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四十年前IEEE國際代表團眼中的中國電氣電子技術

來源:信息發布     作者:信息發布人員     發布時間:2018-05-11 21:30:40     瀏覽次數:         

 Electrotechnologyin China

 
電工技術在中國
 
原文出版在”IEEE Spectrum”,1978年2月刊。
 
  1977年9月27日,應中國電子學會的邀請,由十名代表組成的IEEE代表團抵達中國開始對零件,計算機,通信,和電力領域進行了為期三周的訪問,這篇文章是基于代表團成員的貢獻,使得當時的美國讀者可以近距離了解中國的先進技術。
 
  中國電氣和電子技術中最引人注目的方面在哪里?發展方向在哪里?正在以何種速度發展呢?總體來說,中國落后于歐美地區10-15年左右,大致的發展起始于1948年。但是政府號召人民在2000年之前追平或超越工業化國家。西方訪問者,如近期的IEEE代表團,也認為中國是可以做到的 -- 當然,意識形態的和諧統一將轉化為現代化的驅動力,從而克服國家在研究領域、工業發展,特別是教育系統中的嚴重缺陷。
 
  現今,中國似乎進入了一個穩定時期。各項條件可滿足于真正的發展。在9月18日的聲明中,中國共產黨中央委員會提出“技術革命”和“重要的理論創新和技術發明”,為中國人民設定了目標:在重大科技領域,《聲明》指出:“中國要逐步接近、追平,甚至超越世界最先進水平,使我國國民經濟處于世界前列。”為此,中央對國家科學技術委員會進行了改革,要求各部門制定三年、八年、以及粗略的二十三年計劃,以協調納入國家計劃。
 
  以下是一些IEEE代表團成員近日來訪中國的印象匯總。三周以來,中國電子協會(CES)陪同美國的參觀者先后去了工廠、研究實驗室,以及大學。參觀者的觀察雖然有限且不完整,但仍舊展示出了一幅復雜且充滿活力的技術畫面。
 
  雖然來訪的IEEE主要集中在通信方面,但CES也安排了對計算機、電力設備、和集成電路工廠的訪問,以下將有完整的介紹。
 
  Integrated circuits
 
  集成電路
 
  根據這一次對集成電路工廠的訪問來判斷,中國人似乎有能力勝任任何西方IC制造商所做的事情。研究人員充分了解更先進的集成電路制造技術。但是這項專業技能的應用需要混合開發,導致只能生產出25%的標準集成電路產品和不到10%的簡單大規模集成電路。
 
  上海芯片廠坐落在一個老街區,由一個老舊校舍改建而成,這從根本上來說便是不合適的。盡管環境艱苦,但確實做出了努力建立現代化的設施。據報道,當時的生產率、設備,以及技術,在1976年設備的總產量為二百萬。工廠擁有員工八百人,一百人是“技術人員”,其中十人是工程師。
 
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上海線圈機械廠
 
  集成電路產品包括互補金屬氧化物半導體(CMOS),p-channel金屬氧化物半導體(p-channelMOS),以及雙極器件,主要用于計算機和過程控制機。然而,對大規模集成電路的需求遠遠大于生產能力。盡管產量是全數字集成電路,模擬集成電路也正在考慮中。
 
  目前離子注入設備(中國制造)用來制造CMOS電路。相反,所有電路的照相平版印刷技術都是手工的,按照最小線條寬度10微米的西方標準制造。
 
  小型計算機用于測試大型集成電路隨機存儲器。除了表示接受或拒絕外,小型計算機可識別電路的故障部分。小型計算機由冶金研究所、電器廠和上海復旦大學聯合開發。
 
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上海無線電工廠
 
  目前,一切都在改進當中。在與IC工廠毗連的位置,一座大型的新建筑正在崛起,那就是專門為LSI電路制造而設計的。
 
  Telecommunications
 
  電信
 
  一個擁有十億人口的國家只有500萬的電話設備,由此可見,中國的電信行業還有充足的增長空間。甚至北京,作為國家的首都和主要城市,這座900萬人口的城市也只有20萬部電話。
 
  國內的電話用戶需要每月付電話費。市內電話不收費,但長途電話費用按照時間和距離收取。其收費標準與美國相比如何,這點IEEE代表團無法給出準確的答案。
 
  在中國,電話設備和設施是一個既古老又新奇的事物。例如,遠距離傳輸仍然很大程度上是通過明線(每對開放導線最多有16個話音通道),在某些地區,這種介質將在未來幾年提供足夠的容量。(在美國,除了一些農村地區外,在20世紀50年代末,明線連接幾乎已經不再使用了。)與此同時,現代同軸電纜系統(目前正在從960個擴大到1800個通道)連接北京和上海,并延伸到廣東。微波無線鏈路(960個頻道)正在全面生產;1800個頻道的擴展也正在開發中。
 
