塑料工程綠塑創(chuàng)新的現(xiàn)狀及展望（連載2）

張友根

（寧波海達(dá)塑料機(jī)械有限公司，浙江　寧波，315200）

塑料工程綠塑創(chuàng)新的現(xiàn)狀及展望（連載2）

張友根

（寧波海達(dá)塑料機(jī)械有限公司，浙江寧波，315200）

簡(jiǎn)析了塑料工程技術(shù)、塑料工程服務(wù)模式、塑料工程綠色應(yīng)用市場(chǎng)等三方面的綠塑創(chuàng)新的現(xiàn)狀及展望，提出了塑料工程有關(guān)環(huán)節(jié)綠塑創(chuàng)新的科學(xué)發(fā)展的特點(diǎn)、要點(diǎn)及方向。

塑料工程；綠色化；現(xiàn)狀；展望

3.3服務(wù)模式結(jié)構(gòu)的綠塑創(chuàng)新

努力培育全套方案服務(wù)型創(chuàng)新企業(yè)。當(dāng)今的市場(chǎng)已從產(chǎn)品導(dǎo)向轉(zhuǎn)向解決方案導(dǎo)向的時(shí)代，市場(chǎng)已經(jīng)不是對(duì)單一設(shè)備的需求，二是希望全套解決的方案。從價(jià)值鏈來(lái)看，獲利最豐厚的在產(chǎn)業(yè)鏈的兩端，前端是能為市場(chǎng)提供尚未有的塑料制品的全套方案，后端是后期服務(wù)。研發(fā)成型塑料制品方案的人，可以用這個(gè)公司的塑料機(jī)械，也可以用另一家公司的塑料機(jī)械；塑料機(jī)械制造研發(fā)為其塑料制品方案的方案服務(wù)，誰(shuí)為方案提供要求設(shè)備，就采用誰(shuí)家的，并在設(shè)備的價(jià)格上，制造公司沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)，做方案的人，由于為市場(chǎng)提供了能成型尚未有的塑料制品，完全掌握了價(jià)格權(quán)和話語(yǔ)權(quán)?！靶鲁B(tài)”市場(chǎng)，制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方式發(fā)生了重大改變，巴斯夫、杜邦等一些大型跨國(guó)公司先后做出重大決策：把原有獨(dú)立生產(chǎn)的產(chǎn)品都出讓給了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手生產(chǎn)，而不是將市場(chǎng)進(jìn)入競(jìng)相降價(jià)的惡性循環(huán)。同時(shí)，這些跨國(guó)大公司集中精兵強(qiáng)將為這些產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域與客戶群，提供盡善盡美符合他們需要的整套解決方案和全方位服務(wù)。經(jīng)過(guò)這樣重大戰(zhàn)略調(diào)整的一些大型跨國(guó)公司，大都利用這樣的服務(wù)扭虧為盈。同時(shí)使得那些生產(chǎn)和制造同類產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手變成自己的產(chǎn)品供應(yīng)商，從而把競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手推到了產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的低端，而把自己提升到為應(yīng)用領(lǐng)域提供全方位服務(wù)解決問(wèn)題的價(jià)值鏈高端。這不能不說(shuō)是一次極其智慧的大轉(zhuǎn)型。

3.4市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)模式的綠塑創(chuàng)新

不同類型企業(yè)根據(jù)自身優(yōu)勢(shì)和細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行差異化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)模式，拓展塑料工程綠塑創(chuàng)新的深度和廣度。

大型企業(yè)在積極擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的同時(shí)，積極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈上下游兩端的整合與提升，努力提升企業(yè)的應(yīng)用研發(fā)與市場(chǎng)拓展能力，要以下游塑料制品轉(zhuǎn)型發(fā)展和產(chǎn)品升級(jí)換代需求為導(dǎo)向，不斷提升專業(yè)化生產(chǎn)水平，積極參與下游產(chǎn)品及應(yīng)用研發(fā)，滿足下游用戶的個(gè)性化需求，保持行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展

中小型企業(yè)由于自身規(guī)模小，資源相對(duì)有限，無(wú)法在某一產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)上與大企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。中小企業(yè)數(shù)量眾多，且生產(chǎn)靈活。中小企業(yè)能夠深入各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)的細(xì)枝末節(jié)，貼近顧客，針對(duì)市場(chǎng)客戶個(gè)性化需求快速反應(yīng)。隨著時(shí)代進(jìn)步和下游行業(yè)的快速發(fā)展，客戶越來(lái)越注重個(gè)性化需求的滿足，這就需要中小企業(yè)來(lái)不斷開(kāi)拓和經(jīng)營(yíng)。中小企業(yè)走以專補(bǔ)缺、以小補(bǔ)大、專精致勝的成長(zhǎng)之路。通過(guò)差異化經(jīng)營(yíng)，避開(kāi)大企業(yè)的規(guī)?；?jìng)爭(zhēng)，避開(kāi)其它企業(yè)的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，從而徹底甩開(kāi)低成本競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。同時(shí)通過(guò)專業(yè)化生產(chǎn)，中小企業(yè)也可贏得大企業(yè)的尊重和重視，同大型企業(yè)建立起密切的協(xié)作關(guān)系，有力地支持和促進(jìn)大企業(yè)發(fā)展。

