
最近几年，欧美国家最早针对流程工业提出了“智能工厂”的概念。流程工业智能工厂由商业智能、运营智能、操作智能三个层次组成，由于自身的自动化水平较高，因此实施智能工厂相对比较容易。与流程工业相比，离散制造业首先在底层制造环节由于生产工艺的复杂性，如车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊对生产设备的智能化要求很高，投资很大。
特别是装备制造业、家电、汽车、机械、模具、航空航天、消费电子等产品大都要求产品智能化，设计智能。因此，在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下，离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，做到纵向、横向和端到端的集成，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，从而建立基于工业大数据和“互联网+”的智能工厂。
生产设备网络化，实现车间“物联网”工业物联网的提出给“中国制造2025”、工业4.0提供了一个新的突破口。物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
传统的工业生产采用M2M(MachinetoMachine)的通信模式，实现了设备与设备间的通信，而物联网通过ThingstoThings的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。
在离散制造企业车间，数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源。在生产过程中，将所有的设备及工位统一联网管理，使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯，设备与工位人员紧密关联。如：数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程，将加工程序上传至DNC服务器，设备操作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序，待加工任务完成后，再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中，由程序管理员或工艺人员进行比较或归档，整个生产过程实现网络化、追溯化管理。
生产数据可视化，利用大数据分析进行生产决策
“中国制造2025”提出以后，信息化与工业化快速融合，信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节，条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在离散制造企业中得到广泛应用，尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用，离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段，所拥有的数据也日益丰富。
离散制造企业生产线处于高速运转，由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据，对数据的实时性要求也更高。
在生产现场，每隔几秒就收集一次数据，利用这些数据可以实现很多形式的分析，包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。首先，在生产工艺改进方面，在生产过程中使用这些大数据，就能分析整个生产流程，了解每个环节是如何执行的。
一旦有某个流程偏离了标准工艺，就会产生一个报警信号，能更快速地发现错误或者瓶颈所在，也就能更容易解决问题。利用大数据技术，还可以对产品的生产过程建立虚拟模型，仿真并优化生产流程，当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时，这种透明度将有助于制造企业改进其生产流程。
再如，在能耗分析方面，在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程，能够发现能耗的异常或峰值情形，由此便可在生产过程中优化能源的消耗，对所有流程进行分析将会大大降低能耗。
生产文档无纸化，实现高效、绿色制造
构建绿色制造体系，建设绿色工厂，实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化是中国制造2025实现“制造大国”走向“制造强国”的重要战略之一。目前，在离散制造企业中产生繁多的纸质文件，如工艺过程卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件、数控程序等等，这些纸质文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和实时追踪，而且易产生大量的纸张浪费、丢失等。
生产文档进行无纸化管理后，工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息，生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存，大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转，从而杜绝了文件、数据丢失，进一步提高了生产准备效率和生产作业效率，实现绿色、无纸化生产。
生产过程透明化，智能工厂的“神经”系统
“中国制造2025”明确提出推进制造过程智能化，通过建设智能工厂，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制，进而实现整个过程的智能管控。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造行业，企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间，侧重从单台设备自动化和产品智能化入手，基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。
因此其智能工厂建设模式为推进生产设备(生产线)智能化，通过引进各类符合生产所需的智能装备，建立基于制造执行系统MES的车间级智能生产单元，提高精准制造、敏捷制造、透明制造的能力。
离散制造企业生产现场，MES在实现生产过程的自动化、智能化、数字化等方面发挥着巨大作用。首先，MES借助信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，减少企业内部无附加值活动，有效地指导工厂生产运作过程，提高企业及时交货能力。
其次，MES在企业和供应链间以双向交互的形式提供生产活动的基础信息，使计划、生产、资源三者密切配合，从而确保决策者和各级管理者可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，做出准确的判断并制定快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速的修正、生产流程畅通、资源充分有效地得到利用，进而最大限度地发挥生产效率。
生产现场无人化，真正做到“无人”工厂
“中国制造2025”推动了工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用，使工厂无人化制造成为可能。在离散制造企业生产现场，数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度，工件、物料、刀具进行自动化装卸调度，可以达到无人值守的全自动化生产模式(LightsOutMFG)。
在不间断单元自动化生产的情况下，管理生产任务优先和暂缓，远程查看管理单元内的生产状态情况，如果生产中遇到问题，一旦解决，立即恢复自动化生产，整个生产过程无需人工参与，真正实现“无人”智能生产。
实现从制造业大国向制造业强国的“升级”，“中国制造2025”成为最有力的战略驱动。盖勒普是“中国制造2025”的先行探索者和实践者。深度结合当前离散制造业的实际现状，基于全球25年领先技术和中国15年的本地化经验，盖勒普提出了离散制造业智能工厂的五个方向，旨在借助全球先进智能工厂整体解决方案(MES-SFC)这一生产力引擎，打破组织边界，将企业整个生产现场都纳入到管理网络中，正深刻地改变着制造模式、流程乃至整个制造业的结构，这一具有未来竞争力的创新成果将有力推动整个制造业的转型升级，也让离散制造企业得到了独一无二的新技术体验，并为行业树立成功典范。
来源：1号机器人
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特别是装备制造业、家电、汽车、机械、模具、航空航天、消费电子等产品大都要求产品智能化，设计智能。因此，在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下，离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，做到纵向、横向和端到端的集成，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，从而建立基于工业大数据和“互联网+”的智能工厂。
生产设备网络化，实现车间“物联网”工业物联网的提出给“中国制造2025”、工业4.0提供了一个新的突破口。物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
传统的工业生产采用M2M(MachinetoMachine)的通信模式，实现了设备与设备间的通信，而物联网通过ThingstoThings的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。
在离散制造企业车间，数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源。在生产过程中，将所有的设备及工位统一联网管理，使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯，设备与工位人员紧密关联。如：数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程，将加工程序上传至DNC服务器，设备操作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序，待加工任务完成后，再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中，由程序管理员或工艺人员进行比较或归档，整个生产过程实现网络化、追溯化管理。
生产数据可视化，利用大数据分析进行生产决策
“中国制造2025”提出以后，信息化与工业化快速融合，信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节，条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在离散制造企业中得到广泛应用，尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用，离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段，所拥有的数据也日益丰富。
离散制造企业生产线处于高速运转，由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据，对数据的实时性要求也更高。
在生产现场，每隔几秒就收集一次数据，利用这些数据可以实现很多形式的分析，包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。首先，在生产工艺改进方面，在生产过程中使用这些大数据，就能分析整个生产流程，了解每个环节是如何执行的。
一旦有某个流程偏离了标准工艺，就会产生一个报警信号，能更快速地发现错误或者瓶颈所在，也就能更容易解决问题。利用大数据技术，还可以对产品的生产过程建立虚拟模型，仿真并优化生产流程，当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时，这种透明度将有助于制造企业改进其生产流程。
再如，在能耗分析方面，在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程，能够发现能耗的异常或峰值情形，由此便可在生产过程中优化能源的消耗，对所有流程进行分析将会大大降低能耗。
生产文档无纸化，实现高效、绿色制造
构建绿色制造体系，建设绿色工厂，实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化是中国制造2025实现“制造大国”走向“制造强国”的重要战略之一。目前，在离散制造企业中产生繁多的纸质文件，如工艺过程卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件、数控程序等等，这些纸质文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和实时追踪，而且易产生大量的纸张浪费、丢失等。
生产文档进行无纸化管理后，工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息，生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存，大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转，从而杜绝了文件、数据丢失，进一步提高了生产准备效率和生产作业效率，实现绿色、无纸化生产。
生产过程透明化，智能工厂的“神经”系统
“中国制造2025”明确提出推进制造过程智能化，通过建设智能工厂，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制，进而实现整个过程的智能管控。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造行业，企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间，侧重从单台设备自动化和产品智能化入手，基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。
因此其智能工厂建设模式为推进生产设备(生产线)智能化，通过引进各类符合生产所需的智能装备，建立基于制造执行系统MES的车间级智能生产单元，提高精准制造、敏捷制造、透明制造的能力。
离散制造企业生产现场，MES在实现生产过程的自动化、智能化、数字化等方面发挥着巨大作用。首先，MES借助信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，减少企业内部无附加值活动，有效地指导工厂生产运作过程，提高企业及时交货能力。
其次，MES在企业和供应链间以双向交互的形式提供生产活动的基础信息，使计划、生产、资源三者密切配合，从而确保决策者和各级管理者可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，做出准确的判断并制定快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速的修正、生产流程畅通、资源充分有效地得到利用，进而最大限度地发挥生产效率。
生产现场无人化，真正做到“无人”工厂
“中国制造2025”推动了工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用，使工厂无人化制造成为可能。在离散制造企业生产现场，数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度，工件、物料、刀具进行自动化装卸调度，可以达到无人值守的全自动化生产模式(LightsOutMFG)。
在不间断单元自动化生产的情况下，管理生产任务优先和暂缓，远程查看管理单元内的生产状态情况，如果生产中遇到问题，一旦解决，立即恢复自动化生产，整个生产过程无需人工参与，真正实现“无人”智能生产。
实现从制造业大国向制造业强国的“升级”，“中国制造2025”成为最有力的战略驱动。盖勒普是“中国制造2025”的先行探索者和实践者。深度结合当前离散制造业的实际现状，基于全球25年领先技术和中国15年的本地化经验，盖勒普提出了离散制造业智能工厂的五个方向，旨在借助全球先进智能工厂整体解决方案(MES-SFC)这一生产力引擎，打破组织边界，将企业整个生产现场都纳入到管理网络中，正深刻地改变着制造模式、流程乃至整个制造业的结构，这一具有未来竞争力的创新成果将有力推动整个制造业的转型升级，也让离散制造企业得到了独一无二的新技术体验，并为行业树立成功典范。
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最近几年，欧美国家最早针对流程工业提出了“智能工厂”的概念。流程工业智能工厂由商业智能、运营智能、操作智能三个层次组成，由于自身的自动化水平较高，因此实施智能工厂相对比较容易。与流程工业相比，离散制造业首先在底层制造环节由于生产工艺的复杂性，如车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊对生产设备的智能化要求很高，投资很大。
特别是装备制造业、家电、汽车、机械、模具、航空航天、消费电子等产品大都要求产品智能化，设计智能。因此，在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下，离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，做到纵向、横向和端到端的集成，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，从而建立基于工业大数据和“互联网+”的智能工厂。
生产设备网络化，实现车间“物联网”工业物联网的提出给“中国制造2025”、工业4.0提供了一个新的突破口。物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
传统的工业生产采用M2M(MachinetoMachine)的通信模式，实现了设备与设备间的通信，而物联网通过ThingstoThings的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。
在离散制造企业车间，数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源。在生产过程中，将所有的设备及工位统一联网管理，使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯，设备与工位人员紧密关联。如：数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程，将加工程序上传至DNC服务器，设备操作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序，待加工任务完成后，再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中，由程序管理员或工艺人员进行比较或归档，整个生产过程实现网络化、追溯化管理。
生产数据可视化，利用大数据分析进行生产决策
“中国制造2025”提出以后，信息化与工业化快速融合，信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节，条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在离散制造企业中得到广泛应用，尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用，离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段，所拥有的数据也日益丰富。
离散制造企业生产线处于高速运转，由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据，对数据的实时性要求也更高。
在生产现场，每隔几秒就收集一次数据，利用这些数据可以实现很多形式的分析，包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。首先，在生产工艺改进方面，在生产过程中使用这些大数据，就能分析整个生产流程，了解每个环节是如何执行的。
一旦有某个流程偏离了标准工艺，就会产生一个报警信号，能更快速地发现错误或者瓶颈所在，也就能更容易解决问题。利用大数据技术，还可以对产品的生产过程建立虚拟模型，仿真并优化生产流程，当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时，这种透明度将有助于制造企业改进其生产流程。
再如，在能耗分析方面，在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程，能够发现能耗的异常或峰值情形，由此便可在生产过程中优化能源的消耗，对所有流程进行分析将会大大降低能耗。
生产文档无纸化，实现高效、绿色制造
构建绿色制造体系，建设绿色工厂，实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化是中国制造2025实现“制造大国”走向“制造强国”的重要战略之一。目前，在离散制造企业中产生繁多的纸质文件，如工艺过程卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件、数控程序等等，这些纸质文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和实时追踪，而且易产生大量的纸张浪费、丢失等。
生产文档进行无纸化管理后，工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息，生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存，大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转，从而杜绝了文件、数据丢失，进一步提高了生产准备效率和生产作业效率，实现绿色、无纸化生产。
生产过程透明化，智能工厂的“神经”系统
“中国制造2025”明确提出推进制造过程智能化，通过建设智能工厂，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制，进而实现整个过程的智能管控。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造行业，企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间，侧重从单台设备自动化和产品智能化入手，基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。
因此其智能工厂建设模式为推进生产设备(生产线)智能化，通过引进各类符合生产所需的智能装备，建立基于制造执行系统MES的车间级智能生产单元，提高精准制造、敏捷制造、透明制造的能力。
离散制造企业生产现场，MES在实现生产过程的自动化、智能化、数字化等方面发挥着巨大作用。首先，MES借助信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，减少企业内部无附加值活动，有效地指导工厂生产运作过程，提高企业及时交货能力。
其次，MES在企业和供应链间以双向交互的形式提供生产活动的基础信息，使计划、生产、资源三者密切配合，从而确保决策者和各级管理者可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，做出准确的判断并制定快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速的修正、生产流程畅通、资源充分有效地得到利用，进而最大限度地发挥生产效率。
生产现场无人化，真正做到“无人”工厂
“中国制造2025”推动了工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用，使工厂无人化制造成为可能。在离散制造企业生产现场，数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度，工件、物料、刀具进行自动化装卸调度，可以达到无人值守的全自动化生产模式(LightsOutMFG)。
在不间断单元自动化生产的情况下，管理生产任务优先和暂缓，远程查看管理单元内的生产状态情况，如果生产中遇到问题，一旦解决，立即恢复自动化生产，整个生产过程无需人工参与，真正实现“无人”智能生产。
实现从制造业大国向制造业强国的“升级”，“中国制造2025”成为最有力的战略驱动。盖勒普是“中国制造2025”的先行探索者和实践者。深度结合当前离散制造业的实际现状，基于全球25年领先技术和中国15年的本地化经验，盖勒普提出了离散制造业智能工厂的五个方向，旨在借助全球先进智能工厂整体解决方案(MES-SFC)这一生产力引擎，打破组织边界，将企业整个生产现场都纳入到管理网络中，正深刻地改变着制造模式、流程乃至整个制造业的结构，这一具有未来竞争力的创新成果将有力推动整个制造业的转型升级，也让离散制造企业得到了独一无二的新技术体验，并为行业树立成功典范。
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带你了解PLC（二）！
智能科技类 苏州工业仿真 2016-11-20 19:01 发表了文章
PLC的IO点
我们已经知道PLC要实现相关的控制功能，就要有相应的输入输出部件，同电气控制回路一样，如：按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、接触器、继电器、控制阀等等。这在PLC中通常称为I/O点，它是用端子的形式与工业现场的器件或设备进行连接的，PLC在使用时只需将现场的各种设备与相应的I/O端相连接，即可投入运行。
OMRON PLC 整体型一体机的数字量IO点一般是以6：4的比例来分配输入和输出信号点的，比如20 个IO点的PLC模块可以接12个点的输入信号，还可以接8个点的输出信号。
所谓开关量信号或者是数字量信号，就是表现出的信号只有两种状态，象开关一样：或者是开或者是关，没有第三种状态。在计算机中表现的是：0或者是1；电气电路中表现的是：接通或者是切断，等等。
在PLC的上部为输入端子连接排，左侧是PLC的输入电源接点。挨着的是输入信号的端子。
因为输入的外接信号通常都是无源的信号，所以在接入PLC端子时，要提供电源形成合适的电流回路，在PLC上为方便输入信号的电源供取，提供24VDC（250MA）直流电源引出端子。如图上所示。
所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。
在COM和信号输入端子间接入电源（该电源由PLC输出的+24VDC引用），形成输入回路。PLC的一个输入点单独对应一个内部电路，如果信号是＝1时，也就是当输入信号（外部开关）闭合，输入点与输入公共端COM接通有适当电流形成输入回路时，该输入标识指示灯会点亮。在PLC里这个点的输入DI＝1。
我们看到PLC的输入端电气回路已经不是简单的电气接线形式，通过光电耦合和电容电阻，提高识别输入信号变化的程度，并隔离外部的可能的干扰。同样，交流输入电路也是类似。
