日前,2025(第24屆)中國涂料油墨峰會暨展覽會于上海舉行。本屆大會新增智能制造會場,展示近年來數(shù)字化和人工智能(AI)的強(qiáng)勢入局為涂料行業(yè)帶來的變化。筆者在參觀中發(fā)現(xiàn),一方面,圍繞涂料行業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營低碳化、智能化和功能化的全面要求,眾多關(guān)鍵技術(shù)被開發(fā)并深度應(yīng)用,行業(yè)從成本優(yōu)勢向技術(shù)領(lǐng)先地位轉(zhuǎn)變;另一方面,汽車、建材等下游市場對人機(jī)交互等智能化配置的需求,也在倒逼涂料行業(yè)開發(fā)更多功能性涂料產(chǎn)品。數(shù)字化、智能化正在從產(chǎn)業(yè)鏈的兩端,快速全面地重塑行業(yè)版圖。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型是必由之路
“目前,石油和化工行業(yè)面臨測量難、建模難、控制難、優(yōu)化難‘四難’背景,數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為提升安全、可靠、效率三大核心指標(biāo)的必由之路?!痹谥悄苤圃旒巴垦b專場,石化化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型推進(jìn)中心秘書長李淵源說。
李淵源還介紹了國內(nèi)首個行業(yè)級數(shù)字化轉(zhuǎn)型評估標(biāo)準(zhǔn),并針對涂料行業(yè)特別提出五大重點(diǎn):配方數(shù)字化仿真、柔性制造、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)智能管控、質(zhì)量追溯和智能倉儲。通過從定崗定責(zé)到產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的五級成熟度劃分,為企業(yè)提供可量化的轉(zhuǎn)型標(biāo)尺。
提到國家材料工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略對涂料產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展,中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院副研究員申勝飛指出,我國原材料工業(yè)數(shù)字化水平穩(wěn)步提升,關(guān)鍵工序數(shù)控化率達(dá)65.7%,智能制造示范工廠達(dá)59家,數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施全球領(lǐng)先。然而,轉(zhuǎn)型仍面臨核心技術(shù)受制于外、工業(yè)軟件生態(tài)薄弱、數(shù)據(jù)安全風(fēng)險、復(fù)合型人才短缺及行業(yè)整體數(shù)字化水平偏低等挑戰(zhàn)。涂料等行業(yè)轉(zhuǎn)型進(jìn)程緩慢,需從供應(yīng)鏈、生產(chǎn)制造、政策協(xié)同等多維度突破,以數(shù)字化驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級與綠色發(fā)展。
競爭重心轉(zhuǎn)向精細(xì)化
峰會上,涂料行業(yè)技術(shù)顧問滕毅指出,傳統(tǒng)依靠廉價原料替代的配方降本策略已陷入瓶頸,不僅影響產(chǎn)品性能穩(wěn)定性,還導(dǎo)致售后成本攀升和客戶流失。他表示,涂料企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)降本增效的三大關(guān)鍵包括工藝優(yōu)化(如蠟粉活化溫度控制、膨潤土預(yù)分散工藝)、質(zhì)量管控(強(qiáng)化原材料檢驗(yàn)和過程監(jiān)控)以及數(shù)字化改造(部署生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化、制造執(zhí)行等系統(tǒng)),未來企業(yè)將競爭重心轉(zhuǎn)向生產(chǎn)端的精細(xì)化管理與數(shù)字化升級是必然趨勢。以阿克蘇諾貝爾工廠為例,其通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)周期縮短85%、庫存降至3天的顯著成效。
上海星墨生物科技有限公司工程師、創(chuàng)始人余昊源展示了研究團(tuán)隊(duì)引入的AI算法優(yōu)化研發(fā)涂料配方體系,通過有限染料組合的百萬級模擬,開發(fā)出響應(yīng)速度“一筆五色”變色墨水。其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的金屬有機(jī)框架(MOF)基智能顏料通過金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計,實(shí)現(xiàn)溫濕度雙響應(yīng)特性,耐候性達(dá)10年,成本僅為進(jìn)口產(chǎn)品的1/10。
“美國邁阿密大學(xué)的實(shí)踐證明,化學(xué)智能可極大加速油墨和涂料的配方開發(fā),傳統(tǒng)配方優(yōu)化需數(shù)百次實(shí)驗(yàn)的流程可被壓縮至5~10次。結(jié)合實(shí)時監(jiān)管、合規(guī)監(jiān)測與專利分析,該技術(shù)使阿克蘇諾貝爾、宣偉等企業(yè)將生物基原料的研發(fā)周期從數(shù)年縮短至數(shù)小時?!币晃煌苛掀髽I(yè)負(fù)責(zé)人說。
市場需求推動智能化迭代
作為“工業(yè)的外衣”,隨著其他行業(yè)對信息化、數(shù)字化的需求迅速擴(kuò)張,涂料行業(yè)也不得不加速智能化涂料產(chǎn)品的迭代。據(jù)研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計,2024年全球智能涂料市場規(guī)模為99.5億美元,預(yù)計在2024—2029年的預(yù)測期內(nèi),該市場復(fù)合年增長率為25.3%。其中,亞太市場將占據(jù)最大份額,主要由于地區(qū)國防、海洋和建筑行業(yè)投資的增加、能源成本上升以及維護(hù)交通基礎(chǔ)設(shè)施需求增加。
“智能化趨勢正在快速重塑汽車涂料的應(yīng)用版圖?!鄙掀擞密嚬颈砻姹Wo(hù)材料系統(tǒng)經(jīng)理李娜表示,目前越來越多整車廠商將“交互式表面”納入新車研發(fā),如具備動態(tài)變色與智能顯示功能的側(cè)窗、天窗涂層。部分高端車型甚至計劃將這些功能納入量產(chǎn)配置當(dāng)中。這不僅拓展了涂料的定義邊界,也提出了對油漆、粉末和電泳涂層更高的功能性要求。
上海師范大學(xué)助理研究員常全鴻介紹的石墨烯基功能化電子油墨及其印刷技術(shù)就可用于類似的交互式表面和柔性電子器件。其研究團(tuán)隊(duì)主要聚焦兩大核心課題:一是通過采用大尺寸石墨烯片并結(jié)合氮摻雜技術(shù)來優(yōu)化油墨的潤濕性和穩(wěn)定性;二是創(chuàng)新性提出“生物質(zhì)共價錨定技術(shù)”,解決了傳統(tǒng)石墨烯油墨在凹版印刷過程中面臨的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題,實(shí)現(xiàn)了高導(dǎo)電連續(xù)薄膜電極的制備。值得一提的是,該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了可量產(chǎn)的流延成型(Blading)和平堆法(Flat Stacking)工藝,突破了石墨烯油墨工業(yè)化生產(chǎn)的瓶頸。這些突破性進(jìn)展為柔性電子器件(如傳感器、可穿戴設(shè)備等)的大規(guī)模、低成本制造提供了新的技術(shù)路徑,推動了石墨烯油墨從實(shí)驗(yàn)室研究向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)化。
“2024年,中國經(jīng)濟(jì)在復(fù)雜嚴(yán)峻的市場環(huán)境中保持總體穩(wěn)定,這為涂料產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定發(fā)展提供了堅實(shí)支撐。涂料行業(yè)的發(fā)展與下游應(yīng)用領(lǐng)域息息相關(guān),讓我們創(chuàng)新‘涂’變,合作共贏,共同開辟涂料行業(yè)綠色智能制造的新篇章。”榮格工業(yè)傳媒創(chuàng)辦人及董事長Michael R. Hay在峰會開幕式上展望說。
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