中心議題：
- 機車領域連接器國產(chǎn)化提速
- 機車對連接器提出更高要求
- 連接器國產(chǎn)化腳步加快
- 可靠性是機車連接器關鍵指標
- 機車連接器種類
國際金融危機一度給全球的經(jīng)濟發(fā)展前景蒙上了一層陰影，各國紛紛制定扶持政策，我國也適時出臺了拉動內(nèi)需政策。在拉動內(nèi)需的4萬億元投資計劃中，占比例最大的是鐵路、公路、機場、城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設，共計劃投資1.8萬億元。
有資料顯示，國家已批準的新建鐵路里程有2.3萬公里、投資規(guī)模超過2萬億元。按照規(guī)劃，2009年，國家還將批準新建鐵路里程1萬公里左右、投資規(guī)模1萬億元；2010年，國家將再批準新建鐵路里程1萬公里、投資規(guī)模1萬億元。從2004年～2010年，國家批準新建鐵路4萬公里以上，總投資達到4萬億元以上。根據(jù)客貨運輸發(fā)展的需要和新建鐵路建設投產(chǎn)情況，今明兩年計劃安排機車車輛購置投資3000億元左右。
“十五”期間，我國城市軌道交通事業(yè)也有一個大的飛躍，繼北京、上海、天津、廣州、深圳之后，我國又批準武漢、重慶、南京、青島、大連、沈陽、昆明、鞍山、長春、哈爾濱等近30個城市逐步建設城市軌道交通。而客車的生產(chǎn)、通信信號的鋪設，需要用到很多元器件，這給國內(nèi)有實力的元器件生產(chǎn)廠家?guī)砹藱C會，也為元器件企業(yè)提供了廣闊市場。
業(yè)內(nèi)專家介紹，機車是一個很龐大的系統(tǒng)，涉及的元器件包括連接器、PCB(印制電路板)、電容、端子、電纜等。目前，由于機車系統(tǒng)在技術引進時，機車領域的連接器、電容以及關鍵元件主要以國外廠商的產(chǎn)品為主，但是，由于國內(nèi)鐵路行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了很多年，在鐵路機車的生產(chǎn)和信號控制方面，也都積累了一定的技術和實踐經(jīng)驗，因此，鐵路系統(tǒng)的國產(chǎn)化是必然的，進程也在不斷加快。在這個大趨勢下，國內(nèi)元器件廠商，特別是服務于機車領域的元器件廠商，無論從技術研發(fā)、生產(chǎn)工藝還是從制造水平等方面，都應該不斷提升，以滿足國內(nèi)飛速發(fā)展的機車市場的需求。
為此，有人建議，國內(nèi)的元器件企業(yè)應與國內(nèi)的整車廠建立戰(zhàn)略合作關系，承擔包括連接器、電容器及PCB在內(nèi)的元器件的國產(chǎn)化重任，了解、熟悉和掌握國外產(chǎn)品的結構、相關國際標準、技術專有性(是否受專利保護)以及制造工藝技術等，通過引進、消化和吸收先進的技術，進行研發(fā)、試制、試驗驗證，并進行裝車路試，在路試過程中不斷提高產(chǎn)品的可靠性、實用性和一致性，滿足用戶的需要，為元器件的全面國產(chǎn)化奠定堅實的基礎。同時，機車廠商也應該積極扶持國內(nèi)元器件企業(yè)，在滿足要求的情況下優(yōu)先采用國內(nèi)元器件企業(yè)的產(chǎn)品，讓國內(nèi)廠商生產(chǎn)的元器件“經(jīng)風雨，見世面”，早日得到鍛煉，加快從實驗室到真正使用的步伐。
此外，國家有關部門應該制定相關的政策，加大對機車元器件企業(yè)的扶持力度，促進關鍵領域的技術突破和優(yōu)勢企業(yè)的發(fā)展壯大。
機車領域連接器國產(chǎn)化提速
在國家擴大內(nèi)需的4萬億元的投資中，很大一部分流入鐵路建設領域，除了鐵路基礎設施和道路建設外，提升整車技術也成為其中的重點投資領域，這為整車研制企業(yè)帶來了極大的機遇。因此為了提高我國的整車制造技術，鐵道部與國外知名的軌道交通領域企業(yè)聯(lián)合研制了大功率電力交流機車和內(nèi)燃機車，較大程度地提升了我國機車車輛的整體水平，通過消化吸收這些先進技術，加速了自主研制先進整車的國產(chǎn)化進程。
