淺談智能水表工業的演變及發展路徑

●李江山

水表屬于儀器儀表行業，是先導性產業、國家戰略性基礎產業。當前，我國水表市場處在普通機械水表、智能水表共存的局面。隨著智慧城市理念和實踐不斷發展，智慧水務建設的推進，加速了對具備數據分析、遠程操作、遠程計量等功能的相關計智能量水表的需求，為智能水表及其系統的生產帶來了持續的市場需求和良好的發展機遇，智能水表行業進入了高速發展的歷史最佳時機。智能水表將在未來的居民生活用水、工業生產用水中起到更大的作用。

一、智能水表發展的幾個階段

有著“水表之都”美譽的寧波，水表產業集中度、產品競爭力、品牌覆蓋率及出口和年銷售額，均在全國同類區域中名列第一，是國家重要的水表產業基地。坐落在寧波橫街的寧波東海集團有限公司40 多年來專注水表的研發、生產和銷售，是我國水表產業發展的見證者和踐行者，經歷我國水表產業由小變大，由弱做強，技術更新迭代的全過程。

（一）遠程抄表系統技術的誕生

上世紀90年代，在國家“八五”規劃期間，建設部開始醞釀推進城市建設智能住宅的構想，并啟動了水、電、氣三表智能化裝置與系統科研課題。其目標是推動計量化節能、治污、減排、抄表到戶智能化技術的發展，實現“一戶一表”技術改造工程的規劃建設。在當時住宅建設工程領域，三表遠程抄表系統技術在國內尚屬空白。東海集團水表產業相隨建設部“八五”科技攻關項目規劃構想，結合自身產業特點與科研院校合作研發，于1994年首創發明中國第一代遠程發訊水表及抄表系統，并在深圳特區試點應用。

（二）智能化水表的進一步發展

“九五”期間，機電一體化、智能化儀表及遠程抄表系統進程繼續向深度和廣度發展，東海集團水表產業與高等院校合作，首創發明制造出中國第一代智能IC 卡水表，在第一屆深圳高交會上獲得好評。當時，全國涌現2000 余家科研機構和小微企業創業研究智能化儀表及各類系統，并在行業內推廣應用。但由于當時技術條件的限制，即一攬子實施研發、試制、系統銷售和服務的技術創新模式，雖然可以發揮年輕技術人員的社會實踐和科研機構的優勢，但其內部生產組織結構和運營機制并不適合龐大而復雜系統的生產和經營，不可能堅持到最后，因此影響和沖擊了行業市場的有序發展。

（三）智能化水表應用技術的突破

“十五”期間，我國在智能化儀表應用技術等方面的關鍵技術上取得了一系列突破。東海集團與中科院合資經營成立了寧波東冠科技有限公司，利用光電技術知識產權，研發五表抄表系統，并在中科院廣州電子所建立技術開發分中心。在這種創新模式中，完成技術創新的科研成果到生產成果的轉化。技術創新是科技要素與生產要素有機結合的過程，企業自主創新是在長期實踐中逐步積累形成的、成為支撐企業長期發展的動力源。制造業和高新技術有機的內在關系是制造業向高技術發展的必然方向。

（四）計量儀表制造業與高新技術融合集成

“十一五”期間，由信息化帶動工業化，并行工程邁向融合、系統工程技術集成。在計量儀表制造業發展的歷史上，高新技術和制造方法與制造工具之間往往是帶動或推動的關系。隨著時代的發展，進展到并行和同步，高新技術和新制造之間相輔相成、互為因果。未來新技術和新的制造能力將形成一種融為一體的集成能力，新技術的發明者和新制造技術的創造者之間是一體化的關系，目標相同，技術相連，水表產業進入集成創新時代。

