橡膠裝備制造與節能環保產業發展探討

時間:2022-11-19 09:01:02

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橡膠裝備制造與節能環保產業發展探討

摘要:近年來,中國裝備制造業與節能環保產業基本實現了協調發展,國內生態環境不斷得到改善。中國的橡膠裝備制造業需要把握好“一帶一路”框架下的全球化發展歷史機遇,不斷優化產業結構,夯實可持續發展的基礎。與節能環保有關的面很廣,對于橡膠裝備制造企業來講,應如何制訂自己的節能環保業務發展規劃,從內部價值提升和產業鏈拓展的角度就這一問題進行探討。

關鍵詞:橡膠裝備;節能環保;融合發展;工業節能;系統節能

黨的五中全會提出了六大發展目標,其中提到經濟結構持續優化、基礎產業高級化、產業鏈現代化,構建現代化經濟體系[1]。“十三五”期間,中國經濟發展進入新常態,高能耗、高污染的“兩高”行業增長緩慢,產業結構不斷得到優化,節能環保產業快速發展。單位GDP能耗同比下降5.9%,二氧化硫、煙塵、粉塵等排放總量持續下降,節能減排取得顯著成效。同期,中國橡膠裝備制造業的發展也成效顯著,主要表現在產業結構顯著優化、生產技術水平不斷提高、相關的節能環保產業正在醞釀。國家“十四五”規劃提出加快發展現代產業體系,推進國民經濟體系持續優化,把發展的著力點放在實體經濟上,建設制造強國、數字強國,加快產業基礎高級化,提高發展的質量,塑造核心競爭力。打造產業鏈長板,構建新興產業鏈,促進傳統產業高端化、智能化、綠色化發展,倡導服務型制造[2]。“十四五”時期將全面開啟建設社會主義現代化強國的新征程,面對新的歷史機遇,橡膠裝備制造業必須順應時展的潮流,不斷創新經營發展理念,拓展自身產品產業鏈,優化產業結構,促進自身產業與環境的和諧發展,為實現人類命運共同體的宏偉目標出一把力。如何實現橡膠裝備制造業與節能環保業兩個行業的有機結合、形成合力、融合發展則是現階段必須予以研究的重要課題。

1融合發展的基礎及時代背景

橡膠裝備制造業伴隨中國汽車工業的高速發展經歷了15年左右的黃金發展期,橡膠裝備制造企業無論規模大小,國企還是民企,都得到了快速的成長和發展。中國橡膠裝備生產企業呈現出數量多、規模小、生產水平低、重生產輕環保的問題,粗放型發展帶來的問題越來越嚴重。目前,中國橡膠行業正面臨著世界及中國GDP增速下降、全球經濟不景氣的大環境。2018年以來全球橡膠機械銷售收入呈現持續下降趨勢,2018年下降1.02%,2019年下降3.6%,2020年下降3.1%。2020年以來的全球疫情、中美及中歐關系的直轉直下,對世界橡膠機械行業造成了巨大沖擊,這種沖擊將會使整個行業在可預見的2021—2023年期間仍處于一個持續下降的通道。在國家綠色發展總體理念的指引下,在中國制造業整體向高質量的集約化方向快速發展大環境的加持下,中國橡膠裝備制造業必須優化產業組織結構,由單一產業發展規模化向產業融合發展方向不斷轉變。就橡膠裝備生產企業來說,必須創新求變,重構企業戰略方向,需要在穩定傳統產品質量的基礎上,進一步調整產品結構,延伸產品價值鏈,將業務由單純的出售裝備產品向提供成套設備、提供“總包”服務的方式轉變。節能環保產業是指為節能減排、綠色發展提供設備、工程和技術服務的產業,其范圍主要由節能、資源循環利用以及環保設備三大塊組成。橡膠行業是主要的能源消耗行業之一,同時也是重要的污染產生行業。粗放型經濟模式下,橡膠行業單位GDP能耗達到0.28萬t標準煤/億元、單位GDP廢水排放1.33萬t/億元、固體廢棄物排放量約0.04萬t/億元,高能耗高污染一直伴隨著橡膠工業的發展。時至今日,中國橡膠工業領域面臨節能減排方面的壓力已非常巨大。特別是歐盟有關電子電氣的RoHS指令、REACH法規等,使得橡膠工業面對著更加嚴峻的局面[3]。綠色與節能是可持續發展的永恒主題,就橡膠裝備行業而言,如何降低自身產品生產過程中的能耗、如何減少生產過程污染物排放、如何通過對設備的開發升級和服務為行業的節能環保做支撐做貢獻,是橡膠裝備設計制造企業的基本責任[4]。探索橡膠裝備制造與節能環保融合發展之路,對于中國橡膠工業發展的意義極其深遠。橡膠行業單位GDP二氧化硫、煙塵、粉塵排放量如圖1所示。根據中國橡膠工業技術工藝現狀,結合橡膠裝備制造及橡膠裝備應用場景的特點,響應國家綠色發展戰略,適應制造業發展的潮流,橡膠裝備制造與節能環保產業融合發展將極大地提升橡膠裝備的高質量發展,同時促進環保產業在橡膠工業領域向縱深發展。