機車制造水平得到較大提升
2000年9月成立的中國南車集團和北車集團，是中國鐵路機車車輛制造業(yè)的兩大巨頭，兩者實力大體相當，從業(yè)人數(shù)均為10萬人左右，總資產(chǎn)都約為300億元，銷售收入均在200億元左右。
在鐵路機車車輛制造業(yè)界，株洲電力機車、南車時代電氣(株洲電力機車研究所)、四方機車車輛、長春軌道客車、唐山機車車輛、大連機車車輛、大同電力機車等企業(yè)幾乎壟斷了中國所有機車、地鐵輕軌、高速動車組的研發(fā)和制造。
近幾年，在鐵道部的大力支持下，株洲電力機車有限公司與德國SIEMENS(西門子)公司聯(lián)合研制了HXD1大功率電力交流機車，大同電力機車公司與法國ALSTOM(阿爾斯通)公司聯(lián)合研制了HXD2大功率電力交流機車，大連機車車輛有限公司與日本TOSHIBA(東芝)公司聯(lián)合研制了HXD3大功率電力交流機車，這些車型將成為我國未來的客貨運營的基本車型。
在運營速度為200km/h以上的CRH高速動車組方面，我國也分別與日本、歐美等國家的軌道交通領域的知名企業(yè)進行了聯(lián)合研制，在國內(nèi)組裝并投入運營或試運營。主要情況如下：CRH1動車組由龐巴迪-四方-鮑爾(BSP)生產(chǎn)(營運速度200km/h，最高速度250km/h)；CRH2動車組由南車四方(聯(lián)合日本川崎重工)生產(chǎn)(營運速度200km/h，最高速度250km/h)，新車CRH2C作為京津城鐵的專用車已于2008年8月投入使用，CRH2具備提速至300km/h的條件；CRH3動車組由北車唐山機車廠(聯(lián)合西門子)生產(chǎn)(營運速度330km/h，最高速度380km/h)；CRH5動車組由北車長春客車廠(聯(lián)合阿爾斯通)生產(chǎn)(營運速度200km/h，最高速度250km/h)，CRH5具備提速至300km/h的條件。
機車對連接器提出更高要求
我國在機車和高速動車組等方面的技術提升，為連接器制造企業(yè)提供了千載難逢的發(fā)展機遇。
目前機車領域新型連接器需求品種規(guī)格多，各規(guī)格品種的需求量也存在較大差異。從連接器引進來源地區(qū)分主要有日本和歐洲(主要是德國和法國)；從連接器形狀結構來分主要有圓形和矩形；從連接器技術標準來分主要有JIS標準和IEC標準。
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從國外引進的連接器均采用了新技術、新工藝，并且受相關專利技術的保護，這些因素對連接器的國產(chǎn)化產(chǎn)生了不利的影響，這就要求國內(nèi)的連接器制造企業(yè)在連接器國產(chǎn)化研制過程中，必須另辟蹊徑，通過與國內(nèi)相關行業(yè)的供應商通力合作，才能研制出適合整車和使用要求的產(chǎn)品。
機車、高速動車組整車對連接器的國產(chǎn)化總體要求除了必須規(guī)避專利保護外，還存在對國外技術標準的理解和認知程度不統(tǒng)一以及如何在新技術和新工藝上取得進展和突破等問題。總體上機車對連接器主要從以下幾大性能提出更高要求：
1.電氣性能方面，主要有高壓、大電流、模塊集成化的功率與控制系統(tǒng)的兼容性等等。
2.機械性能方面，振動、沖擊、碰撞及防護等級等要求更嚴。
3.耐環(huán)境性能方面，高低溫、交變濕熱、低氣壓及其他耐環(huán)境(如污染等級)要求更高。
連接器國產(chǎn)化腳步加快
連接器國產(chǎn)化在技術和工藝上的瓶頸大致有：
1.國產(chǎn)化連接器與國外引進連接器之間的功能性互換技術。
