工业供给侧：一盏路灯的启示

　　【工业供给侧：一盏路灯的启示】四联光电公司生产的绿色、节能、环保照明产品，目前已远销加拿大、美国、法国、南非、西班牙等十多个国家和地区。

　　四联光电公司生产的绿色、节能、环保照明产品，目前已远销加拿大、美国、法国、南非、西班牙等十多个国家和地区。图为LED生产线。

　　庄冠蓉黄渊

　　一切要从7年前那个轰动一时的新闻说起：中国四联集团收购因金融危机陷入困境的、拥有全球最尖端大尺寸LED蓝宝石衬底制备技术的霍尼韦尔加拿大蓝宝石工厂。大家都说那是一笔合算的买卖，但恐怕谁也不会预计到，两年后四联集团在重庆建设了技术标准更优、规模比加拿大工厂大10倍的LED工厂，契合国内节能环保领域的迫切需求，掌握了发展LED产业的基础，填补了国内技术空白。

　　此后，四联不仅成功消化了霍尼韦尔的提拉法生长技术，又自主掌握了成熟的泡生法，成功实现了80kg和100kg级蓝宝石生长设备的国产化，成为国内为数不多能自制生长炉的企业。而且生长炉比同类进口产品价格便宜一多半，节电15%。

　　从公开报道还可以得知，依托这项收购，四联在几十年来只能做仪表宝石元件配套业务的基础上，打造出覆盖LED全产业链、国内一流的全新支柱型产业，占领了微笑曲线的最高端。

　　由于蓝宝石的硬度仅次于金刚石，可以用于高端手机、手表甚至航天器的仪表罩，应用到LED灯具上，可以节电65%到70%，想想全国电力消耗的15%来自于照明和中国10亿千瓦左右的电力装机，就知道这意味着什么，除了节能，还有巨量的碳减排。

　　而在照明领域，路灯因为风吹雨打、霜冻日晒、冰雹灰尘等恶劣的条件，要求更高，难度更大，被业内专家称为“照明之王”。四联路灯除了节能、可靠、寿命长，还具有夜晚色彩还原性好因而可以大大降低夜晚行驶事故率的“本事”，此外还可以搭载物联网的功能。

　　这一切是如何做到的?一个路灯可以做出多少学问?

　　用传统强项武装LED

　　构成LED照明灯具的LED光源是以蓝宝石为衬底，加上芯片精密封装而成。可以说，掌握了大尺寸蓝宝石核心技术，也就掌握了发展LED产业的基础。“除了通过技术、工艺复制，在国内进行大规模产能复制外，还有什么潜力可挖掘?”此时，中国四联集团董事长向晓波还在思考，“目前国内LED产业整体技术底蕴不足，如果能与四联成熟的自动化控制及软件编程技术融合，围绕LED打造智能化解决方案将大有可为。”

　　就这样，一批多年从事工业自动化尖端技术研发的人员，走出了国内行业第一的中国四联集团国家级企业技术中心，相继投身四联光电科技公司，积极致力于这个新课题的研究。

　　统计数据显示：目前城市道路照明离国家节能减排总体部署尚有较大差距，无法实时监控路灯及电缆好坏，无法调光，无法实时监控能耗并分析历史节能数据……而这些，对长于自动化成套解决方案的研发人员来说，并不陌生。因此，尽管四联光电公司成立时间不算太长，LED智能化成果却一再引起业界瞩目：采用免费公共网络ZigBee进行数据信息无线上传，好比搭造出中枢及末梢“神经”;服务器、交换机负责中央控制，并辅以先进自动化软件编程，好比“大脑”能进行思考、判断，并产生、发布指令;置于终端数万个灯具的控制器好比“手足”，不仅可通过接收指令完成统一或分组开关、周期性管理、智能调光等，还能将故障等“疼痛”信息通过“神经”传送到“大脑”，得到及时“医治”。不仅于此，结合道路照明遍布城区的独有特性，通过对终端控制器智能化升级，还可实现对城市各节点的能耗、PM2.5污染、噪音、气象……实时采集，进而打造成一套完善的城市监控平台。