值得注意的是，输入的电源在通常情况下，COM端可以或正或负，但对于NPN或者是PNP这种晶体管输入的外部信号，就要在接线上给予注意，日式的PLC习惯是NPN型的信号连接。NPN型传感器要求公共端接24VDC+极；PNP型传感器则正好相反，要求公共端接24VDC－极。因为PLC输入端子只有一个公共端－COM，如果信号中又有PNP型信号或者是NPN型信号的话，那么在选型上或者是接线上要做相应的调整。以下是几种输入回路：
无源接点的信号回路，串入的电源可由PLC供电端引，公共端可接电源的正极/负极。
需电源的信号，电源（PLC供）的正极接COM端，负极接信号的低电位端；这种信号可以同NPN性质同接。
集电极开路输出型的信号要引一路电源正极到电路中，以匹配电信号；可以同NPN性质同接。
可以同NPN输入同接。综上，在接入信号时，要注意信号的性质。
开关量输出单元，有三种类型：晶体管输出，用于响应速度快的直流负载；晶闸管输出，只能用于交流负载，而继电器输出类型，可交流负载，也可直流负载，但是响应速度慢。寿命相比短。
数字输出端子排在PLC的下方。PLC的数字量输出端是与设备执行元件连接形成回路的。
输入和输出回路都经过了光电隔离，提高抗扰能力。
这是晶体管输出电路；当控制程序让输出点＝1时，信号经光电耦合，使T2导通，使外接了电源的负载回路导通。
同样在其它输出方式也是类似的。在实际的硬件端口分布中，CP1H PLC的输出COM端，并不全是一对一的，有的是几个输出口共一个COM端，在电气连接时，要注意控制电源的同一。
CP1H PLC已经有内置有模拟量的信号采集和模拟量输出信号的回路。模拟量是连续的信号，对于模拟输入的信号，在PLC也是以连续信号接收，接收后被自动的转变成为数字量的连续信号。一般情况下，当模拟量信号按要求进行了电气连接后，模拟量在PLC里是被转换为连续的数字量继而读写或者是处理的。
这是电压信号的模拟量接口电路，对于有源的电压输出信号，在CP1H内置的接线端中，信号正端连到V IN端点，而负端连到COM端。
那么如果是有源电流信号要连到I IN和COM端，同时V IN和I IN端短接。
对于模拟量输出接口，PLC内部都提供电源，同样的按电流信号和电压信号的不同端子向负载提供驱动，形成控制回路。
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PLC的IO点
我们已经知道PLC要实现相关的控制功能，就要有相应的输入输出部件，同电气控制回路一样，如：按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、接触器、继电器、控制阀等等。这在PLC中通常称为I/O点，它是用端子的形式与工业现场的器件或设备进行连接的，PLC在使用时只需将现场的各种设备与相应的I/O端相连接，即可投入运行。
OMRON PLC 整体型一体机的数字量IO点一般是以6：4的比例来分配输入和输出信号点的，比如20 个IO点的PLC模块可以接12个点的输入信号，还可以接8个点的输出信号。
所谓开关量信号或者是数字量信号，就是表现出的信号只有两种状态，象开关一样：或者是开或者是关，没有第三种状态。在计算机中表现的是：0或者是1；电气电路中表现的是：接通或者是切断，等等。
在PLC的上部为输入端子连接排，左侧是PLC的输入电源接点。挨着的是输入信号的端子。
因为输入的外接信号通常都是无源的信号，所以在接入PLC端子时，要提供电源形成合适的电流回路，在PLC上为方便输入信号的电源供取，提供24VDC（250MA）直流电源引出端子。如图上所示。
所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。
在COM和信号输入端子间接入电源（该电源由PLC输出的+24VDC引用），形成输入回路。PLC的一个输入点单独对应一个内部电路，如果信号是＝1时，也就是当输入信号（外部开关）闭合，输入点与输入公共端COM接通有适当电流形成输入回路时，该输入标识指示灯会点亮。在PLC里这个点的输入DI＝1。
我们看到PLC的输入端电气回路已经不是简单的电气接线形式，通过光电耦合和电容电阻，提高识别输入信号变化的程度，并隔离外部的可能的干扰。同样，交流输入电路也是类似。
值得注意的是，输入的电源在通常情况下，COM端可以或正或负，但对于NPN或者是PNP这种晶体管输入的外部信号，就要在接线上给予注意，日式的PLC习惯是NPN型的信号连接。NPN型传感器要求公共端接24VDC+极；PNP型传感器则正好相反，要求公共端接24VDC－极。因为PLC输入端子只有一个公共端－COM，如果信号中又有PNP型信号或者是NPN型信号的话，那么在选型上或者是接线上要做相应的调整。以下是几种输入回路：
无源接点的信号回路，串入的电源可由PLC供电端引，公共端可接电源的正极/负极。
需电源的信号，电源（PLC供）的正极接COM端，负极接信号的低电位端；这种信号可以同NPN性质同接。
集电极开路输出型的信号要引一路电源正极到电路中，以匹配电信号；可以同NPN性质同接。
可以同NPN输入同接。综上，在接入信号时，要注意信号的性质。
开关量输出单元，有三种类型：晶体管输出，用于响应速度快的直流负载；晶闸管输出，只能用于交流负载，而继电器输出类型，可交流负载，也可直流负载，但是响应速度慢。寿命相比短。
数字输出端子排在PLC的下方。PLC的数字量输出端是与设备执行元件连接形成回路的。
输入和输出回路都经过了光电隔离，提高抗扰能力。
这是晶体管输出电路；当控制程序让输出点＝1时，信号经光电耦合，使T2导通，使外接了电源的负载回路导通。
同样在其它输出方式也是类似的。在实际的硬件端口分布中，CP1H PLC的输出COM端，并不全是一对一的，有的是几个输出口共一个COM端，在电气连接时，要注意控制电源的同一。
CP1H PLC已经有内置有模拟量的信号采集和模拟量输出信号的回路。模拟量是连续的信号，对于模拟输入的信号，在PLC也是以连续信号接收，接收后被自动的转变成为数字量的连续信号。一般情况下，当模拟量信号按要求进行了电气连接后，模拟量在PLC里是被转换为连续的数字量继而读写或者是处理的。
这是电压信号的模拟量接口电路，对于有源的电压输出信号，在CP1H内置的接线端中，信号正端连到V IN端点，而负端连到COM端。
那么如果是有源电流信号要连到I IN和COM端，同时V IN和I IN端短接。
对于模拟量输出接口，PLC内部都提供电源，同样的按电流信号和电压信号的不同端子向负载提供驱动，形成控制回路。
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带你了解PLC（一）！
智能科技类 苏州工业仿真 2016-11-20 18:50 发表了文章
PLC的产生和发展
PLC―可编程序控制器，它的应用是建立在电气控制系统上的，也就是说是建立在继电器控制回路的基础上的。
这是一个电机启动/停止的控制回路：电路由选择开关SW建立了手动操作和自动启动两种启动方式，接触器KM是电机电源输送的执行器件；当操作方式中的手动启动或者是自动启动条件满足时，KM线圈导通将电机供电回路接通，使其运转。其中手动启动/停止电机操作是通过直接用启动按钮SB2和停止按钮SB1控制电机运行的；那么自动时，根据限位（在这里是HL高液位启动电机，LL低液位停止电机）延时后对电机控制操作。
对于这样一个简单的电气控制回路，如果再增加一些功能，比如在关键的应用场所，要保证电机的长期运行，考虑到泵的可能出现故障和运行维护保养等状况，要停止电机运行，那么就要增加一台泵来备用。在这种情况下的运行泵的工况就使得电气控制回路比较复杂了。关联的接线，电器元件，等等因此增加很多。如果是在一个控制系统中有这样若干个不同方式的电机控制回路的话，不但电气回路复杂，占用电柜体积，电控箱数量也相当可观；
更重要的是，要进行修改测试和改进设计以及安装就显得非常的麻烦。那么在60年代，产生了新型的，运用微电子和计算机技术，可以实现复杂的电气控制回路的装置，其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，被称为可编程序控制器――PLC。 PLC不仅在功能上大大提升和完善了控制回路，而且在与设备的接口上连接简便，控制装置体积成倍缩小。
PLC替代电气控制国际电工委员会(IEC)在1987年2月对PLC这样定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟方式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力，高可靠性；易于扩充其功能的原则设计。
总之，可编程控制器是一个数字式的电子装置，是一台计算机，专为工业环境应用而设计制造的计算机，不是单纯的电气电路了。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。它的编程软件通用界面――梯形图，非常人性化，元器件符号就象电气部件表示一样，编程就象连线一样将电气电路连到控制器中，很容易理解和掌握，以及制作。
那么它是如何替代继电器控制装置的呢？
上述的电气控制回路大致可以分成这样几个部分：输入设备：按钮，选择开关，传感器、触点信号；输出设备（执行器件）：接触器，电磁阀，指示灯；逻辑控制电路，不直接与外部连接的电气电路；还有就是控制电源。那么在这个电路里：SW，SB1，SB2；FR，HL，LL是输入元件；接触器KM是执行元件；接触器的辅助触点，继电器触点，以及时间继电器，中间继电器，连成了控制逻辑电路。
如果要改变控制功能：对于继电器控制回路来说，要改变控制电路和实际接线；而用PLC控制，外部接线不变，改变用户程序就可以了；特别是复杂的控制逻辑，继电器控制实现是很困难的。当把这些输入元件以及执行元件用电气方式连接到PLC里，并向PLC提供控制电源，再通过编程软件编制出相关的控制逻辑，PLC就同样实现上述的控制功能。在这里编制的程序里我们看到用编程软件所作的程序，与电气连线所形成的控制功能很相似。
比如[自动]信号是外部输入的选择开关SW的状态信号，它通过输入端子电气连接到PLC里，PLC硬件输入回路就会把这个信号的状态（在输入回路中），编译到PLC中，当操作者将选择开关置于[手动]，在PLC里表现的状态被编译成[自动]的非，或者说是自动方式断开形式；同样当执行条件满足时，程序能流流通，就象电气线路中电气回路接通一样，[电机]就接通，与此输出端点连接的接触器线圈导通，使触点闭合，电机带电运行；接通表示＝1，断开表示＝0。通过这样一些规则的程序，加上PLC内部的各种功能，很容易的就能实现电气的各种控制需求。
PLC梯形图程序虽然是从继电器控制线路图发展而来的，但与其又有一些本质的区别。为适应不同需求，程序有几种表示方式，常用的是梯形图方式，适合用继电器线路熟悉的人员使用；指令语句表，用助记符方来表达PLC的各种控制功能，类似计算机的汇编语言，但通俗易懂。
由于电气控制的逻辑是在PLC里用特殊的语言编制的，程序制作过程中可以随时增加或修改逻辑，可以用计算机的一些功能，作出复杂的控制系统。正是这个特点，PLC才得到了广泛的应用；相比之下，电气控制在修改和复杂逻辑上是得力不从心的，甚至是达不到的。
认识PLC
PLC的特点：通用性，灵活性强；抗干扰能力强，可靠性高； 编程语言简单易学；与外部设备连线方便；功能扩展能力强；控制系统设计调试周期短；体积小易于机电一体化；故障少维修方便
那么随着PLC的发展，从性能上可以看出，对小型PLC将会体积更小，速度更高，功能更强，价格更加低廉；对中大型PLC将要容量更大，速度更高，更多功能，更易于网络通信，更加适应于大规模复杂的控制系统。
从PLC控制系统来讲，CPU与现场IO通过数据通信实现控制，使系统控制更有效；冗余系统的应用，各种单元以至整个系统都可以冗余，使系统具有更高的可靠性；应用计算机信息处理技术、网络通信技术，使系统控制功能与信息管理功能一体化；
综述，PLC是以CPU为核心，计算机技术、自动控制技术、网络通信技术为一体的可编程序控制器。几乎所有的PLC装置，都有可以同外部进行电气连接的端口，通过这些端口，PLC才能与外界进行信号的传递，实现其控制的功能。
PLC是按与外界连接的信号数量（我们称为输入输出点数），以及装置内部程序容量大小进行分类的。那么一般IO点数<256点的为小型机；在256~1024之间的为中型机；超过1024的则是大型机了。
小型机－都是整体式机型，所谓整体式机型的意思是，输入部分，输出部分与CPU都在一起，比如CPM2A。
而中大型机都是运用各种类型模块根据需要进行搭配和组合，实现与外部电气连接，并控制外部设备。这款是无底板的组合式机型。
这是有底板的组合式机型，其模件均通过底板与CPU进行数据交换。
PLC硬件结构
整体式PLC的基本组成：
同电气控制回路一样，PLC也需要控制电源，CPU是PLC的中心，存储器，输入单元，输出单元以及与外部数据访问的外设接口和扩展接口，共同组成了PLC的基本组成部分。
组合式PLC则是按基本组成分成各个模件（模块）：CPU单元，输入、输出单元，通信单元等等，各单元通过总线与CPU作数据交换。这是欧姆龙整体式机型的PLC CP1H－XA外观。
PLC内部的CPU单元是控制中心，指挥PLC完成各种预定的功能。输入并存储用户程序；检查校验用户程序；执行用户程序，驱动外部输出设备动作；诊断故障。在CP1H PLC模块的左上角，内装有PLC内部数据保持所需的电池，这是一次性使用的电池，通常情况下可以使用5年。
电源端子用来连接外部提供给PLC的工作电源；它的输入电压范围宽，抗干扰性能好；并能向外部提供24V直流电源，可以作为输入单元连接的外设的电源。 在CP1H CPU单元中，当用户程序或参数写入（下载）到CPU 单元中时，这些数据将自动备份到内置的闪存（闪存功能）中。
这里解释一下，什么是闪存呢？闪存就是Flash Memory，一种非挥发性（简单说就是在不加电的情况下数据也不会丢失，区别于目前常用的计算机内存）的半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点，比如数码相机上，作为存储介质的存贮卡。闪存存取比较快速，无噪音，散热小。
闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器。存储器分系统程序存储；用户程序存储；以及工作数据存储几部分。用户程序和设置的参数还有注释和功能块源数据都是放在闪存卡中的，但是对于I/O 存储器区域（包括保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器）不能写入内置闪存中。特别电源断开复位时的保持区域的保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器就是依靠刚才所讲的电池维持的，如果电池发生异常时，数据可能就会丢失。
这里的存贮器盒与前面介绍的闪存类似，它也是用来备份用户程序和PLC内部存贮器里的数据，可以COPY到另外的PLC中，或者作备份。在实际应用中作为可选件，供用户选择或者不选择使用。CPU模块上有CPU工作状态指示灯：分别表示电源POWER：绿色；工作RUN：绿色；故障报错ERR/ALM：红色；输出禁止INH：黄色；存贮器数据操作BKUP：黄色；USB端口通信中PRPHL：黄色。
下面的两位7段码可显示CPU单元的异常信息，或者模拟器操作的当前值，甚至还可以显示用程序编写相关的代码。如果故障报错ERR/ALM灯点亮，则2位的7段码中可以读到错误讯息。
外设连接端口，在上部为USB端口，用市场上通用的USB线就可以同电脑进行USB通讯，编辑，监测及传输程序等操作。旋钮是模拟量信号输入电位器，可以设置通道（A642CH）在 0－255范围内连续数值；外部模拟量设定连接器，可以从PLC之外输入0－10V直流电压信号（A643CH 0-255范围）；DIP开关用来进行CPU相关功能的选择设置，具体说明在端盖上。
如果使用的是稍早产的PLC，一般是通过RS232串口用专用电缆，或者通讯通信适配器与计算机通信，通过计算机进行程序设计，监测以及调试等等。
PLC模块的中部有两个可选择的槽位，用来放置可选的串行通信板，增加CPU的串口通讯功能。扩展模块连接端口用来增加扩展输入输出模块，整体机型的PLC主机和扩展模块都有扩展连接端口，通过连接电缆连接，以便扩充输入输出的信号接入点，或者增加特殊功能的专用模块。
这就是CP1H的扩展连接，它可以连接7个扩展单元，或者说是15个CH通道，可以扩展IO点到320个。这些连接是由扩展接口通过扁平线将扩展模块与CPU主模块的数据总线联系在一起，通过这样的连接，我们可以把扩展模块当作PLC本身的IO点。
在PLC扩展单元里有一种扩展单元，被称为智能单元，或者在早期被称之为特殊模块的：高速计数器单元，模拟量输入输出单元，总线单元，网络单元，等等。这些模块不同于数字量的IO输入输出单元，它本身是一个独立的系统，有自己的CPU，存储器，和与外界相连的端口；对于组合式PLC，智能单元通过总线，在CPU单元协调管理下独立进行工作；对于整体式PLC，则通过扩展接口与主机联接。
来源：1号机器人
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PLC―可编程序控制器，它的应用是建立在电气控制系统上的，也就是说是建立在继电器控制回路的基础上的。
这是一个电机启动/停止的控制回路：电路由选择开关SW建立了手动操作和自动启动两种启动方式，接触器KM是电机电源输送的执行器件；当操作方式中的手动启动或者是自动启动条件满足时，KM线圈导通将电机供电回路接通，使其运转。其中手动启动/停止电机操作是通过直接用启动按钮SB2和停止按钮SB1控制电机运行的；那么自动时，根据限位（在这里是HL高液位启动电机，LL低液位停止电机）延时后对电机控制操作。
对于这样一个简单的电气控制回路，如果再增加一些功能，比如在关键的应用场所，要保证电机的长期运行，考虑到泵的可能出现故障和运行维护保养等状况，要停止电机运行，那么就要增加一台泵来备用。在这种情况下的运行泵的工况就使得电气控制回路比较复杂了。关联的接线，电器元件，等等因此增加很多。如果是在一个控制系统中有这样若干个不同方式的电机控制回路的话，不但电气回路复杂，占用电柜体积，电控箱数量也相当可观；
更重要的是，要进行修改测试和改进设计以及安装就显得非常的麻烦。那么在60年代，产生了新型的，运用微电子和计算机技术，可以实现复杂的电气控制回路的装置，其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，被称为可编程序控制器――PLC。 PLC不仅在功能上大大提升和完善了控制回路，而且在与设备的接口上连接简便，控制装置体积成倍缩小。
PLC替代电气控制国际电工委员会(IEC)在1987年2月对PLC这样定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟方式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力，高可靠性；易于扩充其功能的原则设计。
总之，可编程控制器是一个数字式的电子装置，是一台计算机，专为工业环境应用而设计制造的计算机，不是单纯的电气电路了。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。它的编程软件通用界面――梯形图，非常人性化，元器件符号就象电气部件表示一样，编程就象连线一样将电气电路连到控制器中，很容易理解和掌握，以及制作。
那么它是如何替代继电器控制装置的呢？
上述的电气控制回路大致可以分成这样几个部分：输入设备：按钮，选择开关，传感器、触点信号；输出设备（执行器件）：接触器，电磁阀，指示灯；逻辑控制电路，不直接与外部连接的电气电路；还有就是控制电源。那么在这个电路里：SW，SB1，SB2；FR，HL，LL是输入元件；接触器KM是执行元件；接触器的辅助触点，继电器触点，以及时间继电器，中间继电器，连成了控制逻辑电路。
如果要改变控制功能：对于继电器控制回路来说，要改变控制电路和实际接线；而用PLC控制，外部接线不变，改变用户程序就可以了；特别是复杂的控制逻辑，继电器控制实现是很困难的。当把这些输入元件以及执行元件用电气方式连接到PLC里，并向PLC提供控制电源，再通过编程软件编制出相关的控制逻辑，PLC就同样实现上述的控制功能。在这里编制的程序里我们看到用编程软件所作的程序，与电气连线所形成的控制功能很相似。
比如[自动]信号是外部输入的选择开关SW的状态信号，它通过输入端子电气连接到PLC里，PLC硬件输入回路就会把这个信号的状态（在输入回路中），编译到PLC中，当操作者将选择开关置于[手动]，在PLC里表现的状态被编译成[自动]的非，或者说是自动方式断开形式；同样当执行条件满足时，程序能流流通，就象电气线路中电气回路接通一样，[电机]就接通，与此输出端点连接的接触器线圈导通，使触点闭合，电机带电运行；接通表示＝1，断开表示＝0。通过这样一些规则的程序，加上PLC内部的各种功能，很容易的就能实现电气的各种控制需求。
PLC梯形图程序虽然是从继电器控制线路图发展而来的，但与其又有一些本质的区别。为适应不同需求，程序有几种表示方式，常用的是梯形图方式，适合用继电器线路熟悉的人员使用；指令语句表，用助记符方来表达PLC的各种控制功能，类似计算机的汇编语言，但通俗易懂。
由于电气控制的逻辑是在PLC里用特殊的语言编制的，程序制作过程中可以随时增加或修改逻辑，可以用计算机的一些功能，作出复杂的控制系统。正是这个特点，PLC才得到了广泛的应用；相比之下，电气控制在修改和复杂逻辑上是得力不从心的，甚至是达不到的。
认识PLC
PLC的特点：通用性，灵活性强；抗干扰能力强，可靠性高； 编程语言简单易学；与外部设备连线方便；功能扩展能力强；控制系统设计调试周期短；体积小易于机电一体化；故障少维修方便
那么随着PLC的发展，从性能上可以看出，对小型PLC将会体积更小，速度更高，功能更强，价格更加低廉；对中大型PLC将要容量更大，速度更高，更多功能，更易于网络通信，更加适应于大规模复杂的控制系统。
从PLC控制系统来讲，CPU与现场IO通过数据通信实现控制，使系统控制更有效；冗余系统的应用，各种单元以至整个系统都可以冗余，使系统具有更高的可靠性；应用计算机信息处理技术、网络通信技术，使系统控制功能与信息管理功能一体化；
综述，PLC是以CPU为核心，计算机技术、自动控制技术、网络通信技术为一体的可编程序控制器。几乎所有的PLC装置，都有可以同外部进行电气连接的端口，通过这些端口，PLC才能与外界进行信号的传递，实现其控制的功能。
PLC是按与外界连接的信号数量（我们称为输入输出点数），以及装置内部程序容量大小进行分类的。那么一般IO点数<256点的为小型机；在256~1024之间的为中型机；超过1024的则是大型机了。
小型机－都是整体式机型，所谓整体式机型的意思是，输入部分，输出部分与CPU都在一起，比如CPM2A。
而中大型机都是运用各种类型模块根据需要进行搭配和组合，实现与外部电气连接，并控制外部设备。这款是无底板的组合式机型。
这是有底板的组合式机型，其模件均通过底板与CPU进行数据交换。
PLC硬件结构
整体式PLC的基本组成：
同电气控制回路一样，PLC也需要控制电源，CPU是PLC的中心，存储器，输入单元，输出单元以及与外部数据访问的外设接口和扩展接口，共同组成了PLC的基本组成部分。
组合式PLC则是按基本组成分成各个模件（模块）：CPU单元，输入、输出单元，通信单元等等，各单元通过总线与CPU作数据交换。这是欧姆龙整体式机型的PLC CP1H－XA外观。
PLC内部的CPU单元是控制中心，指挥PLC完成各种预定的功能。输入并存储用户程序；检查校验用户程序；执行用户程序，驱动外部输出设备动作；诊断故障。在CP1H PLC模块的左上角，内装有PLC内部数据保持所需的电池，这是一次性使用的电池，通常情况下可以使用5年。
电源端子用来连接外部提供给PLC的工作电源；它的输入电压范围宽，抗干扰性能好；并能向外部提供24V直流电源，可以作为输入单元连接的外设的电源。 在CP1H CPU单元中，当用户程序或参数写入（下载）到CPU 单元中时，这些数据将自动备份到内置的闪存（闪存功能）中。
这里解释一下，什么是闪存呢？闪存就是Flash Memory，一种非挥发性（简单说就是在不加电的情况下数据也不会丢失，区别于目前常用的计算机内存）的半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点，比如数码相机上，作为存储介质的存贮卡。闪存存取比较快速，无噪音，散热小。
闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器。存储器分系统程序存储；用户程序存储；以及工作数据存储几部分。用户程序和设置的参数还有注释和功能块源数据都是放在闪存卡中的，但是对于I/O 存储器区域（包括保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器）不能写入内置闪存中。特别电源断开复位时的保持区域的保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器就是依靠刚才所讲的电池维持的，如果电池发生异常时，数据可能就会丢失。
这里的存贮器盒与前面介绍的闪存类似，它也是用来备份用户程序和PLC内部存贮器里的数据，可以COPY到另外的PLC中，或者作备份。在实际应用中作为可选件，供用户选择或者不选择使用。CPU模块上有CPU工作状态指示灯：分别表示电源POWER：绿色；工作RUN：绿色；故障报错ERR/ALM：红色；输出禁止INH：黄色；存贮器数据操作BKUP：黄色；USB端口通信中PRPHL：黄色。
下面的两位7段码可显示CPU单元的异常信息，或者模拟器操作的当前值，甚至还可以显示用程序编写相关的代码。如果故障报错ERR/ALM灯点亮，则2位的7段码中可以读到错误讯息。
外设连接端口，在上部为USB端口，用市场上通用的USB线就可以同电脑进行USB通讯，编辑，监测及传输程序等操作。旋钮是模拟量信号输入电位器，可以设置通道（A642CH）在 0－255范围内连续数值；外部模拟量设定连接器，可以从PLC之外输入0－10V直流电压信号（A643CH 0-255范围）；DIP开关用来进行CPU相关功能的选择设置，具体说明在端盖上。
如果使用的是稍早产的PLC，一般是通过RS232串口用专用电缆，或者通讯通信适配器与计算机通信，通过计算机进行程序设计，监测以及调试等等。
PLC模块的中部有两个可选择的槽位，用来放置可选的串行通信板，增加CPU的串口通讯功能。扩展模块连接端口用来增加扩展输入输出模块，整体机型的PLC主机和扩展模块都有扩展连接端口，通过连接电缆连接，以便扩充输入输出的信号接入点，或者增加特殊功能的专用模块。
这就是CP1H的扩展连接，它可以连接7个扩展单元，或者说是15个CH通道，可以扩展IO点到320个。这些连接是由扩展接口通过扁平线将扩展模块与CPU主模块的数据总线联系在一起，通过这样的连接，我们可以把扩展模块当作PLC本身的IO点。
在PLC扩展单元里有一种扩展单元，被称为智能单元，或者在早期被称之为特殊模块的：高速计数器单元，模拟量输入输出单元，总线单元，网络单元，等等。这些模块不同于数字量的IO输入输出单元，它本身是一个独立的系统，有自己的CPU，存储器，和与外界相连的端口；对于组合式PLC，智能单元通过总线，在CPU单元协调管理下独立进行工作；对于整体式PLC，则通过扩展接口与主机联接。
来源：1号机器人
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PLC的产生和发展
PLC―可编程序控制器，它的应用是建立在电气控制系统上的，也就是说是建立在继电器控制回路的基础上的。
这是一个电机启动/停止的控制回路：电路由选择开关SW建立了手动操作和自动启动两种启动方式，接触器KM是电机电源输送的执行器件；当操作方式中的手动启动或者是自动启动条件满足时，KM线圈导通将电机供电回路接通，使其运转。其中手动启动/停止电机操作是通过直接用启动按钮SB2和停止按钮SB1控制电机运行的；那么自动时，根据限位（在这里是HL高液位启动电机，LL低液位停止电机）延时后对电机控制操作。
对于这样一个简单的电气控制回路，如果再增加一些功能，比如在关键的应用场所，要保证电机的长期运行，考虑到泵的可能出现故障和运行维护保养等状况，要停止电机运行，那么就要增加一台泵来备用。在这种情况下的运行泵的工况就使得电气控制回路比较复杂了。关联的接线，电器元件，等等因此增加很多。如果是在一个控制系统中有这样若干个不同方式的电机控制回路的话，不但电气回路复杂，占用电柜体积，电控箱数量也相当可观；
