◎郭井濤，辛爍軍，隨 賽

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

國(guó)內(nèi)外筒倉(cāng)清倉(cāng)工藝設(shè)備的研究與分析

◎郭井濤，辛爍軍，隨 賽

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

本文以筒倉(cāng)倉(cāng)型為切入點(diǎn)，介紹了國(guó)內(nèi)外數(shù)種清倉(cāng)工藝設(shè)備，重點(diǎn)對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)及使用場(chǎng)合進(jìn)行了比較分析，以期為我國(guó)糧食物流行業(yè)在筒倉(cāng)清出倉(cāng)設(shè)備的選用方面提供借鑒與指導(dǎo)。

筒倉(cāng)；淺圓倉(cāng)；國(guó)內(nèi)外；清倉(cāng)工藝設(shè)備；螺旋清倉(cāng)機(jī)；履帶式

近年來(lái)，糧食筒倉(cāng)以其具有機(jī)械化程度高、場(chǎng)地利用率高、儲(chǔ)糧性能好、投資相對(duì)較低和便于管理等優(yōu)勢(shì)，正逐漸成為我國(guó)糧食流通與倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)的主力倉(cāng)型，其中淺圓倉(cāng)作為從國(guó)外引進(jìn)的新倉(cāng)型，更是促進(jìn)了我國(guó)糧食“四散”流通技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。糧食物流作為新興產(chǎn)業(yè)，各種先進(jìn)的糧食物流理念及理論不斷涌現(xiàn)，但作為糧食流通載體的糧食物流設(shè)備的發(fā)展卻相對(duì)緩慢，如淺圓倉(cāng)清倉(cāng)等技術(shù)水平較高的領(lǐng)域大多被國(guó)外產(chǎn)品所占據(jù)，國(guó)外設(shè)備在加工質(zhì)量等方面比國(guó)內(nèi)設(shè)備有優(yōu)勢(shì)，但其價(jià)格過(guò)高，售后服務(wù)等各方面也不盡如人意;國(guó)內(nèi)出倉(cāng)清倉(cāng)設(shè)備在加工質(zhì)量與國(guó)外設(shè)備有差距，但部分產(chǎn)品在性能上已經(jīng)趕上甚至超越國(guó)外設(shè)備。相信，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)糧食物流裝備行業(yè)不懈的努力，物流技術(shù)裝備水平將不斷提高，國(guó)產(chǎn)淺圓倉(cāng)清倉(cāng)設(shè)備將成為市場(chǎng)主導(dǎo)。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外筒倉(cāng)清倉(cāng)設(shè)備的比較與分析，以期為我國(guó)糧食物流行業(yè)在筒倉(cāng)清倉(cāng)設(shè)備的選用方面提供借鑒與指導(dǎo)。

1 國(guó)內(nèi)外清倉(cāng)設(shè)備的比較與分析

目前，國(guó)內(nèi)外淺圓倉(cāng)清倉(cāng)主要采用的作業(yè)方式有鏟車、移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)和固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)等方式。我國(guó)散糧倉(cāng)儲(chǔ)流通領(lǐng)域淺圓倉(cāng)清倉(cāng)主要采用鏟車清倉(cāng)的作業(yè)方式，移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)應(yīng)用較少，固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)的市場(chǎng)基本上被進(jìn)口設(shè)備占據(jù)。

1.1 鏟車

鏟車清倉(cāng)（見(jiàn)圖1）是目前國(guó)內(nèi)淺圓倉(cāng)清倉(cāng)普遍采用的一種清倉(cāng)作業(yè)方式，主要是依靠人工操作鏟車進(jìn)行淺圓倉(cāng)余糧的清倉(cāng)作業(yè)。鏟車清倉(cāng)具有單臺(tái)設(shè)備可多倉(cāng)機(jī)動(dòng)應(yīng)用，適應(yīng)性強(qiáng)，作業(yè)靈活等優(yōu)點(diǎn)。但此種作業(yè)方式需人工操作鏟車，機(jī)械化程度較低，不能實(shí)現(xiàn)清倉(cāng)過(guò)程的自動(dòng)化，效率不高。此外鏟車清倉(cāng)時(shí)，工人需在倉(cāng)內(nèi)操作鏟車，倉(cāng)內(nèi)粉塵彌漫，工人工作環(huán)境惡劣;動(dòng)力采用柴油動(dòng)力，環(huán)境污染嚴(yán)重，且易污染糧食;鏟車鏟斗容易損壞倉(cāng)內(nèi)空氣分配器及倉(cāng)內(nèi)地面（見(jiàn)圖2）;作業(yè)有死角，特別是靠近倉(cāng)壁的余糧;清理倉(cāng)壁余糧時(shí)鏟斗容易破壞倉(cāng)壁，一般采用做混凝土斜坡的辦法保護(hù)倉(cāng)壁，但混凝土斜坡需定期維護(hù)。鏟車清倉(cāng)的作業(yè)方式，人工成本高，已經(jīng)不符合現(xiàn)代糧食物流發(fā)展的需要，不符合“以人為本”的現(xiàn)代生產(chǎn)工作理念，同時(shí)也存在一定安全隱患。