現(xiàn)代制造均以與客戶共同創(chuàng)新、共同研發(fā)為核心驅(qū)動(dòng)，滿足客戶的終端的個(gè)性化需求。傳統(tǒng)的以產(chǎn)品供應(yīng)商主觀推動(dòng)的產(chǎn)品升級(jí)及結(jié)構(gòu)調(diào)整將越來(lái)越難以適應(yīng)市場(chǎng)的變化。企業(yè)應(yīng)最大限度上建立與客戶的聯(lián)系，及時(shí)掌握和滿足客戶的需求，認(rèn)同客戶的價(jià)值，讓客戶滿意。市場(chǎng)發(fā)展表明，標(biāo)準(zhǔn)化單機(jī)衰退，客制化設(shè)備制造大幅度成長(zhǎng)。企業(yè)不但需滿足客戶的要求，更需為客戶當(dāng)好參謀，以新技術(shù)提高客戶的需求，增加產(chǎn)能，降低成本。德國(guó)ILLIG RDK公司涉及整條熱成型生產(chǎn)線及單獨(dú)部件的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、組裝及配送，幫助客戶利用熱塑材料經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出高精度的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。Inoex公司在線管材變徑擠出設(shè)備，為市場(chǎng)解決了擠出管材變徑需停機(jī)并浪費(fèi)能耗及材料的接觸缺陷。具有40多年發(fā)展歷史的臺(tái)灣富強(qiáng)鑫精密工業(yè)機(jī)械股份有限公司，發(fā)揮產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造的優(yōu)勢(shì)，多年來(lái)一致專注設(shè)備的高度定制化，為用戶提供功能專用化的注塑機(jī)，2001年起即成立專案室及企劃小組，研發(fā)醫(yī)療制品注射專用機(jī)、專用控制系統(tǒng)。

3.5塑料工程“工業(yè) 4.0”的綠塑創(chuàng)新

工業(yè)4.0本質(zhì)上是一場(chǎng)生產(chǎn)模式的變革，即從自動(dòng)化到智能化，其中起主導(dǎo)作用的“人”則是變革的關(guān)鍵點(diǎn)?！叭恕笔侵袊?guó)走向工業(yè)4.0面臨的最大障礙。一方面，長(zhǎng)期處在2.0工業(yè)思維之下的技術(shù)工程師和管理人員，技術(shù)與思維模式相對(duì)滯后；另外一方面，中國(guó)缺乏精神傳承。

信息化、網(wǎng)絡(luò)化是實(shí)施“工業(yè)4.0”的主要技術(shù)支撐。DM G M ORI系統(tǒng)對(duì)“工業(yè)4.0”做了極大的貢獻(xiàn)，因?yàn)楣に囨満凸?yīng)鏈被系統(tǒng)地聯(lián)系起來(lái)，所以客戶生產(chǎn)的靈活性顯著增加。在新成立的DM G M O RI系統(tǒng)公司中，DM G M O RI集合了集團(tuán)內(nèi)部整體系統(tǒng)解決方案的全面的專業(yè)實(shí)力。從標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)到柔性自動(dòng)化生產(chǎn)單元、完整的生產(chǎn)線，系統(tǒng)提供滿足顧客要求的最佳解決方案。DM G M O RI系統(tǒng)的全面供應(yīng)范圍保證了客戶能夠更快應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)，進(jìn)行更高效加工。2015年4月起，DM G M O R推出具有16款應(yīng)用的最新CELO S版本。CELO S PC版本同樣是一項(xiàng)創(chuàng)新，用戶可以借此直接在加工準(zhǔn)備階段對(duì)生產(chǎn)與制造流程進(jìn)行最佳規(guī)劃與控制。此外，還可通過(guò)CELO S PC版本將任意機(jī)床或設(shè)備集成在整體CELOS外圍設(shè)備中。用戶可與數(shù)據(jù)管理軟件ERP、PPS以及PDM進(jìn)行直接連接，并通過(guò)CELO S實(shí)現(xiàn)從理念到成品的30%的提速。另外，還可以完成和主機(jī)廠溝通，最終達(dá)到全球的溝通。目前DM G M O RI在歐洲、日本、中國(guó)和美國(guó)成立了5個(gè)系統(tǒng)公司。DM G M O RI位于德國(guó)韋爾瑙的全新科技中心將被打造成為全球頂尖系統(tǒng)和自動(dòng)化專業(yè)技術(shù)的共享中心，預(yù)計(jì)將于2016年正式啟用。

塑料工程各個(gè)環(huán)節(jié)只有通過(guò)不斷地綠塑創(chuàng)新、合作，整合高端技術(shù)和強(qiáng)化銷售與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)為客戶創(chuàng)造更高效率，滿足客戶的需求，才能更好地應(yīng)對(duì)充滿科幻色彩的工業(yè)4.0的到來(lái)。

3.6塑機(jī)行業(yè)“智能制造+互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)”的綠塑創(chuàng)新