2融合發展的措施

橡膠裝備制造與節能環保產業分屬于不同的行業,相互之間既有著行業上的區別也有著本質上的聯系。橡膠裝備制造屬于基礎工業,節能環保產業則是服務各行各業并為它們的良性發展提供支持。就如何實現橡膠裝備制造與節能環保產業的融合發展,提出以下6個方面的措施。

2.1以工業機器人應用為切入點,將智能制造與節能環保融合在一起,實現節能化生產

工業節能是中國裝備制造領域中長期節能重點發展方向。機器人因其良好的智能感知和人機交互功能,可將生產中各環節串聯成一個有機整體,充分發揮協同作用,整體提高生產制造系統效率,通過效率提升途徑以達到節能的目的[5]。機器人還可以執行危險、有污染、體力化方面的工作,在環保方面發揮重要作用。機器人應用于橡膠裝備制造中的節能環保可從以下幾個方面開展工作:1)機器人與橡膠裝備模具開發、橡膠制品生產工藝、生產環境之間融合。2)拓展機器人功能,賦予動作機器人信息收集、數據分析、決策與執行的功能模塊,形成機器人集群,實現協同化運轉,解決單工序節拍效率低下問題。3)機器人與RGV、AGV、立庫、傳送裝置組合應用,形成一體化智能制造系統。4)機器人與3D打印技術結合,從材料技術與生產工藝上高度融合。“中國制造2025”的核心是智能制造,而工業機器人是這個核心中的基礎[6]。在橡膠裝備制造過程中,企業要結合自身產品特點、生產工藝特點、設備特點和管理特點,將機器人在節能環保方面的應用潛能與工業機器人開發企業密切配合,共同制訂工廠的個性化“智能制造方案”,在生產制造過程中實現與節能環保的有效融合。

2.2走“兩化融合”之路,搭建產品制造大數據系統,在生產過程和服務過程中實現節能

世界橡膠裝備制造行業呈現出設備運行向聯動化、自動化發展,設備運行檢測向傳感→數字化發展的趨勢[7]。在橡膠裝備機械設計、電氣設計的基礎上,加上智能化的運行管理系統———機器大腦的開發設計,為設備的運行管理、維護實現智能化管理奠定基礎。在設備制造過程中,在ERP系統的基礎上,充分運用二維碼、射頻識別、智慧倉儲等技術將制造物流過程實行數字化管理,在實現標準化管理、精準管理、科學管理的同時保障產品全方位、全過程的可追溯性得以實現,通過企業整體運營效率的提高、產品質量的提升達到節能生產的目的。在設備安裝、售后服務方面,依托設備智能運行管理系統、設備制造過程“大數據”,開展遠程監控、遠程指導、設備運行在線診斷、售后精準服務等,提高設備運行風險的預見性及可控性,降低設備故障帶來的各種損失,間接實現節能。概括來說,就是在橡膠裝備上+制造大數據,在制造及服務過程中+互聯網。橡膠裝備“兩化融合”之路可從以下6個方面入手:1)將RFID技術應用于橡膠裝備制造,研發基于RFID和條碼技術的裝備身份證制度[8]。2)集成光學、自動控制、計算機技術,建立智能倉儲系統。3)將環境感知嵌入橡膠裝備,為橡膠裝備植入智能“大腦”。4)在裝備研發過程中搭建仿真系統,構建產品全生命周期組織結構。5)搭建橡膠裝備研發、采購、制造、服務云平臺,構建產品和服務大數據。6)關鍵裝備與VR、MR技術融合,實現跨時空虛擬現實協作。傳統設備與信息化技術結合是傳統設備改造升級的重要方向,也是實現橡膠裝備制造過程節能以及服務過程節能的重要途徑。

