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    四方光電:用光電感知世界,用科技探索未來

    封面企業 2022年06月09日 10:05:54來源:儀表網 41143
    摘要為此,儀表網特推出《封面企業》系列報道,從企業看行業,從行業看經濟,站在新征程新起點,為中國儀器儀表產業高質量發展吹響號角。

      【儀表網 封面企業】前言:透過企業之窗,感知儀器儀表產業脈動!儀器儀表產業邁向高質量發展,動力勢能來自一個個企業細胞釋放的強大活力。因此,觀察儀器儀表產業經濟“成色”,既要用好望遠鏡,登高望遠看清發展趨勢;也要用好放大鏡,細致微觀企業是否“顏值高”“體格壯”“氣質好”“活力旺”。
     
      為此,儀表網特推出《封面企業》系列報道,從企業看行業,從行業看經濟,站在新征程新起點,為中國儀器儀表產業高質量發展吹響號角。
     
      萬物互聯時代到來,傳感器行業迎上了“風口”。在未來科技和經濟社會發展中,傳感器將會扮演一個什么樣的角色?四方光電股份有限公司(以下稱“四方光電”)作為氣體傳感器代表性企業,在國產化替代方面做了哪些努力?又取得了哪些成果?本期《封面企業》讓我們一起走進四方光電。


    先請介紹一下四方光電的基本情況,公司的產品線都包括哪些主要產品?市場應用如何?
     
      四方光電:四方光電是一家從事智能氣體傳感器和高端氣體分析儀器研發和生產的科創板上市企業(股票代碼688665)。公司2003年成立于武漢“光谷”,形成了包括光學(紅外、紫外、光散射、激光拉曼)、超聲波、MEMS金屬氧化物半導體 (MOX)、電化學、陶瓷厚膜工藝高溫固體電解質等原理的氣體傳感技術平臺,擁有100余項國內外專利,形成了氣體傳感器、氣體分析儀器兩大類產品,廣泛應用于空氣品質、環境監測、工業過程、安全監測、健康醫療、智慧計量等領域。
     
      公司氣體傳感器主要包括空氣品質氣體傳感器、醫療健康氣體傳感器、安全監控氣體傳感器三大類。其中:
     
      空氣品質氣體傳感器主要包括粉塵傳感器、CO2氣體傳感器、VOC氣體傳感器,以及集成前述兩個或兩個以上測量單元的集成空氣品質傳感器模塊和空氣品質檢測儀;同時,公司積極布局將氣體傳感與控制相結合的控制器產品。上述產品可實時監測室內、車內、室外大氣環境,避免有害或過高濃度氣體對人體健康造成不利影響。
     
      醫療健康氣體傳感器主要是基于超聲波技術的氧氣傳感器,配套于制氧機、呼吸機。同時,公司還開發了肺功能檢查儀,主要用于慢阻肺的篩查。
     
      安全監控氣體傳感器可用于檢測二氧化碳、甲烷、可燃性制冷劑等氣體濃度,起到特殊場合氣體濃度控制及危險現場氣體泄漏預警作用。
     
      氣體分析儀器產品主要包括煙氣分析儀器、尾氣分析儀器、煤氣分析儀器、沼氣分析儀器,用于環境監測、工業過程等領域。根據行業特點以及客戶需求,公司提供從氣體分析傳感器模組、氣體分析儀器到氣體分析系統的完整產品序列。
     
      除上述針對氣體濃度檢測的氣體傳感器外,公司在基于流量測量的智慧計量領域也有完整布局。公司的超聲波燃氣表、超聲波流量計等產品,已經大規模投入市場。
     
      憑借長期的技術積淀、良好的產品性能及國際化視野,公司已取得多家國內外企業的認可。公司的氣體傳感器已配套于美的、格力、海爾、海信、小米、萊克電氣、魚躍醫療、飛利浦、大金、松下、一汽大眾、法雷奧、馬勒、德國博世等國內外品牌。
     
      在氣體傳感器領域,四方光電處于什么樣的地位,有哪些競爭對手?公司的競爭優勢表現在哪些方面?
     