工信部印發(fā)《2015年智能制造試點(diǎn)示范專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》，決定自2015年啟動(dòng)實(shí)施智能制造試點(diǎn)示范專項(xiàng)行動(dòng)，同時(shí)給出了具體目標(biāo)：試點(diǎn)示范項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)成本降低20%，產(chǎn)品研制周期縮短20%，生產(chǎn)效率提高20%，產(chǎn)品不良品率降低10%，能源利用率提高4%。在《中國(guó)制造2025》中，智能制造被定位為中國(guó)制造的主攻方向。新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)廣泛滲透，帶動(dòng)幾乎所有領(lǐng)域發(fā)生群體性技術(shù)革命，核心就是智能制造。智能制造會(huì)給制造業(yè)帶來(lái)“兩提升、三降低”：“兩提升”指生產(chǎn)效率的大幅度提升，資源綜合利用率的大幅度提升；“三降低”指研制周期大幅縮短，運(yùn)營(yíng)成本大幅下降，產(chǎn)品不良品率大幅下降。

“智能制造+互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)”是未來(lái)塑機(jī)行業(yè)的兩大引擎。中國(guó)塑機(jī)行業(yè)進(jìn)入新常態(tài)，行業(yè)企業(yè)開(kāi)始修煉“內(nèi)功”，加快從制造大國(guó)轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，大力推進(jìn)“中國(guó)制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃。

智能制造（IntelligentM anufacturing，IM）是基于新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧智能自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過(guò)程、系統(tǒng)與模式的總稱。智能制造包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實(shí)踐中不斷地充實(shí)知識(shí)庫(kù)，具有自學(xué)習(xí)功能，還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。采用IEC61131、PLCopen M otion、B&R等已有的庫(kù)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，Autom ation Studio是目前為止在自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)最為強(qiáng)大的工程設(shè)計(jì)平臺(tái)，能夠使得開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全流程和全部對(duì)象的設(shè)計(jì)，從項(xiàng)目的管理、版本管理、項(xiàng)目配置、編程、仿真到調(diào)試診斷與維護(hù)。提供整個(gè)工廠的解決方案，硬件已顯得不再那么重要，設(shè)備的連線變得更加重要，需能提供整個(gè)生產(chǎn)管理與優(yōu)化系統(tǒng)軟件及解決方案。Krones的整廠管理系統(tǒng)架構(gòu)，各個(gè)生產(chǎn)單元的數(shù)據(jù)如機(jī)器狀態(tài)、批次控制數(shù)據(jù)等通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線到了上位，而設(shè)備的配置參數(shù)、配方數(shù)據(jù)、主控?cái)?shù)據(jù)等也通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)總線下達(dá)到生產(chǎn)設(shè)備級(jí)、生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)、操作控制、文檔、維護(hù)、分析、優(yōu)化等在上一級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)用戶接口與ERP系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠的數(shù)據(jù)管理。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程得到有效監(jiān)控，影響產(chǎn)品質(zhì)量與效率的各種因數(shù)也量化并提交給上位分析工具，以便管理人員能夠及時(shí)獲得現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及工藝存在的問(wèn)題并給與及時(shí)修正，包括能夠?qū)Τ杀窘档瓦M(jìn)行有效的分析，從而提高整體生產(chǎn)率。

“互聯(lián)網(wǎng)+”是擁抱塑機(jī)行業(yè)變革新趨勢(shì)成功轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，重點(diǎn)促進(jìn)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)與現(xiàn)代制造業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)等的融合創(chuàng)新。塑機(jī)制造不僅要裝上智能化、數(shù)字化的內(nèi)核，更要展開(kāi)“互聯(lián)網(wǎng)+”的外延。利用互聯(lián)網(wǎng)的透明、高效、互動(dòng)等特征，改造現(xiàn)有塑機(jī)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高其既有生產(chǎn)效率乃至創(chuàng)生出新的模式。目前,應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還面臨著若干挑戰(zhàn)，首先是傳統(tǒng)的制造的各個(gè)環(huán)節(jié)難以支撐龐大的數(shù)據(jù)處理和管理；其次是如何將海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有效服務(wù)提供給各個(gè)環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)、建成智能企業(yè)。網(wǎng)絡(luò)化集成控制技術(shù)把現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無(wú)線網(wǎng)、企業(yè)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)同現(xiàn)代控制設(shè)備（包括工業(yè)PC、可編程序控制器PLC、人機(jī)界面HM I、輸入輸出模塊、交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)、通信接口、伺服控制電機(jī)等）結(jié)合，形成基于通信與控制緊密融合、多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議合理組合、有線與無(wú)線相互銜接、管理與控制一體化的控制系統(tǒng)。美國(guó)M O O G公司且具有遠(yuǎn)程診斷功能的模塊化的多軸伺服整機(jī)控制器TM C-4，基于PC的人機(jī)界面以及兼容IEC61131-3的開(kāi)發(fā)環(huán)境，不但實(shí)現(xiàn)更高的閉環(huán)控制精度而，客戶可根據(jù)自己設(shè)備的特點(diǎn)及要求編寫程序。威猛巴頓菲爾機(jī)械設(shè)備有限公司UN ILO G B6P注塑機(jī)控制系統(tǒng)為整合了所有周邊設(shè)備的注塑機(jī)的方便操作提供了廣泛的操作和控制概念，當(dāng)然它也被安裝在Sm artPow er上。它確保了這些機(jī)器易于集成到PDA系統(tǒng)中，而且尤其是基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)支持。Sm artPow er配有用于互聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程服務(wù)以及用于一個(gè)現(xiàn)代管理執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)施，增補(bǔ)了用戶編程系統(tǒng)，并支持更方便、更快速的機(jī)器設(shè)置，尤其是針對(duì)更為復(fù)雜的生產(chǎn)循環(huán)。