更重要的是，要进行修改测试和改进设计以及安装就显得非常的麻烦。那么在60年代，产生了新型的，运用微电子和计算机技术，可以实现复杂的电气控制回路的装置，其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，被称为可编程序控制器――PLC。 PLC不仅在功能上大大提升和完善了控制回路，而且在与设备的接口上连接简便，控制装置体积成倍缩小。
PLC替代电气控制国际电工委员会(IEC)在1987年2月对PLC这样定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟方式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力，高可靠性；易于扩充其功能的原则设计。
总之，可编程控制器是一个数字式的电子装置，是一台计算机，专为工业环境应用而设计制造的计算机，不是单纯的电气电路了。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。它的编程软件通用界面――梯形图，非常人性化，元器件符号就象电气部件表示一样，编程就象连线一样将电气电路连到控制器中，很容易理解和掌握，以及制作。
那么它是如何替代继电器控制装置的呢？
上述的电气控制回路大致可以分成这样几个部分：输入设备：按钮，选择开关，传感器、触点信号；输出设备（执行器件）：接触器，电磁阀，指示灯；逻辑控制电路，不直接与外部连接的电气电路；还有就是控制电源。那么在这个电路里：SW，SB1，SB2；FR，HL，LL是输入元件；接触器KM是执行元件；接触器的辅助触点，继电器触点，以及时间继电器，中间继电器，连成了控制逻辑电路。
如果要改变控制功能：对于继电器控制回路来说，要改变控制电路和实际接线；而用PLC控制，外部接线不变，改变用户程序就可以了；特别是复杂的控制逻辑，继电器控制实现是很困难的。当把这些输入元件以及执行元件用电气方式连接到PLC里，并向PLC提供控制电源，再通过编程软件编制出相关的控制逻辑，PLC就同样实现上述的控制功能。在这里编制的程序里我们看到用编程软件所作的程序，与电气连线所形成的控制功能很相似。
比如[自动]信号是外部输入的选择开关SW的状态信号，它通过输入端子电气连接到PLC里，PLC硬件输入回路就会把这个信号的状态（在输入回路中），编译到PLC中，当操作者将选择开关置于[手动]，在PLC里表现的状态被编译成[自动]的非，或者说是自动方式断开形式；同样当执行条件满足时，程序能流流通，就象电气线路中电气回路接通一样，[电机]就接通，与此输出端点连接的接触器线圈导通，使触点闭合，电机带电运行；接通表示＝1，断开表示＝0。通过这样一些规则的程序，加上PLC内部的各种功能，很容易的就能实现电气的各种控制需求。
PLC梯形图程序虽然是从继电器控制线路图发展而来的，但与其又有一些本质的区别。为适应不同需求，程序有几种表示方式，常用的是梯形图方式，适合用继电器线路熟悉的人员使用；指令语句表，用助记符方来表达PLC的各种控制功能，类似计算机的汇编语言，但通俗易懂。
由于电气控制的逻辑是在PLC里用特殊的语言编制的，程序制作过程中可以随时增加或修改逻辑，可以用计算机的一些功能，作出复杂的控制系统。正是这个特点，PLC才得到了广泛的应用；相比之下，电气控制在修改和复杂逻辑上是得力不从心的，甚至是达不到的。
认识PLC
PLC的特点：通用性，灵活性强；抗干扰能力强，可靠性高； 编程语言简单易学；与外部设备连线方便；功能扩展能力强；控制系统设计调试周期短；体积小易于机电一体化；故障少维修方便
那么随着PLC的发展，从性能上可以看出，对小型PLC将会体积更小，速度更高，功能更强，价格更加低廉；对中大型PLC将要容量更大，速度更高，更多功能，更易于网络通信，更加适应于大规模复杂的控制系统。
从PLC控制系统来讲，CPU与现场IO通过数据通信实现控制，使系统控制更有效；冗余系统的应用，各种单元以至整个系统都可以冗余，使系统具有更高的可靠性；应用计算机信息处理技术、网络通信技术，使系统控制功能与信息管理功能一体化；
综述，PLC是以CPU为核心，计算机技术、自动控制技术、网络通信技术为一体的可编程序控制器。几乎所有的PLC装置，都有可以同外部进行电气连接的端口，通过这些端口，PLC才能与外界进行信号的传递，实现其控制的功能。
PLC是按与外界连接的信号数量（我们称为输入输出点数），以及装置内部程序容量大小进行分类的。那么一般IO点数<256点的为小型机；在256~1024之间的为中型机；超过1024的则是大型机了。
小型机－都是整体式机型，所谓整体式机型的意思是，输入部分，输出部分与CPU都在一起，比如CPM2A。
而中大型机都是运用各种类型模块根据需要进行搭配和组合，实现与外部电气连接，并控制外部设备。这款是无底板的组合式机型。
这是有底板的组合式机型，其模件均通过底板与CPU进行数据交换。
PLC硬件结构
整体式PLC的基本组成：
同电气控制回路一样，PLC也需要控制电源，CPU是PLC的中心，存储器，输入单元，输出单元以及与外部数据访问的外设接口和扩展接口，共同组成了PLC的基本组成部分。
组合式PLC则是按基本组成分成各个模件（模块）：CPU单元，输入、输出单元，通信单元等等，各单元通过总线与CPU作数据交换。这是欧姆龙整体式机型的PLC CP1H－XA外观。
PLC内部的CPU单元是控制中心，指挥PLC完成各种预定的功能。输入并存储用户程序；检查校验用户程序；执行用户程序，驱动外部输出设备动作；诊断故障。在CP1H PLC模块的左上角，内装有PLC内部数据保持所需的电池，这是一次性使用的电池，通常情况下可以使用5年。
电源端子用来连接外部提供给PLC的工作电源；它的输入电压范围宽，抗干扰性能好；并能向外部提供24V直流电源，可以作为输入单元连接的外设的电源。 在CP1H CPU单元中，当用户程序或参数写入（下载）到CPU 单元中时，这些数据将自动备份到内置的闪存（闪存功能）中。
这里解释一下，什么是闪存呢？闪存就是Flash Memory，一种非挥发性（简单说就是在不加电的情况下数据也不会丢失，区别于目前常用的计算机内存）的半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点，比如数码相机上，作为存储介质的存贮卡。闪存存取比较快速，无噪音，散热小。
闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器。存储器分系统程序存储；用户程序存储；以及工作数据存储几部分。用户程序和设置的参数还有注释和功能块源数据都是放在闪存卡中的，但是对于I/O 存储器区域（包括保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器）不能写入内置闪存中。特别电源断开复位时的保持区域的保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器就是依靠刚才所讲的电池维持的，如果电池发生异常时，数据可能就会丢失。
这里的存贮器盒与前面介绍的闪存类似，它也是用来备份用户程序和PLC内部存贮器里的数据，可以COPY到另外的PLC中，或者作备份。在实际应用中作为可选件，供用户选择或者不选择使用。CPU模块上有CPU工作状态指示灯：分别表示电源POWER：绿色；工作RUN：绿色；故障报错ERR/ALM：红色；输出禁止INH：黄色；存贮器数据操作BKUP：黄色；USB端口通信中PRPHL：黄色。
下面的两位7段码可显示CPU单元的异常信息，或者模拟器操作的当前值，甚至还可以显示用程序编写相关的代码。如果故障报错ERR/ALM灯点亮，则2位的7段码中可以读到错误讯息。
外设连接端口，在上部为USB端口，用市场上通用的USB线就可以同电脑进行USB通讯，编辑，监测及传输程序等操作。旋钮是模拟量信号输入电位器，可以设置通道（A642CH）在 0－255范围内连续数值；外部模拟量设定连接器，可以从PLC之外输入0－10V直流电压信号（A643CH 0-255范围）；DIP开关用来进行CPU相关功能的选择设置，具体说明在端盖上。
如果使用的是稍早产的PLC，一般是通过RS232串口用专用电缆，或者通讯通信适配器与计算机通信，通过计算机进行程序设计，监测以及调试等等。
PLC模块的中部有两个可选择的槽位，用来放置可选的串行通信板，增加CPU的串口通讯功能。扩展模块连接端口用来增加扩展输入输出模块，整体机型的PLC主机和扩展模块都有扩展连接端口，通过连接电缆连接，以便扩充输入输出的信号接入点，或者增加特殊功能的专用模块。
这就是CP1H的扩展连接，它可以连接7个扩展单元，或者说是15个CH通道，可以扩展IO点到320个。这些连接是由扩展接口通过扁平线将扩展模块与CPU主模块的数据总线联系在一起，通过这样的连接，我们可以把扩展模块当作PLC本身的IO点。
在PLC扩展单元里有一种扩展单元，被称为智能单元，或者在早期被称之为特殊模块的：高速计数器单元，模拟量输入输出单元，总线单元，网络单元，等等。这些模块不同于数字量的IO输入输出单元，它本身是一个独立的系统，有自己的CPU，存储器，和与外界相连的端口；对于组合式PLC，智能单元通过总线，在CPU单元协调管理下独立进行工作；对于整体式PLC，则通过扩展接口与主机联接。
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国产CPU的发展之路
智能制造类 星旭自动化 2016-11-16 15:11 发表了文章
一、国产CPU发展现状与成就
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
来源：1号机器人
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国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
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一、国产CPU发展现状与成就
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
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国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
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政策解读：工信部解读产业技术创新规划——提六方面重点任务
管理类 扳手哥 2016-11-07 11:41 发表了文章
为贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《中国制造2025》，引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，工业和信息化部编制了《产业技术创新能力发展规划（2016-2020年）》（以下简称《规划》）。日前，《规划》正式印发，工信部科技司范书建副司长就《规划》相关内容回答了记者提问。
问：《规划》的编制背景是什么？
答：党中央和国务院高度重视创新，强调要加快实施创新驱动发展战略。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出，要“把发展基点放在创新上，以科技创新为核心，以人才发展为支撑，推动科技创新与大众创业万众创新有机结合”。《中国制造2025》作为第一个国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，也明确提出要“完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。”
此外，《国家创新驱动发展战略》、《“十三五”国家科技创新规划》等文件的出台，也为产业技术能力的发展提供了战略支撑。
在此背景下，我部为了全面落实这些文件精神，积极推进产业技术创新能力发展，实现重大共性关键技术突破，加快工业转型升级，针对当前产业技术创新能力发展的新形势、新情况、新问题，广泛调研，听取专家、行业协会、企业以及各地工信主管部门的意见，并借鉴和吸收发达国家促进产业技术创新能力发展的经验，编制了本《规划》。
问：《规划》发布的意义是什么？
答：《规划》全面总结了“十二五”期间我国产业技术创新能力发展成就，深入分析了当前发展仍存在的突出问题和面临的新形势，明确了“十三五”期间工业和信息化领域技术创新能力发展的目标和主要任务，对于引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，促进工业转型与升级，具有重要的指导意义。
“十三五”将牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以贯彻落实《中国制造2025》为契机，健全以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的产业技术创新体系，着力突破重点领域共性关键技术，加速科技成果转化为现实生产力，提高关键环节和重点领域的创新能力，推进两化深度融合，激发“大众创业、万众创新”新动能，促进我国由制造大国向制造强国、网络强国转变。
问：《规划》对当前产业技术创新能力发展面临形势有什么样的基本判断？
答：从国际形势看，随着技术创新浪潮不断深入，各国政府不约而同地加大对产业技术创新能力建设的投入与扶持，并逐步由聚焦单一技术的创新转向创新生态环境的营造，面对新一轮科技创新对产业技术创新能力建设提出新挑战，我们必须加快打造创新生态环境，发展创新能力，抢占科技发展制高点，才能掌握发展的主动权。
从国内发展看，近年来，我国经济发展进入新常态，传统发展方式已经难以为继，面对资源环境约束加大、劳动力等要素成本上升、工业企业利润增长受限等严峻问题，必须加快推进供给侧结构性改革，促进经济提质增效、转型升级。只有依靠技术创新能力培育发展新动力、打造发展新引擎、开辟发展新空间，培育新的经济增长点，用先进产能替代落后产能，才能实现经济保持中高速增长、产业迈向中高端水平的目标。
同时，国家创新驱动发展战略的实施及相关创新战略的出台，也为我国产业技术创新能力建设提供了重要支撑。
问：《规划》提出的“十三五”时期产业技术创新能力发展的发展目标是什么？
答：《规划》采用定性和定量相结合的方式，兼顾预期性和可考核性，分别从产业技术创新能力、企业技术创新主体地位、工业企业运用知识产权能力、标准创新能力等四个方面，提出了到“十三五”末要达到的具体目标：
一是产业技术创新能力显著提升，重点建成15家左右国家制造业创新中心及一批省级制造业创新中心，培育及认定100家左右工业和信息化部重点实验室，建设60家产业技术基础公共服务平台。
二是企业技术创新主体地位显著加强，认定300家以上国家技术创新示范企业，规模以上工业企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过1.17%，行业领军企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过3%。
三是工业企业运用知识产权能力显著增强，规模以上工业企业每亿元主营业务收入有效发明专利数达到0.61件。
四是标准创新能力不断增强，标准体系不断完善。围绕智能制造、新材料等重点领域制修订标准10000项以上，主导形成国际标准120项以上，重点领域国际标准转化率达到90%以上，国际标准话语权大幅提升。
问：《规划》提出的产业技术创新能力发展的重点任务是什么？
答：《规划》针对国家战略和经济社会发展对产业技术创新能力发展提出的重大需求，提出了“十三五”时期产业技术创新能力发展的6个方面重点任务。
一是完善产业创新体系，包括三方面内容，分别是：按照《中国制造2025》部署，推进国家制造业创新中心和省级制造业创新中心建设；培育和认定工业和信息化部重点实验室，鼓励各行业协会大力培育行业创新平台；以及建设具有较强技术推广服务能力的产业技术基础公共服务平台。
二是强化企业技术创新主体地位，包括鼓励企业通过参与国家科技项目和创新工程开展前沿性创新研究，推动企业加强技术研发机构的建设，开展国家技术创新示范企业认定，培育专业化、开放型的工业设计企业，实施大企业支持大众创业、万众创新示范推广工程，支持大企业设立产业创投基金等内容。
三是加大共性关键技术开发力度，包括研究、发布产业关键共性技术发展指南，加快实施国家科技重大专项，引导企业、科研院所与高等院校建立产学研用相结合的产业技术创新联盟等内容。
四是提升企业知识产权运用能力，开展企业知识产权运用能力提升行动及产业知识产权协同运用推进行动；推动产业技术创新联盟成员间知识产权创造布局、联合运营和收益共享，鼓励和支持行业骨干企业与专业机构在重点领域合作开展知识产权评估、收购、运营和风险预警与应对；支持建设重点产业知识产权服务运营平台。
五是完善综合标准化体系，组织实施《装备制造业标准化和质量提升规划》，支持组建重点领域标准推进联盟；支持制定满足市场和创新需要的团体标准，建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度；推动基础通用标准、检测方法标准与国际接轨，鼓励和支持企业、科研院所、行业组织等参与国际标准制定。
六是培育区域创新能力，聚焦京津冀协同发展、长江经济带发展等国家重大战略，构建跨区域协同创新网络；深化产学研协同创新机制，打造区域型创新平台；引导“中国制造2025试点示范城市”、国家新型工业化产业示范基地等创新资源聚集区，建设一批促进产业协同创新的技术推广应用平台和服务支撑中心。
问：如何保障《规划》目标任务的顺利实现？
答：为确保各项目标和重点任务的顺利实施，《规划》提出了五个方面的保障措施：
一是建立统筹协调机制，加强与有关部门的协调配合，充分发挥地方工业和信息化主管部门、行业协会、科技界等在推动产业技术创新中的重要作用，科学有效地推进产业技术创新工作。
二是营造良好政策环境，落实好研发费用加计扣除、技术转让所得税优惠等税收政策，鼓励地方因地制宜制定各类优惠政策，做好政策预研工作，加快研究制订促进技术创新的新政策。
三是加大资金扶持力度，深化产融结合，鼓励地方财政、金融资本、风险投资及民间资本投入产业技术创新；支持企业自主决策、先行投入，开展重大产业关键技术、共性技术、装备和标准的研发攻关。
四是加强人才队伍建设，调动高校、科研院所和企业的积极性，形成产学研用联合人才培养机制；建立健全人才流动机制，促进人才有序自由流动；积极引进人才，完善人才评价激励机制和服务保障体。
五是注重国际技术合作，鼓励企业采取多种方式，扩大我国产业技术创新在全球的影响力和话语权；吸引有实力的跨国公司在国内建设研发中心、生产中心和运营中心，带动国内创新能力提升。
来源：网络
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问：《规划》的编制背景是什么？
答：党中央和国务院高度重视创新，强调要加快实施创新驱动发展战略。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出，要“把发展基点放在创新上，以科技创新为核心，以人才发展为支撑，推动科技创新与大众创业万众创新有机结合”。《中国制造2025》作为第一个国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，也明确提出要“完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。”
此外，《国家创新驱动发展战略》、《“十三五”国家科技创新规划》等文件的出台，也为产业技术能力的发展提供了战略支撑。
在此背景下，我部为了全面落实这些文件精神，积极推进产业技术创新能力发展，实现重大共性关键技术突破，加快工业转型升级，针对当前产业技术创新能力发展的新形势、新情况、新问题，广泛调研，听取专家、行业协会、企业以及各地工信主管部门的意见，并借鉴和吸收发达国家促进产业技术创新能力发展的经验，编制了本《规划》。
问：《规划》发布的意义是什么？
答：《规划》全面总结了“十二五”期间我国产业技术创新能力发展成就，深入分析了当前发展仍存在的突出问题和面临的新形势，明确了“十三五”期间工业和信息化领域技术创新能力发展的目标和主要任务，对于引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，促进工业转型与升级，具有重要的指导意义。
“十三五”将牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以贯彻落实《中国制造2025》为契机，健全以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的产业技术创新体系，着力突破重点领域共性关键技术，加速科技成果转化为现实生产力，提高关键环节和重点领域的创新能力，推进两化深度融合，激发“大众创业、万众创新”新动能，促进我国由制造大国向制造强国、网络强国转变。
问：《规划》对当前产业技术创新能力发展面临形势有什么样的基本判断？
答：从国际形势看，随着技术创新浪潮不断深入，各国政府不约而同地加大对产业技术创新能力建设的投入与扶持，并逐步由聚焦单一技术的创新转向创新生态环境的营造，面对新一轮科技创新对产业技术创新能力建设提出新挑战，我们必须加快打造创新生态环境，发展创新能力，抢占科技发展制高点，才能掌握发展的主动权。
从国内发展看，近年来，我国经济发展进入新常态，传统发展方式已经难以为继，面对资源环境约束加大、劳动力等要素成本上升、工业企业利润增长受限等严峻问题，必须加快推进供给侧结构性改革，促进经济提质增效、转型升级。只有依靠技术创新能力培育发展新动力、打造发展新引擎、开辟发展新空间，培育新的经济增长点，用先进产能替代落后产能，才能实现经济保持中高速增长、产业迈向中高端水平的目标。
同时，国家创新驱动发展战略的实施及相关创新战略的出台，也为我国产业技术创新能力建设提供了重要支撑。
问：《规划》提出的“十三五”时期产业技术创新能力发展的发展目标是什么？
答：《规划》采用定性和定量相结合的方式，兼顾预期性和可考核性，分别从产业技术创新能力、企业技术创新主体地位、工业企业运用知识产权能力、标准创新能力等四个方面，提出了到“十三五”末要达到的具体目标：
一是产业技术创新能力显著提升，重点建成15家左右国家制造业创新中心及一批省级制造业创新中心，培育及认定100家左右工业和信息化部重点实验室，建设60家产业技术基础公共服务平台。
二是企业技术创新主体地位显著加强，认定300家以上国家技术创新示范企业，规模以上工业企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过1.17%，行业领军企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过3%。
三是工业企业运用知识产权能力显著增强，规模以上工业企业每亿元主营业务收入有效发明专利数达到0.61件。
四是标准创新能力不断增强，标准体系不断完善。围绕智能制造、新材料等重点领域制修订标准10000项以上，主导形成国际标准120项以上，重点领域国际标准转化率达到90%以上，国际标准话语权大幅提升。
问：《规划》提出的产业技术创新能力发展的重点任务是什么？
答：《规划》针对国家战略和经济社会发展对产业技术创新能力发展提出的重大需求，提出了“十三五”时期产业技术创新能力发展的6个方面重点任务。
一是完善产业创新体系，包括三方面内容，分别是：按照《中国制造2025》部署，推进国家制造业创新中心和省级制造业创新中心建设；培育和认定工业和信息化部重点实验室，鼓励各行业协会大力培育行业创新平台；以及建设具有较强技术推广服务能力的产业技术基础公共服务平台。
二是强化企业技术创新主体地位，包括鼓励企业通过参与国家科技项目和创新工程开展前沿性创新研究，推动企业加强技术研发机构的建设，开展国家技术创新示范企业认定，培育专业化、开放型的工业设计企业，实施大企业支持大众创业、万众创新示范推广工程，支持大企业设立产业创投基金等内容。
三是加大共性关键技术开发力度，包括研究、发布产业关键共性技术发展指南，加快实施国家科技重大专项，引导企业、科研院所与高等院校建立产学研用相结合的产业技术创新联盟等内容。
四是提升企业知识产权运用能力，开展企业知识产权运用能力提升行动及产业知识产权协同运用推进行动；推动产业技术创新联盟成员间知识产权创造布局、联合运营和收益共享，鼓励和支持行业骨干企业与专业机构在重点领域合作开展知识产权评估、收购、运营和风险预警与应对；支持建设重点产业知识产权服务运营平台。
五是完善综合标准化体系，组织实施《装备制造业标准化和质量提升规划》，支持组建重点领域标准推进联盟；支持制定满足市场和创新需要的团体标准，建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度；推动基础通用标准、检测方法标准与国际接轨，鼓励和支持企业、科研院所、行业组织等参与国际标准制定。
六是培育区域创新能力，聚焦京津冀协同发展、长江经济带发展等国家重大战略，构建跨区域协同创新网络；深化产学研协同创新机制，打造区域型创新平台；引导“中国制造2025试点示范城市”、国家新型工业化产业示范基地等创新资源聚集区，建设一批促进产业协同创新的技术推广应用平台和服务支撑中心。
问：如何保障《规划》目标任务的顺利实现？
答：为确保各项目标和重点任务的顺利实施，《规划》提出了五个方面的保障措施：
一是建立统筹协调机制，加强与有关部门的协调配合，充分发挥地方工业和信息化主管部门、行业协会、科技界等在推动产业技术创新中的重要作用，科学有效地推进产业技术创新工作。
二是营造良好政策环境，落实好研发费用加计扣除、技术转让所得税优惠等税收政策，鼓励地方因地制宜制定各类优惠政策，做好政策预研工作，加快研究制订促进技术创新的新政策。
三是加大资金扶持力度，深化产融结合，鼓励地方财政、金融资本、风险投资及民间资本投入产业技术创新；支持企业自主决策、先行投入，开展重大产业关键技术、共性技术、装备和标准的研发攻关。
四是加强人才队伍建设，调动高校、科研院所和企业的积极性，形成产学研用联合人才培养机制；建立健全人才流动机制，促进人才有序自由流动；积极引进人才，完善人才评价激励机制和服务保障体。
五是注重国际技术合作，鼓励企业采取多种方式，扩大我国产业技术创新在全球的影响力和话语权；吸引有实力的跨国公司在国内建设研发中心、生产中心和运营中心，带动国内创新能力提升。
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为贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《中国制造2025》，引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，工业和信息化部编制了《产业技术创新能力发展规划（2016-2020年）》（以下简称《规划》）。日前，《规划》正式印发，工信部科技司范书建副司长就《规划》相关内容回答了记者提问。
问：《规划》的编制背景是什么？
答：党中央和国务院高度重视创新，强调要加快实施创新驱动发展战略。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出，要“把发展基点放在创新上，以科技创新为核心，以人才发展为支撑，推动科技创新与大众创业万众创新有机结合”。《中国制造2025》作为第一个国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，也明确提出要“完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。”
此外，《国家创新驱动发展战略》、《“十三五”国家科技创新规划》等文件的出台，也为产业技术能力的发展提供了战略支撑。
在此背景下，我部为了全面落实这些文件精神，积极推进产业技术创新能力发展，实现重大共性关键技术突破，加快工业转型升级，针对当前产业技术创新能力发展的新形势、新情况、新问题，广泛调研，听取专家、行业协会、企业以及各地工信主管部门的意见，并借鉴和吸收发达国家促进产业技术创新能力发展的经验，编制了本《规划》。