圖1 鏟車清倉(cāng)圖

圖2 鏟斗對(duì)倉(cāng)面影響圖

1.2 螺旋清倉(cāng)機(jī)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外針對(duì)筒倉(cāng)倉(cāng)型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在螺旋清倉(cāng)機(jī)上的研究力度逐漸加大，出現(xiàn)的螺旋清倉(cāng)機(jī)產(chǎn)品逐漸增多。本文將主要從固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)和移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)兩種產(chǎn)品類型分析介紹國(guó)內(nèi)外螺旋清倉(cāng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀。

1.2.1 固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)

固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)固定安裝于糧倉(cāng)內(nèi)部，每個(gè)倉(cāng)需配一臺(tái)設(shè)備。固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)以淺圓倉(cāng)中心出料口為定位中心，采用長(zhǎng)度略小于淺圓倉(cāng)半徑的螺旋輸送機(jī)構(gòu)，安裝于倉(cāng)底部，其一端與中心固定裝置相連，另一端設(shè)置有行走裝置。糧食自流完成后，開(kāi)始清倉(cāng)作業(yè)，啟動(dòng)螺旋清倉(cāng)機(jī)，螺旋自傳實(shí)現(xiàn)糧食向中心出料口輸送，設(shè)備繞倉(cāng)中心公轉(zhuǎn)一周完成整倉(cāng)清倉(cāng)作業(yè)。

1.2.1.1 國(guó)內(nèi)固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)產(chǎn)品

1）國(guó)內(nèi)某公司研制開(kāi)發(fā)的埋式螺旋清倉(cāng)機(jī)，如圖3所示。主要包括螺旋輸送機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)定心機(jī)構(gòu)、主機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)等組成。主機(jī)驅(qū)動(dòng)部分和行走驅(qū)動(dòng)部分均采用電驅(qū)動(dòng)，減少了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)所配備的各種氣閥和氣泵站等，節(jié)省了投資成本;且為防止行走結(jié)構(gòu)工作時(shí)與倉(cāng)底地面打滑，在行走箱體內(nèi)裝有適當(dāng)?shù)呐渲罔F，以保證其正常工作。該固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，提高了清倉(cāng)效率，其清倉(cāng)產(chǎn)量最高可達(dá)200 t／h。

圖3 埋式螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

2）國(guó)內(nèi)另一家公司研發(fā)的固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)產(chǎn)品（見(jiàn)圖4）。螺旋清倉(cāng)機(jī)料槽是半敞開(kāi)式C形結(jié)構(gòu)，由于采用特殊的斷面結(jié)構(gòu)使受壓面積小，并具有很強(qiáng)的耐壓強(qiáng)度、剛度，確保設(shè)備埋在倉(cāng)內(nèi)不變形;清倉(cāng)機(jī)行走裝置和料槽支撐輪都設(shè)置在料槽的后面，清倉(cāng)機(jī)前進(jìn)時(shí)阻力小，特別有利于清理易板結(jié)的物料;料槽支撐輪為彈性支撐輪，采用可升降結(jié)構(gòu)，并裝有蝶形彈簧，料槽對(duì)地面的高度可以調(diào)整，對(duì)地面不平度使用性強(qiáng)。