（五）基于無線傳感物聯網技術系統工程集成應用

“十二五”期間，智慧城市建設、物聯網技術的廣泛應用，推動水表產業相關技術進一步革新。基于物聯網技術是通過信息傳感設備，按照約定的協議，將特定物體與信息網絡及存儲集控系統連接起來，進行信息的交換和自動控制，以實現智能化識別、定位、跟蹤。城市公共事業領域關系到社會民生事業服務的智能電網、智能水網、智能氣網、智能熱網計量、節能、減排、治污、生態環境保護和“五水共治”，向著自動化計量監控和管理網絡體系方向發展。

二、新時期水表工業發展的思考

水表制造業工程技術的發展必須緊緊跟蹤新技術、新材料、新工藝的進展步伐和行業用戶不斷變化的新需求，著眼未來，立足集成創新。

（一）水表行業的發展方向

水表應用領域的變化。目前水表應用已從封閉滿管道的飲用水計量領域拓展至非飲用水計量、熱水與污水計量、明渠水計量以及工農業過程用水計量等方面，采用的技術也已涵蓋到機械、電子、計算機、網絡通信、傳感與信號處理、流體動力學、新材料等學科。

水表產品變化。水表產品已從單一的傳統機械水表向機械水表與智能水表1.0 產品（即帶電子裝置的機械水表）共存使用階段過渡，水費抄收與管網用水監測等工作也從人工管理逐步向智能化、信息化和系統化應用方面推進。智能水表2.0 產品（即電子水表）是近期及未來一段時期的發展趨勢和方向，它的高性能、長壽命、自校正、方便網絡接入等特性，是物聯網技術在供水系統中應用的重要環節，也是智慧水務領域必不可少的先進智能計量表計和終端。

《我國水表行業“十三五”發展規劃綱要》指出，“十三五”期間智能水表(含智能應用系統)銷售收入占全部水表銷售比例要達到40%。伴隨著政策向好，智能水表的市場規模也將穩步提升，預計增速將達到28%，2020年智能水表的滲透率將接近45%，年出貨量約4500 萬臺。

（二）水表工業發展的必然途徑

“十三五”期間，水表企業將迎來更大的機遇和挑戰，走新型工業化道路是中國計量儀表工業自主自強的必然途徑。企業要根據《中國制造2025》行動綱領，在市場拉動和政府推動下，走新型工業化道路，要求計量儀表工業以電子化和信息化為根本途徑，形成企業自主產品研發創新能力。

以東海集團為例，經歷了20 多年的技術引進、消化吸收，已具備了基本技術條件，實現機電一體化高技術化升級。機電一體化概念早已擴展為多元技術的集成，包括“機、電、光、聲、磁、熱、化、生一體化”綜合集成技術，而機電一體化產品五要素（結構、運動、檢測、控制、驅動）在信息技術的催化下，在實現充分融合和集成的基礎上，機電產品自此真正成為軟件定義智能的新一代智能化系統產品的使用對象。

（三）行業制造產業基礎仍然不足

目前，水表行業制造產業基礎、共性制造技術研究面臨的形勢仍然非常嚴峻，儀器儀表測量控制科技的發展涉及到自動化檢測系統及裝備制造業基礎、共性制造技術，主要包括材料及其選擇、制造工藝、自動化技術、智能傳感器關鍵技術、測試標準化和系統管理等技術。

我國計量儀表檢測系統及裝備制造技術的基礎、共性制造技術研究工作，主要由行業性的研究院所進行，裝備制造業大多數都是作坊式企業，結合我國計量儀表裝備制造業發展的實際情況，我們必須清醒地看到，盡管我國已經成為制造大國，然而還遠不是制造強國。

在儀器儀表行業裝備制造業中的基礎、共性制造技術研發工作，單靠企業的力量是不夠的。在一些前沿技術研究中，科研牽頭、院企合作、優勢互補的新的研發攻關組織形式開始發揮作用，推動了計量儀表行業整體技術發展，科技成果產業化初見成效。在研究開發領域方面，科研開發工作的重點也正在從過去單一注重制造技術的提高，轉向智能化產品技術、智能制造技術和計算機應用技術的開發和應用、工業4.0 方向發展全面提高。