问：《规划》发布的意义是什么？
答：《规划》全面总结了“十二五”期间我国产业技术创新能力发展成就，深入分析了当前发展仍存在的突出问题和面临的新形势，明确了“十三五”期间工业和信息化领域技术创新能力发展的目标和主要任务，对于引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，促进工业转型与升级，具有重要的指导意义。
“十三五”将牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以贯彻落实《中国制造2025》为契机，健全以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的产业技术创新体系，着力突破重点领域共性关键技术，加速科技成果转化为现实生产力，提高关键环节和重点领域的创新能力，推进两化深度融合，激发“大众创业、万众创新”新动能，促进我国由制造大国向制造强国、网络强国转变。
问：《规划》对当前产业技术创新能力发展面临形势有什么样的基本判断？
答：从国际形势看，随着技术创新浪潮不断深入，各国政府不约而同地加大对产业技术创新能力建设的投入与扶持，并逐步由聚焦单一技术的创新转向创新生态环境的营造，面对新一轮科技创新对产业技术创新能力建设提出新挑战，我们必须加快打造创新生态环境，发展创新能力，抢占科技发展制高点，才能掌握发展的主动权。
从国内发展看，近年来，我国经济发展进入新常态，传统发展方式已经难以为继，面对资源环境约束加大、劳动力等要素成本上升、工业企业利润增长受限等严峻问题，必须加快推进供给侧结构性改革，促进经济提质增效、转型升级。只有依靠技术创新能力培育发展新动力、打造发展新引擎、开辟发展新空间，培育新的经济增长点，用先进产能替代落后产能，才能实现经济保持中高速增长、产业迈向中高端水平的目标。
同时，国家创新驱动发展战略的实施及相关创新战略的出台，也为我国产业技术创新能力建设提供了重要支撑。
问：《规划》提出的“十三五”时期产业技术创新能力发展的发展目标是什么？
答：《规划》采用定性和定量相结合的方式，兼顾预期性和可考核性，分别从产业技术创新能力、企业技术创新主体地位、工业企业运用知识产权能力、标准创新能力等四个方面，提出了到“十三五”末要达到的具体目标：
一是产业技术创新能力显著提升，重点建成15家左右国家制造业创新中心及一批省级制造业创新中心，培育及认定100家左右工业和信息化部重点实验室，建设60家产业技术基础公共服务平台。
二是企业技术创新主体地位显著加强，认定300家以上国家技术创新示范企业，规模以上工业企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过1.17%，行业领军企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过3%。
三是工业企业运用知识产权能力显著增强，规模以上工业企业每亿元主营业务收入有效发明专利数达到0.61件。
四是标准创新能力不断增强，标准体系不断完善。围绕智能制造、新材料等重点领域制修订标准10000项以上，主导形成国际标准120项以上，重点领域国际标准转化率达到90%以上，国际标准话语权大幅提升。
问：《规划》提出的产业技术创新能力发展的重点任务是什么？
答：《规划》针对国家战略和经济社会发展对产业技术创新能力发展提出的重大需求，提出了“十三五”时期产业技术创新能力发展的6个方面重点任务。
一是完善产业创新体系，包括三方面内容，分别是：按照《中国制造2025》部署，推进国家制造业创新中心和省级制造业创新中心建设；培育和认定工业和信息化部重点实验室，鼓励各行业协会大力培育行业创新平台；以及建设具有较强技术推广服务能力的产业技术基础公共服务平台。
二是强化企业技术创新主体地位，包括鼓励企业通过参与国家科技项目和创新工程开展前沿性创新研究，推动企业加强技术研发机构的建设，开展国家技术创新示范企业认定，培育专业化、开放型的工业设计企业，实施大企业支持大众创业、万众创新示范推广工程，支持大企业设立产业创投基金等内容。
三是加大共性关键技术开发力度，包括研究、发布产业关键共性技术发展指南，加快实施国家科技重大专项，引导企业、科研院所与高等院校建立产学研用相结合的产业技术创新联盟等内容。
四是提升企业知识产权运用能力，开展企业知识产权运用能力提升行动及产业知识产权协同运用推进行动；推动产业技术创新联盟成员间知识产权创造布局、联合运营和收益共享，鼓励和支持行业骨干企业与专业机构在重点领域合作开展知识产权评估、收购、运营和风险预警与应对；支持建设重点产业知识产权服务运营平台。
五是完善综合标准化体系，组织实施《装备制造业标准化和质量提升规划》，支持组建重点领域标准推进联盟；支持制定满足市场和创新需要的团体标准，建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度；推动基础通用标准、检测方法标准与国际接轨，鼓励和支持企业、科研院所、行业组织等参与国际标准制定。
六是培育区域创新能力，聚焦京津冀协同发展、长江经济带发展等国家重大战略，构建跨区域协同创新网络；深化产学研协同创新机制，打造区域型创新平台；引导“中国制造2025试点示范城市”、国家新型工业化产业示范基地等创新资源聚集区，建设一批促进产业协同创新的技术推广应用平台和服务支撑中心。
问：如何保障《规划》目标任务的顺利实现？
答：为确保各项目标和重点任务的顺利实施，《规划》提出了五个方面的保障措施：
一是建立统筹协调机制，加强与有关部门的协调配合，充分发挥地方工业和信息化主管部门、行业协会、科技界等在推动产业技术创新中的重要作用，科学有效地推进产业技术创新工作。
二是营造良好政策环境，落实好研发费用加计扣除、技术转让所得税优惠等税收政策，鼓励地方因地制宜制定各类优惠政策，做好政策预研工作，加快研究制订促进技术创新的新政策。
三是加大资金扶持力度，深化产融结合，鼓励地方财政、金融资本、风险投资及民间资本投入产业技术创新；支持企业自主决策、先行投入，开展重大产业关键技术、共性技术、装备和标准的研发攻关。
四是加强人才队伍建设，调动高校、科研院所和企业的积极性，形成产学研用联合人才培养机制；建立健全人才流动机制，促进人才有序自由流动；积极引进人才，完善人才评价激励机制和服务保障体。
五是注重国际技术合作，鼓励企业采取多种方式，扩大我国产业技术创新在全球的影响力和话语权；吸引有实力的跨国公司在国内建设研发中心、生产中心和运营中心，带动国内创新能力提升。
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问：《规划》的编制背景是什么？
答：党中央和国务院高度重视创新，强调要加快实施创新驱动发展战略。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出，要“把发展基点放在创新上，以科技创新为核心，以人才发展为支撑，推动科技创新与大众创业万众创新有机结合”。《中国制造2025》作为第一个国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，也明确提出要“完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。”
此外，《国家创新驱动发展战略》、《“十三五”国家科技创新规划》等文件的出台，也为产业技术能力的发展提供了战略支撑。
在此背景下，我部为了全面落实这些文件精神，积极推进产业技术创新能力发展，实现重大共性关键技术突破，加快工业转型升级，针对当前产业技术创新能力发展的新形势、新情况、新问题，广泛调研，听取专家、行业协会、企业以及各地工信主管部门的意见，并借鉴和吸收发达国家促进产业技术创新能力发展的经验，编制了本《规划》。
问：《规划》发布的意义是什么？
答：《规划》全面总结了“十二五”期间我国产业技术创新能力发展成就，深入分析了当前发展仍存在的突出问题和面临的新形势，明确了“十三五”期间工业和信息化领域技术创新能力发展的目标和主要任务，对于引导和加强重点产业的技术创新工作，提升产业技术创新能力，促进工业转型与升级，具有重要的指导意义。
“十三五”将牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以贯彻落实《中国制造2025》为契机，健全以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的产业技术创新体系，着力突破重点领域共性关键技术，加速科技成果转化为现实生产力，提高关键环节和重点领域的创新能力，推进两化深度融合，激发“大众创业、万众创新”新动能，促进我国由制造大国向制造强国、网络强国转变。
问：《规划》对当前产业技术创新能力发展面临形势有什么样的基本判断？
答：从国际形势看，随着技术创新浪潮不断深入，各国政府不约而同地加大对产业技术创新能力建设的投入与扶持，并逐步由聚焦单一技术的创新转向创新生态环境的营造，面对新一轮科技创新对产业技术创新能力建设提出新挑战，我们必须加快打造创新生态环境，发展创新能力，抢占科技发展制高点，才能掌握发展的主动权。
从国内发展看，近年来，我国经济发展进入新常态，传统发展方式已经难以为继，面对资源环境约束加大、劳动力等要素成本上升、工业企业利润增长受限等严峻问题，必须加快推进供给侧结构性改革，促进经济提质增效、转型升级。只有依靠技术创新能力培育发展新动力、打造发展新引擎、开辟发展新空间，培育新的经济增长点，用先进产能替代落后产能，才能实现经济保持中高速增长、产业迈向中高端水平的目标。
同时，国家创新驱动发展战略的实施及相关创新战略的出台，也为我国产业技术创新能力建设提供了重要支撑。
问：《规划》提出的“十三五”时期产业技术创新能力发展的发展目标是什么？
答：《规划》采用定性和定量相结合的方式，兼顾预期性和可考核性，分别从产业技术创新能力、企业技术创新主体地位、工业企业运用知识产权能力、标准创新能力等四个方面，提出了到“十三五”末要达到的具体目标：
一是产业技术创新能力显著提升，重点建成15家左右国家制造业创新中心及一批省级制造业创新中心，培育及认定100家左右工业和信息化部重点实验室，建设60家产业技术基础公共服务平台。
二是企业技术创新主体地位显著加强，认定300家以上国家技术创新示范企业，规模以上工业企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过1.17%，行业领军企业研发经费内部支出占主营业务收入的比重超过3%。
三是工业企业运用知识产权能力显著增强，规模以上工业企业每亿元主营业务收入有效发明专利数达到0.61件。
四是标准创新能力不断增强，标准体系不断完善。围绕智能制造、新材料等重点领域制修订标准10000项以上，主导形成国际标准120项以上，重点领域国际标准转化率达到90%以上，国际标准话语权大幅提升。
问：《规划》提出的产业技术创新能力发展的重点任务是什么？
答：《规划》针对国家战略和经济社会发展对产业技术创新能力发展提出的重大需求，提出了“十三五”时期产业技术创新能力发展的6个方面重点任务。
一是完善产业创新体系，包括三方面内容，分别是：按照《中国制造2025》部署，推进国家制造业创新中心和省级制造业创新中心建设；培育和认定工业和信息化部重点实验室，鼓励各行业协会大力培育行业创新平台；以及建设具有较强技术推广服务能力的产业技术基础公共服务平台。
二是强化企业技术创新主体地位，包括鼓励企业通过参与国家科技项目和创新工程开展前沿性创新研究，推动企业加强技术研发机构的建设，开展国家技术创新示范企业认定，培育专业化、开放型的工业设计企业，实施大企业支持大众创业、万众创新示范推广工程，支持大企业设立产业创投基金等内容。
三是加大共性关键技术开发力度，包括研究、发布产业关键共性技术发展指南，加快实施国家科技重大专项，引导企业、科研院所与高等院校建立产学研用相结合的产业技术创新联盟等内容。
四是提升企业知识产权运用能力，开展企业知识产权运用能力提升行动及产业知识产权协同运用推进行动；推动产业技术创新联盟成员间知识产权创造布局、联合运营和收益共享，鼓励和支持行业骨干企业与专业机构在重点领域合作开展知识产权评估、收购、运营和风险预警与应对；支持建设重点产业知识产权服务运营平台。
五是完善综合标准化体系，组织实施《装备制造业标准化和质量提升规划》，支持组建重点领域标准推进联盟；支持制定满足市场和创新需要的团体标准，建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度；推动基础通用标准、检测方法标准与国际接轨，鼓励和支持企业、科研院所、行业组织等参与国际标准制定。
六是培育区域创新能力，聚焦京津冀协同发展、长江经济带发展等国家重大战略，构建跨区域协同创新网络；深化产学研协同创新机制，打造区域型创新平台；引导“中国制造2025试点示范城市”、国家新型工业化产业示范基地等创新资源聚集区，建设一批促进产业协同创新的技术推广应用平台和服务支撑中心。
问：如何保障《规划》目标任务的顺利实现？
答：为确保各项目标和重点任务的顺利实施，《规划》提出了五个方面的保障措施：
一是建立统筹协调机制，加强与有关部门的协调配合，充分发挥地方工业和信息化主管部门、行业协会、科技界等在推动产业技术创新中的重要作用，科学有效地推进产业技术创新工作。
二是营造良好政策环境，落实好研发费用加计扣除、技术转让所得税优惠等税收政策，鼓励地方因地制宜制定各类优惠政策，做好政策预研工作，加快研究制订促进技术创新的新政策。
三是加大资金扶持力度，深化产融结合，鼓励地方财政、金融资本、风险投资及民间资本投入产业技术创新；支持企业自主决策、先行投入，开展重大产业关键技术、共性技术、装备和标准的研发攻关。
四是加强人才队伍建设，调动高校、科研院所和企业的积极性，形成产学研用联合人才培养机制；建立健全人才流动机制，促进人才有序自由流动；积极引进人才，完善人才评价激励机制和服务保障体。
五是注重国际技术合作，鼓励企业采取多种方式，扩大我国产业技术创新在全球的影响力和话语权；吸引有实力的跨国公司在国内建设研发中心、生产中心和运营中心，带动国内创新能力提升。
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国内外微小型航空发动机发展现状及趋势分析
机械自动化类 善思惟 2016-11-03 11:09 发表了文章
微小型航空发动机是航空发动机的一个分支，它与用于大型飞机的“航空发动机”有明显区别。微小型航空发动机（Micro Aero-Engine）是一种比较复杂和精密的热力机械，主要为无人机、巡航导弹等提供飞行所需动力，也可以为地面装置提供电力。微小型航空发动机的技术难度没有民用飞机航空发动机那么高，很多国家都可以自行设计并制造微小型航空发动机，实力比较突出的国家有法国、德国、美国、英国、捷克等。
微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别，活塞发动机功率在100KW以下。
太阳谷出版的《国内外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国内外微小型航空发动机的发展现状、趋势，国内外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局，市场规模、未来发展趋势等作了深入研究，对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。
一、国内外微小型航空发动机发展现状分析
国外微小型航空发动机的主要研制单位包括：赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS Velká Bíteš公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研发历史较长，产品较多，技术实力雄厚，特别是Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品，在该领域享有国际声誉，产品竞争力非常强。
美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力，普•惠公司、Williams International公司、洛克菲勒•马丁公司、诺斯罗普•格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果，俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机，是20世纪70年代的产品，俄罗斯把它作为基准发动机，通过改进改型，发展了6种不同功率、不同用途的发动机，这些系列产品是TB，L1-10 E，TBД-20. PZL-IOW，BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力，所研制的巡航导弹在世界具有极强的影响力，其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。
法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一，Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一，其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年，中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业，以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。
德国在微小型航空发动机领域也拥有很强的实力，该国的JetCat公司研发了众多代表性的微小型航空发动机，在该领域拥有一定的行业地位。此外，加拿大庞巴迪公司下属的奥地利ROTAX公司在微小型航空发动机领域拥有非常强的技术研发实力以及市场占有率，该公司研制的ROTAX系列微小型航空发动机被美国和中国等国的先进无人机采用。
国内拥有众多微小型航空发动机研制单位，这些单位包括中科院系统、中航工业系统、航天集团、大学院校等等。
在国内微小型航空发动机研制单位中，比较突出的研究单位有：中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所、中国燃气涡轮研究院等。
二、国内外主要技术差距分析
1、我国无人机发展仍然受制于动力
从整体上来讲，我国航空发动机工业还比较薄弱，具体表现在产品性能指标偏低，并且产品系列不够完善，还有许多空白，因此无法为型号的发展提供比较充足的动力支持和储备，这样就造成许多型号依赖国外发动机，或者性能受到限制，因此对于我国来说，不仅仅是无人机，整个航空工业能否进一步发展，在很大程度上取决于我们的航空发动机是否跟上前进的步伐。
值得一提的是，我国航空发动机工业也在不断进步，目前，我国完成了用于无人机的涡轮增压型活塞发动机的研制，提高了国产无人机的高原性能，初步解决了国产无人机的动力问题，国产400KW/620马力涡桨发动机的研制也取得进展，可以为我国轻型运输机和大型无人机提高动力支持。
在2014年无人机展会上，我国公开展出了CH-4大型无人机，它是继翼龙、AH-3之后我国又一种侦察/打击型无人机。
不过翼龙的发动机来自奥地利的ROTAX914活塞发动机，它水平对置4缸废气增压发动机，1.2L排量，110马力输出，重量64公斤，需要指出的是美国MQ-1捕食者无人机配备的也是这型发动机，这也是翼龙能够在战术技术能够与MQ-1相抗衡的关键，目前国内能够提供的航空活塞发动机与ROTAX914还是有一定的差距，从珠海航展来看，我国的HS-133活塞发动机，它的功率只有82 马力，重量却有80公斤，因此配备翼龙无人机就会明显的降低它的性能。
从这里可以看出，由于发动机的差距，我国无人机的战术技术指标一下子被国外无人机拉开，这种差距并不是来自飞机本身，而飞机发动机性能的差距导致的，这也从一个侧面反应了发动机对于航空工业的重要性。
2、现有发动机谱系无法满足需求
我国作为一个幅员辽阔的大国，身处复杂的国际环境，现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈，特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变，无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广，陆海空覆盖面积大，无人机是朝着高中低空、远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
未来的空战将是无人机之间的空战，为了满足战争的需要，我国需要有从短程到远程，从低空到高空，从轻型到重型，从侦察到作战，涵盖各个范围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要，为了满足国防发展需求，更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力，有必要发展以下类型的无人机：特种作战侦察使用的微型无人机；近程战术侦察或者作战需要的无人机；采用涡轴发动机的旋翼无人机；中高空中远程无人机； 超高空超高速无人机。
3、新型发动机技术研究落后
我国在转子发动机等新型微小型航空发动机研究方面比较落后，与美国、德国、日本等差距较大，为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用，发挥平台的潜力，应高度重视无人机动力的研发。美国在《无人机系统路线图（2005-2030）》指出：“推进技术和处理器技术是无人机的两大关键技术”，由此可见动力技术的发展对无人机系统的发展起着尤为关键的作用。
我国无人机动力发展应该以我国各军兵种无人飞行器发展需求为依据，针对未来重点发展的无人作战飞机、高空长航时无人机、高超声速空天无人机等高端无人机平台，兼顾其他无人机需求，以核心机及涡轮冲压组合发动机为主线，遵循“加强预研、自主创新，统筹规划、系列发展，填补空白、占领高端”的发展原则，突破无人系统动力装置关键技术，通过新研和现有动力系列发展等方式，研制出满足国内军民用无人机系统发展需要的各类动力装置。
三、国内外微小型航空发动机发展趋势分析
1、高性能大涵道比涡扇发动机是重中之重
大涵道比涡扇发动机是指涵道比4以上的涡扇发动机。由于大涵道比涡扇发动机的耗油率低、噪声小，被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机如加油机、预警机、反潜机等。2013年11月12日，在第九届中国国际航空展的航空发动机展区，中航工业展出了国产大涵道比涡扇发动机的金属同比例模型。
从民用和军用飞机的发展现状来看，急需要高性能的大涵道比涡扇发动机，毫无疑问，这是近期我国的需求重点也是难点之一。目前，国外高端无人机动力的发展趋势是以涡扇发动机为主。涡扇发动机耗油率相对较低，具有寿命长、成本低、易于实现系列化等优点，非常适合于未来无人机平台对动力的需求。从国外无人机的现状和发展趋势看，目前在研和拟研的高端无人机动力也基本以涡扇发动机为主。例如，欧洲的“神经元”验证机选用“阿杜尔”涡扇发动机。美国“联合空战系统计划”（J-UCAS）中发展的X-45A／B和X-47无人战斗机的验证样机选择了现有涡扇发动机。因此，涡扇发动机将是今后发展的一个重点方向。
2、未来发展重点是冲压发动机
冲压发动机主要用于超音速巡航导弹，冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术。它正在日新月异的迅速发展。在这个领域内，有着广泛的复杂问题需要研究解决。
随着飞行速度的提高，就要求设计制造出更有效的部件——扩压器，燃烧室，尾喷管。有的国家正在计划把冲压发动机的飞行速度提高到5－7倍音速，甚至更高(约5300－7400公里/小时)。这就需要解决一系列新的问题。例如，首先要求解决热障问题，在M=5飞行时，发动机壁面与空气摩擦后温度可以达到1000℃左右。燃烧室加热以后的温度将达到2500－2800℃左右，这就需要耐温能力更高的材料。其次，为了使燃烧室中能加温到更高的温度，目前所采用的燃料(煤油)是不行的，这就需要高能量的燃料。
今天已进入原子能时代。因此在冲压发动机上使用原子能吸引着许多科学家，使他们进行不懈的研究。不久的将来这种理想就会变为现实。
在地球大气的上层，由于太阳和宇宙线的作用，部分空气分解成为离子，当这些离子再合成分子时，就会放出大量的能量，因此就有可能在发动机内喷入少量的催化剂，使离子再结合成分子，放出能量而推动飞机，这样就根本不必携带燃料。这种离子冲压发动机的航程，可以认为是无限的。
3、涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是重要方向之一
涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机主要用于高超音速巡航导弹和攻击机，涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是一个重要方向。两款组合发动机的结构相似，一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机，而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度，在燃气进入涡轮前，需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释，残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻，但是，其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
4、超燃冲压发动机发展前景广阔
超燃冲压发动机主要用于高超声速巡航导弹上，飞行速度可以达到8马赫以上。从20世纪50年代人们就开始研究超燃冲压发动机，最初的应用目标是单级入轨的飞行器、远程高速飞机和远程高超声速导弹。从90年代开始，重点转向巡航导弹用超燃冲压发动机的发展。目前，美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国都在发展M数4~8、射程1000km以上的巡航导弹用超燃冲压发动机。采用碳氢燃料、M数3~8的双模态超燃冲压发动机已结束地面试验验证，进行了飞行试验。到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速空天飞机将有可能投入使用。
5、脉冲爆震发动机具有很大潜力
脉冲爆震发动机是利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机，它是目前航空推进领域的发展热点之一，可以使发动机的效率提高24%，生产成本降低25%，并使燃油消耗降低25%，单位推力提高45%，它是未来无人机和巡航导弹极具潜力的动力装置。
四、国内微小型航空发动机市场发展前景预测分析
2014年下半年，国内可能将召开低空空域改革座谈会，这次会议可能为低空空域改革定调，低空空域改革一旦成行，对于我国的通用航空产业发展将会是极大的利好，并将刺激整个通用航空产业加快发展，当前，国内各方面都在推进改革，深化改革已经成为了领导层的一个共识，低空空域改革势必在这样的大环境下加快推进。这样，国内微小型航空发动机将会在无人机需求提升的情况下得到较快的发展。
巡航导弹作为一种重要的武器装备，其市场需求比较稳定，国内目前有一定量的巡航导弹出口，但是，整体来看，目前出口量不算太大，今后，国内装备需求和国外进口需求将保持稳定增长，但是，增长空间最大的可能是无人机用发动机，特别是小型涡喷和小型涡扇发动机将在军用、民用无人机的提振下得到明显的增长空间。
但是，国内无人机用发动机也可能遭遇一些问题，其一是无人机整体市场发展受阻，其二是国内厂商无法满足国内市场需求，相关市场将会继续被国外企业所占领。
2014-2020年中国微小型航空发动机市场规模预测（单位：亿元）
根据调研和分析，2014年，国内微小型航空发动机的市场规模可能达到46.3亿元，之后在低空空域改革等政策刺激下，无人机用微小型航空发动机需求将得到明显提升，到2020年，整体市场规模将达到167.5亿元。