2.國產(chǎn)化連接器的材料選擇及來源。選擇國外的材料，能完全滿足連接器的技術要求，但受價格和交付期的影響很大；選擇國產(chǎn)材料，則在各項技術性能指標方面有待提高和穩(wěn)定，這在短期內(nèi)無法達到要求。
3.連接器制造的新工藝技術。這些新工藝技術包括機械加工、沖壓工藝技術、塑壓工藝技術、電鍍(表面處理)工藝技術、壓鑄工藝技術及試驗手段及設備等，對連接器的制造質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，直接影響連接器的電氣、機械、環(huán)境等性能。
機車領域?qū)B接器的未來走勢大致是：2007年～2008年，整車廠以引進國外連接器為主，同時讓國內(nèi)有實力和規(guī)模的連接器制造企業(yè)積極參與連接器的國產(chǎn)化研制。作為國內(nèi)最大的連接器制造商—四川華豐企業(yè)集團有限公司是最早參與HXD1電力機車(株洲電力機車制造)、HXD2電力機車(大同電力機車制造)、HXD3電力機車(大連機車車輛制造)的所有連接器的國產(chǎn)化研制的。2007年全面完成上述車型的連接器國產(chǎn)化，通過了整車廠與國外企業(yè)聯(lián)合參與的現(xiàn)場質(zhì)量體系認證和首件檢查，成為新型電力機車用連接器的首家合格供應商。同時企業(yè)還積極參與CRH高速動車組系列(主要有CRH3、CRH5)的連接器國產(chǎn)化研制，并取得了階段性的成果。
2008年～2009年，國產(chǎn)整車上的所有連接器全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，并隨整車投入正常運營。四川華豐企業(yè)集團有限公司在HXD1、HXD3電力機車上提供的連接器累計達到2500萬元。
2010年以后，我國自主研制的大功率電力機車、地鐵輕軌用連接器全面實現(xiàn)國產(chǎn)化。同時CRH高速動車組用連接器也將實現(xiàn)大部分國產(chǎn)化。在這方面，四川華豐企業(yè)集團有限公司將繼續(xù)引領行業(yè)潮流，為我國軌道交通領域使用的連接器不遺余力地開展全方位的研制工作，為提升我國軌道交通領域用連接器的技術水平作出更多更大的貢獻。
可靠性是機車連接器關鍵指標
在國際金融危機的大環(huán)境下，中國政府出臺了4萬億元投資計劃，對我國經(jīng)濟的拉動作用無疑是巨大的，其中鐵路系統(tǒng)投資1.2萬億元，主要應用于鐵路系統(tǒng)的改造、客運專線和城市軌道交通的建設、高速列車和新型軌道列車的生產(chǎn)、信號控制系統(tǒng)的自動化智能化更新等方面。這不僅給各個主機單位，也給元器件企業(yè)帶來了很大的商機，為企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展和經(jīng)濟增長提供了很大的幫助。
高可靠成為連接器最高要求
隨著鐵路運行速度的越來越高，對機車連接器的要求也越來越苛刻，高可靠成為連接器最高的要求。在機車運行過程中，振動是持續(xù)存在的，在這種長期振動疲勞的情況下，連接器決不能發(fā)生任何通信故障，決不允許出現(xiàn)任何瞬斷，否則后果將不堪設想。
要保證振動條件下的可靠性，連接器首先必須滿足日常的工作需要，不發(fā)生任何機械失效。連接器從設計初期，就要從各個方面來考慮結構設計和材料選擇。比如車體外露的連接器，一定要保證良好的密封性，要能達到動態(tài)IP68的密封防護等級，不能有任何灰塵或水滴進入產(chǎn)品內(nèi)部，以防止短路。在選材上，要選擇能夠抗紫外線、抗輻射、耐高低溫、不易吸潮的塑料和橡膠，以防止長期在陽光下暴曬老化現(xiàn)象的發(fā)生，以及列車從東北到南方溫度變化引起的材料失效。