　　在方圆几十平方公里的重庆北碚城区，往来穿梭的市民悄然发现：点亮这座美丽小城的路灯变得不再刺眼、没有黑灯还更加“聪明”了。这是因为，近2万盏路灯已经全部更换为光束柔和、节能电能的LED光源，还有一套先进的集控系统进行无线网络管理，通过传感器和无线传输技术反馈故障信息并进行排除，根据软件设置按车流、人流密度智能化调节照明亮度……这是目前全球最大的城市智能LED道路照明系统。

　　但是这个记录很快就要被打破。2015年冬，兰州新区首批5000盏路灯全部更换为光束柔和、节能电能的LED光源，这套由四联集团下属四联光电科技公司打造的市政道路照明解决方案，综合能耗不到传统光源的1/3，具备了物联网功能，而灯具硬件成本已基本持平于传统钠灯，使用寿命则多出5倍。随着后续光源改造的持续推进，全面覆盖兰州新、老城区的城市绿色智慧照明系统将正式建成，十万盏路灯，每年能节电近两亿度，降低温室气体排放量17万吨左右。

　　而在渝武高速北碚到重庆段以及长达四公里的北碚高速隧道，四联光电公司还分别建成了全球最大规模的高速公路智能LED照明系统和隧道照明系统。

　　业内专家表示，四联集团全套技术及创新能力不仅国内领先，更是仪器仪表行业唯一可以代表发展中国家与世界一流跨国公司竞技的企业。所以，当它的工业自动化技术从少为人知的中控室、高炉、水厂、电站中走出，与LED碰撞出新的火花，并走进市政建设公共服务，以及千家万户的日常生活时，不禁让越来越多的人感叹道，“没想到LED还能变得这样‘聪明’”、“工业自动化可以让LED如此靓丽”……正如四联光电公司客户评价的那样，据实际能耗测试，换用四联LED光源后的市政道路照明实现了降低60%的一级节能;而采用智能系统管理后，在此基础上又实现了降低25%的二级节能。

　　创新是一种精神，路灯也可以做到极致

　　如果仅仅把LED当成“灯”来做，会怎样?就好比在国内LED产能大量释放，竞争加剧的今天，沿海很多同行企业已成批陷入停产状态。如果以“智造”仪器仪表的态度来做LED，又会怎样?四联光电公司短短几年时间给出的其中一个答案就是：路灯行业标杆。

　　“LED路灯”所面临的工作环境是最苛刻复杂的，技术含量也是所有灯具中最高的，特别是以重庆为代表的南方山地城市，多风雨、多雾霾、多雷击、多隧道、多弯道、多上坡下坡……所以，“路灯”是LED应用照明领域皇冠上的明珠。多年来，国内LED路灯照明行业鱼龙混杂，实际应用效果并不尽如人意。“没过多久光衰就十分明显”是最普遍的抱怨，“照明效果不理想”、“一场雷雨，就闪烁不停甚至罢工”也不是个案。

　　据了解，四联光电公司攻克了“散热”这个最大难题，年光衰低于3%，突破了以往5%的国际最高水平，相应地也大大延长了使用寿命，5万小时的使用寿命高于传统光源5倍以上。前面提到的渝武高速隧道，每天24小时连续运行4年，依然称得上是“光亮如新”。

　　采访过程中得知，为达到精益求精的照明效果，四联光电公司突破一些同行“仅重视照度均匀度”的局限，认识到“行车中驾驶员视觉均匀与否，亮度纵向均匀度才是决定因素”，故设计上极力提高亮度均匀度，在满足国家照明标准要求的照度均匀度下，使亮度总均匀度、纵向均匀度也达到了很高标准，驾驶员能获得清晰的远视效果，道路、车辆、植被均能显示本色，大幅度降低了晚间事故的发生。

　　通过与实际应用环境的结合，创新研发了专利防尘光学透镜，解决了隧道照明中的油污、粉尘问题。这些设计理念一再引领了行业的技术设计方向。运用先进技术，使设计眩光值不超过8，远远低于18的行业普遍水平，充分保证行车安全。采用专利二次光学技术，使照度与亮度比值更低，相同的光通量可获得更高的亮度，提高经济性，并根据具体路面反射特性、环境及交通状况，结合光源光学与应用光学设计，综合考虑环境比，使光学诱导性达到最佳。同时，看似平常的流线型外观，也是经过精心设计的，风阻小，可承受高达17级风力。