加強(qiáng)數(shù)字化技術(shù)及數(shù)字化裝備與網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)研究，研發(fā)有效的信息分析工具，以自動(dòng)、智能和快速地發(fā)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)間隱藏的依賴關(guān)系，并從中抽取有用的信息和知識(shí)，從而為產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供依據(jù)，進(jìn)而發(fā)展數(shù)字化高端裝備；加快研發(fā)與行業(yè)發(fā)展相關(guān)聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、智能化技術(shù)。

3.7塑料工程“智慧服務(wù)”的綠塑創(chuàng)新

近些年，美國(guó)通過(guò)智慧產(chǎn)業(yè)革命全面拉抬了制造業(yè)的整體效率，并且已經(jīng)取代中國(guó)成為制造業(yè)超級(jí)大國(guó)。美國(guó)用工下跌了28%，但是效率卻大幅提升，相比之下中國(guó)人工越來(lái)越貴，而效率卻鮮見(jiàn)提升。這指明了制造業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要出路便是引入智慧產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化每個(gè)生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，提升局部和整體利潤(rùn)。

“智慧服務(wù)”是一種人、機(jī)、物協(xié)同制造模式，在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)容/知識(shí)網(wǎng)、人際網(wǎng)和先進(jìn)制造技術(shù)等的支持下，將各種制造資源連接在一起形成統(tǒng)一的資源池，然后根據(jù)客戶個(gè)性化需求和情境感知，做出智能的響應(yīng)，為客戶提供定制化的、按需使用的全套方案服務(wù)?，F(xiàn)在很多企業(yè)都上了很多系統(tǒng)軟件，比如PLM、ERP、M ES、CRM等系統(tǒng)，但系統(tǒng)與系統(tǒng)之間缺乏有效關(guān)聯(lián)，形成了一個(gè)個(gè)信息孤島。智慧服務(wù)信息系統(tǒng)高效集成研發(fā)、設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)量、制造執(zhí)行等系統(tǒng)，打通產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)整合與控制，為智能制造提供信息支持。IBM智慧供應(yīng)鏈演示程序基于IBM傳感器解決方案并整合了IBM業(yè)務(wù)流程管理軟件, 模擬了一個(gè)簡(jiǎn)化的供應(yīng)鏈環(huán)境，從創(chuàng)建訂單開(kāi)始、工廠生產(chǎn)商品打包并出庫(kù)、貨物到達(dá)地區(qū)倉(cāng)庫(kù)、貨物離開(kāi)地區(qū)倉(cāng)庫(kù)，直到貨物到達(dá)分銷商倉(cāng)庫(kù)，智慧供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)了全程可視化追蹤。

智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠?！爸腔酃S”的三大特征：首先是基礎(chǔ)設(shè)施高度信息互聯(lián)，包括生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、操作人員、物料和成品；其次是制造過(guò)程數(shù)據(jù)具備實(shí)時(shí)性，生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的節(jié)拍和到達(dá)流，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理也具有實(shí)時(shí)性；再次是可以利用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)從事數(shù)據(jù)挖掘分析，有自學(xué)習(xí)功能，還可以改善與優(yōu)化制造工藝過(guò)程。RO CKW ELLAUTO M ATIO N公司無(wú)線Pow er M onitor W 250功率測(cè)量?jī)x，能夠多點(diǎn)監(jiān)測(cè)采集生產(chǎn)過(guò)程中特定耗能型應(yīng)用的數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)即可將能耗信息直接傳送到Rockw ell Softw are RSenergyM etrix軟件，便于用戶直接查看能耗信息及采取相關(guān)技術(shù)措施降低能耗，這樣不但降低了網(wǎng)絡(luò)成本，還能夠更加方便采集數(shù)據(jù)。意大利M acchi公司與西門子電子產(chǎn)品公司合作推出的吹塑薄膜生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)，使用一種新的無(wú)線操控面板來(lái)啟動(dòng)和控制整條生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)操作人員可根 據(jù)需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的操控和特定的控制這套操控面板包含有一顯示屏系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線(聲頻和視頻) 連接到生產(chǎn)線上，操作人員無(wú)論身處何處，都可清楚了解并且解決生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程存在的故障，及時(shí)解決故障，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

4　塑料工程綠色應(yīng)用市場(chǎng)的綠塑創(chuàng)新的現(xiàn)狀及展望

沒(méi)有萎縮的市場(chǎng)，只有未開(kāi)發(fā)的市場(chǎng)。創(chuàng)新市場(chǎng)開(kāi)發(fā)者看到的是遍地黃金，色盲者看到的是遍地黃土。塑料工程的黃金市場(chǎng)向我們召喚，有待有志者去挖掘。

4.1汽車碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)