  用于語音信道的頻分多路復用信道組信道組設備是全固態的。該設備大致相當于西方已生產多年的設備。同樣,除行波管之外,6-GHz終端和無線電中繼器也是全固態的。這些設備的生產制造現已達到了國際電報電話咨詢委員會(CCITT)的國際標準水平。
 
  長途電話仍然歸屬于接線員負責。例如,在北京長途電話中心,每天大約有五萬個電話,這些通常是由兩個接線員安排的。打電話的人給接線員一個長途電話號碼,然后掛斷電話。接線員填寫通知單后將其放入所需分配位置。最終,該通知單將交由另一個接線員,他來負責撥出被叫號碼和原來的呼叫者,并記錄回答和斷線時間。
 
  這些由接線員撥打的電話通過HDW類型轉換后,接下來使用的設備可服務于400個端口和100個接線位。然后,更先進的方法是,全自動代碼條交換設備--其總功率可達6000端口 -- 北京正在使用,也將被用于其他八個大城市。
 
  北京長途電話中心擁有員工1300人,其中包括500名接線員和800名工程師與技術人員。其中,15%-18%的員工是女性,在這些人中25%的員工負責技術工作。該中心的設備大多都坐落在一個全新的九層樓高的大廈里,這提供了豐富的擴建空間。建筑中所有的設備都是中國制造。
 
  國際間的通訊依舊是容易的。在北京中心每天大約有2000個國際電話。仔細觀察可以發現,通往美國的兩大電路是未被充分利用的,每個月只有大概300-500個電話。高頻單邊帶無線電(2至30MHz)仍然廣泛用于與偏遠的公社和村莊交流。
 
  衛星系統似乎是解決國家孤立地區問題的一種天然方法。中國已經在1979申請了兩顆通信衛星,但其實際的國內應用計劃還不清楚。一個人造衛星地面站正在北京展出。它具有的30英尺的拋物面天線有限方位運動可能意味著它是專為同步衛星。
 
  鑒于此,沒有看到任何形式的數字傳輸或交換,中國也沒有表示任何發展和應用的計劃。然而,中國已經發布了一個數字衛星地球站。
 
  大多數的電話是旋轉式撥號盤類型;按鍵類型的電話生產數量有限,機電電傳打字機復古設計仍然是大批量生產。它們看起來像是西方人使用的老式設備,但堅固耐用且可靠。
 
  北京計算機技術研究所研制了一種1024針靜電打印紙矩陣線打印機。工程師使用了字母數字字符的7到9矩陣--這是一個具有挑戰性的問題,其解決方案將需要至少一個20乘20矩陣。
 
  在各種工業展覽會上,最新的圖形和傳真終端都有所展示,但目前還不清楚它們是否已投入使用。這些終端包括:陰極射線管顯示圖形;噴墨傳真終端;以及印刷式發送傳真電報終端。
 
  漢字的廣泛使用有利于傳真傳輸,但趨勢是開始利用羅馬文字取代漢字。
 
  郵電部負責全國網絡規劃和電話設備生產控制。然而,只要工廠的產量和技術質量符合衛生部的標準,各省在設備制造方面似乎有一定的獨立性。
 
  該部首先把擴大長途城際連接放在首位,之后將網絡擴展到全國2000個縣。上海的一個中央研究所由該部運營,負責電信的研究和開發。與貝爾實驗室和歐美地區的類似機構不同,上海研究所沒有制作設計圖紙。相反,調查結果會被傳送給鐵道部,該部使用它們來制定規范,中國工程師稱之為“主要圖紙”。實際的生產設計和圖紙是在工廠完成的。
 
  該部擁有三個開關設備工廠,但也有許多省級工廠,這意味著可以隨意改變基本設計。但是,盡管有這種權力下放,設備也必須集中建造,必須符合中央一系列電阻抗、信號等既定標準。因此,互連是可能的。設備的設計和制造的預期壽命為40年。
 
  在電信業,與其他中國產業一樣,新產品和服務由設計師、制造商和用戶組成的“三合一”小組來構思和評估。政府部門支持各組之間的聯合討論。小問題通常可以在沒有政府部門的干預下解決,而一些更重要的問題或分歧則是向政府部門提出并解決。從觀念到生產的孕育期與西方差不多 -- 簡單產品的三到四年,更復雜的產品所需時間也更長。
 