国内微小型航空发动机企业目前主要产品线集中在低端微小型航空发动机领域，缺乏针对高端无人机的发动机产品，有些厂商比如三院31所已经取得了一些进步，总参60所在微小型航空发动机领域也取得了许多进步，今后，随着国内市场发展，国内厂商在市场刺激下将进一步投入更多精力研发有竞争力的产品，与国外厂商竞争，行业主要竞争厂商和市场份额将倒向国内厂商。未来，在2014-2020年，行业主要竞争厂商及市场份额预测如下：
总体来说，赛峰集团Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等外国企业仍然将具备很强的竞争力，国内厂商比如中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所（北京动力机械研究所）、中国燃气涡轮研究院、中航工业南方航空工业（集团）有限公司、中国人民解放军总参谋部第六十研究所等在国内市场刺激下市场份额都会有所增长，未来市场份额的争夺主要集中在无人机特别是民用无人机领域，国内厂商需求有针对性的推出适合民用无人机的发动机产品谱系，打造品牌，占领市场。
来源：网络 查看全部
微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别，活塞发动机功率在100KW以下。
太阳谷出版的《国内外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国内外微小型航空发动机的发展现状、趋势，国内外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局，市场规模、未来发展趋势等作了深入研究，对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。
一、国内外微小型航空发动机发展现状分析
国外微小型航空发动机的主要研制单位包括：赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS Velká Bíteš公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研发历史较长，产品较多，技术实力雄厚，特别是Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品，在该领域享有国际声誉，产品竞争力非常强。
美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力，普•惠公司、Williams International公司、洛克菲勒•马丁公司、诺斯罗普•格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果，俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机，是20世纪70年代的产品，俄罗斯把它作为基准发动机，通过改进改型，发展了6种不同功率、不同用途的发动机，这些系列产品是TB，L1-10 E，TBД-20. PZL-IOW，BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力，所研制的巡航导弹在世界具有极强的影响力，其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。
法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一，Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一，其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年，中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业，以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。
德国在微小型航空发动机领域也拥有很强的实力，该国的JetCat公司研发了众多代表性的微小型航空发动机，在该领域拥有一定的行业地位。此外，加拿大庞巴迪公司下属的奥地利ROTAX公司在微小型航空发动机领域拥有非常强的技术研发实力以及市场占有率，该公司研制的ROTAX系列微小型航空发动机被美国和中国等国的先进无人机采用。
国内拥有众多微小型航空发动机研制单位，这些单位包括中科院系统、中航工业系统、航天集团、大学院校等等。
在国内微小型航空发动机研制单位中，比较突出的研究单位有：中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所、中国燃气涡轮研究院等。
二、国内外主要技术差距分析
1、我国无人机发展仍然受制于动力
从整体上来讲，我国航空发动机工业还比较薄弱，具体表现在产品性能指标偏低，并且产品系列不够完善，还有许多空白，因此无法为型号的发展提供比较充足的动力支持和储备，这样就造成许多型号依赖国外发动机，或者性能受到限制，因此对于我国来说，不仅仅是无人机，整个航空工业能否进一步发展，在很大程度上取决于我们的航空发动机是否跟上前进的步伐。
值得一提的是，我国航空发动机工业也在不断进步，目前，我国完成了用于无人机的涡轮增压型活塞发动机的研制，提高了国产无人机的高原性能，初步解决了国产无人机的动力问题，国产400KW/620马力涡桨发动机的研制也取得进展，可以为我国轻型运输机和大型无人机提高动力支持。
在2014年无人机展会上，我国公开展出了CH-4大型无人机，它是继翼龙、AH-3之后我国又一种侦察/打击型无人机。
不过翼龙的发动机来自奥地利的ROTAX914活塞发动机，它水平对置4缸废气增压发动机，1.2L排量，110马力输出，重量64公斤，需要指出的是美国MQ-1捕食者无人机配备的也是这型发动机，这也是翼龙能够在战术技术能够与MQ-1相抗衡的关键，目前国内能够提供的航空活塞发动机与ROTAX914还是有一定的差距，从珠海航展来看，我国的HS-133活塞发动机，它的功率只有82 马力，重量却有80公斤，因此配备翼龙无人机就会明显的降低它的性能。
从这里可以看出，由于发动机的差距，我国无人机的战术技术指标一下子被国外无人机拉开，这种差距并不是来自飞机本身，而飞机发动机性能的差距导致的，这也从一个侧面反应了发动机对于航空工业的重要性。
2、现有发动机谱系无法满足需求
我国作为一个幅员辽阔的大国，身处复杂的国际环境，现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈，特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变，无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广，陆海空覆盖面积大，无人机是朝着高中低空、远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
未来的空战将是无人机之间的空战，为了满足战争的需要，我国需要有从短程到远程，从低空到高空，从轻型到重型，从侦察到作战，涵盖各个范围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要，为了满足国防发展需求，更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力，有必要发展以下类型的无人机：特种作战侦察使用的微型无人机；近程战术侦察或者作战需要的无人机；采用涡轴发动机的旋翼无人机；中高空中远程无人机； 超高空超高速无人机。
3、新型发动机技术研究落后
我国在转子发动机等新型微小型航空发动机研究方面比较落后，与美国、德国、日本等差距较大，为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用，发挥平台的潜力，应高度重视无人机动力的研发。美国在《无人机系统路线图（2005-2030）》指出：“推进技术和处理器技术是无人机的两大关键技术”，由此可见动力技术的发展对无人机系统的发展起着尤为关键的作用。
我国无人机动力发展应该以我国各军兵种无人飞行器发展需求为依据，针对未来重点发展的无人作战飞机、高空长航时无人机、高超声速空天无人机等高端无人机平台，兼顾其他无人机需求，以核心机及涡轮冲压组合发动机为主线，遵循“加强预研、自主创新，统筹规划、系列发展，填补空白、占领高端”的发展原则，突破无人系统动力装置关键技术，通过新研和现有动力系列发展等方式，研制出满足国内军民用无人机系统发展需要的各类动力装置。
三、国内外微小型航空发动机发展趋势分析
1、高性能大涵道比涡扇发动机是重中之重
大涵道比涡扇发动机是指涵道比4以上的涡扇发动机。由于大涵道比涡扇发动机的耗油率低、噪声小，被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机如加油机、预警机、反潜机等。2013年11月12日，在第九届中国国际航空展的航空发动机展区，中航工业展出了国产大涵道比涡扇发动机的金属同比例模型。
从民用和军用飞机的发展现状来看，急需要高性能的大涵道比涡扇发动机，毫无疑问，这是近期我国的需求重点也是难点之一。目前，国外高端无人机动力的发展趋势是以涡扇发动机为主。涡扇发动机耗油率相对较低，具有寿命长、成本低、易于实现系列化等优点，非常适合于未来无人机平台对动力的需求。从国外无人机的现状和发展趋势看，目前在研和拟研的高端无人机动力也基本以涡扇发动机为主。例如，欧洲的“神经元”验证机选用“阿杜尔”涡扇发动机。美国“联合空战系统计划”（J-UCAS）中发展的X-45A／B和X-47无人战斗机的验证样机选择了现有涡扇发动机。因此，涡扇发动机将是今后发展的一个重点方向。
2、未来发展重点是冲压发动机
冲压发动机主要用于超音速巡航导弹，冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术。它正在日新月异的迅速发展。在这个领域内，有着广泛的复杂问题需要研究解决。
随着飞行速度的提高，就要求设计制造出更有效的部件——扩压器，燃烧室，尾喷管。有的国家正在计划把冲压发动机的飞行速度提高到5－7倍音速，甚至更高(约5300－7400公里/小时)。这就需要解决一系列新的问题。例如，首先要求解决热障问题，在M=5飞行时，发动机壁面与空气摩擦后温度可以达到1000℃左右。燃烧室加热以后的温度将达到2500－2800℃左右，这就需要耐温能力更高的材料。其次，为了使燃烧室中能加温到更高的温度，目前所采用的燃料(煤油)是不行的，这就需要高能量的燃料。
今天已进入原子能时代。因此在冲压发动机上使用原子能吸引着许多科学家，使他们进行不懈的研究。不久的将来这种理想就会变为现实。
在地球大气的上层，由于太阳和宇宙线的作用，部分空气分解成为离子，当这些离子再合成分子时，就会放出大量的能量，因此就有可能在发动机内喷入少量的催化剂，使离子再结合成分子，放出能量而推动飞机，这样就根本不必携带燃料。这种离子冲压发动机的航程，可以认为是无限的。
3、涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是重要方向之一
涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机主要用于高超音速巡航导弹和攻击机，涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是一个重要方向。两款组合发动机的结构相似，一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机，而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度，在燃气进入涡轮前，需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释，残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻，但是，其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
4、超燃冲压发动机发展前景广阔
超燃冲压发动机主要用于高超声速巡航导弹上，飞行速度可以达到8马赫以上。从20世纪50年代人们就开始研究超燃冲压发动机，最初的应用目标是单级入轨的飞行器、远程高速飞机和远程高超声速导弹。从90年代开始，重点转向巡航导弹用超燃冲压发动机的发展。目前，美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国都在发展M数4~8、射程1000km以上的巡航导弹用超燃冲压发动机。采用碳氢燃料、M数3~8的双模态超燃冲压发动机已结束地面试验验证，进行了飞行试验。到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速空天飞机将有可能投入使用。
5、脉冲爆震发动机具有很大潜力
脉冲爆震发动机是利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机，它是目前航空推进领域的发展热点之一，可以使发动机的效率提高24%，生产成本降低25%，并使燃油消耗降低25%，单位推力提高45%，它是未来无人机和巡航导弹极具潜力的动力装置。
四、国内微小型航空发动机市场发展前景预测分析
2014年下半年，国内可能将召开低空空域改革座谈会，这次会议可能为低空空域改革定调，低空空域改革一旦成行，对于我国的通用航空产业发展将会是极大的利好，并将刺激整个通用航空产业加快发展，当前，国内各方面都在推进改革，深化改革已经成为了领导层的一个共识，低空空域改革势必在这样的大环境下加快推进。这样，国内微小型航空发动机将会在无人机需求提升的情况下得到较快的发展。
巡航导弹作为一种重要的武器装备，其市场需求比较稳定，国内目前有一定量的巡航导弹出口，但是，整体来看，目前出口量不算太大，今后，国内装备需求和国外进口需求将保持稳定增长，但是，增长空间最大的可能是无人机用发动机，特别是小型涡喷和小型涡扇发动机将在军用、民用无人机的提振下得到明显的增长空间。
但是，国内无人机用发动机也可能遭遇一些问题，其一是无人机整体市场发展受阻，其二是国内厂商无法满足国内市场需求，相关市场将会继续被国外企业所占领。
2014-2020年中国微小型航空发动机市场规模预测（单位：亿元）
根据调研和分析，2014年，国内微小型航空发动机的市场规模可能达到46.3亿元，之后在低空空域改革等政策刺激下，无人机用微小型航空发动机需求将得到明显提升，到2020年，整体市场规模将达到167.5亿元。
国内微小型航空发动机企业目前主要产品线集中在低端微小型航空发动机领域，缺乏针对高端无人机的发动机产品，有些厂商比如三院31所已经取得了一些进步，总参60所在微小型航空发动机领域也取得了许多进步，今后，随着国内市场发展，国内厂商在市场刺激下将进一步投入更多精力研发有竞争力的产品，与国外厂商竞争，行业主要竞争厂商和市场份额将倒向国内厂商。未来，在2014-2020年，行业主要竞争厂商及市场份额预测如下：
总体来说，赛峰集团Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等外国企业仍然将具备很强的竞争力，国内厂商比如中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所（北京动力机械研究所）、中国燃气涡轮研究院、中航工业南方航空工业（集团）有限公司、中国人民解放军总参谋部第六十研究所等在国内市场刺激下市场份额都会有所增长，未来市场份额的争夺主要集中在无人机特别是民用无人机领域，国内厂商需求有针对性的推出适合民用无人机的发动机产品谱系，打造品牌，占领市场。
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微小型航空发动机是航空发动机的一个分支，它与用于大型飞机的“航空发动机”有明显区别。微小型航空发动机（Micro Aero-Engine）是一种比较复杂和精密的热力机械，主要为无人机、巡航导弹等提供飞行所需动力，也可以为地面装置提供电力。微小型航空发动机的技术难度没有民用飞机航空发动机那么高，很多国家都可以自行设计并制造微小型航空发动机，实力比较突出的国家有法国、德国、美国、英国、捷克等。
微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别，活塞发动机功率在100KW以下。
太阳谷出版的《国内外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国内外微小型航空发动机的发展现状、趋势，国内外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局，市场规模、未来发展趋势等作了深入研究，对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。
一、国内外微小型航空发动机发展现状分析
国外微小型航空发动机的主要研制单位包括：赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS Velká Bíteš公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研发历史较长，产品较多，技术实力雄厚，特别是Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品，在该领域享有国际声誉，产品竞争力非常强。
美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力，普•惠公司、Williams International公司、洛克菲勒•马丁公司、诺斯罗普•格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果，俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机，是20世纪70年代的产品，俄罗斯把它作为基准发动机，通过改进改型，发展了6种不同功率、不同用途的发动机，这些系列产品是TB，L1-10 E，TBД-20. PZL-IOW，BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力，所研制的巡航导弹在世界具有极强的影响力，其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。
法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一，Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一，其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年，中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业，以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。
德国在微小型航空发动机领域也拥有很强的实力，该国的JetCat公司研发了众多代表性的微小型航空发动机，在该领域拥有一定的行业地位。此外，加拿大庞巴迪公司下属的奥地利ROTAX公司在微小型航空发动机领域拥有非常强的技术研发实力以及市场占有率，该公司研制的ROTAX系列微小型航空发动机被美国和中国等国的先进无人机采用。
国内拥有众多微小型航空发动机研制单位，这些单位包括中科院系统、中航工业系统、航天集团、大学院校等等。
在国内微小型航空发动机研制单位中，比较突出的研究单位有：中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所、中国燃气涡轮研究院等。
二、国内外主要技术差距分析
1、我国无人机发展仍然受制于动力
从整体上来讲，我国航空发动机工业还比较薄弱，具体表现在产品性能指标偏低，并且产品系列不够完善，还有许多空白，因此无法为型号的发展提供比较充足的动力支持和储备，这样就造成许多型号依赖国外发动机，或者性能受到限制，因此对于我国来说，不仅仅是无人机，整个航空工业能否进一步发展，在很大程度上取决于我们的航空发动机是否跟上前进的步伐。
值得一提的是，我国航空发动机工业也在不断进步，目前，我国完成了用于无人机的涡轮增压型活塞发动机的研制，提高了国产无人机的高原性能，初步解决了国产无人机的动力问题，国产400KW/620马力涡桨发动机的研制也取得进展，可以为我国轻型运输机和大型无人机提高动力支持。
在2014年无人机展会上，我国公开展出了CH-4大型无人机，它是继翼龙、AH-3之后我国又一种侦察/打击型无人机。
不过翼龙的发动机来自奥地利的ROTAX914活塞发动机，它水平对置4缸废气增压发动机，1.2L排量，110马力输出，重量64公斤，需要指出的是美国MQ-1捕食者无人机配备的也是这型发动机，这也是翼龙能够在战术技术能够与MQ-1相抗衡的关键，目前国内能够提供的航空活塞发动机与ROTAX914还是有一定的差距，从珠海航展来看，我国的HS-133活塞发动机，它的功率只有82 马力，重量却有80公斤，因此配备翼龙无人机就会明显的降低它的性能。
从这里可以看出，由于发动机的差距，我国无人机的战术技术指标一下子被国外无人机拉开，这种差距并不是来自飞机本身，而飞机发动机性能的差距导致的，这也从一个侧面反应了发动机对于航空工业的重要性。
2、现有发动机谱系无法满足需求
我国作为一个幅员辽阔的大国，身处复杂的国际环境，现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈，特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变，无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广，陆海空覆盖面积大，无人机是朝着高中低空、远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
未来的空战将是无人机之间的空战，为了满足战争的需要，我国需要有从短程到远程，从低空到高空，从轻型到重型，从侦察到作战，涵盖各个范围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要，为了满足国防发展需求，更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力，有必要发展以下类型的无人机：特种作战侦察使用的微型无人机；近程战术侦察或者作战需要的无人机；采用涡轴发动机的旋翼无人机；中高空中远程无人机； 超高空超高速无人机。
3、新型发动机技术研究落后
我国在转子发动机等新型微小型航空发动机研究方面比较落后，与美国、德国、日本等差距较大，为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用，发挥平台的潜力，应高度重视无人机动力的研发。美国在《无人机系统路线图（2005-2030）》指出：“推进技术和处理器技术是无人机的两大关键技术”，由此可见动力技术的发展对无人机系统的发展起着尤为关键的作用。
我国无人机动力发展应该以我国各军兵种无人飞行器发展需求为依据，针对未来重点发展的无人作战飞机、高空长航时无人机、高超声速空天无人机等高端无人机平台，兼顾其他无人机需求，以核心机及涡轮冲压组合发动机为主线，遵循“加强预研、自主创新，统筹规划、系列发展，填补空白、占领高端”的发展原则，突破无人系统动力装置关键技术，通过新研和现有动力系列发展等方式，研制出满足国内军民用无人机系统发展需要的各类动力装置。
三、国内外微小型航空发动机发展趋势分析
1、高性能大涵道比涡扇发动机是重中之重
大涵道比涡扇发动机是指涵道比4以上的涡扇发动机。由于大涵道比涡扇发动机的耗油率低、噪声小，被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机如加油机、预警机、反潜机等。2013年11月12日，在第九届中国国际航空展的航空发动机展区，中航工业展出了国产大涵道比涡扇发动机的金属同比例模型。
从民用和军用飞机的发展现状来看，急需要高性能的大涵道比涡扇发动机，毫无疑问，这是近期我国的需求重点也是难点之一。目前，国外高端无人机动力的发展趋势是以涡扇发动机为主。涡扇发动机耗油率相对较低，具有寿命长、成本低、易于实现系列化等优点，非常适合于未来无人机平台对动力的需求。从国外无人机的现状和发展趋势看，目前在研和拟研的高端无人机动力也基本以涡扇发动机为主。例如，欧洲的“神经元”验证机选用“阿杜尔”涡扇发动机。美国“联合空战系统计划”（J-UCAS）中发展的X-45A／B和X-47无人战斗机的验证样机选择了现有涡扇发动机。因此，涡扇发动机将是今后发展的一个重点方向。
2、未来发展重点是冲压发动机
冲压发动机主要用于超音速巡航导弹，冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术。它正在日新月异的迅速发展。在这个领域内，有着广泛的复杂问题需要研究解决。
随着飞行速度的提高，就要求设计制造出更有效的部件——扩压器，燃烧室，尾喷管。有的国家正在计划把冲压发动机的飞行速度提高到5－7倍音速，甚至更高(约5300－7400公里/小时)。这就需要解决一系列新的问题。例如，首先要求解决热障问题，在M=5飞行时，发动机壁面与空气摩擦后温度可以达到1000℃左右。燃烧室加热以后的温度将达到2500－2800℃左右，这就需要耐温能力更高的材料。其次，为了使燃烧室中能加温到更高的温度，目前所采用的燃料(煤油)是不行的，这就需要高能量的燃料。
今天已进入原子能时代。因此在冲压发动机上使用原子能吸引着许多科学家，使他们进行不懈的研究。不久的将来这种理想就会变为现实。
在地球大气的上层，由于太阳和宇宙线的作用，部分空气分解成为离子，当这些离子再合成分子时，就会放出大量的能量，因此就有可能在发动机内喷入少量的催化剂，使离子再结合成分子，放出能量而推动飞机，这样就根本不必携带燃料。这种离子冲压发动机的航程，可以认为是无限的。
3、涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是重要方向之一
涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机主要用于高超音速巡航导弹和攻击机，涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是一个重要方向。两款组合发动机的结构相似，一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机，而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度，在燃气进入涡轮前，需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释，残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻，但是，其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
4、超燃冲压发动机发展前景广阔
超燃冲压发动机主要用于高超声速巡航导弹上，飞行速度可以达到8马赫以上。从20世纪50年代人们就开始研究超燃冲压发动机，最初的应用目标是单级入轨的飞行器、远程高速飞机和远程高超声速导弹。从90年代开始，重点转向巡航导弹用超燃冲压发动机的发展。目前，美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国都在发展M数4~8、射程1000km以上的巡航导弹用超燃冲压发动机。采用碳氢燃料、M数3~8的双模态超燃冲压发动机已结束地面试验验证，进行了飞行试验。到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速空天飞机将有可能投入使用。