2.3加快傳統橡膠裝備技術創新,促進行業節能環保深度發展

橡膠裝備是橡膠工業生產中重要的基礎條件,橡膠裝備技術水平的發展將助推橡膠材料、橡膠制品生產工藝的發展。橡膠裝備設計制造企業通過自身技術水平的提升和產品的更新換代,帶動橡膠裝備產業鏈前端的橡膠材料生產加工和產業鏈后端的橡膠制品生產加工節能技術水平的發展。橡膠裝備企業在產品開發設計或設備改造升級中,要將效率、節能、減排等作為主要因素考慮,為橡膠工業全行業的節能減排提供支撐和保障[9]。傳統橡膠裝備在節能環保方面的技術創新方向[10]如圖2所示。圖2傳統橡膠裝備在節能環保方面的技術創新方向橡膠裝備在技術升級、工藝改造、新產品開發等方面,還有著廣闊的發展空間,同時要將節能環保因素作為技術開發的關鍵要素,將促進橡膠工業行業節能環保向縱深化發展。

2.4以輪胎行業新技術為風向標,開發節能環保型橡膠裝備

輪胎產業是橡膠裝備產業鏈后端最為重要的產業,輪胎行業節能環保技術發展水平于整個橡膠工業來講舉足輕重。橡膠裝備制造企業應關注輪胎技術發展方向,與輪胎企業密切配合,開發與輪胎行業新技術發展相適應的節能環保型裝備,挖掘輪胎工業發展背景下的橡膠裝備創新潛力。輪胎工業的發展趨勢見表1.為適應節能環保的要求,橡膠裝備產業鏈前端的橡膠制品材料領域近年來推出了不少新材料、新配方和新工藝,這些新材料和新工藝的試驗與推廣必須有與之相適宜的機器設備,這就要求橡膠材料領域的企業與橡膠裝備制造的企業必須密切配合,形成聯動機制。橡膠工業新材料、新技術的發展趨勢見表2。在國家節能環保大旗下,橡膠工業全行業都在積極行動,行業中的各種新技術不斷推陳出新,橡膠裝備制造企業必須不斷開發新設備、提升既有產品的制造水平、尋找新方法開發新工藝,以不斷適應橡膠行業整體向綠色環保的方向發展。

2.5聚焦于橡膠裝備產品服務拓展,基于工程化服務思想推出節能環保增值服務

系統節能可以就某一功能模塊展開深入研究,如智能物流、智能倉儲,也可對整個工廠運營系統進行研究。橡膠裝備制造企業要不滿足于僅僅向客戶提供設備,經營理念要向提供成套服務甚至“總包”服務方法發展,向客戶提供智能工廠的精確規劃與數字化交付。以此經營理念為原則,橡膠工程應從工程(工藝)整體設計、設備選型與開發、工程施工、工藝布局、設備安裝、試車的全過程進行系統化設計與優化,從本質上將節能環保納入整體設計。智能化工廠數字化交付的基本步驟如圖3所示。橡膠裝備企業在橡膠工程化服務過程中的節能措施如圖4所示[12]。

2.6在資源循環利用方面發力

在資源循環利用方面,橡膠裝備與節能環保融合發展潛力巨大,節能環保橡膠設備可從圖5所示的4個方面發力[13]。

3結語

橡膠裝備制造與節能環保產業融合發展是橡膠裝備行業發展的大趨勢。橡膠行業應整合資源,企業與國內外相關高等院校進行產學研合作,從產品設計源頭創新,引領行業技術發展。橡膠裝備制造企業要加強與上游的橡膠原材料生產企業、下游的輪胎及其他橡膠制品生產企業合作,在實踐中創新。在具體實施過程中應注意,橡膠裝備制造與節能環保產業融合發展的方向與思路因每個企業的情況不一樣,相關企業需要結合自身的產品特點、技術開發能力、市場服務能力制定自己的業務組合戰略,走出具有企業自身特色的融合發展之路。

作者:李豐 單位:桂林航天工業學院