  中國的工廠建設一絲不茍,一塵不染,但同時也為員工提供豐富的福利-- 住房補貼等。例如,北京微波設備廠為1400名員工提供餐廳、托兒所、幼兒園、魚塘和菜園。
 
  機床和其他零件設備都可制造。大部分的裝配工作都是手工完成的。西方訪問者經常會被工廠中昏暗的照明嚇一跳,然而這在中國許多工廠是很平常的事情;通常,只有組裝線上的工作照明比較好,光線會通過窗戶照射進來。使用放大鏡可以緩解眼部疲勞,同時也能加速生產。但是,中國工廠的一些安全標準仍需改進 -- 例如中國工人不屑于美國工人工作時所佩戴的安全眼鏡和口罩。對比新舊生產方式,可以看出變化的迅速。例如,在南京電信工廠,一個房間里的金屬棒(用于同軸電纜系統的機械過濾器)用手工打磨,用磨石和砂紙打磨。而在相鄰的房間里,其他的金屬棒則被自動送入脈沖激光束中,燃燒棒的末端直到頻率計信號停止。
 
  The motor works
 
  電機工程
 
  motor和generator這兩個詞語在中文的意思表達相同,所以上海電機廠的名稱意味著工廠不僅生產大型工業用的同步和直流電動機,同時也制造容量為300兆瓦的汽輪機和低速發電機。工廠位于城市的郊區位置,共有8000名工人,其中大約一半人住在附近。其他人來自上海本地,通常會在工廠宿舍住六個晚上(周一到周六)。
 
  這種工廠在世界各地都非常典型。其具備很多重型機械,其中大部分來自捷克和俄羅斯,也有些是現代化中國的產物。產品在轉子和定子的大機器冷卻蒸餾水使用顯著,其空心軸轉子,和扭曲在低速機極槽的缺失。
 
  上海電機廠的電鍍車間裝備精良。其半自動浸膠線可用在其他產品上,利用鋅對功率因數的電容器罐–由分隔區域鍍數控(紙帶輸入)。操作員可通過視窗或閉路電視查看進程。
 
  從300-MW,18-Kv,3000-r/min的發電機設計來看,均與西方標準大致相同。據報道,發電機的效率為98.5%,包括勵磁機損耗。它被設計為在0.85功率因數下運行。繞組與玻璃纖維/環氧樹脂復合材料絕緣。絕緣測試在兩倍額定電壓加上3000伏特一分鐘(這種做法與美國相當),直接連接勵磁機是一個500伏,100赫茲交流發電機與整體安裝整流單元。
 
  “為了辦好社會主義企業,我們需要且有必要重視規章制度,”一位工程師對美國IEEE代表團這樣解釋道。當材料進入工廠時,應認真進行進貨檢驗,并在生產過程中再次檢查。如果來料檢驗沒有做好,這將嚴重影響產品質量。
 
  Computers
 
  計算機
 
  雖然中國在社會主義國家傳統上比較薄弱的兩個領域——軟件和外圍設備——取得了一定的成功,但總體進步率必須被判斷為相當緩慢。在中華人民共和國,操作系統仍處于起步階段。程序員用紙帶代替穿孔卡片。用戶語言在中文版本的Algol中仍占主導地位,雖然Fortran Ⅳ和Basic語言也在迎頭趕上。甚至沒有提到Cobol -- 事實上,大型計算機目前似乎只用于科學工作而非商業用途。
 
  北京計算機技術研究所開發了一款名為013的計算機,這是一臺大容量的48位字科學機器,每秒可完成200萬指令。其外圍設備包括磁帶機、線號打印機,文本和圖形點陣打印機,一對10字節的可移動頭磁盤驅動器,一個陰極射線管顯示器,和一個本地制造的“golf-ball”打字機--類似于IBM Selectric。
 
  013計算機的特點相當于美國第三代計算機(具有中小型集成邏輯、輸入/輸出通道和操作系統),類似于1965年的美國機器。盡管如此,013也不能給參觀者留下深刻的印象,因為它是由一個規模不大的群體(大約100人)在一幢陳舊的老式建筑中產生的。據悉,計算機的每一個部件都是中國制造。這是少數訪問者被要求不可以拍照的地方之一,中國方面表示,“我們還未發布過任何關于該機器的信息。”
 