車廂內(nèi)的連接器，也至少要達到IP55的防護等級，不要因意外事情引發(fā)連接器的接觸不良。所有的連接器，都必須有防松措施，不能在長期振動疲勞的情況下發(fā)生頭座分離。連接電纜的產(chǎn)品，要有夾持電纜的結構，防止單根導線受力。車載連接器的端接形式，一般采用鍍金壓接的方式，使用專用工具來壓接，以減少如焊接時人為操作帶來的隱患，如果必須采用導線焊接或是印制板焊接的產(chǎn)品，必須保證產(chǎn)品有良好的可焊性，以降低虛焊發(fā)生的概率。在車廂間使用的連接器，要保證有足夠的強度，避免由碰撞等引起的故障。所有連接器在選材時，還要注意絕緣材料的阻燃，一般應選擇UL94V-0的阻燃等級的材料。在特殊場合使用的連接器，還可能有防火、耐液體等特殊要求，在設計和質(zhì)量控制上一定要嚴格保證。
在基本性能都滿足的情況下，連接器要重點考慮防松結構設計和接觸件的結構設計。在防松結構設計上，要有足夠的強度和韌性，要有良好的結構設計，既要保證連接器旋合時輕松連接，又要保證松脫時有足夠的旋合力。老式機車上用的連接器，為了防松脫，有的采用打保險絲的方式，在可靠性上是非常高的，但是使用和維護都不方便，在現(xiàn)代化的機車上是行不通的?，F(xiàn)在的連接器防松脫設計，結構上一定要有單獨的防松脫機構，并且對防松結構有足夠的保護，以防止人為損壞，在選擇材料時，防松彈片一般選擇鈹青銅材料，這樣才能保證具有良好的抗疲勞效果。接觸件方面，首先要保證足夠的強度，接觸形式上，一定要采用接觸可靠性高的結構形式，以便收到抗疲勞、長壽命的效果。在接觸件的定位方面，一定要有良好的精準度，防止接觸件對插受力。
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機車連接器種類
機車領域的連接器從使用場合上，主要分為車體連接和箱內(nèi)信號控制兩種類型。車體連接的連接器，主要是保證車廂間正常的信號和電源傳輸；箱內(nèi)信號控制連接器，主要是接收和發(fā)射鐵路系統(tǒng)的各種控制信號，并實現(xiàn)與各個控制路局的信號交流。這些連接器根據(jù)功能的不同，分為電源連接器、信號連接器、高壓連接器、射頻連接器、光纖連接器等，受空間、操作和使用場合的限制，這些連接器在結構形式上又分為圓形連接器、矩形連接器、直插式連接器、電纜連接器、印制板連接器、密封連接器、重載連接器等。
機車PCB設計相對傳統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量要求更高
據(jù)有關資料顯示，為應對國際金融危機國家拉動內(nèi)需的4萬億元的投資中，“鐵老大”成為“火車頭”，除鐵路基礎設施建設投資外，機車車輛裝備也是重要的一部分。數(shù)據(jù)顯示，鐵道部最新的投資計劃中，2009年將安排機車車輛購置費1000億元以上，2009年～2010年兩年計劃安排機車車輛購置費3000億元，未來4年內(nèi)計劃安排機車車輛購置投資5000億元。
PCB企業(yè)應把可靠性放在第一
據(jù)悉，鐵路的中長期發(fā)展規(guī)劃中，明確了我國鐵路發(fā)展現(xiàn)代化的方向，所謂“現(xiàn)代化”其標志是“客運高速、貨運重載，電氣化，客運、貨運分離”。按照這一發(fā)展思路，尤其是新一輪的電氣化建設投入，干線電力機車、動車組等的需求量將大幅增長。
為拉動內(nèi)需，各城市紛紛爭上城市軌道交通建設項目，這為城軌交通裝備提供了更大的市場空間。
隨著軌道交通裝備的新一輪投資熱潮的啟動，作為配套的配件產(chǎn)品PCB產(chǎn)業(yè)在該領域也趕上了前所未有的發(fā)展機遇。主要體現(xiàn)在新造機車、動車組、城軌車輛的電氣控制系統(tǒng)、車載網(wǎng)絡系統(tǒng)等，在這些領域PCB使用的空間將有大的拓展。