      四方光電:四方光電是我國氣體傳感器行業代表性企業。國際半導體行業研究機構Yole Développement在其公布的《氣體與顆粒物傳感器報告(2018)》中,將公司列為中國氣體與顆粒物傳感器市場主要參與者,并表明公司具有MOS/MEMS、紅外、電化學、光散射等技術,是國內僅有的三家全面掌握上述技術的企業之一。根據工信部電子信息司、中國電子技術標準化研究院編寫的《智能傳感器型譜體系與發展戰略白皮書》,公司是國內“氣體和顆粒物傳感器型譜體系”的主要廠商和代表性企業,并榮獲中國物聯網產業聯盟“最具影響力物聯網傳感企業獎”。公司主要競爭對手包括盛思銳(Sensirion)、森爾(Senseair)等國外企業。
     
      自成立以來,公司在專業技術團隊的帶領及完善管理體制的保障下,逐步在研發能力、技術水平、產品矩陣、規模生產、客戶資源及應用領域等多方面形成自身獨特的競爭優勢,從而形成較強的抗風險能力和可持續發展能力。
     
      (1)自主研發和持續創新優勢
     
      公司技術團隊匯集了一批行業內高層次研究人才。公司創始人、董事長兼總經理熊友輝博士畢業于華中科技大學熱能工程專業,且擁有中歐國際工商學院高級工商管理碩士學位,為正高職高級工程師、享受國務院特殊津貼專家、湖北省突出貢獻中青年專家,現任中國科學技術協會第九次全國代表大會代表、中國儀器儀表學會理事、中國儀器儀表學會分析儀器分會副理事長。公司創始人、副總經理劉志強先生畢業于華中科技大學電工理論與新技術專業,為正高職高級工程師,是空氣凈化器(中國)行業聯盟專家委員會技術專家。
     
      公司以湖北省氣體分析儀器儀表工程技術研究中心、湖北省省級企業技術中心為依托,通過長期培養和引進,組建了具有創造力的研發技術團隊。截至2019年12月31日,公司研發人員數量達到108人,人員背景覆蓋物理、光學、材料學、電子工程、工業自動化、機械設計、軟件工程等專業,形成了一支在氣體傳感器及氣體分析儀器研究開發方面具有較強理論功底和豐富開發經驗的隊伍。
     
      (2)技術平臺全面
     
      公司及子公司湖北銳意均為高新技術企業、2019年工業強基傳感器“一條龍”應用計劃示范企業,已合計獲得101項專利,其中包括33項境內外發明專利,并獲得國家重點新產品4項,通過省級科技成果鑒定4項,獲得湖北省專利金獎1項。
     
      經過長期潛心研發,公司已較為全面地掌握了氣體傳感核心技術平臺,擁有包括非分光紅外(NDIR)、光散射探測(LSD)、超聲波(Ultrasonic)、紫外差分吸收光譜(UV-DOAS)、熱導(TCD)、激光拉曼(LRD)在內的技術積累,構建了較為完整且定位高端的氣體傳感技術體系,尤以光學技術最為突出。通過上述技術平臺的杠桿撬動作用,公司能夠憑借一項技術或多項技術的組合進入到諸多終端市場和具體應用領域,從而最大化研發投入的產業轉化效率和經濟價值。
     
      目前,公司已儲備有超低功耗CO2氣體傳感器、紅外雙光源CO2氣體傳感器、粉塵傳感器自動粒子識別、甲醛傳感器抗干擾、超聲波麻醉氣體檢測、肺功能檢查儀、發動機O2及NOx傳感器、超聲波燃氣表等方面核心技術。未來,憑借前瞻性戰略部署、長期積累的核心技術及產業化轉化能力,并借助產學研合作單位的力量,公司將在氣體傳感領域持續突破,推動我國氣體傳感器及氣體分析儀器行業不斷向前發展。
     
      (3)產品種類豐富、滿足客戶“一站式采購”需求
     
      公司產品覆蓋氣體濃度、流量檢測兩個維度。公司可以根據客戶需要提供集成粉塵、CO2、甲醛等檢測功能的定制化氣體傳感器產品;公司在氣體分析儀器領域可根據客戶需要集成微流紅外、熱電堆紅外、紫外差分吸收光譜等多種技術、形成綜合解決方案。公司在超聲波燃氣表、醫用氣體流量計等氣體流量檢測領域不斷深化布局。憑借自有技術及自產產品,公司能夠快速響應訂單需求,能夠滿足客戶“一站式采購”氣體傳感解決方案的訴求。
     