幾十年前，就有專家曾預(yù)言碳纖維復(fù)合材料將會(huì)取代金屬用來(lái)制造汽車結(jié)構(gòu)件?，F(xiàn)在這個(gè)預(yù)言已成為事實(shí)。實(shí)現(xiàn)汽車材料革命的節(jié)能資源化、安全輕量化、環(huán)保人性化、車型個(gè)性化、清潔壽命化的碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)代表了未來(lái)材料發(fā)展的一種趨勢(shì)，特別是超輕量化第一性能的電動(dòng)、新能源汽車，實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料化是唯一的選擇。碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)成為各廠家出奇制勝的法寶。寶馬公司、三菱麗陽(yáng)、西格里集團(tuán)三方合作，碳纖維首次大規(guī)模地用于量產(chǎn)車型的一款車身結(jié)構(gòu)和框架完全采用碳纖維增強(qiáng)塑料制造的寶馬電動(dòng)汽車i3，車重1260kg，于2015年4月在日本上市，售價(jià)僅為499萬(wàn)日元(約25萬(wàn)元人民幣)起。i3通過(guò)革新碳纖維的疊加方式等成型技術(shù)，CFRP的成型要耗費(fèi)大量的人工和成本，在三家公司的合作下，成型的時(shí)間縮短到10分鐘之內(nèi)，使成本降低到了實(shí)用水平。西格里(SGL)使用三菱麗陽(yáng)開(kāi)發(fā)的碳纖維原紗將其加工成CFRP。繼i3之后，寶馬的插電式混合動(dòng)力車"i8"也采用CFRP車身。i3市場(chǎng)表現(xiàn)，為碳纖維復(fù)合材料在通用汽車領(lǐng)域的商業(yè)化普及應(yīng)用邁出了重要的一步，將在很大程度上決定未來(lái)10 年碳纖維復(fù)合材料在通用汽車領(lǐng)域的發(fā)展方向。

國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)有了很大發(fā)展，缺乏碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用研究，特別是沒(méi)有形成碳纖維復(fù)合材料的全套解決方案的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，影響了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

中國(guó)汽車制造業(yè)發(fā)展很快，但在應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料于汽車工業(yè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本、歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，形成汽車“大國(guó)”，而非“強(qiáng)國(guó)”。汽車新一輪的革命，其中最突出的標(biāo)志是碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用?？梢灶A(yù)測(cè)，誰(shuí)引領(lǐng)碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)，誰(shuí)就引領(lǐng)汽車的發(fā)展方向，誰(shuí)就有汽車發(fā)展的話語(yǔ)權(quán)。我國(guó)在碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于汽車工業(yè)也取得了一些成果，2012年6月，包頭的翼、北京藍(lán)星、中材科技共同研發(fā)的我國(guó)首輛碳纖維復(fù)合材料的輕型自卸車成功下線，取得12項(xiàng)發(fā)明專利與9項(xiàng)實(shí)用新型專利，整車自重4.8噸，比同規(guī)格的金屬車減少2噸；使用壽命4倍于金屬車達(dá)到20年；油耗降低8%。

碳纖維復(fù)合材料的回收利用是實(shí)現(xiàn)在汽車上大規(guī)模應(yīng)用的綠塑創(chuàng)新的技術(shù)關(guān)鍵。碳纖維復(fù)合材料在回收過(guò)程中，最大限度的保持纖維強(qiáng)度，以提高利用價(jià)值。日本N EDO從2006年起在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的資助下進(jìn)行的題為“碳纖維回收技術(shù)的研發(fā)示范”項(xiàng)目，利用熱分解法，在高溫常壓下回收復(fù)合材料中的碳纖維，使得日本生產(chǎn)商加速了對(duì)碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的市場(chǎng)布局，包括碳纖維絲束原材料、復(fù)合材料預(yù)浸料和注塑顆粒材料在內(nèi)的產(chǎn)能投入。英國(guó)的先進(jìn)復(fù)合材料公司（Um eco復(fù)合材料結(jié)構(gòu)材料公司的一部分）、英國(guó)Exel復(fù)合材料公司、N etCom posites、Sigm atex、Tilsatec和利茲大學(xué)組成碳纖維復(fù)合材料的回收利用的聯(lián)合體，開(kāi)發(fā)回收廢棄碳纖維的技術(shù)，將其與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等樹(shù)脂混合，使碳纖維從制造的全部階段復(fù)原，且其開(kāi)發(fā)再生技術(shù)處于有代表性的供應(yīng)鏈中，制備成不同形式的材料，生產(chǎn)的復(fù)合材料層合板由重量百分比50%回收碳纖維及50%的回收聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制成，與由原始纖維制備的復(fù)合材料相比，保持至少90%拉伸模量，50%拉伸強(qiáng)度。

4.2塑料包裝應(yīng)用市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)

塑料包裝是塑料應(yīng)用中最多的領(lǐng)域。全球每年約生產(chǎn)塑料制品1億噸，其中一次性包裝材料3000萬(wàn)噸，近幾年，我國(guó)塑料包裝材料總產(chǎn)量約占包裝材料總產(chǎn)量的1／3，居各種包裝材料之首，增幅較大，發(fā)展前景不可估量。塑料包裝工程行業(yè)緊密成一體，共同開(kāi)拓塑料包裝工程的綠塑創(chuàng)新。

