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)、運營低碳化、智能化和功能化的全面要求,眾多關鍵技術(shù)被開發(fā)并深度應用,行業(yè)從成本優(yōu)勢向技術(shù)領先地位轉(zhuǎn)變;另一方面,汽車、建材等下游市場對人機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、效率三大核心指標的必由之路。”在智能制造及涂裝專場,石化化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型推進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)型評估標準,并針對涂料行業(yè)特別提出五大重點:配方數(shù)字化仿真、柔性制造、揮發(fā)性有機物(VOCs)智能管控、質(zhì)量追溯和智能倉儲。通過從定崗定責到產(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,關鍵工序數(shù)控化率達65.7%,智能制造示范工廠達59家,數(shù)字基礎設施全球領先。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)安全風險、復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)型進程緩慢,需從供應鏈、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,還導致售后成本攀升和客戶流失。他表示,涂料企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)降本增效的三大關鍵包括工藝優(yōu)化(如蠟粉活化溫度控制、膨潤土預分散工藝)、質(zhì)量管控(強化原材料檢驗和過程監(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隊引入的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)出響應速度“一筆五色”變色墨水。其團隊研發(fā)的金屬有機框架(MOF)基智能顏料通過金屬有機框架結(jié)構(gòu)設計,實現(xiàn)溫濕度雙響應特性,耐候性達10年,成本僅為進口產(chǎn)品的1/10。
“美國邁阿密大學的實踐證明,化學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)百次實驗的流程可被壓縮至5~10次。結(jié)合實時監(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。”一位涂料企業(yè)負責人說。
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,預計在2024—2029年的預測期內(nèi),該市場復合年增長率為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交通基礎設施需求增加。
“智能化趨勢正在快速重塑汽車涂料的應用版圖?!鄙掀擞密嚬颈砻姹Wo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。其研究團隊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,實現(xiàn)了高導電連續(xù)薄膜電極的制備。值得一提的是,該團隊還開發(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。這些突破性進展為柔性電子器件(如傳感器、可穿戴設備等)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驗室研究向產(chǎn)業(yè)化應用轉(zhuǎn)化。
“2024年,中國經(jīng)濟在復雜嚴峻的市場環(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)展提供了堅實支撐。涂料行業(yè)的發(fā)展與下游應用領域息息相關,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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