　　以上技术，很多出自四联光电公司对外招聘的成熟、高端型LED专业技术人才之手，为什么他们在进入四联前没有出这些成果呢?用2015年全国劳动模范、四联光电应用产业分公司总工程师胡栋的话说，就是“比之于低端技术含量切入LED产业的对手，做仪器仪表出身的四联集团对工业智能化和可靠性有着更深刻的理解，对细节、技术的要求专业、准确而富有前瞻性”。

　　供给侧结构性改革已经成为全社会的共识，而且技术进步往往会通过新产品创造新需求，比如说苹果手机及笔记本电脑的更新换代。四联光电在路灯行业的高科技切入提供了一个中国版的案例。

　　以下这些笔者从四联了解到的情况可能读起来有点“枯燥”：通过对LED灯控制研究，以及实时、分时的控制系统建立，掌握通过该系统对单灯进行无级调光、状态监控、光衰补偿、运行参数抄读，加入温度、湿度、噪声、车流、人流，甚至视频、PM2.5等检测，成功实现数字城市载体功能后，已屡次赢得了“发掘用户需求”的商机。近年来申报、获得专利数量居全国同行之冠。

　　不仅有“智”，同样还要有高质量的“造”。四联光电通过对光学、散热、结构的整合及一体化研究，还形成了单元模组并掌握该项核心技术，解决效率低以及维护维修不便等问题。根据LED微型轻巧、固态可靠等特点，通过一体化、模组化、流线型、艺术化的设计，使产品具有质量可靠、环保健康、符合传统美学外观等特点。通过对LED产品特性、结构特点进行深入研究，充分传承了四联对光学、电气、电子、控制、机械结构专业生产工艺与生产管理经验，解决了LED产品生产、研发中的光、机、电、热、控制过程中的制造工艺。

　　“传承”的除了工艺，还有素养，在回流焊接环节，对温度曲线有着严格要求，稍有偏差也会产生很大光衰，且焊接后灯珠不能彼此接触、多层次堆放和相互压迫……在四联集团多年来“习惯已成自然、细致已为底蕴”的生产现场大环境和军工级质量管控下，不仅制造损伤接近于零，更为用户的后期使用提供了最为坚实的保障。

　　四联能取得这些突破，还因为“耐得住寂寞、忍得了诱惑”。笔者得知，四联收购的蓝宝石技术本身是成熟技术，但是四联用了两年的时间来消化吸收融合和超越。为什么?四联集团董事长向晓波道出了原因，是为了“我们做到的别人一定不容易做到”。四联“智造”的LED路灯业已打造成行业标杆，在激烈的竞争中赢得了份额、利润与尊重，也为“创新驱动发展”、“品质铸就基业”作出了生动的诠释。

　　从领先的生长炉到大块蓝宝石再到“超级”性价比

　　如前所述，四联集团发展LED产业覆盖了全产业链。而在海外并购基础上，通过“消化吸收再创新”的蓝宝石生长技术，不仅是全球同行业低成本高品质的典范，也成为了成品灯具发光品质的最坚实保障。

　　在实现蓝宝石生长、加工技术本土化的过程中，四联光电公司充分共享了四联集团在仪器仪表领域自制精密控制设备的技术和经验积累，国内首家研制成功蓝宝石晶体生长炉，建立起了自己的蓝宝石生长团队，通过不断创新，蓝宝石生长技术水平已超出原收购的生长技术，由2英寸20公斤起步，发展到今天，已实现中国独家制造出直径6英寸、重达120公斤的LED级蓝宝石晶体。

　　LED灯具品质与蓝宝石衬底的尺寸大小和一致性密切相关，四联光电公司的蓝宝石晶体不仅尺寸最大，还成功攻克了气泡、多晶等公认的行业难题，在产品合格率和一致性方面都远远领先，不论品质还是成本优势都十分明显，在为“四联造”灯具供货的同时，还成为了飞利浦、欧斯朗等国际顶尖照明巨头厂商在中国唯一认可的大尺寸蓝宝石衬底供应商。

　　四联光电公司成功开发的蓝宝石生长炉，不仅实现了国产化炉替代进口炉，大大节约了投资成本，由每台20万美元降低到80万元人民币，且国产化后生长炉耗电量仅为进口炉的85%。同时，通过改进蓝宝石取料技术，探索出准确确定取料方向和基准面的垂直度方法，大大节约了在取料方向确定上消耗的人力、物力和时间，也提高了晶体材料利用率。随着大尺寸蓝宝石材料生产规模的扩大，成本不断降低，有力地促进了LED照明技术实现优质成熟的普及。