圖4 固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

3）中糧工程科技（鄭州）有限公司設(shè)計(jì)的履帶式螺旋清倉(cāng)機(jī)（主要有中心回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)、螺旋清倉(cāng)機(jī)構(gòu)、螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、履帶式行走驅(qū)動(dòng)裝置和智能自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成，如圖5所示。適用于所有平底圓倉(cāng)（倉(cāng)直徑可達(dá)35.0 m，產(chǎn)量達(dá)300 t／h），倉(cāng)內(nèi)無(wú)需改造（新建倉(cāng)無(wú)預(yù)埋，已建倉(cāng)不改造）;安裝簡(jiǎn)單快捷，無(wú)需配套輔助設(shè)施（軌道或者地面鋪設(shè)鋼板）;能解決局部結(jié)拱糧食出倉(cāng)問(wèn)題;履帶式行走機(jī)構(gòu)，確保行走驅(qū)動(dòng)力及爬坡能力，屬行業(yè)首創(chuàng);采用螺旋葉片變螺距、螺旋葉片變直徑等措施提高效率，降低能耗;智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)外智能控制，倉(cāng)內(nèi)設(shè)備自動(dòng)化作業(yè)，無(wú)需人工干預(yù)。解決了淺圓倉(cāng)出倉(cāng)作業(yè)方式落后、效率低、工作環(huán)境差等難題，實(shí)現(xiàn)了淺圓倉(cāng)清倉(cāng)作業(yè)倉(cāng)內(nèi)無(wú)人化。相對(duì)于國(guó)內(nèi)外類似螺旋清倉(cāng)機(jī)產(chǎn)品，技術(shù)水平居于領(lǐng)先地位。

1.2.1.2 國(guó)外固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)

國(guó)外固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)的研發(fā)比較豐富，主要產(chǎn)品介紹如下。

1）Springland公司的行走輪驅(qū)動(dòng)螺旋清倉(cāng)機(jī)，如圖6所示。該螺旋清倉(cāng)機(jī)適應(yīng)倉(cāng)徑較小，最大倉(cāng)徑為18.5 m，最大功率15 kW，產(chǎn)量較小。適合于國(guó)外個(gè)人農(nóng)場(chǎng)儲(chǔ)糧，不適應(yīng)于我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)。

2）美國(guó)GSI公司的X系列螺旋清倉(cāng)機(jī)，如圖7所示。GSI在中國(guó)設(shè)有加工廠，其產(chǎn)品線比較全，其主推的X系列螺旋清倉(cāng)機(jī)市場(chǎng)占有率較高。X系列螺旋清倉(cāng)機(jī)采用的行走驅(qū)動(dòng)方式為立式軌道驅(qū)動(dòng)，制造相對(duì)簡(jiǎn)單，清倉(cāng)作業(yè)殘留量大，后期清掃難度大。螺旋機(jī)殼的支撐采用前后腳輪支撐，此支撐方式簡(jiǎn)單、成本低，但對(duì)于倉(cāng)底地面的平整度要求很高。

圖5 履帶式螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

3）美國(guó)GSI公司SA系列軌道式清倉(cāng)機(jī)如圖8所示，適用于一般自流性較好的物料（如大豆、玉米、小麥等）。軌道式清倉(cāng)機(jī)采用立面軌道設(shè)計(jì)，運(yùn)行平穩(wěn)，不存在打滑現(xiàn)象。但軌道對(duì)倉(cāng)底面平整度要求較高，多應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、糧油、食品、飼料、釀酒、生物能源和港口物流等行業(yè)。

4）美國(guó)Hutchinson／Mayrath公司的810系列（見(jiàn)圖9）和NexGen2000系列（見(jiàn)圖10）。810系列屬于輕型化清倉(cāng)設(shè)備，設(shè)備體積較小，功率較小，中間支撐采用前后萬(wàn)向輪支撐，行走方式采用單輪尾端支撐行走，適應(yīng)倉(cāng)徑可達(dá)28.0 m，但是螺旋轉(zhuǎn)速在300 rpm以上，容易對(duì)糧食造成破碎，不適合于我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)國(guó)情。NexGen2000系列清倉(cāng)機(jī)中間無(wú)支撐機(jī)構(gòu)，行走驅(qū)動(dòng)采用四橡膠輪式小車驅(qū)動(dòng)，對(duì)倉(cāng)底面平整度要求較低，行走輪采用橡膠材料，能有效減少糧食的破碎;該設(shè)備適應(yīng)倉(cāng)徑最高可達(dá)47.0 m，當(dāng)倉(cāng)直徑在32.0～47.0 m時(shí)需用雙行走驅(qū)動(dòng)型式。該設(shè)備產(chǎn)量可達(dá)220 t／h，但螺旋轉(zhuǎn)速也較高，達(dá)到230 rpm。