      (4)規?;a和成本管控優勢
     
      憑借完整的產品體系、規?;a能力和專業化質量控制體系,公司能夠及時根據終端客戶的需求變化,調整產品設計或開展新產品研發,有效管控原材料采購成本,通過科學組織生產、提高人員效率、優化批量制造工藝、提升生產自動化水平,多方位降低生產成本。
     
      公司建立了完善的質量認證體系,嚴格按照ISO 9001質量管理體系、IATF 16949質量管理體系、ISO 14001環境管理體系、OHSAS 18001職業健康安全管理體系等標準開展經營。
     
      同時,公司積極向上游零部件制造領域延伸,通過整合供應鏈進一步實施成本管控。公司于2015年自建SMT貼片生產線,通過多年調試與驗證,逐漸形成穩定的表面貼裝技術,為嚴格控制產品合格率提供了有效保證。目前公司已部分實現風扇、激光管模組的自產。
     
      (5)豐富客戶資源積累的品牌優勢
     
      公司的氣體傳感器產品憑借性能優良、種類豐富、需求響應速度快等優勢,得到客戶的廣泛認可。通過與核心客戶建立密切和互信的伙伴關系,公司能夠在客戶產品的完整生命周期內提供配套服務,一方面保持既有產品市場份額,并發揮品牌優勢不斷獲取新客戶,另一方面也使公司更好地把握行業未來發展方向,并為此進行相應的技術、產品儲備,從而能夠針對客戶需求作出快速響應,參與到客戶下一代產品的同步研發中去,持續提升市場占有率。
     
      (6)應用領域廣泛,抵御市場風險能力較強
     
      公司產品可廣泛應用于家電、汽車、醫療、環保、工業、能源計量等多種領域,從而大大增強了公司抵御市場風險的能力。單一客戶或單一行業出現危機,并不會對公司業務產生嚴重影響。另一方面,公司產品涉及的下游領域眾多,也使公司具備了更多的市場機會,其中一個行業的爆發式增長就能給公司帶來良好的發展機遇。公司密切跟蹤氣體傳感器領域的最新趨勢,識別市場和客戶的潛在需求,未來將不斷拓展自身產品的應用領域,贏得更多的高回報市場機會。
     
      近年,國家提出了“碳達峰”“碳中和”目標,四方光電業務是否涉及“碳中和”概念?公司在“碳中和”領域的產品儲備有哪些?
     
      四方光電:四方光電從2012年就開始涉及碳計量的業務。公司以工業用氣體傳感器技術平臺、分析儀器及工信部沼氣工程物聯網專項為基礎,為大中型沼氣工程、生物質燃氣工程、煤層氣瓦斯氣綜合利用工程等諸多領域提供了包括測量CH4和CO2等氣體質和量的計量裝置。這些裝置提供了開展清潔發展機制(CDM)碳交易的基礎數據。
     
      四方光電在碳中和產業中的溫室氣體在線監測領域具有較好的技術和產業基礎。延續智能氣體傳感器與高端氣體分析儀器雙輪驅動的發展格局,四方光電推出從核心氣體傳感器到整機儀表的碳排放監測解決方案,覆蓋固定污染源碳排放監測、火炬氣監測、土壤碳通量監測、電力行業SF6氣體監測多個領域,通過“實時監測系統”的構建,彌補碳排放權交易中心“核算法”的不足,助力實現“雙碳”目標。
     
      在污染源碳監測領域,基于公司微流紅外、雙光束紅外、紫外差分吸收光譜技術等氣體傳感器技術可以應用于對工業污染源的多種溫室氣體排放濃度的監測,可以同時測量CO2、N2O、CH4、SO2、NOx等溫室氣體和污染物氣體。同時,公司基于超聲波、差壓等原理設計的氣體流量傳感器可以用于溫室氣體流速和體積的監測。
     
