淺談智能水表工業(yè)的演變及發(fā)展路徑

●李江山

水表屬于儀器儀表行業(yè)，是先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)、國(guó)家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，我國(guó)水表市場(chǎng)處在普通機(jī)械水表、智能水表共存的局面。隨著智慧城市理念和實(shí)踐不斷發(fā)展，智慧水務(wù)建設(shè)的推進(jìn)，加速了對(duì)具備數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程計(jì)量等功能的相關(guān)計(jì)智能量水表的需求，為智能水表及其系統(tǒng)的生產(chǎn)帶來(lái)了持續(xù)的市場(chǎng)需求和良好的發(fā)展機(jī)遇，智能水表行業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的歷史最佳時(shí)機(jī)。智能水表將在未來(lái)的居民生活用水、工業(yè)生產(chǎn)用水中起到更大的作用。

一、智能水表發(fā)展的幾個(gè)階段

有著“水表之都”美譽(yù)的寧波，水表產(chǎn)業(yè)集中度、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、品牌覆蓋率及出口和年銷(xiāo)售額，均在全國(guó)同類(lèi)區(qū)域中名列第一，是國(guó)家重要的水表產(chǎn)業(yè)基地。坐落在寧波橫街的寧波東海集團(tuán)有限公司40 多年來(lái)專(zhuān)注水表的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，是我國(guó)水表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的見(jiàn)證者和踐行者，經(jīng)歷我國(guó)水表產(chǎn)業(yè)由小變大，由弱做強(qiáng)，技術(shù)更新迭代的全過(guò)程。

（一）遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)技術(shù)的誕生

上世紀(jì)90年代，在國(guó)家“八五”規(guī)劃期間，建設(shè)部開(kāi)始醞釀推進(jìn)城市建設(shè)智能住宅的構(gòu)想，并啟動(dòng)了水、電、氣三表智能化裝置與系統(tǒng)科研課題。其目標(biāo)是推動(dòng)計(jì)量化節(jié)能、治污、減排、抄表到戶(hù)智能化技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“一戶(hù)一表”技術(shù)改造工程的規(guī)劃建設(shè)。在當(dāng)時(shí)住宅建設(shè)工程領(lǐng)域，三表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚屬空白。東海集團(tuán)水表產(chǎn)業(yè)相隨建設(shè)部“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目規(guī)劃構(gòu)想，結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)與科研院校合作研發(fā)，于1994年首創(chuàng)發(fā)明中國(guó)第一代遠(yuǎn)程發(fā)訊水表及抄表系統(tǒng)，并在深圳特區(qū)試點(diǎn)應(yīng)用。

（二）智能化水表的進(jìn)一步發(fā)展

“九五”期間，機(jī)電一體化、智能化儀表及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)進(jìn)程繼續(xù)向深度和廣度發(fā)展，東海集團(tuán)水表產(chǎn)業(yè)與高等院校合作，首創(chuàng)發(fā)明制造出中國(guó)第一代智能IC 卡水表，在第一屆深圳高交會(huì)上獲得好評(píng)。當(dāng)時(shí)，全國(guó)涌現(xiàn)2000 余家科研機(jī)構(gòu)和小微企業(yè)創(chuàng)業(yè)研究智能化儀表及各類(lèi)系統(tǒng)，并在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，即一攬子實(shí)施研發(fā)、試制、系統(tǒng)銷(xiāo)售和服務(wù)的技術(shù)創(chuàng)新模式，雖然可以發(fā)揮年輕技術(shù)人員的社會(huì)實(shí)踐和科研機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，但其內(nèi)部生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)機(jī)制并不適合龐大而復(fù)雜系統(tǒng)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)，不可能堅(jiān)持到最后，因此影響和沖擊了行業(yè)市場(chǎng)的有序發(fā)展。