  國家有計劃將013投產,同時另一款大型機TQ-6,已在上海計算機廠小批量開始生產了。上海計算機廠的位置過去曾是一家學校,而TQ-6是第三代機器。
 
  顯然,上海無線電工廠的工程師們在他們的領域內是能干的,并且撐起了這個國家重要的制造工廠之一。然而,他們也很清楚自己的產品是落后于時代的。
 
  一位工程師表示:“中國和西方的計算機技術之間的差距應該在縮小。現在,我們期待著可以提高我們的發展水平。”隨著中國在計算機領域具有強烈的發展愿望,上海集團必須找機會擴張并實現現代化。
 
  在小型機方面,中國工廠生產了多種型號。事實上,功能似乎有太多的重復和重疊——太多的機器模型和一些通用模型對各種各樣的應用沒有足夠的靈活適應。與中國工程師的討論表明,他們意識到在大型和小型計算機的開發中需要國家協調工作,從而可以大規模地生產一些模型。
 
  在計算機規模的矮端板,臺式計算器正在南京批量生產。該裝置可編程多達128個步驟,但程序必須輸入十六進制代碼。上海無線電十三廠還制作了一個計算器--十位數,四種功能單元的設備,大約10*10*2英寸的尺寸。該計算器為有線供電,配有明亮的綠色顯示屏,且帶有一定的存儲能力。它包含18個芯片,價格為2000元(1200美金),稍許小貴。中國人也意識到,在歐美地區,這種商品比較便宜。
 
  “是的,我們知道,”一位工程師表示。“HP-35最開始的售價為415美元,但現在僅需20美元即可購買到同等價值單元器件。”中國人更愿意接受中國制造的計算器,即使知道其成本比較高,只是因為大家是中國人。
 
  中國的電腦技術人員在選擇是使用自主開發的軟件,還是使用別人已開發的軟件或機器制造方案時(如蘇聯生產的IBM-360-compatible Ryad機器),他們通常選擇前者。
 
  Data communications
 
  數據通信
 
  除電傳服務,似乎在中國很少甚至幾乎沒有數據通信,大概是因為遠程計算機還沒有熟練運用 -- 可能永遠也不會像在歐美地區一樣。由于微型計算機和小型計算機技術在發達國家已經發展得很先進,中國人可以通過在許多商場機器上進行大量的應用處理,而不是在遠離終端用戶的幾個大的應用機上使用。
 
  盡管如此,中國工程師還是見多識廣的,甚至對計算機網絡和公共數據網絡最前沿的想法也很感興趣。在過去的幾年中,他們作為代表出席了國際電報電話咨詢委員會關于新數據網絡、文本通信和數據傳輸技術的全體會議和研究小組。
 
  Radio and TV
 
  廣播電視
 
  在中國,眾所周知的著名晶體管收音機品牌“熊貓”,由南京無線電工廠生產。除了這些收音機,工廠的3000名員工還制造單通道、單邊帶發射機和接收機、醫療儀器和彩色電視機。許多小工廠也生產收音機,但品牌不同(廣交會上共有19個不同品牌的收音機)。
 
  南京工廠的設計師通過向農民、工人、士兵測試原型機來確定消費者的反應。當這一切都批準通過時,有限的生產模式被送至國家商業部門進行進一步試驗。當最終獲批時,即可開始大規模生產。
 
  在裝配線上,零件被手工插入到印刷電路板中,并且元件引線被自動地夾在適當的長度上,以便在小波峰焊接機上焊接。高效方便的裝配臺由三位一體的委員會打--專門從事夾具和夾具的生產,以降低生產成本。起初,一家非中國公司被認為是供應組裝長凳,但給出的價格中國人認為過高了。因此,中國開始自行研發,不僅增加了一些其他功能,生產成本也才是原始報價的八分之一。
 
  Overview and prospects
 
  綜述與展望
 
  中國是一個在許多領域中有著巨大的內部需求的大國,包括通信業。為了幫助滿足需求,在2000年實現現代化,中國擁有以下寶貴的有利條件:相比于其他國家的低工資水平與熟練勞動力,熟練的規劃與管理,在許多方面扎實的技術能力,技術轉移能力的經濟系統,且最終具備從歐美地區已開發的技術池中汲取的能力。一個強調技術創新的社會能夠繁榮嗎?這個問題的答案就是可能失敗,亦或成功。
 
    這是一篇很久以前的文章,看完之后對照一下中國科學儀器產業的發展,也許會讓大家有所思考。中國科學儀器產業發展了這么多年,取得了哪些長足的進步,又有哪些不足?您又如何看?
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