　　而在确保质量稳定的基础上，四联光电公司努力通过技术创新和工艺改进，实现成本的进一步降低，散热器从传统笨重进化到全球设计最优的轻量化，同等效果大幅减少金属材料使用，产品性价比得到了大幅的提升，更加强了在市场中的竞争力。

　　正是源于创新与改进，再加上其它配套环节的成本下降，现在同等规格的照明灯具，比起3年前综合性能更优。2012年时，不少客户在进行光源改造时还曾经因为“需要三年使用时间算上电费节约，才能与传统照明光源达到综合成本平衡点”而犹豫不决。如今，在同等初期成本投入后，就能获得LED光源的优质成熟与绿色智慧，再没有了任何拒绝的理由。

　　如今，“四联造”蓝宝石衬底以及精密封装的灯珠还在更多的领域得到了成功应用。具有超强硬度、防刮防摔等特点的蓝宝石手机屏，由于成本高，此前只能在VERTU等奢侈手机上才能看到。在成本可控的前提下，四联光电公司已经具备批量生产高质量蓝宝石晶体材料的能力，并供应给了相关智能手机零部件企业，目前全球首批采用蓝宝石屏幕的手机就有“四联造”元素。这些年中央电视台春节联欢晚会，给人留下最深刻印象的就是3DLED彩幕，四联光电作为其LED灯珠供应商，用数亿颗零失效且显色性一致的高品质LED灯珠，打造出了比“明星”更出彩的舞台，这既是对国产LED技术的最好展示，也成为了喜庆年味不可或缺的构成元素。

　　走出国门拥抱世界

　　2015年11月30日到12月11日，有138位国家领导人出席的巴黎气候大会如期召开，会议达成关于2020年后加强应对气候变化行动的协议。而本次会议的召开地巴黎，就矗立着一座中国四联优质成熟的LED绿色智慧照明走出国门、拥抱世界的“里程碑”。

　　2013年，世界第五大城市交通系统——法国巴黎交通系统面向全世界公开招标，对旗下300个地铁站和66个铁路站的传统路灯实施全面升级改造。包括GE、松下、欧司朗等全球50多家大型LED照明企业参与竞标，四联光电公司的LED照明产品在质量、环保等多个关键指标均拿下了全场最高分，一举成功中标。

　　2014年开始，5万盏LED照明灯具陆续运往巴黎，包括车站出入口、售票厅、走廊和平台，上百万平方米的空间被“四联造”LED重新点亮，实现减少温室气体排放量8000多万吨，减少电能消耗约900多万度。该项目的成功中标和实施，标志着巴黎地铁成为全球首个全面配备LED照明的交通网络，也是四联光电公司走出国门的一个里程碑。

　　“四联光电公司的LED照明产品不仅在光衰、可靠性、使用寿命和价格上优势明显，就连以往为欧洲大厂商把持的光效指标上，四联光电公司也以超过飞利浦、欧司朗10%的水平，并且在合理的价格基础上，将包括灯具和电源等配套产品的综合性能从民用级提升到了工业级，确立了全面领先优势。”连续两年的现场实验和试运行，印证了巴黎交通系统的高度评价。

　　据公开报道，2014年11月，经过两年谈判，在欧洲第二大、世界第四大的地铁系统——西班牙马德里地铁车厢LED照明招标中，四联光电公司又战胜了3倍于巴黎交通项目的全球各国LED照明企业竞争对手，中标一期500节车厢的LED改造项目。作为唯一确定的供应商，四联光电公司在成功实施一期工程，建立典范之后，还将成为西班牙全国其它地区地铁车厢LED改造的供应商。这一合同的中标，同样是综合实力的稳定胜出。四联光电公司除了一如既往地保持已有优势，还在抗震动、抗电磁干扰等方面建立了更加稳固的优势，在地铁车厢应用领域也达到了全球最高水平。

　　四联的仪器仪表从模拟时代进入智能时代，研发人员可谓是“蜕了一层皮”，攻克了一道道技术难关。说四联是中国仪器仪表行业的领头羊，业内专家恐怕无人有异议。