5、脉冲爆震发动机具有很大潜力
脉冲爆震发动机是利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机，它是目前航空推进领域的发展热点之一，可以使发动机的效率提高24%，生产成本降低25%，并使燃油消耗降低25%，单位推力提高45%，它是未来无人机和巡航导弹极具潜力的动力装置。
四、国内微小型航空发动机市场发展前景预测分析
2014年下半年，国内可能将召开低空空域改革座谈会，这次会议可能为低空空域改革定调，低空空域改革一旦成行，对于我国的通用航空产业发展将会是极大的利好，并将刺激整个通用航空产业加快发展，当前，国内各方面都在推进改革，深化改革已经成为了领导层的一个共识，低空空域改革势必在这样的大环境下加快推进。这样，国内微小型航空发动机将会在无人机需求提升的情况下得到较快的发展。
巡航导弹作为一种重要的武器装备，其市场需求比较稳定，国内目前有一定量的巡航导弹出口，但是，整体来看，目前出口量不算太大，今后，国内装备需求和国外进口需求将保持稳定增长，但是，增长空间最大的可能是无人机用发动机，特别是小型涡喷和小型涡扇发动机将在军用、民用无人机的提振下得到明显的增长空间。
但是，国内无人机用发动机也可能遭遇一些问题，其一是无人机整体市场发展受阻，其二是国内厂商无法满足国内市场需求，相关市场将会继续被国外企业所占领。
2014-2020年中国微小型航空发动机市场规模预测（单位：亿元）
根据调研和分析，2014年，国内微小型航空发动机的市场规模可能达到46.3亿元，之后在低空空域改革等政策刺激下，无人机用微小型航空发动机需求将得到明显提升，到2020年，整体市场规模将达到167.5亿元。
国内微小型航空发动机企业目前主要产品线集中在低端微小型航空发动机领域，缺乏针对高端无人机的发动机产品，有些厂商比如三院31所已经取得了一些进步，总参60所在微小型航空发动机领域也取得了许多进步，今后，随着国内市场发展，国内厂商在市场刺激下将进一步投入更多精力研发有竞争力的产品，与国外厂商竞争，行业主要竞争厂商和市场份额将倒向国内厂商。未来，在2014-2020年，行业主要竞争厂商及市场份额预测如下：
总体来说，赛峰集团Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等外国企业仍然将具备很强的竞争力，国内厂商比如中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所（北京动力机械研究所）、中国燃气涡轮研究院、中航工业南方航空工业（集团）有限公司、中国人民解放军总参谋部第六十研究所等在国内市场刺激下市场份额都会有所增长，未来市场份额的争夺主要集中在无人机特别是民用无人机领域，国内厂商需求有针对性的推出适合民用无人机的发动机产品谱系，打造品牌，占领市场。
来源：网络
微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别，活塞发动机功率在100KW以下。
太阳谷出版的《国内外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国内外微小型航空发动机的发展现状、趋势，国内外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局，市场规模、未来发展趋势等作了深入研究，对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。
一、国内外微小型航空发动机发展现状分析
国外微小型航空发动机的主要研制单位包括：赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS Velká Bíteš公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研发历史较长，产品较多，技术实力雄厚，特别是Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品，在该领域享有国际声誉，产品竞争力非常强。
美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力，普•惠公司、Williams International公司、洛克菲勒•马丁公司、诺斯罗普•格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果，俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机，是20世纪70年代的产品，俄罗斯把它作为基准发动机，通过改进改型，发展了6种不同功率、不同用途的发动机，这些系列产品是TB，L1-10 E，TBД-20. PZL-IOW，BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力，所研制的巡航导弹在世界具有极强的影响力，其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。
法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一，Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一，其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年，中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业，以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。
德国在微小型航空发动机领域也拥有很强的实力，该国的JetCat公司研发了众多代表性的微小型航空发动机，在该领域拥有一定的行业地位。此外，加拿大庞巴迪公司下属的奥地利ROTAX公司在微小型航空发动机领域拥有非常强的技术研发实力以及市场占有率，该公司研制的ROTAX系列微小型航空发动机被美国和中国等国的先进无人机采用。
国内拥有众多微小型航空发动机研制单位，这些单位包括中科院系统、中航工业系统、航天集团、大学院校等等。
在国内微小型航空发动机研制单位中，比较突出的研究单位有：中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所、中国燃气涡轮研究院等。
二、国内外主要技术差距分析
1、我国无人机发展仍然受制于动力
从整体上来讲，我国航空发动机工业还比较薄弱，具体表现在产品性能指标偏低，并且产品系列不够完善，还有许多空白，因此无法为型号的发展提供比较充足的动力支持和储备，这样就造成许多型号依赖国外发动机，或者性能受到限制，因此对于我国来说，不仅仅是无人机，整个航空工业能否进一步发展，在很大程度上取决于我们的航空发动机是否跟上前进的步伐。
值得一提的是，我国航空发动机工业也在不断进步，目前，我国完成了用于无人机的涡轮增压型活塞发动机的研制，提高了国产无人机的高原性能，初步解决了国产无人机的动力问题，国产400KW/620马力涡桨发动机的研制也取得进展，可以为我国轻型运输机和大型无人机提高动力支持。
在2014年无人机展会上，我国公开展出了CH-4大型无人机，它是继翼龙、AH-3之后我国又一种侦察/打击型无人机。
不过翼龙的发动机来自奥地利的ROTAX914活塞发动机，它水平对置4缸废气增压发动机，1.2L排量，110马力输出，重量64公斤，需要指出的是美国MQ-1捕食者无人机配备的也是这型发动机，这也是翼龙能够在战术技术能够与MQ-1相抗衡的关键，目前国内能够提供的航空活塞发动机与ROTAX914还是有一定的差距，从珠海航展来看，我国的HS-133活塞发动机，它的功率只有82 马力，重量却有80公斤，因此配备翼龙无人机就会明显的降低它的性能。
从这里可以看出，由于发动机的差距，我国无人机的战术技术指标一下子被国外无人机拉开，这种差距并不是来自飞机本身，而飞机发动机性能的差距导致的，这也从一个侧面反应了发动机对于航空工业的重要性。
2、现有发动机谱系无法满足需求
我国作为一个幅员辽阔的大国，身处复杂的国际环境，现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈，特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变，无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广，陆海空覆盖面积大，无人机是朝着高中低空、远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
未来的空战将是无人机之间的空战，为了满足战争的需要，我国需要有从短程到远程，从低空到高空，从轻型到重型，从侦察到作战，涵盖各个范围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要，为了满足国防发展需求，更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力，有必要发展以下类型的无人机：特种作战侦察使用的微型无人机；近程战术侦察或者作战需要的无人机；采用涡轴发动机的旋翼无人机；中高空中远程无人机； 超高空超高速无人机。
3、新型发动机技术研究落后
我国在转子发动机等新型微小型航空发动机研究方面比较落后，与美国、德国、日本等差距较大，为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用，发挥平台的潜力，应高度重视无人机动力的研发。美国在《无人机系统路线图（2005-2030）》指出：“推进技术和处理器技术是无人机的两大关键技术”，由此可见动力技术的发展对无人机系统的发展起着尤为关键的作用。
我国无人机动力发展应该以我国各军兵种无人飞行器发展需求为依据，针对未来重点发展的无人作战飞机、高空长航时无人机、高超声速空天无人机等高端无人机平台，兼顾其他无人机需求，以核心机及涡轮冲压组合发动机为主线，遵循“加强预研、自主创新，统筹规划、系列发展，填补空白、占领高端”的发展原则，突破无人系统动力装置关键技术，通过新研和现有动力系列发展等方式，研制出满足国内军民用无人机系统发展需要的各类动力装置。
三、国内外微小型航空发动机发展趋势分析
1、高性能大涵道比涡扇发动机是重中之重
大涵道比涡扇发动机是指涵道比4以上的涡扇发动机。由于大涵道比涡扇发动机的耗油率低、噪声小，被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机如加油机、预警机、反潜机等。2013年11月12日，在第九届中国国际航空展的航空发动机展区，中航工业展出了国产大涵道比涡扇发动机的金属同比例模型。
从民用和军用飞机的发展现状来看，急需要高性能的大涵道比涡扇发动机，毫无疑问，这是近期我国的需求重点也是难点之一。目前，国外高端无人机动力的发展趋势是以涡扇发动机为主。涡扇发动机耗油率相对较低，具有寿命长、成本低、易于实现系列化等优点，非常适合于未来无人机平台对动力的需求。从国外无人机的现状和发展趋势看，目前在研和拟研的高端无人机动力也基本以涡扇发动机为主。例如，欧洲的“神经元”验证机选用“阿杜尔”涡扇发动机。美国“联合空战系统计划”（J-UCAS）中发展的X-45A／B和X-47无人战斗机的验证样机选择了现有涡扇发动机。因此，涡扇发动机将是今后发展的一个重点方向。
2、未来发展重点是冲压发动机
冲压发动机主要用于超音速巡航导弹，冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术。它正在日新月异的迅速发展。在这个领域内，有着广泛的复杂问题需要研究解决。
随着飞行速度的提高，就要求设计制造出更有效的部件——扩压器，燃烧室，尾喷管。有的国家正在计划把冲压发动机的飞行速度提高到5－7倍音速，甚至更高(约5300－7400公里/小时)。这就需要解决一系列新的问题。例如，首先要求解决热障问题，在M=5飞行时，发动机壁面与空气摩擦后温度可以达到1000℃左右。燃烧室加热以后的温度将达到2500－2800℃左右，这就需要耐温能力更高的材料。其次，为了使燃烧室中能加温到更高的温度，目前所采用的燃料(煤油)是不行的，这就需要高能量的燃料。
今天已进入原子能时代。因此在冲压发动机上使用原子能吸引着许多科学家，使他们进行不懈的研究。不久的将来这种理想就会变为现实。
在地球大气的上层，由于太阳和宇宙线的作用，部分空气分解成为离子，当这些离子再合成分子时，就会放出大量的能量，因此就有可能在发动机内喷入少量的催化剂，使离子再结合成分子，放出能量而推动飞机，这样就根本不必携带燃料。这种离子冲压发动机的航程，可以认为是无限的。
3、涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是重要方向之一
涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机主要用于高超音速巡航导弹和攻击机，涡轮/冲压及火箭/冲压组合发动机是一个重要方向。两款组合发动机的结构相似，一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机，而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度，在燃气进入涡轮前，需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释，残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻，但是，其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
4、超燃冲压发动机发展前景广阔
超燃冲压发动机主要用于高超声速巡航导弹上，飞行速度可以达到8马赫以上。从20世纪50年代人们就开始研究超燃冲压发动机，最初的应用目标是单级入轨的飞行器、远程高速飞机和远程高超声速导弹。从90年代开始，重点转向巡航导弹用超燃冲压发动机的发展。目前，美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国都在发展M数4~8、射程1000km以上的巡航导弹用超燃冲压发动机。采用碳氢燃料、M数3~8的双模态超燃冲压发动机已结束地面试验验证，进行了飞行试验。到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速空天飞机将有可能投入使用。
5、脉冲爆震发动机具有很大潜力
脉冲爆震发动机是利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机，它是目前航空推进领域的发展热点之一，可以使发动机的效率提高24%，生产成本降低25%，并使燃油消耗降低25%，单位推力提高45%，它是未来无人机和巡航导弹极具潜力的动力装置。
四、国内微小型航空发动机市场发展前景预测分析
2014年下半年，国内可能将召开低空空域改革座谈会，这次会议可能为低空空域改革定调，低空空域改革一旦成行，对于我国的通用航空产业发展将会是极大的利好，并将刺激整个通用航空产业加快发展，当前，国内各方面都在推进改革，深化改革已经成为了领导层的一个共识，低空空域改革势必在这样的大环境下加快推进。这样，国内微小型航空发动机将会在无人机需求提升的情况下得到较快的发展。
巡航导弹作为一种重要的武器装备，其市场需求比较稳定，国内目前有一定量的巡航导弹出口，但是，整体来看，目前出口量不算太大，今后，国内装备需求和国外进口需求将保持稳定增长，但是，增长空间最大的可能是无人机用发动机，特别是小型涡喷和小型涡扇发动机将在军用、民用无人机的提振下得到明显的增长空间。
但是，国内无人机用发动机也可能遭遇一些问题，其一是无人机整体市场发展受阻，其二是国内厂商无法满足国内市场需求，相关市场将会继续被国外企业所占领。
2014-2020年中国微小型航空发动机市场规模预测（单位：亿元）
根据调研和分析，2014年，国内微小型航空发动机的市场规模可能达到46.3亿元，之后在低空空域改革等政策刺激下，无人机用微小型航空发动机需求将得到明显提升，到2020年，整体市场规模将达到167.5亿元。
国内微小型航空发动机企业目前主要产品线集中在低端微小型航空发动机领域，缺乏针对高端无人机的发动机产品，有些厂商比如三院31所已经取得了一些进步，总参60所在微小型航空发动机领域也取得了许多进步，今后，随着国内市场发展，国内厂商在市场刺激下将进一步投入更多精力研发有竞争力的产品，与国外厂商竞争，行业主要竞争厂商和市场份额将倒向国内厂商。未来，在2014-2020年，行业主要竞争厂商及市场份额预测如下：
总体来说，赛峰集团Microturbo公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等外国企业仍然将具备很强的竞争力，国内厂商比如中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一所（北京动力机械研究所）、中国燃气涡轮研究院、中航工业南方航空工业（集团）有限公司、中国人民解放军总参谋部第六十研究所等在国内市场刺激下市场份额都会有所增长，未来市场份额的争夺主要集中在无人机特别是民用无人机领域，国内厂商需求有针对性的推出适合民用无人机的发动机产品谱系，打造品牌，占领市场。
来源：网络
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模块化和网络化的未来冲床！
机械自动化类 entschuldig 2016-10-21 10:38 发表了文章
为尽可能吸引过多客户低成本投资Trumpf高柔性工艺，已经开发出一种不同于以往的机床理念，将呈现超过这一阶段的发展远景，节省空间的机床、高柔性但又低成本、配备逐步自动化以及使用激光切割技术改装。也可使用Trumpf激光网络，比如在订货量最初不会导致激光器完全使用时，几台机床可分享一个已有Trudisk激光器。
在Euroblech 2016展会上，基本款Trupunch 1000冲床带来模块化的创新概念，并且把这一概念深入到自动化中。电动德尔塔驱动器让冲孔工具沿着Y方向车身移动，而金属板仅在X方向移动。这一设计在节省空间的同时，开发了加工的新可能。此外，这一设计为装卸、整理和堆积成品提供了理想条件，成为了一个万能的自动化方案。
[login]
Trupunch 1000利用电学原理工作。然而，在高端机床中，高性能水力学依旧是无与伦比的解决方案。Trupunch 5000是世界上最快的冲孔机，这是一个良好的示例。其高功率液压传动使其冲孔每分钟冲程数达到1600次，做标记每分钟冲程数达到3000次。由于能量回收措施，其驱动因电动冲头而成为节能型。
专用机床数字和实体联网
无论是高端还是起步阶段，专用机床可持续性都完全取决于将其和制造公司内部物流结合的可能性。这不仅涉及数字网络，工业4.0等宣传标语，同样包括实体联网。后者指的是支撑大部分自动化物流的解决方案。其次，冲孔机提供了良好的先决条件。
数字化联网是提升生产率的最大潜能所在。智感和人工智能相互影响，使用智能功能可让专用机床更加自动化工作。
Truconnect解决方案实现从客户咨询到下订单的大部分自动化无纸化操作，智能工具管理同样提供响应故障和实时更改优先顺序的生产计划和控制。这些解决方案要求基于互联网的业务平台，如Trumpf附属的Axoom提供的平台。
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智造家提供 查看全部
在Euroblech 2016展会上，基本款Trupunch 1000冲床带来模块化的创新概念，并且把这一概念深入到自动化中。电动德尔塔驱动器让冲孔工具沿着Y方向车身移动，而金属板仅在X方向移动。这一设计在节省空间的同时，开发了加工的新可能。此外，这一设计为装卸、整理和堆积成品提供了理想条件，成为了一个万能的自动化方案。
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Trupunch 1000利用电学原理工作。然而，在高端机床中，高性能水力学依旧是无与伦比的解决方案。Trupunch 5000是世界上最快的冲孔机，这是一个良好的示例。其高功率液压传动使其冲孔每分钟冲程数达到1600次，做标记每分钟冲程数达到3000次。由于能量回收措施，其驱动因电动冲头而成为节能型。
专用机床数字和实体联网
无论是高端还是起步阶段，专用机床可持续性都完全取决于将其和制造公司内部物流结合的可能性。这不仅涉及数字网络，工业4.0等宣传标语，同样包括实体联网。后者指的是支撑大部分自动化物流的解决方案。其次，冲孔机提供了良好的先决条件。
数字化联网是提升生产率的最大潜能所在。智感和人工智能相互影响，使用智能功能可让专用机床更加自动化工作。
Truconnect解决方案实现从客户咨询到下订单的大部分自动化无纸化操作，智能工具管理同样提供响应故障和实时更改优先顺序的生产计划和控制。这些解决方案要求基于互联网的业务平台，如Trumpf附属的Axoom提供的平台。
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为尽可能吸引过多客户低成本投资Trumpf高柔性工艺，已经开发出一种不同于以往的机床理念，将呈现超过这一阶段的发展远景，节省空间的机床、高柔性但又低成本、配备逐步自动化以及使用激光切割技术改装。也可使用Trumpf激光网络，比如在订货量最初不会导致激光器完全使用时，几台机床可分享一个已有Trudisk激光器。
在Euroblech 2016展会上，基本款Trupunch 1000冲床带来模块化的创新概念，并且把这一概念深入到自动化中。电动德尔塔驱动器让冲孔工具沿着Y方向车身移动，而金属板仅在X方向移动。这一设计在节省空间的同时，开发了加工的新可能。此外，这一设计为装卸、整理和堆积成品提供了理想条件，成为了一个万能的自动化方案。
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Trupunch 1000利用电学原理工作。然而，在高端机床中，高性能水力学依旧是无与伦比的解决方案。Trupunch 5000是世界上最快的冲孔机，这是一个良好的示例。其高功率液压传动使其冲孔每分钟冲程数达到1600次，做标记每分钟冲程数达到3000次。由于能量回收措施，其驱动因电动冲头而成为节能型。
专用机床数字和实体联网
无论是高端还是起步阶段，专用机床可持续性都完全取决于将其和制造公司内部物流结合的可能性。这不仅涉及数字网络，工业4.0等宣传标语，同样包括实体联网。后者指的是支撑大部分自动化物流的解决方案。其次，冲孔机提供了良好的先决条件。
数字化联网是提升生产率的最大潜能所在。智感和人工智能相互影响，使用智能功能可让专用机床更加自动化工作。
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在Euroblech 2016展会上，基本款Trupunch 1000冲床带来模块化的创新概念，并且把这一概念深入到自动化中。电动德尔塔驱动器让冲孔工具沿着Y方向车身移动，而金属板仅在X方向移动。这一设计在节省空间的同时，开发了加工的新可能。此外，这一设计为装卸、整理和堆积成品提供了理想条件，成为了一个万能的自动化方案。
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Trupunch 1000利用电学原理工作。然而，在高端机床中，高性能水力学依旧是无与伦比的解决方案。Trupunch 5000是世界上最快的冲孔机，这是一个良好的示例。其高功率液压传动使其冲孔每分钟冲程数达到1600次，做标记每分钟冲程数达到3000次。由于能量回收措施，其驱动因电动冲头而成为节能型。
专用机床数字和实体联网
无论是高端还是起步阶段，专用机床可持续性都完全取决于将其和制造公司内部物流结合的可能性。这不仅涉及数字网络，工业4.0等宣传标语，同样包括实体联网。后者指的是支撑大部分自动化物流的解决方案。其次，冲孔机提供了良好的先决条件。
数字化联网是提升生产率的最大潜能所在。智感和人工智能相互影响，使用智能功能可让专用机床更加自动化工作。
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许思传：车用燃料电池系统的关键技术及发展趋势
机械自动化类 金玉兰 2016-09-24 14:14 发表了文章
2016年9月23日，“2016中国新能源汽车动力电池产业技术发展高峰论坛暨车企与动力电池企业技术交流会”在张家港盛大召开。本届会议由电动汽车资源网携同江苏天鹏电源有限公司联合张家港市发展和改革委员会、张家港市科技局共同举办，来自政府主管部门、行业权威专家学者、新能源整车企业、动力电池产业链企业、检测机构等，共计600余业界精英齐聚一堂。同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传做重要演讲，许思传教授的演讲主题为“车用燃料电池系统的关键技术及发展趋势”。
同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传
以下是电动汽车资源网整理
各位领导，各位专家上午好！今天很高兴有机会跟在座的各位专家和领导探讨燃料电池系统当中的有关问题，今天我也很高兴主持人给我这样的机会，在这样一个动力电池的论坛上，让我介绍燃料电池的情况。其实与刚刚陈老师还有赵部长介绍的一样，燃料电池汽车是我们国家新能源汽车当中的一种主要的形式，我代表我们同济大学新能源汽车工程中心，也是国家燃料电池汽车及动力系统工程中心做一个介绍，我大概分几个部分向各位专家做一下介绍。
关于全球的挑战，大家都比较清楚，我们简单地过一下。大家知道，目前交通的模式，主要是依赖于传统的汽车，应该说无论是从能源和环保这两个方面都不具有可持续性，这里面我想说关于能源的问题，我们国家的石油依存度逐年增加，特别是石油车的保有量增加，对于石油的需求会越来越大，而且我们石油进口对外的依存度达到了60%。
那么对于这种能源的情况，环境污染也对我们国家造成了极大的挑战，我们大家知道对于二氧化碳的排放，在杭州G20峰会上递交了我们的承诺，低碳化一定是未来的发展趋势，对于汽车而言，还有二氧化碳的排放，消耗能源是很重要的一个原因。
基于这样的情况，未来汽车的发展，我们认为是能源的多样化。对于能源多样化而言，电动汽车或者说汽车的电气化一定是今后的未来发展趋势。这里面我想说，可以从两个方面来讲，第一个方面我们说驱动的电动化，我们知道采用了驱动电动化以后，自动回馈，使驱动效率得到了很大的提高。右边的表格当中典型城市行驶工况牵引与制动能量消耗，采用驱动电动化才可以把制动的能量进行回收，提高效率。
那么第二个方面就是能源的多元化，大家知道，由于我们国家对外石油资源的依存度越来越高，所以国家的能源安全就越来越重要，保证我们国家的能源安全，最有效的方法就是能源的多元化。那么对于能源多元化来说，对汽车工业一定要找到一个中间的载体，中间的能源，这样对于汽车工业的发展就会至关重要，目前比较理想的中间的载体一个就是电，第二个就是氢气，所以目前的纯电动汽车和燃料电池汽车成为国内外争相发展的重点。
今天的主要是动力电池和电动汽车，我这里做了一个比较，这个观点应该说得到了比较大多数的专家的认可，就是说未来的新能源汽车主要是纯电动汽车和燃料电池汽车两种。一般来说在里程比较短的情况下，采用纯电动汽车比较多，而在行驶里程比较长采用燃料汽车比较多，这个表格也给出了各种主要的新能源汽车二氧化碳排放的情况。从这个表格当中我们可以看出，无论是纯电动汽车，还是燃料电池汽车都会极大降低二氧化碳的排放，这是第一个方面，由于前面两位嘉宾都做了详细的介绍，我就简单概括。
第二个方面我们介绍一下燃料电池汽车，做一下燃料电池汽车的简介，今天在座有很多的企业家，我介绍一下燃料电池汽车的有关方面，希望引起各位企业家、各位领导的重视，加大燃料电池汽车方面的投入。燃料电池汽车最基本的或者是核心的部分，我们叫它燃料电池系统，在国内我们也称之为燃料电池发动机，它和动力电池的最大不同就是利用了氢氧反应产生电，这个方面来说类似于我们传统的发动机，不是一个电池，是一个发电的装置。燃料电池汽车比较有代表性的事例，丰田的Mirai在2014年12月15日在日本上市，无论是价格和性能都在国内外引起了强烈的反响。这是一个比较典型的例子。