（三）智能化水表應(yīng)用技術(shù)的突破

“十五”期間，我國(guó)在智能化儀表應(yīng)用技術(shù)等方面的關(guān)鍵技術(shù)上取得了一系列突破。東海集團(tuán)與中科院合資經(jīng)營(yíng)成立了寧波東冠科技有限公司，利用光電技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，研發(fā)五表抄表系統(tǒng)，并在中科院廣州電子所建立技術(shù)開(kāi)發(fā)分中心。在這種創(chuàng)新模式中，完成技術(shù)創(chuàng)新的科研成果到生產(chǎn)成果的轉(zhuǎn)化。技術(shù)創(chuàng)新是科技要素與生產(chǎn)要素有機(jī)結(jié)合的過(guò)程，企業(yè)自主創(chuàng)新是在長(zhǎng)期實(shí)踐中逐步積累形成的、成為支撐企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的動(dòng)力源。制造業(yè)和高新技術(shù)有機(jī)的內(nèi)在關(guān)系是制造業(yè)向高技術(shù)發(fā)展的必然方向。

（四）計(jì)量?jī)x表制造業(yè)與高新技術(shù)融合集成

“十一五”期間，由信息化帶動(dòng)工業(yè)化，并行工程邁向融合、系統(tǒng)工程技術(shù)集成。在計(jì)量?jī)x表制造業(yè)發(fā)展的歷史上，高新技術(shù)和制造方法與制造工具之間往往是帶動(dòng)或推動(dòng)的關(guān)系。隨著時(shí)代的發(fā)展，進(jìn)展到并行和同步，高新技術(shù)和新制造之間相輔相成、互為因果。未來(lái)新技術(shù)和新的制造能力將形成一種融為一體的集成能力，新技術(shù)的發(fā)明者和新制造技術(shù)的創(chuàng)造者之間是一體化的關(guān)系，目標(biāo)相同，技術(shù)相連，水表產(chǎn)業(yè)進(jìn)入集成創(chuàng)新時(shí)代。

（五）基于無(wú)線傳感物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)工程集成應(yīng)用

“十二五”期間，智慧城市建設(shè)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)水表產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)進(jìn)一步革新?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)是通過(guò)信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，將特定物體與信息網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)集控系統(tǒng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息的交換和自動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤。城市公共事業(yè)領(lǐng)域關(guān)系到社會(huì)民生事業(yè)服務(wù)的智能電網(wǎng)、智能水網(wǎng)、智能氣網(wǎng)、智能熱網(wǎng)計(jì)量、節(jié)能、減排、治污、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和“五水共治”，向著自動(dòng)化計(jì)量監(jiān)控和管理網(wǎng)絡(luò)體系方向發(fā)展。

二、新時(shí)期水表工業(yè)發(fā)展的思考

水表制造業(yè)工程技術(shù)的發(fā)展必須緊緊跟蹤新技術(shù)、新材料、新工藝的進(jìn)展步伐和行業(yè)用戶(hù)不斷變化的新需求，著眼未來(lái)，立足集成創(chuàng)新。

（一）水表行業(yè)的發(fā)展方向

水表應(yīng)用領(lǐng)域的變化。目前水表應(yīng)用已從封閉滿(mǎn)管道的飲用水計(jì)量領(lǐng)域拓展至非飲用水計(jì)量、熱水與污水計(jì)量、明渠水計(jì)量以及工農(nóng)業(yè)過(guò)程用水計(jì)量等方面，采用的技術(shù)也已涵蓋到機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、傳感與信號(hào)處理、流體動(dòng)力學(xué)、新材料等學(xué)科。

水表產(chǎn)品變化。水表產(chǎn)品已從單一的傳統(tǒng)機(jī)械水表向機(jī)械水表與智能水表1.0 產(chǎn)品（即帶電子裝置的機(jī)械水表）共存使用階段過(guò)渡，水費(fèi)抄收與管網(wǎng)用水監(jiān)測(cè)等工作也從人工管理逐步向智能化、信息化和系統(tǒng)化應(yīng)用方面推進(jìn)。智能水表2.0 產(chǎn)品（即電子水表）是近期及未來(lái)一段時(shí)期的發(fā)展趨勢(shì)和方向，它的高性能、長(zhǎng)壽命、自校正、方便網(wǎng)絡(luò)接入等特性，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在供水系統(tǒng)中應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，也是智慧水務(wù)領(lǐng)域必不可少的先進(jìn)智能計(jì)量表計(jì)和終端。