生物基塑料應(yīng)用于塑料包裝的綠塑創(chuàng)新。在Chinaplas? 2015上，多種新型生物基塑料的出現(xiàn)告訴我們，生物基塑料包裝不再遙不可及，盡管尚未完全替代石油基塑料，但是應(yīng)用比例有望逐年提高。全球最大的生物塑料制造商N(yùn)atureW orks將展示Ingeo生物塑料，這是一種通過(guò)高科技獲取生物碳并將其轉(zhuǎn)化成Ingeo天然先進(jìn)的材料，不含苯乙烯、雙酚A、鄰苯二甲酸鹽以及丙烯腈，滿足對(duì)健康安全方面的關(guān)注。而來(lái)自本土的金暉兆隆，也將帶來(lái)其生物降解塑料Ecow orld PBAT，在堆肥條件下，可以在180天內(nèi)被微生物分解成二氧化碳、水和有機(jī)肥料，降解過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。

綠色專用包裝塑料原料的綠色創(chuàng)新。巴斯夫(中國(guó))有限公司ecovio?是巴斯夫推出的通過(guò)認(rèn)證的可堆肥、可生物降解聚合物。ecovio?的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橛袡C(jī)餐廚垃圾袋、購(gòu)物袋、農(nóng)膜及可堆肥包裝產(chǎn)品。主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樗芰媳∧ぃ缬袡C(jī)餐廚垃圾袋、兩用袋(先用于購(gòu)物，后用于收集有機(jī)餐廚垃圾)或農(nóng)用薄膜。此外，ecovio?也可用于其它可堆肥包裝解決方案，如紙面涂層、收縮膜、泡沫包裝及注塑成型產(chǎn)品等。

高速節(jié)能包裝設(shè)備的綠塑創(chuàng)新。紹興縣皇冠機(jī)械有限公司推出的塑料瓶蓋模壓機(jī)，生產(chǎn)成本低、效益高、低能耗，與同螺桿的注塑機(jī)相比，能耗是注塑機(jī)的1/3，產(chǎn)量是注塑機(jī)的3倍，無(wú)注塑點(diǎn)，更加美觀，印刷效果更佳。陜西北人印刷機(jī)械有限責(zé)任公司FR250ELS智能電子軸凹版印刷機(jī)，250米/分鐘智能電子軸凹版印刷機(jī)，印刷速度250米/分鐘，套準(zhǔn)誤差<=0.1毫米，主要適用于食品、藥品、日化等塑料包裝的多色印刷。上海珂明注塑系統(tǒng)科技有限公司推出提供獨(dú)步全球的真正的“系統(tǒng)成套解決方案”：注塑、貼標(biāo)、取出、打包一次成型，無(wú)人工操作，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)力成本。應(yīng)用于食品、醫(yī)療、化妝品包裝，乳制品、冷凍食品包裝、快餐包裝等行業(yè)。汕頭市安平食品包裝機(jī)械有限公司推出從加熱、成形、堆迭、計(jì)數(shù)全部實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的翻轉(zhuǎn)制杯機(jī)，適用于PP/PS/PVC/PET的加熱成形，可做成飲料杯、牛奶杯、果凍杯。

綠色包裝推動(dòng)多層共擠吹膜設(shè)備的綠塑創(chuàng)新。阻隔功能隨層數(shù)的增加而有利于較薄的厚度實(shí)現(xiàn)高的阻隔性能。薄膜由單層發(fā)展到三層，現(xiàn)在五層逐漸成為主力，國(guó)際上已發(fā)展到11層，向更多層數(shù)的“群層化”方向發(fā)展。“群層化”不但提高薄膜的阻隔性能，而且有效降低薄膜厚度，即實(shí)現(xiàn)薄膜降低資源利用的減量化。精密控制各薄膜層及總體厚度的精密公差，有利于節(jié)約高分子材料，提高資源的利用率。德國(guó)W&D公司的Varex吹膜生產(chǎn)線，九層阻隔膜的總體厚度只有0.030m m，EVOH阻隔膜的膜厚僅為0.001m m，寬度最大2400m m。加拿大M ACRO公司的5層共擠吹膜設(shè)備，加工薄膜的厚度誤差5%，比同類多層薄膜節(jié)約原料20%以上。佛山捷勒塑料設(shè)備有限公司的九層共擠高阻隔吹膜設(shè)備，用于生產(chǎn)高品質(zhì)的對(duì)稱如m-PE/ Tie/PA/EVO H/PA/Tie/m-PE結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱如PA/Tie/PE/Tie/ PA/Tie/m-PE結(jié)構(gòu)的高阻隔薄膜，可以很方便地在線更換薄膜層結(jié)構(gòu)，使膜制品的成本更低，阻隔性能更優(yōu)越。金明精機(jī)股份有限公司公司的九層共擠高阻隔吹膜設(shè)備，特殊設(shè)計(jì)的螺桿和模頭適于加工PA、EVO H等具有氣體阻隔性能的樹(shù)脂，主要用于生產(chǎn)各種規(guī)格的五層及以上薄膜，滿足用戶對(duì)于氣體（O2、N2、CO2...）高阻隔性能的包裝要求達(dá)到保香、保鮮、防腐、氣密、延長(zhǎng)保質(zhì)期的包裝目的。