圖6 行走輪驅(qū)動(dòng)螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

圖7 X系列螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

圖8 SA系列軌道式清倉(cāng)機(jī)

圖9 810系列螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

圖10 NexGen2000系列螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

5）德國(guó)WELLENBROCK公司的懸臂式雙螺旋清倉(cāng)機(jī)，如圖11所示，可實(shí)現(xiàn)雙側(cè)同時(shí)清倉(cāng)。當(dāng)該螺旋清倉(cāng)設(shè)備的最大產(chǎn)量?jī)H為100 t／h，不太適合我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)。

6）德國(guó)STEROS公司的清倉(cāng)設(shè)備主要有懸臂無(wú)機(jī)殼螺旋清倉(cāng)機(jī)（見(jiàn)圖12）和支撐帶罩殼螺旋清倉(cāng)機(jī)（見(jiàn)圖13）兩種型式。懸臂無(wú)機(jī)殼螺旋清倉(cāng)設(shè)備可以配雙螺旋（對(duì)稱安裝），類似WELLENBROCK公司的懸臂式雙螺旋清倉(cāng)機(jī)。支撐帶罩殼螺旋清倉(cāng)設(shè)備可以承受物料壓力，保持不變形。行走驅(qū)動(dòng)輪依據(jù)料倉(cāng)直徑大小進(jìn)行合理配置。行走驅(qū)動(dòng)輪采用鼠籠式滾筒結(jié)構(gòu)，以橡膠材料與地面接觸，以增加摩擦力和保護(hù)糧食。

圖11 懸臂式雙螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

圖12 懸臂無(wú)機(jī)殼螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

圖13 支撐帶罩殼螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

7）法國(guó)DENIS公司的螺旋清倉(cāng)設(shè)備（見(jiàn)圖14）最大產(chǎn)量可達(dá)300 t／h，適用于多種物料。該清倉(cāng)設(shè)備外部裝有外罩，可承受糧食的壓力和沖擊力，其行走驅(qū)動(dòng)采用橡膠獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)，在糧面上行走驅(qū)動(dòng)力偏低，行走不平穩(wěn)。

圖14 螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

8）德國(guó)PETKUS公司的螺旋清倉(cāng)設(shè)備（見(jiàn)圖15），該設(shè)備最大產(chǎn)量為100 t／h，螺旋葉片直徑280 mm，螺旋轉(zhuǎn)速200 rpm。其行走輪采用鼠籠輥筒式結(jié)構(gòu)，與地面接觸部分采用耐磨橡膠，可有效防止行走輪在倉(cāng)底面出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

圖15 螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)主要產(chǎn)品的對(duì)比，其基本工作原理基本一致，行走驅(qū)動(dòng)裝置主要有輪式和軌道型式兩種類型。對(duì)于輪式行走驅(qū)動(dòng)裝置，筆者認(rèn)為適合倉(cāng)直徑較小的工作環(huán)境，當(dāng)倉(cāng)直徑30.0 m或者30.0 m以上時(shí)，行走輪易打滑發(fā)生驅(qū)動(dòng)力不足現(xiàn)象，此時(shí)有些公司采用鋪設(shè)輔助鋼板的方式解決打滑問(wèn)題，由此會(huì)帶來(lái)投資成本提高;軌道式的行走驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)力充足，但投資成本較高，也存在軌道安裝復(fù)雜，軌道靠倉(cāng)壁側(cè)糧食清理困難等問(wèn)題;履帶式螺旋清倉(cāng)機(jī)安裝簡(jiǎn)單，無(wú)需軌道或者輔助鋼板即可保證充足驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)投資成本相對(duì)較低，是目前較為理想的一種平底淺圓倉(cāng)清倉(cāng)作業(yè)設(shè)備。

1.2.2 移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)

移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)（見(jiàn)圖16）的工作原理與固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)類似，不同處在于移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)，多采用分段設(shè)計(jì)，各組成部件平時(shí)存放于設(shè)備倉(cāng)庫(kù)中，需清倉(cāng)時(shí)運(yùn)至倉(cāng)內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)組裝，完成清倉(cāng)后拆分，運(yùn)至設(shè)備倉(cāng)庫(kù)或者其他待清倉(cāng)。在工作時(shí)，移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)的旋轉(zhuǎn)支撐是要固定于糧倉(cāng)的中心出料口，使整機(jī)在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下繞旋轉(zhuǎn)支撐做水平圓周運(yùn)動(dòng)。單臺(tái)設(shè)備可機(jī)動(dòng)用于多倉(cāng)，一次投資成本低、設(shè)備利用率相對(duì)較高。