紧接着在2015年的3月份，本田发布了他的FCV Clarity汽车，这个基本和丰田的类似，各种指标某一些方面甚至超过了丰田的指标，其实本田的汽车应该说是最早实现，大概在2007年丰田的第一代汽车以租赁的方式供用户进行驾驶。第三个就是现代ix35，韩国现代起步比较晚，应该说跟我们国家基本上类似，大概大量的投入也是在2000年左右，但是现在的汽车发展的比我们国家快很多，应该说现代汽车应该比丰田发布还要早，丰田是2014年的12月份，现代是2014年的4月份已经正式开始销售。
我们做的工作，主要是在同济大学期间完成的，2000年开始研究燃料汽车，最早做的超越一号，超越二号，超越三号，后来跟有关的汽车厂研究了一些轿车，2008年的奥运会，总共给上海大众生产了24辆的轿车，在这以后又在美国的加州进行了长达半年的试行。第二个事件是上海的世博会，我们跟有关的整车厂，一汽、上汽、奇瑞等等，推出了90辆的燃料电池汽车，推出了100辆的燃料电池场馆车，所以总共是193辆的燃料电池汽车在上海世博会上进行了长达半年的运行。这是燃料电池整个汽车的情况。
今天我重点介绍一下燃料电池系统，特别是燃料电池系统当中的关键的部件和系统当中的一个关键技术。刚刚赵总也提到，我们国家燃料电池技术在关键部件、关键材料和国外的差距还是比较大的。这有一个示意图，最主要的部件就是燃料的电堆，为了使它正常的工作，就要源源不断地提供空气，提供氢气，所以我们需要一个氢气的供应体，所以我们就需要一个空气的供应体，另外我们说燃料电池在工作的时候氢氧反应生成水，这个水一方面有可能堵塞，另外一方面又起到湿润燃料电池电堆当中的电解质，也就是膜的作用。所以对电堆而言，既是必不可少的又有一定的危害，所以说燃料电池的水热管理系统，对电堆的冷却，第二方面对产生水的回收和对氢气对空气的加湿，这个是燃料电池系统主要的一个原理。
这个表格是显示的美国GOE统计的，目前燃料电池的系统主要的技术指标和2020年的发展目标，从这个表格当中我们可以得到这么一个结论，目前在国际上，包括日本、美国、德国，燃料电池的技术已经成熟，下一个阶段，燃料电池的技术主要是集中在降低成本产业化的阶段，这个表格当中也可以看出来，燃料电池汽车跟传统的汽车有突出的优点，效率比较高，这里面目前的最高的效率已经达到了60%，而2020年将会达到65%，我们大家知道对于传统的发动机像丰田普锐斯发布的，效率达到的60%，这个在汽油车当中已经是最高了。所以说燃料电池显著的优点可以看出来，这个是关于简介。
第三部分我介绍一下燃料系统当中的一些关键的部件，这里面特别是希望能够供有关的企业家们进行参考。我们认为燃料电池系统的关键部件，主要是有4个，第一个是电堆，我们说燃料电池系统、燃料电池发动机是燃料电动汽车的心脏，而电堆又是燃料电池系统的关键的一点，电堆我们说就是把空气系统、氢气系统输入的氢气和空气进行化学反应产生电，这个是我们国内外的一个主要的电堆，其中比较有名的就是丰田和本田他们最近发布的电堆，他这个电堆体积比功率已经达到了每升3.1千瓦，我们国内做的产品级的大概每升在1.2千瓦左右，实验室上做到每升2千瓦左右，所以能够看出我们跟国外的差距还是比较大的。另外在这样的一个关键部件当中，又涉及到很多的关键材料，这里面主要是催化剂、膜、碳石、GDL（音），这几个在我们国家基本来说是空白的，或者是有一些个别的企业研发，产品的可靠性耐久性和国外的差距比较大，基本上在应用当中用的比较少，关键材料绝大部分是国外的产品，这也导致了我们国家燃料电池的成本要比国外高很多。
这个表格是给出了目前电堆在2013年达到了一个具体的状态，美国DOE在2020年要达到的一个技术目标。
第二个部件是氢气循环系统，或者说是氢气循环泵。我们大家知道，燃料电池用的燃料是氢气，那么氢气的电堆为了提高它的化学反应速度，我们希望增加氢气在电堆当中的浓度，增加它的压力，所以说我们就希望能够在电堆当中的氢气循环起来，这里面会带来很多的好处，这个好处一是可以提高功率密度，二是可以减轻补水，所以氢气供应系统、氢气循环泵是很关键的部件。目前对氢气循环大概是有这么几种情况，第一是不循环，这个是在我们国家十一五、十二五绝大部分的样机采用，第二个是引射器，第三种氢气循环泵，这个是主要的特点，今后应该说主要以氢气循环泵为主，在个别的情况下对引射器和氢气循环泵相结合。
第三个关键的部件是加湿器。刚刚已经提到了电堆当中的电解质是一个质子交换膜，在工作的时候这个膜要保持湿润状态，一方面是供氢的质子传递作用，另外一方面可以降低内阻，保持电堆内部的水动态平衡，提高电堆性能和耐久性，这个部分就是加湿器。加湿器的发展经历了很多的过程。在以前有用寒冷法，有用喷水加湿，现在是利用排气对进气进行加湿，目前在国内这一块基本是空白，主要是美国的公司、韩国的公司提供的产品当中有。这个是我们说给加湿器的具体要求。
下面一个关键的部件是空气压缩机，或者说是我们叫它燃料电池的专用压缩机，它的作用很简单，就是为电堆提供一定温度、一定压力、一定流量的空气。我们国内目前的压缩机这个行业应该说是比较齐全的，为什么在燃料电池当中不能应用呢？燃料电池有一个特殊的要求，就是要无油，也就是说空气当中的油不允许存在，这样的话目前的传统压缩机不能用在燃料电池系统当中，所以说我们就要开发燃料电池专用的无油压缩机。那么这个图是目前我们做的，所谓的无油润滑的高速压缩机，为了车用我们说燃料电池的压缩机一定要体积小、重量轻，所以为了满足这样的要求，我们采用离心式的压缩机，轴承采用空气轴承，而电机采用高短速，短速达到10万转，国内上基本是10万-15万转之间，这个燃料电池专用压缩机在国内仅仅有个别的厂家在研发，实际上跟国外的差距还是比较大的。
这张图是给出了目前主流燃料当中汽车当中采用的压缩机的主要的形式，从这里面可以看到，除了丰田他用的是罗茨式的其他都是离心式，当然现在也有鼓风机是采用的低压式的，丰田为什么采用罗茨式的压缩机呢？大家知道丰田原来是丰田纺织，这个里面他的罗茨压缩机在纺织上有大量的应用，所以丰田积累了大量的技术，他把这个技术移植到这个当中。但是采用这样的压缩机也带来一定的问题，这个问题就是有油润滑，尽管密封做的很好，但是有少量的油有可能漏到里面去，特别是随着使用的时间越长，漏油情况越严重，所以说丰田也正在跟有关的零部件供应商在合作开发，所以基于这个方面，我们认为还是利用离心式空气轴承式的高速压缩机是比较适合。这个是对空气压缩机的技术要求。
燃料电池刚刚提到4个技术，第一个是水热管理技术，燃料电池当中电解质质子交换膜在工作的时候需要保持湿润的状态，否则这个氢离子的传递会很难传递，另外一方面电内阻会增大，另外一方面氢氧反应在生成水，如果管理不当的情况下会把这个流道堵住，所以阻止氧气和氢离子的进入，所以功率会下降。水热管理的目标就是保证这个膜湿润，从此就防止了在阴极和阳极堵水的可能。丰田在发布Mirai最近的这个车当中，应该说它的核心的关键技术就是在它的水管理当中做的工作，这个工作应该发布以后引起了各大车厂的轰动，他把水管理做到极致，具体来讲他把加湿器取消掉了，原来空气系统进行加湿，他把这个取消，丰田的这个目的是为了降低成本，没有这个加湿器了，他的成本会大大下降，他是怎么做到的呢？应该说采用了几个关键的技术，一个关键技术是他把这个膜做的很好，原来的是在20个微米以上，而丰田的这个膜采用了10个微米，那么这个膜变薄了以后就有利于阴极向阳极的水传递，和阳极向阴极的水传递，这个是第一个措施。第二个措施是空气和氢气采用逆流的方式，流动正好是相反，第三个措施就是把这个热管理控制在空气入口这边，温度比较低，出口的温度比较高，这样在温度比较低的时候，由于空气不加湿，温度比较低，随着蒸发量的下降，膜就不容易变干，这是第三个。第四个关键技术是氢气采用很大的循环量进行循环，做了这样的技术就实现了所谓的自增湿的技术，怎么实现的呢？我可以简单说一下。
先看空气这一侧，开始的时候他没有水，但是随着反应进行在空气出口的时候会产生大量的水，这个时候因为这边的浓度比较高，就会从空气侧向氢气侧传递，这个时候我们说氢气在流动的过程当中把水分从入口带到出口，由于空气这一侧浓度比较低，所以说又从阳极向阴极传递，就实现了所谓的自增湿的情况，这个是丰田在这一轮当中的过程，另外一方面系统大大的简化，成本降低，所以说号称这个车卖700万日元。另外一个降低成本的技术是原来的氢瓶是碳纤维，后来跟厂家合作，把碳纤维的要求降低，成本下降，氢瓶当中碳纤维不要要求那么高，这个是丰田降低成本两个关键的技术。
第二个是低温冷起动，对于新能源汽车，即使是纯电动汽车，低温起动仍然是有挑战性，动力电池在低温下的性能应该是比常温下要差很多，燃料电池也面临着同样的挑战，他的挑战是什么呢？我们说对于燃料电池汽车来说反应的快，零下的时候水会结冰，如果结冰的量比较多的话，我们说这个电解质的这层膜很薄，10个微米，冰碴子会出现一些问题。所以说低温起动在燃料电池当中有一个核心的关键技术，那么目前应该说丰田的Mirai、本田等等都实现了在零下30度的起动，我们国内的上汽通用做到了零下25度。这个是怎么做到的呢？主要是从这三个方面考虑，第一个方面是说在停机的时候要想办法把它产生的水分从阳极和阴极排除掉，这样减少了结冰的数量。第二个措施就是保温，这样的话减缓温度降低的速率，第三个是起动的时候加热，它这个加热应该说不是依赖于动力电池的加热，而是利用燃料电池本身的一个自加热，也就是说这个图可能是比较专业，这个是工作图，1.4-1.0的区间是产生热，绝大部分的氢气是变成了电，在低温启动的一瞬间，通过控制的措施，在工作的这个点，这个时候是大量的产生热，而这个小量的产生电，产生这个电只要维持压缩机和燃料电池系统自身工作需要的电就可以了，而大量的这个热把电堆快速地从零下20度，零下30度加热到零上就可以顺利起动，所以这样的技术应该说在国外的主要的厂家都已经实现了在零下30度甚至可以做的更低，这一点应该说比动力电池在低温起动上面解决的更好。去年我们到日本丰田进行交流的时候，我们也问他，为什么在燃料电池汽车当中不采用锂电池而是镍锌电池？他们说锂电池在低温启动上没有得到解决，而镍锌电池已经得到了解决。
第三个关键技术我们叫它系统的控制技术，燃料电池大家知道，它的耐久性是很关键的问题，目前在国际的先进水平上，在轿车上可以运行20万公里，或者说5000小时，功率衰减不超过10%，那么在客车上，可以做到1万个小时，这个耐久性是怎么做的呢？一方面在关键的材料，关键的部件，很大的一部分在控制，经过大量的研究，影响燃料电池寿命的关键因素有这么几个，动态工况，起动，连续怠速，低温储存和起动，经过这几个影响耐久性的关键的因素，如何来对咱们的系统进行控制是比较关键的问题。
这个图是我们中心基于耐久性、经济性、动力性考虑的一个控制策略图，从起动过程，运行过程、故障改善做的。另外现在空气控制系统都是中压或者是高压系统，我们要把空气的供应和压力分别进行控制，进行压力和流量的节流。另外就是这边是氢气供应系统，这边是空气供应系统，刚刚已经提到了电解质的膜很薄，丰田就10个微米，如何来保证这个空气和氢气它们之间的压差？这个压差如果大的话，会把这个膜去掉，我们目前要限制空气这一侧和氢气这一侧的压差不超过0.5，这个我们就可以通过一个控制的方法来使得这个氢气系统和空气系统随动，这个是比较关键的。
燃料电池汽车的发展趋势
最后简单提一提今后燃料电池的发展方向。我们认为未来主要的做的工作是寿命、成本、可靠性这几个方面需要做大量的工作。这个是我们国家在十三五燃料电池的支持，燃料电池去年已经支持了一个比较大的项目，一个是关于电堆，一个是关于材料，还有一个今年要起动的对于燃料电池系统方面的支持，现在本来已经发布，预计在今年的11月份，12月份马上就可以起动。
来源：网络 查看全部
同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传
以下是电动汽车资源网整理
各位领导，各位专家上午好！今天很高兴有机会跟在座的各位专家和领导探讨燃料电池系统当中的有关问题，今天我也很高兴主持人给我这样的机会，在这样一个动力电池的论坛上，让我介绍燃料电池的情况。其实与刚刚陈老师还有赵部长介绍的一样，燃料电池汽车是我们国家新能源汽车当中的一种主要的形式，我代表我们同济大学新能源汽车工程中心，也是国家燃料电池汽车及动力系统工程中心做一个介绍，我大概分几个部分向各位专家做一下介绍。
关于全球的挑战，大家都比较清楚，我们简单地过一下。大家知道，目前交通的模式，主要是依赖于传统的汽车，应该说无论是从能源和环保这两个方面都不具有可持续性，这里面我想说关于能源的问题，我们国家的石油依存度逐年增加，特别是石油车的保有量增加，对于石油的需求会越来越大，而且我们石油进口对外的依存度达到了60%。
那么对于这种能源的情况，环境污染也对我们国家造成了极大的挑战，我们大家知道对于二氧化碳的排放，在杭州G20峰会上递交了我们的承诺，低碳化一定是未来的发展趋势，对于汽车而言，还有二氧化碳的排放，消耗能源是很重要的一个原因。
基于这样的情况，未来汽车的发展，我们认为是能源的多样化。对于能源多样化而言，电动汽车或者说汽车的电气化一定是今后的未来发展趋势。这里面我想说，可以从两个方面来讲，第一个方面我们说驱动的电动化，我们知道采用了驱动电动化以后，自动回馈，使驱动效率得到了很大的提高。右边的表格当中典型城市行驶工况牵引与制动能量消耗，采用驱动电动化才可以把制动的能量进行回收，提高效率。
那么第二个方面就是能源的多元化，大家知道，由于我们国家对外石油资源的依存度越来越高，所以国家的能源安全就越来越重要，保证我们国家的能源安全，最有效的方法就是能源的多元化。那么对于能源多元化来说，对汽车工业一定要找到一个中间的载体，中间的能源，这样对于汽车工业的发展就会至关重要，目前比较理想的中间的载体一个就是电，第二个就是氢气，所以目前的纯电动汽车和燃料电池汽车成为国内外争相发展的重点。
今天的主要是动力电池和电动汽车，我这里做了一个比较，这个观点应该说得到了比较大多数的专家的认可，就是说未来的新能源汽车主要是纯电动汽车和燃料电池汽车两种。一般来说在里程比较短的情况下，采用纯电动汽车比较多，而在行驶里程比较长采用燃料汽车比较多，这个表格也给出了各种主要的新能源汽车二氧化碳排放的情况。从这个表格当中我们可以看出，无论是纯电动汽车，还是燃料电池汽车都会极大降低二氧化碳的排放，这是第一个方面，由于前面两位嘉宾都做了详细的介绍，我就简单概括。
第二个方面我们介绍一下燃料电池汽车，做一下燃料电池汽车的简介，今天在座有很多的企业家，我介绍一下燃料电池汽车的有关方面，希望引起各位企业家、各位领导的重视，加大燃料电池汽车方面的投入。燃料电池汽车最基本的或者是核心的部分，我们叫它燃料电池系统，在国内我们也称之为燃料电池发动机，它和动力电池的最大不同就是利用了氢氧反应产生电，这个方面来说类似于我们传统的发动机，不是一个电池，是一个发电的装置。燃料电池汽车比较有代表性的事例，丰田的Mirai在2014年12月15日在日本上市，无论是价格和性能都在国内外引起了强烈的反响。这是一个比较典型的例子。
紧接着在2015年的3月份，本田发布了他的FCV Clarity汽车，这个基本和丰田的类似，各种指标某一些方面甚至超过了丰田的指标，其实本田的汽车应该说是最早实现，大概在2007年丰田的第一代汽车以租赁的方式供用户进行驾驶。第三个就是现代ix35，韩国现代起步比较晚，应该说跟我们国家基本上类似，大概大量的投入也是在2000年左右，但是现在的汽车发展的比我们国家快很多，应该说现代汽车应该比丰田发布还要早，丰田是2014年的12月份，现代是2014年的4月份已经正式开始销售。
我们做的工作，主要是在同济大学期间完成的，2000年开始研究燃料汽车，最早做的超越一号，超越二号，超越三号，后来跟有关的汽车厂研究了一些轿车，2008年的奥运会，总共给上海大众生产了24辆的轿车，在这以后又在美国的加州进行了长达半年的试行。第二个事件是上海的世博会，我们跟有关的整车厂，一汽、上汽、奇瑞等等，推出了90辆的燃料电池汽车，推出了100辆的燃料电池场馆车，所以总共是193辆的燃料电池汽车在上海世博会上进行了长达半年的运行。这是燃料电池整个汽车的情况。
今天我重点介绍一下燃料电池系统，特别是燃料电池系统当中的关键的部件和系统当中的一个关键技术。刚刚赵总也提到，我们国家燃料电池技术在关键部件、关键材料和国外的差距还是比较大的。这有一个示意图，最主要的部件就是燃料的电堆，为了使它正常的工作，就要源源不断地提供空气，提供氢气，所以我们需要一个氢气的供应体，所以我们就需要一个空气的供应体，另外我们说燃料电池在工作的时候氢氧反应生成水，这个水一方面有可能堵塞，另外一方面又起到湿润燃料电池电堆当中的电解质，也就是膜的作用。所以对电堆而言，既是必不可少的又有一定的危害，所以说燃料电池的水热管理系统，对电堆的冷却，第二方面对产生水的回收和对氢气对空气的加湿，这个是燃料电池系统主要的一个原理。
这个表格是显示的美国GOE统计的，目前燃料电池的系统主要的技术指标和2020年的发展目标，从这个表格当中我们可以得到这么一个结论，目前在国际上，包括日本、美国、德国，燃料电池的技术已经成熟，下一个阶段，燃料电池的技术主要是集中在降低成本产业化的阶段，这个表格当中也可以看出来，燃料电池汽车跟传统的汽车有突出的优点，效率比较高，这里面目前的最高的效率已经达到了60%，而2020年将会达到65%，我们大家知道对于传统的发动机像丰田普锐斯发布的，效率达到的60%，这个在汽油车当中已经是最高了。所以说燃料电池显著的优点可以看出来，这个是关于简介。
第三部分我介绍一下燃料系统当中的一些关键的部件，这里面特别是希望能够供有关的企业家们进行参考。我们认为燃料电池系统的关键部件，主要是有4个，第一个是电堆，我们说燃料电池系统、燃料电池发动机是燃料电动汽车的心脏，而电堆又是燃料电池系统的关键的一点，电堆我们说就是把空气系统、氢气系统输入的氢气和空气进行化学反应产生电，这个是我们国内外的一个主要的电堆，其中比较有名的就是丰田和本田他们最近发布的电堆，他这个电堆体积比功率已经达到了每升3.1千瓦，我们国内做的产品级的大概每升在1.2千瓦左右，实验室上做到每升2千瓦左右，所以能够看出我们跟国外的差距还是比较大的。另外在这样的一个关键部件当中，又涉及到很多的关键材料，这里面主要是催化剂、膜、碳石、GDL（音），这几个在我们国家基本来说是空白的，或者是有一些个别的企业研发，产品的可靠性耐久性和国外的差距比较大，基本上在应用当中用的比较少，关键材料绝大部分是国外的产品，这也导致了我们国家燃料电池的成本要比国外高很多。
这个表格是给出了目前电堆在2013年达到了一个具体的状态，美国DOE在2020年要达到的一个技术目标。
第二个部件是氢气循环系统，或者说是氢气循环泵。我们大家知道，燃料电池用的燃料是氢气，那么氢气的电堆为了提高它的化学反应速度，我们希望增加氢气在电堆当中的浓度，增加它的压力，所以说我们就希望能够在电堆当中的氢气循环起来，这里面会带来很多的好处，这个好处一是可以提高功率密度，二是可以减轻补水，所以氢气供应系统、氢气循环泵是很关键的部件。目前对氢气循环大概是有这么几种情况，第一是不循环，这个是在我们国家十一五、十二五绝大部分的样机采用，第二个是引射器，第三种氢气循环泵，这个是主要的特点，今后应该说主要以氢气循环泵为主，在个别的情况下对引射器和氢气循环泵相结合。
第三个关键的部件是加湿器。刚刚已经提到了电堆当中的电解质是一个质子交换膜，在工作的时候这个膜要保持湿润状态，一方面是供氢的质子传递作用，另外一方面可以降低内阻，保持电堆内部的水动态平衡，提高电堆性能和耐久性，这个部分就是加湿器。加湿器的发展经历了很多的过程。在以前有用寒冷法，有用喷水加湿，现在是利用排气对进气进行加湿，目前在国内这一块基本是空白，主要是美国的公司、韩国的公司提供的产品当中有。这个是我们说给加湿器的具体要求。
下面一个关键的部件是空气压缩机，或者说是我们叫它燃料电池的专用压缩机，它的作用很简单，就是为电堆提供一定温度、一定压力、一定流量的空气。我们国内目前的压缩机这个行业应该说是比较齐全的，为什么在燃料电池当中不能应用呢？燃料电池有一个特殊的要求，就是要无油，也就是说空气当中的油不允许存在，这样的话目前的传统压缩机不能用在燃料电池系统当中，所以说我们就要开发燃料电池专用的无油压缩机。那么这个图是目前我们做的，所谓的无油润滑的高速压缩机，为了车用我们说燃料电池的压缩机一定要体积小、重量轻，所以为了满足这样的要求，我们采用离心式的压缩机，轴承采用空气轴承，而电机采用高短速，短速达到10万转，国内上基本是10万-15万转之间，这个燃料电池专用压缩机在国内仅仅有个别的厂家在研发，实际上跟国外的差距还是比较大的。
这张图是给出了目前主流燃料当中汽车当中采用的压缩机的主要的形式，从这里面可以看到，除了丰田他用的是罗茨式的其他都是离心式，当然现在也有鼓风机是采用的低压式的，丰田为什么采用罗茨式的压缩机呢？大家知道丰田原来是丰田纺织，这个里面他的罗茨压缩机在纺织上有大量的应用，所以丰田积累了大量的技术，他把这个技术移植到这个当中。但是采用这样的压缩机也带来一定的问题，这个问题就是有油润滑，尽管密封做的很好，但是有少量的油有可能漏到里面去，特别是随着使用的时间越长，漏油情况越严重，所以说丰田也正在跟有关的零部件供应商在合作开发，所以基于这个方面，我们认为还是利用离心式空气轴承式的高速压缩机是比较适合。这个是对空气压缩机的技术要求。
燃料电池刚刚提到4个技术，第一个是水热管理技术，燃料电池当中电解质质子交换膜在工作的时候需要保持湿润的状态，否则这个氢离子的传递会很难传递，另外一方面电内阻会增大，另外一方面氢氧反应在生成水，如果管理不当的情况下会把这个流道堵住，所以阻止氧气和氢离子的进入，所以功率会下降。水热管理的目标就是保证这个膜湿润，从此就防止了在阴极和阳极堵水的可能。丰田在发布Mirai最近的这个车当中，应该说它的核心的关键技术就是在它的水管理当中做的工作，这个工作应该发布以后引起了各大车厂的轰动，他把水管理做到极致，具体来讲他把加湿器取消掉了，原来空气系统进行加湿，他把这个取消，丰田的这个目的是为了降低成本，没有这个加湿器了，他的成本会大大下降，他是怎么做到的呢？应该说采用了几个关键的技术，一个关键技术是他把这个膜做的很好，原来的是在20个微米以上，而丰田的这个膜采用了10个微米，那么这个膜变薄了以后就有利于阴极向阳极的水传递，和阳极向阴极的水传递，这个是第一个措施。第二个措施是空气和氢气采用逆流的方式，流动正好是相反，第三个措施就是把这个热管理控制在空气入口这边，温度比较低，出口的温度比较高，这样在温度比较低的时候，由于空气不加湿，温度比较低，随着蒸发量的下降，膜就不容易变干，这是第三个。第四个关键技术是氢气采用很大的循环量进行循环，做了这样的技术就实现了所谓的自增湿的技术，怎么实现的呢？我可以简单说一下。
先看空气这一侧，开始的时候他没有水，但是随着反应进行在空气出口的时候会产生大量的水，这个时候因为这边的浓度比较高，就会从空气侧向氢气侧传递，这个时候我们说氢气在流动的过程当中把水分从入口带到出口，由于空气这一侧浓度比较低，所以说又从阳极向阴极传递，就实现了所谓的自增湿的情况，这个是丰田在这一轮当中的过程，另外一方面系统大大的简化，成本降低，所以说号称这个车卖700万日元。另外一个降低成本的技术是原来的氢瓶是碳纤维，后来跟厂家合作，把碳纤维的要求降低，成本下降，氢瓶当中碳纤维不要要求那么高，这个是丰田降低成本两个关键的技术。
第二个是低温冷起动，对于新能源汽车，即使是纯电动汽车，低温起动仍然是有挑战性，动力电池在低温下的性能应该是比常温下要差很多，燃料电池也面临着同样的挑战，他的挑战是什么呢？我们说对于燃料电池汽车来说反应的快，零下的时候水会结冰，如果结冰的量比较多的话，我们说这个电解质的这层膜很薄，10个微米，冰碴子会出现一些问题。所以说低温起动在燃料电池当中有一个核心的关键技术，那么目前应该说丰田的Mirai、本田等等都实现了在零下30度的起动，我们国内的上汽通用做到了零下25度。这个是怎么做到的呢？主要是从这三个方面考虑，第一个方面是说在停机的时候要想办法把它产生的水分从阳极和阴极排除掉，这样减少了结冰的数量。第二个措施就是保温，这样的话减缓温度降低的速率，第三个是起动的时候加热，它这个加热应该说不是依赖于动力电池的加热，而是利用燃料电池本身的一个自加热，也就是说这个图可能是比较专业，这个是工作图，1.4-1.0的区间是产生热，绝大部分的氢气是变成了电，在低温启动的一瞬间，通过控制的措施，在工作的这个点，这个时候是大量的产生热，而这个小量的产生电，产生这个电只要维持压缩机和燃料电池系统自身工作需要的电就可以了，而大量的这个热把电堆快速地从零下20度，零下30度加热到零上就可以顺利起动，所以这样的技术应该说在国外的主要的厂家都已经实现了在零下30度甚至可以做的更低，这一点应该说比动力电池在低温起动上面解决的更好。去年我们到日本丰田进行交流的时候，我们也问他，为什么在燃料电池汽车当中不采用锂电池而是镍锌电池？他们说锂电池在低温启动上没有得到解决，而镍锌电池已经得到了解决。
第三个关键技术我们叫它系统的控制技术，燃料电池大家知道，它的耐久性是很关键的问题，目前在国际的先进水平上，在轿车上可以运行20万公里，或者说5000小时，功率衰减不超过10%，那么在客车上，可以做到1万个小时，这个耐久性是怎么做的呢？一方面在关键的材料，关键的部件，很大的一部分在控制，经过大量的研究，影响燃料电池寿命的关键因素有这么几个，动态工况，起动，连续怠速，低温储存和起动，经过这几个影响耐久性的关键的因素，如何来对咱们的系统进行控制是比较关键的问题。
这个图是我们中心基于耐久性、经济性、动力性考虑的一个控制策略图，从起动过程，运行过程、故障改善做的。另外现在空气控制系统都是中压或者是高压系统，我们要把空气的供应和压力分别进行控制，进行压力和流量的节流。另外就是这边是氢气供应系统，这边是空气供应系统，刚刚已经提到了电解质的膜很薄，丰田就10个微米，如何来保证这个空气和氢气它们之间的压差？这个压差如果大的话，会把这个膜去掉，我们目前要限制空气这一侧和氢气这一侧的压差不超过0.5，这个我们就可以通过一个控制的方法来使得这个氢气系统和空气系统随动，这个是比较关键的。
燃料电池汽车的发展趋势
最后简单提一提今后燃料电池的发展方向。我们认为未来主要的做的工作是寿命、成本、可靠性这几个方面需要做大量的工作。这个是我们国家在十三五燃料电池的支持，燃料电池去年已经支持了一个比较大的项目，一个是关于电堆，一个是关于材料，还有一个今年要起动的对于燃料电池系统方面的支持，现在本来已经发布，预计在今年的11月份，12月份马上就可以起动。
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2016年9月23日，“2016中国新能源汽车动力电池产业技术发展高峰论坛暨车企与动力电池企业技术交流会”在张家港盛大召开。本届会议由电动汽车资源网携同江苏天鹏电源有限公司联合张家港市发展和改革委员会、张家港市科技局共同举办，来自政府主管部门、行业权威专家学者、新能源整车企业、动力电池产业链企业、检测机构等，共计600余业界精英齐聚一堂。同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传做重要演讲，许思传教授的演讲主题为“车用燃料电池系统的关键技术及发展趋势”。
同济大学新能源汽车工程中心教授、博士生导师许思传
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各位领导，各位专家上午好！今天很高兴有机会跟在座的各位专家和领导探讨燃料电池系统当中的有关问题，今天我也很高兴主持人给我这样的机会，在这样一个动力电池的论坛上，让我介绍燃料电池的情况。其实与刚刚陈老师还有赵部长介绍的一样，燃料电池汽车是我们国家新能源汽车当中的一种主要的形式，我代表我们同济大学新能源汽车工程中心，也是国家燃料电池汽车及动力系统工程中心做一个介绍，我大概分几个部分向各位专家做一下介绍。
关于全球的挑战，大家都比较清楚，我们简单地过一下。大家知道，目前交通的模式，主要是依赖于传统的汽车，应该说无论是从能源和环保这两个方面都不具有可持续性，这里面我想说关于能源的问题，我们国家的石油依存度逐年增加，特别是石油车的保有量增加，对于石油的需求会越来越大，而且我们石油进口对外的依存度达到了60%。
那么对于这种能源的情况，环境污染也对我们国家造成了极大的挑战，我们大家知道对于二氧化碳的排放，在杭州G20峰会上递交了我们的承诺，低碳化一定是未来的发展趋势，对于汽车而言，还有二氧化碳的排放，消耗能源是很重要的一个原因。