塑料包裝工程綠塑創(chuàng)新的重點(diǎn)：1）創(chuàng)新和研發(fā)塑料新材料和新加工技術(shù)，使更多性能優(yōu)異的塑料成為包裝材料，并利用新材料的高性能，實(shí)現(xiàn)包裝材料減量化；2）推動(dòng)塑料共混技術(shù)、塑料助劑新品及應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，在保證塑料包裝材料無(wú)毒、衛(wèi)生、環(huán)保的前提下，利用低成本技術(shù)使塑料包裝材料性能提升，為減量化提供可能；3）提高和改進(jìn)塑料回收利用加工技術(shù)，使塑料包裝材料回收利用率大幅提升，改善和消除塑料包裝材料造成“白色污染”的隱患，提高資源利用率；4）發(fā)展生物基塑料，有效地調(diào)控生物塑料降解時(shí)間和周期，在充分發(fā)揮生物塑料包裝材料功用的同時(shí)，減少和消除塑料包裝材料對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和影響；5）通過(guò)自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，降低塑料包裝新材料、新技術(shù)的成本，避免因成本過(guò)高，許多符合綠色包裝的塑料材料不能大面積應(yīng)用的問(wèn)題；6）發(fā)展智能化等先進(jìn)包裝技術(shù)手段，利用部分塑料包裝材料具有的可食性、水溶性等特點(diǎn)，減少包裝廢棄物的產(chǎn)生量，提高塑料包裝的安全環(huán)保性能。

4.3塑料醫(yī)療工程市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)

醫(yī)療器械行業(yè)具有典型的正值型正周期特征，這個(gè)特征決定了國(guó)際醫(yī)療器械行業(yè)具有很大的發(fā)展?jié)摿?，而塑料以其?yōu)良的性質(zhì)、可靠的性能、方便的成型工藝在醫(yī)療領(lǐng)域獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。高分子材料已逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)無(wú)機(jī)材料如金屬(或合金)、玻璃、陶瓷、磷灰石等用于制備醫(yī)療器械，尤其在廣譜類醫(yī)療耗材(輸液器、輸血器、注射器等)、呼吸麻醉(氣管插管、呼吸面罩等)、神經(jīng)外科(顱骨修補(bǔ)片、引流裝置等)、透析、心血管(心臟支架、封堵器等)等方面，都已有成熟和廣泛的應(yīng)用。目前市場(chǎng)上使用較多的高性能塑料有PP、PVC、PE、硅橡膠等傳統(tǒng)產(chǎn)品，如SABIC研發(fā)的透明聚丙烯(PP)材料具有玻璃般優(yōu)異的透明度，有助于在常規(guī)或預(yù)灌裝塑料注射器和計(jì)量系統(tǒng)中提高計(jì)量準(zhǔn)確性，并更好地檢測(cè)污染物，其材料被用于生產(chǎn)醫(yī)用計(jì)量杯。瓦克(W aker)的醫(yī)用有機(jī)硅薄膜可用作柔韌型傷口敷料、透氣型薄膜，或作為電介質(zhì)彈性體用于傳感器和人造肌肉等。近年，一些工程塑料也憑借更優(yōu)的性能進(jìn)入醫(yī)療行業(yè)，如醫(yī)療級(jí)尼龍12。相對(duì)于傳統(tǒng)的醫(yī)療聚合物產(chǎn)品，尼龍12具有更加優(yōu)異的生物兼容性、穩(wěn)定性、物理機(jī)械性能及加工性能，目前成熟應(yīng)用在各類醫(yī)療導(dǎo)管及球囊。生物醫(yī)用材料近年也得到越來(lái)越多的關(guān)注，主要用于診斷、治療、修復(fù)或替換人體組織、器官或增進(jìn)其功能。

設(shè)備生產(chǎn)商們也紛紛推出滿足醫(yī)療潔凈度的技術(shù)，如瑞士機(jī)器制造商N(yùn)etstal通過(guò)一個(gè)8+8腔生產(chǎn)系統(tǒng)展示了其高性能解決方案，在一臺(tái)ELIO N 3200-1000注塑機(jī)上制造出直徑為90毫米的滅菌盤，生產(chǎn)周期小于3.7秒，采用聚苯乙烯材料。寧波偉立機(jī)器人科技有限公司聯(lián)合德國(guó)阿博格(Arburg)、意大利百旺(Piovan)以及臺(tái)灣百士佳(PassCard)等企業(yè)，打造出針對(duì)一次性醫(yī)療產(chǎn)品的自動(dòng)化解決方案——采血管高速取出裝箱系統(tǒng)，更好地滿足了醫(yī)療市場(chǎng)對(duì)潔凈、無(wú)污染產(chǎn)品日漸增長(zhǎng)的需求。

4.4塑料軌道交通市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)

塑料工程實(shí)現(xiàn)軌道交通在節(jié)約能源、減少震動(dòng)和噪音方面具有龐大市場(chǎng)，高分子復(fù)合材料成為列車實(shí)現(xiàn)更高速不可取代的材料。