但移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)工作時(shí)對(duì)地面平整度要求高，設(shè)備一次清倉(cāng)作業(yè)需多次拼裝、拆裝，耗時(shí)長(zhǎng)，需人工操作，產(chǎn)量相對(duì)較小，運(yùn)行成本較高，屬于半機(jī)械化出倉(cāng)，移動(dòng)螺旋清倉(cāng)機(jī)適用于糧食周轉(zhuǎn)頻率低的場(chǎng)合。目前移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)的使用較少。

2 各種設(shè)備的應(yīng)用前景分析

綜合上述比較分析可知:1）推糧機(jī)或鏟車清倉(cāng)作業(yè)方式比較落后，機(jī)械化程度較低，工人工作環(huán)境惡劣，不符合“以人為本”的現(xiàn)代生產(chǎn)工作理念，應(yīng)逐漸被淘汰。

圖16 移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)圖

2）從以上分析可以看出，在筒倉(cāng)倉(cāng)型余糧清倉(cāng)處理設(shè)備上螺旋清倉(cāng)機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用備受推崇。這不僅受益于國(guó)家政策的支持，更是由糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)的迫切需求所促成的;同時(shí)相比于移動(dòng)式螺旋清倉(cāng)機(jī)，固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)的清倉(cāng)作業(yè)自動(dòng)化程度相對(duì)較高，可實(shí)現(xiàn)倉(cāng)內(nèi)無(wú)人化管理作業(yè)，清倉(cāng)效率也相對(duì)較高，同時(shí)長(zhǎng)期運(yùn)行成本和人力成本相對(duì)其余作業(yè)方式也明顯較低。當(dāng)糧食周轉(zhuǎn)頻率高時(shí)，采用固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)的作業(yè)方式效果則更顯著。

3）對(duì)于同類型筒倉(cāng)清倉(cāng)工藝設(shè)備，國(guó)外的整體質(zhì)量性能相對(duì)國(guó)內(nèi)較高，但其價(jià)格也相對(duì)較高，同時(shí)其配件供應(yīng)、售后服務(wù)等也相對(duì)不便。所以對(duì)于選擇何種清倉(cāng)設(shè)備，實(shí)際上應(yīng)以能夠滿足自己的實(shí)際需要為主，并綜合考慮糧庫(kù)或企業(yè)的經(jīng)濟(jì)能力和使用情況，合理有效地選用筒倉(cāng)清出倉(cāng)設(shè)備。

4）履帶式螺旋清倉(cāng)機(jī)相對(duì)于國(guó)內(nèi)外固定式螺旋清倉(cāng)機(jī)，從設(shè)計(jì)理念和結(jié)構(gòu)型式上更符合我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)國(guó)情需求，可滿足清倉(cāng)功能需求，大幅降低企業(yè)的投資成本;從技術(shù)細(xì)節(jié)角度上已經(jīng)超越國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品，居于領(lǐng)先地位。

[1]白雪峰.一種新型的埋式螺旋清倉(cāng)機(jī)[J].糧食流通技術(shù)，2006（6）:11-13.

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Research and Analysis of the Clearance Process Equipment for the Silo at Home and Abroad

Guo Jingtao, Xin Shuojun, Sui Sai
（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) CO.,Ltd, Henan Zhengzhou 450053, China）

The silo was considered as the breakthrough point in the present paper and several clearance process equipment at home and abroad were introduced. A comparative analysis was focused on of the advantages, disadvantages and application occasions of the clearance process equipment, which provided logistics industry.

Silo; Squat silo; Home and abroad; Clearance process equipment; Screw cleaning equipment; Crawler-type

TS210.3

本文受到科技部2013年公益性行業(yè)科研專項(xiàng)基金資助，項(xiàng)目名稱：“北糧南運(yùn)”關(guān)鍵物流裝備研究開(kāi)發(fā)（編號(hào)：201313010）.

郭井濤（1980-），男，助理工程師，主要研究方向：糧食倉(cāng)儲(chǔ)物流技術(shù)及裝備研發(fā)；辛爍軍（1980-），男，工程師，主要研究方向：糧食倉(cāng)儲(chǔ)物流技術(shù)及裝備研發(fā)（主研筒倉(cāng)進(jìn)出倉(cāng)及房式倉(cāng)技術(shù)和裝備）。