《我國(guó)水表行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，“十三五”期間智能水表(含智能應(yīng)用系統(tǒng))銷(xiāo)售收入占全部水表銷(xiāo)售比例要達(dá)到40%。伴隨著政策向好，智能水表的市場(chǎng)規(guī)模也將穩(wěn)步提升，預(yù)計(jì)增速將達(dá)到28%，2020年智能水表的滲透率將接近45%，年出貨量約4500 萬(wàn)臺(tái)。

（二）水表工業(yè)發(fā)展的必然途徑

“十三五”期間，水表企業(yè)將迎來(lái)更大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，走新型工業(yè)化道路是中國(guó)計(jì)量?jī)x表工業(yè)自主自強(qiáng)的必然途徑。企業(yè)要根據(jù)《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng)，在市場(chǎng)拉動(dòng)和政府推動(dòng)下，走新型工業(yè)化道路，要求計(jì)量?jī)x表工業(yè)以電子化和信息化為根本途徑，形成企業(yè)自主產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新能力。

以東海集團(tuán)為例，經(jīng)歷了20 多年的技術(shù)引進(jìn)、消化吸收，已具備了基本技術(shù)條件，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化高技術(shù)化升級(jí)。機(jī)電一體化概念早已擴(kuò)展為多元技術(shù)的集成，包括“機(jī)、電、光、聲、磁、熱、化、生一體化”綜合集成技術(shù)，而機(jī)電一體化產(chǎn)品五要素（結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、檢測(cè)、控制、驅(qū)動(dòng)）在信息技術(shù)的催化下，在實(shí)現(xiàn)充分融合和集成的基礎(chǔ)上，機(jī)電產(chǎn)品自此真正成為軟件定義智能的新一代智能化系統(tǒng)產(chǎn)品的使用對(duì)象。

（三）行業(yè)制造產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)仍然不足

目前，水表行業(yè)制造產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、共性制造技術(shù)研究面臨的形勢(shì)仍然非常嚴(yán)峻，儀器儀表測(cè)量控制科技的發(fā)展涉及到自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)及裝備制造業(yè)基礎(chǔ)、共性制造技術(shù)，主要包括材料及其選擇、制造工藝、自動(dòng)化技術(shù)、智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)管理等技術(shù)。

我國(guó)計(jì)量?jī)x表檢測(cè)系統(tǒng)及裝備制造技術(shù)的基礎(chǔ)、共性制造技術(shù)研究工作，主要由行業(yè)性的研究院所進(jìn)行，裝備制造業(yè)大多數(shù)都是作坊式企業(yè)，結(jié)合我國(guó)計(jì)量?jī)x表裝備制造業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，我們必須清醒地看到，盡管我國(guó)已經(jīng)成為制造大國(guó)，然而還遠(yuǎn)不是制造強(qiáng)國(guó)。

在儀器儀表行業(yè)裝備制造業(yè)中的基礎(chǔ)、共性制造技術(shù)研發(fā)工作，單靠企業(yè)的力量是不夠的。在一些前沿技術(shù)研究中，科研牽頭、院企合作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的新的研發(fā)攻關(guān)組織形式開(kāi)始發(fā)揮作用，推動(dòng)了計(jì)量?jī)x表行業(yè)整體技術(shù)發(fā)展，科技成果產(chǎn)業(yè)化初見(jiàn)成效。在研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域方面，科研開(kāi)發(fā)工作的重點(diǎn)也正在從過(guò)去單一注重制造技術(shù)的提高，轉(zhuǎn)向智能化產(chǎn)品技術(shù)、智能制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用、工業(yè)4.0 方向發(fā)展全面提高。