許多鐵路車輛制造商已開(kāi)始借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)利用高性能工程塑料替代金屬，向小型化、輕質(zhì)化的方向發(fā)展。不過(guò)，高性能塑料在國(guó)內(nèi)的使用具有很大拓展空間，如車廂之間的緩沖器或車輛轉(zhuǎn)向架上的許多部件就可采用熱塑性工程塑料。2008年，德國(guó)勒沃庫(kù)森化學(xué)工業(yè)園為改進(jìn)生產(chǎn)基地與德國(guó)鐵路網(wǎng)之間的鐵路連接，安裝了一套道岔系統(tǒng)，使用136根名為“埃爾森新木材（EslonN eoLum berFFU）”的枕木，這些枕木采用了由拜耳材料科技BaySystem s日本蘇米加拜耳聚氨脂有限公司提供的長(zhǎng)纖維增強(qiáng)Baydur*60整皮泡沫聚氨酯體系。循環(huán)彎曲與長(zhǎng)期負(fù)荷試驗(yàn)證明：聚氨酯枕木即使在投入使用15年后仍可保持遠(yuǎn)高於木材的彎曲強(qiáng)度。由于其出眾的機(jī)械性能，該聚氨酯材料也非常適合于建造高速鐵路。這已通過(guò)日本新乾線高速列車順利運(yùn)行超過(guò)25年成功經(jīng)驗(yàn)得以證明。因質(zhì)輕，這些枕木也適合于建造橋梁。一種具有持久彈性的軌道上層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)—拜耳材料科技Durflex緩減了軌道系統(tǒng)的振動(dòng)，較之普通道碴上層結(jié)構(gòu)，能有效減少約40%的結(jié)構(gòu)噪音。根據(jù)城際快車、區(qū)際快車或貨運(yùn)列車等不同列車類型，空氣傳播噪音可降低1.5-3分貝。

5　結(jié)語(yǔ)

綠塑創(chuàng)新是塑料工程發(fā)展的主旋律。綠塑創(chuàng)新適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式從規(guī)模速度型粗放增長(zhǎng)轉(zhuǎn)向質(zhì)量效率型集約增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)從增量擴(kuò)能為主轉(zhuǎn)向調(diào)整存量、做優(yōu)增量并存的深度調(diào)整。新常態(tài)綠色創(chuàng)新，觀念上要適應(yīng)，認(rèn)識(shí)上要到位，方法上要對(duì)路，工作上要得力。企業(yè)只有保持持續(xù)的綠塑創(chuàng)新理念和能力,才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

綠色化是動(dòng)態(tài)發(fā)展的，持續(xù)更新其內(nèi)涵與外延。特別是由于人們對(duì)環(huán)境生態(tài)的價(jià)值觀的提升，以之為價(jià)值基礎(chǔ)的綠色創(chuàng)新也隨之而深化，不斷提高。

國(guó)內(nèi)塑料工程綠塑創(chuàng)新與國(guó)際先進(jìn)水平相比,存在相當(dāng)大的差距。習(xí)近平總書(shū)記在中國(guó)科學(xué)院第十七次院士大會(huì)、中國(guó)工程院第十二次院士大會(huì)開(kāi)幕會(huì)上發(fā)表重要講話強(qiáng)調(diào)：廣大科技工作者要敢于擔(dān)當(dāng)、勇于超越、找準(zhǔn)方向、扭住不放，牢固樹(shù)立敢為天下先的志向和信心，敢于走別人沒(méi)有走過(guò)的路，在攻堅(jiān)克難中追求卓越，勇于創(chuàng)造引領(lǐng)世界潮流的科技成果。沿著習(xí)近平總書(shū)記指出的“創(chuàng)新、創(chuàng)新、再創(chuàng)新”的方向發(fā)展，一定能創(chuàng)新出綠色化塑料工程的“強(qiáng)國(guó)夢(mèng)”。

Present situation and prospects on green innovation of plastic engineering(part2)

Zhang You-gen
（Ningbo Haida plastic machinery co., LTD. ZhejiangNingbo 315200）

Discusses the plastic engineering, plastics engineering service mode, green plastic engineering application market in three aspects, such as plastic green innovation present situation and prospects, puts forward the green plastic plastic engineering process related to the characteristics of the innovation of scientific development, key points and directions.

Plastic engineering; Greening; The status quo. Looking forward to

張友根，教授級(jí)高工，終生享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。1982年畢業(yè)于上海交通大學(xué)。從事塑料機(jī)械的科學(xué)發(fā)展工作。以第一完成人，獲得上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)三項(xiàng)，機(jī)電部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)二項(xiàng)，上海市優(yōu)秀新產(chǎn)品二等獎(jiǎng)四項(xiàng)及三等獎(jiǎng)二項(xiàng)。曾獲得上海市工業(yè)戰(zhàn)線優(yōu)秀科技工作者、上海市“講理想、比貢獻(xiàn)”先進(jìn)個(gè)人、上海市機(jī)電工業(yè)局先進(jìn)工作者及先進(jìn)科技工作者等榮譽(yù)。發(fā)表論文近400篇，約400萬(wàn)字。