      在大氣碳監測領域,以雙光束紅外、TDLAS等氣體傳感器技術為基礎,可以應用于大氣無組織排放的碳監測,監測企業生產過程中無法收集統一排放的溫室氣體,測量廠界、園區的大氣中CO2、CH4、SF6等溫室氣體,作為污染源排放碳監測的有力補充手段,形成溫室氣體網格化管理。
     
      在建筑及汽車碳監測領域,公司民用、車載級別的CO2傳感器是綠色建筑和智能座艙舒適系統中暖通空調(HVAC)控制的重要傳感器。該傳感器可以在確保舒適安全條件下通過智能化(Smart HVAC)降低建筑和車輛的能耗,從而減少碳排放。同時,國際上傳統空調制冷機器在逐步減少直至禁止使用高溫室氣體效應的氟利昂,采用R290、R32、R744等新型低溫室效應的高效制冷劑進行替代。為防止新型制冷劑燃燒爆炸或者高壓泄露造成的窒息風險,制冷系統需要安裝新型冷媒泄漏監測傳感器。在此背景下,公司已經研制成功用于車載、商用、民用的紅外冷媒泄露傳感器并在國內外進行推廣。
     
      碳中和關系到產業鏈的方方面面,從原材料和能源的開采到產品進入市場,每一個環節都需要控制碳排放,這也讓氣體環境監測儀器有了廣闊的市場。比如,煙氣分析儀是大氣環境監測系統的重要組成部分,但煙氣成分較為復雜,主要成分有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氧氣(O2)等,隨著排放標準越來越低,對煙氣分析儀的性能要求也越來越高。四方光電全新推出的煙氣分析儀Gasboard-3000UV,集公司多種核心氣體傳感技術于一體:基于UV-DOAS紫外差分吸收光譜氣體分析技術測量二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX),微流NDIR技術測量一氧化碳(CO)、甲烷(CH4),雙光束紅外NDIR測量二氧化碳(CO2)等。結合公司超聲波氣體流量測量十余年的技術積累,公司正在積極開發超聲波煙氣流量計,可以一站式滿足國內碳排放的監測要求。
     
      據了解,發動機排放和檢測設備國產化替代是四方光電的一大戰略方向,并且有較大的突破,能否簡要介紹一下這方面的情況?
     
      四方光電:中國的發動機排放法規體系參考歐美建立,相關的檢測方法和檢測設備基本也是照搬國外。發動機排放檢測設備長期依賴進口,主要帶來如下幾個方面的不利影響:一是我國的檢測和認證系統核心關鍵設備受制于國外,與我國內燃機和汽車工業的發展實力和現狀嚴重不匹配;二是進口采購成本和使用維護成本較高,企業及檢測機構負擔較重;三是核心技術受制于國外,不利于我國排放檢測技術的創新和發展。
     
      四方光電全資子公司湖北銳意依托母公司在傳感器技術的優勢,實現了發動機排放檢測設備“一條龍”的關鍵技術難題的攻克。為國內研究和使用單位降低排放檢測設備每年的運行維護費用奠定了基礎。
     
      在高端實驗室檢測設備領域,湖北銳意開發出Gasboard-9801直采分析儀,以及Gasboard-9802 CVS全流稀釋采樣系統,目前已經實際部署,效果良好。針對道路汽車國六和非道路國四標準所要求的RDE需求,湖北銳意推出了Gasboard-9805 型PEMS系統,也已批量入市。 在乘用車領域,我們提供的光學法氮氧化物測量平臺及整機已經銷售上萬套。

      除了測試設備,四方光電結合國家戰略,在發動機排放高溫傳感器領域也積極布局,目前已經實現了氧氣和氮氧傳感器的批量生產。
     
      結語:近些年,我國在越來越多的行業,推行國產化替代,實現自主可控。但是我們也看到,在儀器儀表行業,高端市場主要被國外企業占據。此次采訪,讓我們對四方光電有了更加深入的了解。四方光電把企業發展方向與國家需求緊密結合,在氣體分析傳感器及儀表的核心、關鍵技術領域進行持續創新,取得了較好的成績。我們相信,未來會有越來越多的民族企業,通過不斷地努力,快速縮短與國外企業的差距,在高端儀器儀表行業進入先進行列,為國家的建設和發展提供基礎保障。

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