作為PCB制造企業(yè)，要注重把產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性放在第一位，并注意產(chǎn)品供貨的及時性，及時了解機車行業(yè)的動態(tài)，只有這樣才有可能抓住機車車輛發(fā)展的新機遇。
隨著鐵路行業(yè)跨越式發(fā)展以及引進機車車輛裝備國產(chǎn)化力度的加大，整體而言機車PCB市場需求呈現(xiàn)日益增長的趨勢，且與電子信息相關行業(yè)相比，機車車輛領域總體對PCB的需求相對規(guī)模不大。同時，由于技術引進處在剛開始的階段，作為電氣控制、網(wǎng)絡系統(tǒng)等核心技術在國產(chǎn)化的力度上還不是太大，配套的PCB需求容量也有限。
目前的PCB技術完全能夠滿足機車車輛領域的需要。隨著機車車輛工業(yè)的技術進步，對部件產(chǎn)品的標準化、模塊化要求越來越高。但相對而言，由于機車車輛屬于大型裝備，對電氣控制系統(tǒng)的集成度需求不是太苛刻，因而PCB產(chǎn)品的設計仍相對傳統(tǒng)，以硬板為主，對線寬線距、層數(shù)要求不一定很高，但對產(chǎn)品的可靠性、安全性要求極高。尤其對可靠性的要求，在和諧發(fā)展觀、以人為本的大環(huán)境下，主要體現(xiàn)在對鐵路運輸?shù)陌踩?、快速、正點要求很高。
機車用PCB產(chǎn)品屬于多品種小批量產(chǎn)品，產(chǎn)品計劃性相對弱，PCB產(chǎn)品基本處在整機廠零部件采購的最前端，備貨周期短，庫存控制要求高，生產(chǎn)、物流管理難度大。目前而言，在PCB產(chǎn)品的制造方面并不存在技術瓶頸，只是質(zhì)量控制上要求嚴格。
近年來，通過引進消化吸收，向國際先進裝備制造業(yè)看齊，對產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、可靠性要求更高，機車車輛裝備制造企業(yè)開始導入精益制造體系，紛紛通過IRIS認證等，上游的PCB配套產(chǎn)品工藝質(zhì)量等相應得到大幅度提升。
增加硬件投入升級現(xiàn)有工藝
我們企業(yè)去年以來增加了硬件投入，先后投入2000萬元添置了先進的層壓機、數(shù)控制鉆、曝光機等PCB主要生產(chǎn)、測試設備48臺，使企業(yè)PCB產(chǎn)能由過去月產(chǎn)10000平方米提高到近20000平方米。
我們還對既有工藝進行了升級調(diào)整：一是對沿用多年的濕膜工藝進行調(diào)整，改用干膜工藝；調(diào)整拼版結構，大大提高制程效率。二是通過工藝公關，在選材和工藝調(diào)配上下工夫，成功解決了高速動車組PCB背板國產(chǎn)化過程中，銅箔層壓起皺難題。三是看齊國際先進機車車輛裝備制造標準，主動將機車車輛用PCB產(chǎn)品的IPC標準由通用的II級標準提高到更高級別的III級標準，并對PCB產(chǎn)品的表面外觀要求、孔銅厚度、綠油厚度、特性阻抗等制定了更加嚴格的內(nèi)部標準。四是改造了凈化廠房，提升了凈化等級，導入IRIS(國際鐵路行業(yè)標準)認證，為產(chǎn)品的質(zhì)量提升和可靠性提供保證，同時正在實施精益生產(chǎn)體系。
結合機車車輛PCB需求特點，我們調(diào)整了企業(yè)的定位，明確了“內(nèi)涵式發(fā)展”戰(zhàn)略，即“中小批量、高可靠性、短交貨期、適宜性價比”的組合策略定位，體現(xiàn)企業(yè)特色，不一味貪多求大，質(zhì)量為先。同時在發(fā)展規(guī)模上穩(wěn)中有升，“十一五”規(guī)劃基本保持在年銷售額1.5億元規(guī)模。質(zhì)量上保持穩(wěn)定，逐步將先進的PCB工藝技術和創(chuàng)新成果引入機車車輛制造上，為機車車輛裝備提供先進的配件產(chǎn)品。