基于这样的情况，未来汽车的发展，我们认为是能源的多样化。对于能源多样化而言，电动汽车或者说汽车的电气化一定是今后的未来发展趋势。这里面我想说，可以从两个方面来讲，第一个方面我们说驱动的电动化，我们知道采用了驱动电动化以后，自动回馈，使驱动效率得到了很大的提高。右边的表格当中典型城市行驶工况牵引与制动能量消耗，采用驱动电动化才可以把制动的能量进行回收，提高效率。
那么第二个方面就是能源的多元化，大家知道，由于我们国家对外石油资源的依存度越来越高，所以国家的能源安全就越来越重要，保证我们国家的能源安全，最有效的方法就是能源的多元化。那么对于能源多元化来说，对汽车工业一定要找到一个中间的载体，中间的能源，这样对于汽车工业的发展就会至关重要，目前比较理想的中间的载体一个就是电，第二个就是氢气，所以目前的纯电动汽车和燃料电池汽车成为国内外争相发展的重点。
今天的主要是动力电池和电动汽车，我这里做了一个比较，这个观点应该说得到了比较大多数的专家的认可，就是说未来的新能源汽车主要是纯电动汽车和燃料电池汽车两种。一般来说在里程比较短的情况下，采用纯电动汽车比较多，而在行驶里程比较长采用燃料汽车比较多，这个表格也给出了各种主要的新能源汽车二氧化碳排放的情况。从这个表格当中我们可以看出，无论是纯电动汽车，还是燃料电池汽车都会极大降低二氧化碳的排放，这是第一个方面，由于前面两位嘉宾都做了详细的介绍，我就简单概括。
第二个方面我们介绍一下燃料电池汽车，做一下燃料电池汽车的简介，今天在座有很多的企业家，我介绍一下燃料电池汽车的有关方面，希望引起各位企业家、各位领导的重视，加大燃料电池汽车方面的投入。燃料电池汽车最基本的或者是核心的部分，我们叫它燃料电池系统，在国内我们也称之为燃料电池发动机，它和动力电池的最大不同就是利用了氢氧反应产生电，这个方面来说类似于我们传统的发动机，不是一个电池，是一个发电的装置。燃料电池汽车比较有代表性的事例，丰田的Mirai在2014年12月15日在日本上市，无论是价格和性能都在国内外引起了强烈的反响。这是一个比较典型的例子。
紧接着在2015年的3月份，本田发布了他的FCV Clarity汽车，这个基本和丰田的类似，各种指标某一些方面甚至超过了丰田的指标，其实本田的汽车应该说是最早实现，大概在2007年丰田的第一代汽车以租赁的方式供用户进行驾驶。第三个就是现代ix35，韩国现代起步比较晚，应该说跟我们国家基本上类似，大概大量的投入也是在2000年左右，但是现在的汽车发展的比我们国家快很多，应该说现代汽车应该比丰田发布还要早，丰田是2014年的12月份，现代是2014年的4月份已经正式开始销售。
我们做的工作，主要是在同济大学期间完成的，2000年开始研究燃料汽车，最早做的超越一号，超越二号，超越三号，后来跟有关的汽车厂研究了一些轿车，2008年的奥运会，总共给上海大众生产了24辆的轿车，在这以后又在美国的加州进行了长达半年的试行。第二个事件是上海的世博会，我们跟有关的整车厂，一汽、上汽、奇瑞等等，推出了90辆的燃料电池汽车，推出了100辆的燃料电池场馆车，所以总共是193辆的燃料电池汽车在上海世博会上进行了长达半年的运行。这是燃料电池整个汽车的情况。
今天我重点介绍一下燃料电池系统，特别是燃料电池系统当中的关键的部件和系统当中的一个关键技术。刚刚赵总也提到，我们国家燃料电池技术在关键部件、关键材料和国外的差距还是比较大的。这有一个示意图，最主要的部件就是燃料的电堆，为了使它正常的工作，就要源源不断地提供空气，提供氢气，所以我们需要一个氢气的供应体，所以我们就需要一个空气的供应体，另外我们说燃料电池在工作的时候氢氧反应生成水，这个水一方面有可能堵塞，另外一方面又起到湿润燃料电池电堆当中的电解质，也就是膜的作用。所以对电堆而言，既是必不可少的又有一定的危害，所以说燃料电池的水热管理系统，对电堆的冷却，第二方面对产生水的回收和对氢气对空气的加湿，这个是燃料电池系统主要的一个原理。
这个表格是显示的美国GOE统计的，目前燃料电池的系统主要的技术指标和2020年的发展目标，从这个表格当中我们可以得到这么一个结论，目前在国际上，包括日本、美国、德国，燃料电池的技术已经成熟，下一个阶段，燃料电池的技术主要是集中在降低成本产业化的阶段，这个表格当中也可以看出来，燃料电池汽车跟传统的汽车有突出的优点，效率比较高，这里面目前的最高的效率已经达到了60%，而2020年将会达到65%，我们大家知道对于传统的发动机像丰田普锐斯发布的，效率达到的60%，这个在汽油车当中已经是最高了。所以说燃料电池显著的优点可以看出来，这个是关于简介。
第三部分我介绍一下燃料系统当中的一些关键的部件，这里面特别是希望能够供有关的企业家们进行参考。我们认为燃料电池系统的关键部件，主要是有4个，第一个是电堆，我们说燃料电池系统、燃料电池发动机是燃料电动汽车的心脏，而电堆又是燃料电池系统的关键的一点，电堆我们说就是把空气系统、氢气系统输入的氢气和空气进行化学反应产生电，这个是我们国内外的一个主要的电堆，其中比较有名的就是丰田和本田他们最近发布的电堆，他这个电堆体积比功率已经达到了每升3.1千瓦，我们国内做的产品级的大概每升在1.2千瓦左右，实验室上做到每升2千瓦左右，所以能够看出我们跟国外的差距还是比较大的。另外在这样的一个关键部件当中，又涉及到很多的关键材料，这里面主要是催化剂、膜、碳石、GDL（音），这几个在我们国家基本来说是空白的，或者是有一些个别的企业研发，产品的可靠性耐久性和国外的差距比较大，基本上在应用当中用的比较少，关键材料绝大部分是国外的产品，这也导致了我们国家燃料电池的成本要比国外高很多。
这个表格是给出了目前电堆在2013年达到了一个具体的状态，美国DOE在2020年要达到的一个技术目标。
第二个部件是氢气循环系统，或者说是氢气循环泵。我们大家知道，燃料电池用的燃料是氢气，那么氢气的电堆为了提高它的化学反应速度，我们希望增加氢气在电堆当中的浓度，增加它的压力，所以说我们就希望能够在电堆当中的氢气循环起来，这里面会带来很多的好处，这个好处一是可以提高功率密度，二是可以减轻补水，所以氢气供应系统、氢气循环泵是很关键的部件。目前对氢气循环大概是有这么几种情况，第一是不循环，这个是在我们国家十一五、十二五绝大部分的样机采用，第二个是引射器，第三种氢气循环泵，这个是主要的特点，今后应该说主要以氢气循环泵为主，在个别的情况下对引射器和氢气循环泵相结合。
第三个关键的部件是加湿器。刚刚已经提到了电堆当中的电解质是一个质子交换膜，在工作的时候这个膜要保持湿润状态，一方面是供氢的质子传递作用，另外一方面可以降低内阻，保持电堆内部的水动态平衡，提高电堆性能和耐久性，这个部分就是加湿器。加湿器的发展经历了很多的过程。在以前有用寒冷法，有用喷水加湿，现在是利用排气对进气进行加湿，目前在国内这一块基本是空白，主要是美国的公司、韩国的公司提供的产品当中有。这个是我们说给加湿器的具体要求。
下面一个关键的部件是空气压缩机，或者说是我们叫它燃料电池的专用压缩机，它的作用很简单，就是为电堆提供一定温度、一定压力、一定流量的空气。我们国内目前的压缩机这个行业应该说是比较齐全的，为什么在燃料电池当中不能应用呢？燃料电池有一个特殊的要求，就是要无油，也就是说空气当中的油不允许存在，这样的话目前的传统压缩机不能用在燃料电池系统当中，所以说我们就要开发燃料电池专用的无油压缩机。那么这个图是目前我们做的，所谓的无油润滑的高速压缩机，为了车用我们说燃料电池的压缩机一定要体积小、重量轻，所以为了满足这样的要求，我们采用离心式的压缩机，轴承采用空气轴承，而电机采用高短速，短速达到10万转，国内上基本是10万-15万转之间，这个燃料电池专用压缩机在国内仅仅有个别的厂家在研发，实际上跟国外的差距还是比较大的。
这张图是给出了目前主流燃料当中汽车当中采用的压缩机的主要的形式，从这里面可以看到，除了丰田他用的是罗茨式的其他都是离心式，当然现在也有鼓风机是采用的低压式的，丰田为什么采用罗茨式的压缩机呢？大家知道丰田原来是丰田纺织，这个里面他的罗茨压缩机在纺织上有大量的应用，所以丰田积累了大量的技术，他把这个技术移植到这个当中。但是采用这样的压缩机也带来一定的问题，这个问题就是有油润滑，尽管密封做的很好，但是有少量的油有可能漏到里面去，特别是随着使用的时间越长，漏油情况越严重，所以说丰田也正在跟有关的零部件供应商在合作开发，所以基于这个方面，我们认为还是利用离心式空气轴承式的高速压缩机是比较适合。这个是对空气压缩机的技术要求。
燃料电池刚刚提到4个技术，第一个是水热管理技术，燃料电池当中电解质质子交换膜在工作的时候需要保持湿润的状态，否则这个氢离子的传递会很难传递，另外一方面电内阻会增大，另外一方面氢氧反应在生成水，如果管理不当的情况下会把这个流道堵住，所以阻止氧气和氢离子的进入，所以功率会下降。水热管理的目标就是保证这个膜湿润，从此就防止了在阴极和阳极堵水的可能。丰田在发布Mirai最近的这个车当中，应该说它的核心的关键技术就是在它的水管理当中做的工作，这个工作应该发布以后引起了各大车厂的轰动，他把水管理做到极致，具体来讲他把加湿器取消掉了，原来空气系统进行加湿，他把这个取消，丰田的这个目的是为了降低成本，没有这个加湿器了，他的成本会大大下降，他是怎么做到的呢？应该说采用了几个关键的技术，一个关键技术是他把这个膜做的很好，原来的是在20个微米以上，而丰田的这个膜采用了10个微米，那么这个膜变薄了以后就有利于阴极向阳极的水传递，和阳极向阴极的水传递，这个是第一个措施。第二个措施是空气和氢气采用逆流的方式，流动正好是相反，第三个措施就是把这个热管理控制在空气入口这边，温度比较低，出口的温度比较高，这样在温度比较低的时候，由于空气不加湿，温度比较低，随着蒸发量的下降，膜就不容易变干，这是第三个。第四个关键技术是氢气采用很大的循环量进行循环，做了这样的技术就实现了所谓的自增湿的技术，怎么实现的呢？我可以简单说一下。
先看空气这一侧，开始的时候他没有水，但是随着反应进行在空气出口的时候会产生大量的水，这个时候因为这边的浓度比较高，就会从空气侧向氢气侧传递，这个时候我们说氢气在流动的过程当中把水分从入口带到出口，由于空气这一侧浓度比较低，所以说又从阳极向阴极传递，就实现了所谓的自增湿的情况，这个是丰田在这一轮当中的过程，另外一方面系统大大的简化，成本降低，所以说号称这个车卖700万日元。另外一个降低成本的技术是原来的氢瓶是碳纤维，后来跟厂家合作，把碳纤维的要求降低，成本下降，氢瓶当中碳纤维不要要求那么高，这个是丰田降低成本两个关键的技术。
第二个是低温冷起动，对于新能源汽车，即使是纯电动汽车，低温起动仍然是有挑战性，动力电池在低温下的性能应该是比常温下要差很多，燃料电池也面临着同样的挑战，他的挑战是什么呢？我们说对于燃料电池汽车来说反应的快，零下的时候水会结冰，如果结冰的量比较多的话，我们说这个电解质的这层膜很薄，10个微米，冰碴子会出现一些问题。所以说低温起动在燃料电池当中有一个核心的关键技术，那么目前应该说丰田的Mirai、本田等等都实现了在零下30度的起动，我们国内的上汽通用做到了零下25度。这个是怎么做到的呢？主要是从这三个方面考虑，第一个方面是说在停机的时候要想办法把它产生的水分从阳极和阴极排除掉，这样减少了结冰的数量。第二个措施就是保温，这样的话减缓温度降低的速率，第三个是起动的时候加热，它这个加热应该说不是依赖于动力电池的加热，而是利用燃料电池本身的一个自加热，也就是说这个图可能是比较专业，这个是工作图，1.4-1.0的区间是产生热，绝大部分的氢气是变成了电，在低温启动的一瞬间，通过控制的措施，在工作的这个点，这个时候是大量的产生热，而这个小量的产生电，产生这个电只要维持压缩机和燃料电池系统自身工作需要的电就可以了，而大量的这个热把电堆快速地从零下20度，零下30度加热到零上就可以顺利起动，所以这样的技术应该说在国外的主要的厂家都已经实现了在零下30度甚至可以做的更低，这一点应该说比动力电池在低温起动上面解决的更好。去年我们到日本丰田进行交流的时候，我们也问他，为什么在燃料电池汽车当中不采用锂电池而是镍锌电池？他们说锂电池在低温启动上没有得到解决，而镍锌电池已经得到了解决。
第三个关键技术我们叫它系统的控制技术，燃料电池大家知道，它的耐久性是很关键的问题，目前在国际的先进水平上，在轿车上可以运行20万公里，或者说5000小时，功率衰减不超过10%，那么在客车上，可以做到1万个小时，这个耐久性是怎么做的呢？一方面在关键的材料，关键的部件，很大的一部分在控制，经过大量的研究，影响燃料电池寿命的关键因素有这么几个，动态工况，起动，连续怠速，低温储存和起动，经过这几个影响耐久性的关键的因素，如何来对咱们的系统进行控制是比较关键的问题。
这个图是我们中心基于耐久性、经济性、动力性考虑的一个控制策略图，从起动过程，运行过程、故障改善做的。另外现在空气控制系统都是中压或者是高压系统，我们要把空气的供应和压力分别进行控制，进行压力和流量的节流。另外就是这边是氢气供应系统，这边是空气供应系统，刚刚已经提到了电解质的膜很薄，丰田就10个微米，如何来保证这个空气和氢气它们之间的压差？这个压差如果大的话，会把这个膜去掉，我们目前要限制空气这一侧和氢气这一侧的压差不超过0.5，这个我们就可以通过一个控制的方法来使得这个氢气系统和空气系统随动，这个是比较关键的。
燃料电池汽车的发展趋势
最后简单提一提今后燃料电池的发展方向。我们认为未来主要的做的工作是寿命、成本、可靠性这几个方面需要做大量的工作。这个是我们国家在十三五燃料电池的支持，燃料电池去年已经支持了一个比较大的项目，一个是关于电堆，一个是关于材料，还有一个今年要起动的对于燃料电池系统方面的支持，现在本来已经发布，预计在今年的11月份，12月份马上就可以起动。
来源：网络
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各位领导，各位专家上午好！今天很高兴有机会跟在座的各位专家和领导探讨燃料电池系统当中的有关问题，今天我也很高兴主持人给我这样的机会，在这样一个动力电池的论坛上，让我介绍燃料电池的情况。其实与刚刚陈老师还有赵部长介绍的一样，燃料电池汽车是我们国家新能源汽车当中的一种主要的形式，我代表我们同济大学新能源汽车工程中心，也是国家燃料电池汽车及动力系统工程中心做一个介绍，我大概分几个部分向各位专家做一下介绍。
关于全球的挑战，大家都比较清楚，我们简单地过一下。大家知道，目前交通的模式，主要是依赖于传统的汽车，应该说无论是从能源和环保这两个方面都不具有可持续性，这里面我想说关于能源的问题，我们国家的石油依存度逐年增加，特别是石油车的保有量增加，对于石油的需求会越来越大，而且我们石油进口对外的依存度达到了60%。
那么对于这种能源的情况，环境污染也对我们国家造成了极大的挑战，我们大家知道对于二氧化碳的排放，在杭州G20峰会上递交了我们的承诺，低碳化一定是未来的发展趋势，对于汽车而言，还有二氧化碳的排放，消耗能源是很重要的一个原因。
基于这样的情况，未来汽车的发展，我们认为是能源的多样化。对于能源多样化而言，电动汽车或者说汽车的电气化一定是今后的未来发展趋势。这里面我想说，可以从两个方面来讲，第一个方面我们说驱动的电动化，我们知道采用了驱动电动化以后，自动回馈，使驱动效率得到了很大的提高。右边的表格当中典型城市行驶工况牵引与制动能量消耗，采用驱动电动化才可以把制动的能量进行回收，提高效率。
那么第二个方面就是能源的多元化，大家知道，由于我们国家对外石油资源的依存度越来越高，所以国家的能源安全就越来越重要，保证我们国家的能源安全，最有效的方法就是能源的多元化。那么对于能源多元化来说，对汽车工业一定要找到一个中间的载体，中间的能源，这样对于汽车工业的发展就会至关重要，目前比较理想的中间的载体一个就是电，第二个就是氢气，所以目前的纯电动汽车和燃料电池汽车成为国内外争相发展的重点。
今天的主要是动力电池和电动汽车，我这里做了一个比较，这个观点应该说得到了比较大多数的专家的认可，就是说未来的新能源汽车主要是纯电动汽车和燃料电池汽车两种。一般来说在里程比较短的情况下，采用纯电动汽车比较多，而在行驶里程比较长采用燃料汽车比较多，这个表格也给出了各种主要的新能源汽车二氧化碳排放的情况。从这个表格当中我们可以看出，无论是纯电动汽车，还是燃料电池汽车都会极大降低二氧化碳的排放，这是第一个方面，由于前面两位嘉宾都做了详细的介绍，我就简单概括。
第二个方面我们介绍一下燃料电池汽车，做一下燃料电池汽车的简介，今天在座有很多的企业家，我介绍一下燃料电池汽车的有关方面，希望引起各位企业家、各位领导的重视，加大燃料电池汽车方面的投入。燃料电池汽车最基本的或者是核心的部分，我们叫它燃料电池系统，在国内我们也称之为燃料电池发动机，它和动力电池的最大不同就是利用了氢氧反应产生电，这个方面来说类似于我们传统的发动机，不是一个电池，是一个发电的装置。燃料电池汽车比较有代表性的事例，丰田的Mirai在2014年12月15日在日本上市，无论是价格和性能都在国内外引起了强烈的反响。这是一个比较典型的例子。
紧接着在2015年的3月份，本田发布了他的FCV Clarity汽车，这个基本和丰田的类似，各种指标某一些方面甚至超过了丰田的指标，其实本田的汽车应该说是最早实现，大概在2007年丰田的第一代汽车以租赁的方式供用户进行驾驶。第三个就是现代ix35，韩国现代起步比较晚，应该说跟我们国家基本上类似，大概大量的投入也是在2000年左右，但是现在的汽车发展的比我们国家快很多，应该说现代汽车应该比丰田发布还要早，丰田是2014年的12月份，现代是2014年的4月份已经正式开始销售。
我们做的工作，主要是在同济大学期间完成的，2000年开始研究燃料汽车，最早做的超越一号，超越二号，超越三号，后来跟有关的汽车厂研究了一些轿车，2008年的奥运会，总共给上海大众生产了24辆的轿车，在这以后又在美国的加州进行了长达半年的试行。第二个事件是上海的世博会，我们跟有关的整车厂，一汽、上汽、奇瑞等等，推出了90辆的燃料电池汽车，推出了100辆的燃料电池场馆车，所以总共是193辆的燃料电池汽车在上海世博会上进行了长达半年的运行。这是燃料电池整个汽车的情况。
今天我重点介绍一下燃料电池系统，特别是燃料电池系统当中的关键的部件和系统当中的一个关键技术。刚刚赵总也提到，我们国家燃料电池技术在关键部件、关键材料和国外的差距还是比较大的。这有一个示意图，最主要的部件就是燃料的电堆，为了使它正常的工作，就要源源不断地提供空气，提供氢气，所以我们需要一个氢气的供应体，所以我们就需要一个空气的供应体，另外我们说燃料电池在工作的时候氢氧反应生成水，这个水一方面有可能堵塞，另外一方面又起到湿润燃料电池电堆当中的电解质，也就是膜的作用。所以对电堆而言，既是必不可少的又有一定的危害，所以说燃料电池的水热管理系统，对电堆的冷却，第二方面对产生水的回收和对氢气对空气的加湿，这个是燃料电池系统主要的一个原理。
这个表格是显示的美国GOE统计的，目前燃料电池的系统主要的技术指标和2020年的发展目标，从这个表格当中我们可以得到这么一个结论，目前在国际上，包括日本、美国、德国，燃料电池的技术已经成熟，下一个阶段，燃料电池的技术主要是集中在降低成本产业化的阶段，这个表格当中也可以看出来，燃料电池汽车跟传统的汽车有突出的优点，效率比较高，这里面目前的最高的效率已经达到了60%，而2020年将会达到65%，我们大家知道对于传统的发动机像丰田普锐斯发布的，效率达到的60%，这个在汽油车当中已经是最高了。所以说燃料电池显著的优点可以看出来，这个是关于简介。
第三部分我介绍一下燃料系统当中的一些关键的部件，这里面特别是希望能够供有关的企业家们进行参考。我们认为燃料电池系统的关键部件，主要是有4个，第一个是电堆，我们说燃料电池系统、燃料电池发动机是燃料电动汽车的心脏，而电堆又是燃料电池系统的关键的一点，电堆我们说就是把空气系统、氢气系统输入的氢气和空气进行化学反应产生电，这个是我们国内外的一个主要的电堆，其中比较有名的就是丰田和本田他们最近发布的电堆，他这个电堆体积比功率已经达到了每升3.1千瓦，我们国内做的产品级的大概每升在1.2千瓦左右，实验室上做到每升2千瓦左右，所以能够看出我们跟国外的差距还是比较大的。另外在这样的一个关键部件当中，又涉及到很多的关键材料，这里面主要是催化剂、膜、碳石、GDL（音），这几个在我们国家基本来说是空白的，或者是有一些个别的企业研发，产品的可靠性耐久性和国外的差距比较大，基本上在应用当中用的比较少，关键材料绝大部分是国外的产品，这也导致了我们国家燃料电池的成本要比国外高很多。
这个表格是给出了目前电堆在2013年达到了一个具体的状态，美国DOE在2020年要达到的一个技术目标。
第二个部件是氢气循环系统，或者说是氢气循环泵。我们大家知道，燃料电池用的燃料是氢气，那么氢气的电堆为了提高它的化学反应速度，我们希望增加氢气在电堆当中的浓度，增加它的压力，所以说我们就希望能够在电堆当中的氢气循环起来，这里面会带来很多的好处，这个好处一是可以提高功率密度，二是可以减轻补水，所以氢气供应系统、氢气循环泵是很关键的部件。目前对氢气循环大概是有这么几种情况，第一是不循环，这个是在我们国家十一五、十二五绝大部分的样机采用，第二个是引射器，第三种氢气循环泵，这个是主要的特点，今后应该说主要以氢气循环泵为主，在个别的情况下对引射器和氢气循环泵相结合。
第三个关键的部件是加湿器。刚刚已经提到了电堆当中的电解质是一个质子交换膜，在工作的时候这个膜要保持湿润状态，一方面是供氢的质子传递作用，另外一方面可以降低内阻，保持电堆内部的水动态平衡，提高电堆性能和耐久性，这个部分就是加湿器。加湿器的发展经历了很多的过程。在以前有用寒冷法，有用喷水加湿，现在是利用排气对进气进行加湿，目前在国内这一块基本是空白，主要是美国的公司、韩国的公司提供的产品当中有。这个是我们说给加湿器的具体要求。
下面一个关键的部件是空气压缩机，或者说是我们叫它燃料电池的专用压缩机，它的作用很简单，就是为电堆提供一定温度、一定压力、一定流量的空气。我们国内目前的压缩机这个行业应该说是比较齐全的，为什么在燃料电池当中不能应用呢？燃料电池有一个特殊的要求，就是要无油，也就是说空气当中的油不允许存在，这样的话目前的传统压缩机不能用在燃料电池系统当中，所以说我们就要开发燃料电池专用的无油压缩机。那么这个图是目前我们做的，所谓的无油润滑的高速压缩机，为了车用我们说燃料电池的压缩机一定要体积小、重量轻，所以为了满足这样的要求，我们采用离心式的压缩机，轴承采用空气轴承，而电机采用高短速，短速达到10万转，国内上基本是10万-15万转之间，这个燃料电池专用压缩机在国内仅仅有个别的厂家在研发，实际上跟国外的差距还是比较大的。
这张图是给出了目前主流燃料当中汽车当中采用的压缩机的主要的形式，从这里面可以看到，除了丰田他用的是罗茨式的其他都是离心式，当然现在也有鼓风机是采用的低压式的，丰田为什么采用罗茨式的压缩机呢？大家知道丰田原来是丰田纺织，这个里面他的罗茨压缩机在纺织上有大量的应用，所以丰田积累了大量的技术，他把这个技术移植到这个当中。但是采用这样的压缩机也带来一定的问题，这个问题就是有油润滑，尽管密封做的很好，但是有少量的油有可能漏到里面去，特别是随着使用的时间越长，漏油情况越严重，所以说丰田也正在跟有关的零部件供应商在合作开发，所以基于这个方面，我们认为还是利用离心式空气轴承式的高速压缩机是比较适合。这个是对空气压缩机的技术要求。
燃料电池刚刚提到4个技术，第一个是水热管理技术，燃料电池当中电解质质子交换膜在工作的时候需要保持湿润的状态，否则这个氢离子的传递会很难传递，另外一方面电内阻会增大，另外一方面氢氧反应在生成水，如果管理不当的情况下会把这个流道堵住，所以阻止氧气和氢离子的进入，所以功率会下降。水热管理的目标就是保证这个膜湿润，从此就防止了在阴极和阳极堵水的可能。丰田在发布Mirai最近的这个车当中，应该说它的核心的关键技术就是在它的水管理当中做的工作，这个工作应该发布以后引起了各大车厂的轰动，他把水管理做到极致，具体来讲他把加湿器取消掉了，原来空气系统进行加湿，他把这个取消，丰田的这个目的是为了降低成本，没有这个加湿器了，他的成本会大大下降，他是怎么做到的呢？应该说采用了几个关键的技术，一个关键技术是他把这个膜做的很好，原来的是在20个微米以上，而丰田的这个膜采用了10个微米，那么这个膜变薄了以后就有利于阴极向阳极的水传递，和阳极向阴极的水传递，这个是第一个措施。第二个措施是空气和氢气采用逆流的方式，流动正好是相反，第三个措施就是把这个热管理控制在空气入口这边，温度比较低，出口的温度比较高，这样在温度比较低的时候，由于空气不加湿，温度比较低，随着蒸发量的下降，膜就不容易变干，这是第三个。第四个关键技术是氢气采用很大的循环量进行循环，做了这样的技术就实现了所谓的自增湿的技术，怎么实现的呢？我可以简单说一下。
先看空气这一侧，开始的时候他没有水，但是随着反应进行在空气出口的时候会产生大量的水，这个时候因为这边的浓度比较高，就会从空气侧向氢气侧传递，这个时候我们说氢气在流动的过程当中把水分从入口带到出口，由于空气这一侧浓度比较低，所以说又从阳极向阴极传递，就实现了所谓的自增湿的情况，这个是丰田在这一轮当中的过程，另外一方面系统大大的简化，成本降低，所以说号称这个车卖700万日元。另外一个降低成本的技术是原来的氢瓶是碳纤维，后来跟厂家合作，把碳纤维的要求降低，成本下降，氢瓶当中碳纤维不要要求那么高，这个是丰田降低成本两个关键的技术。
第二个是低温冷起动，对于新能源汽车，即使是纯电动汽车，低温起动仍然是有挑战性，动力电池在低温下的性能应该是比常温下要差很多，燃料电池也面临着同样的挑战，他的挑战是什么呢？我们说对于燃料电池汽车来说反应的快，零下的时候水会结冰，如果结冰的量比较多的话，我们说这个电解质的这层膜很薄，10个微米，冰碴子会出现一些问题。所以说低温起动在燃料电池当中有一个核心的关键技术，那么目前应该说丰田的Mirai、本田等等都实现了在零下30度的起动，我们国内的上汽通用做到了零下25度。这个是怎么做到的呢？主要是从这三个方面考虑，第一个方面是说在停机的时候要想办法把它产生的水分从阳极和阴极排除掉，这样减少了结冰的数量。第二个措施就是保温，这样的话减缓温度降低的速率，第三个是起动的时候加热，它这个加热应该说不是依赖于动力电池的加热，而是利用燃料电池本身的一个自加热，也就是说这个图可能是比较专业，这个是工作图，1.4-1.0的区间是产生热，绝大部分的氢气是变成了电，在低温启动的一瞬间，通过控制的措施，在工作的这个点，这个时候是大量的产生热，而这个小量的产生电，产生这个电只要维持压缩机和燃料电池系统自身工作需要的电就可以了，而大量的这个热把电堆快速地从零下20度，零下30度加热到零上就可以顺利起动，所以这样的技术应该说在国外的主要的厂家都已经实现了在零下30度甚至可以做的更低，这一点应该说比动力电池在低温起动上面解决的更好。去年我们到日本丰田进行交流的时候，我们也问他，为什么在燃料电池汽车当中不采用锂电池而是镍锌电池？他们说锂电池在低温启动上没有得到解决，而镍锌电池已经得到了解决。
第三个关键技术我们叫它系统的控制技术，燃料电池大家知道，它的耐久性是很关键的问题，目前在国际的先进水平上，在轿车上可以运行20万公里，或者说5000小时，功率衰减不超过10%，那么在客车上，可以做到1万个小时，这个耐久性是怎么做的呢？一方面在关键的材料，关键的部件，很大的一部分在控制，经过大量的研究，影响燃料电池寿命的关键因素有这么几个，动态工况，起动，连续怠速，低温储存和起动，经过这几个影响耐久性的关键的因素，如何来对咱们的系统进行控制是比较关键的问题。
这个图是我们中心基于耐久性、经济性、动力性考虑的一个控制策略图，从起动过程，运行过程、故障改善做的。另外现在空气控制系统都是中压或者是高压系统，我们要把空气的供应和压力分别进行控制，进行压力和流量的节流。另外就是这边是氢气供应系统，这边是空气供应系统，刚刚已经提到了电解质的膜很薄，丰田就10个微米，如何来保证这个空气和氢气它们之间的压差？这个压差如果大的话，会把这个膜去掉，我们目前要限制空气这一侧和氢气这一侧的压差不超过0.5，这个我们就可以通过一个控制的方法来使得这个氢气系统和空气系统随动，这个是比较关键的。
燃料电池汽车的发展趋势
最后简单提一提今后燃料电池的发展方向。我们认为未来主要的做的工作是寿命、成本、可靠性这几个方面需要做大量的工作。这个是我们国家在十三五燃料电池的支持，燃料电池去年已经支持了一个比较大的项目，一个是关于电堆，一个是关于材料，还有一个今年要起动的对于燃料电池系统方面的支持，现在本来已经发布，预计在今年的11月份，12月份马上就可以起动。
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