綠色生產(chǎn) 智能制造
——陶瓷工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)之道*

曾成勇 樊葉利 王化能 李德發(fā) 郭程長

(杭州諾貝爾陶瓷有限公司 杭州 311100)

前言

陶瓷行業(yè)的快速發(fā)展，特別是亞洲和中國的建筑陶瓷發(fā)展與壯大，中國己經(jīng)成為了世界陶瓷制造的中心，加快了中國陶瓷機(jī)械裝備的創(chuàng)新發(fā)展。原材料加工、成形、燒成、后期冷加工、裝飾、分檢包裝等機(jī)械設(shè)備，無論是從產(chǎn)品的種類、數(shù)量、質(zhì)量，或者是技術(shù)含量，中國的陶瓷機(jī)械裝備都已進(jìn)入了世界先進(jìn)水平行列，無疑是世界陶瓷技術(shù)裝備的一支重要力量。

陶瓷機(jī)械裝備是生產(chǎn)陶瓷制品的設(shè)備，其用于陶瓷工業(yè)，依賴陶瓷工業(yè)，同時(shí)又推動(dòng)著陶瓷行業(yè)的發(fā)展。由于陶瓷工業(yè)的大力發(fā)展和不斷推陳出新，需要大量先進(jìn)的、創(chuàng)新的陶瓷機(jī)械裝備；也正由于陶瓷機(jī)械裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步，為陶瓷工業(yè)提供了一大批價(jià)廉質(zhì)優(yōu)的先進(jìn)裝備，造就、支持、促進(jìn)了中國陶瓷工業(yè)的迅猛發(fā)展和現(xiàn)代化水平。

1 中國陶瓷機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀

1.1 建筑陶瓷機(jī)械

伴著建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，作為上游產(chǎn)業(yè)的建筑陶瓷生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備行業(yè)也得到了快速發(fā)展。從20世紀(jì)90年代初到現(xiàn)在，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了建筑陶瓷生產(chǎn)機(jī)械裝備全面國產(chǎn)化。2011年以來，中國建筑陶瓷機(jī)械行業(yè)呈現(xiàn)2大趨勢：一是眾多陶瓷機(jī)械企業(yè)的產(chǎn)品紛紛走出國門并走俏國際市場，在東南亞等地已全面取代歐洲產(chǎn)品而成為當(dāng)?shù)靥沾蓹C(jī)械市場的主流品牌；二是陶瓷機(jī)械企業(yè)的聯(lián)盟、整合使得品牌價(jià)值得以體現(xiàn)。

中國陶瓷機(jī)械裝備企業(yè)目前已完全掌握了建筑陶瓷機(jī)械裝備的核心技術(shù)，由此形成了中國特色的建筑陶瓷生產(chǎn)模式。中國陶瓷機(jī)械裝備技術(shù)不斷走向成熟，并以其性價(jià)比的優(yōu)勢逐漸成為了中國國內(nèi)市場的主流，而進(jìn)口裝備正在逐年減少，從最初中國國內(nèi)市場上清一色的進(jìn)口裝備到目前的進(jìn)口裝備的市場份額不到10%。目前己經(jīng)能夠提供從原料加工、成形、燒成、裝飾、磚坯深加工設(shè)備、分檢包裝等整廠機(jī)械設(shè)備，產(chǎn)值達(dá)100多億元人民幣。

1.2 衛(wèi)生陶瓷

中國衛(wèi)生陶瓷制造過程的機(jī)械化和自動(dòng)化程度總體不高。但近年來，由于勞動(dòng)力優(yōu)勢的消失，中國陶瓷衛(wèi)浴企業(yè)生產(chǎn)過程的機(jī)械化和智能化得到了快速發(fā)展。

傳統(tǒng)的成形方法占地面積大、作業(yè)環(huán)境差、生產(chǎn)周期長、產(chǎn)量低，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，要求作業(yè)人員經(jīng)驗(yàn)豐富，以上這些條件都限制了完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化大生產(chǎn)。隨著勞動(dòng)用工成本的提高，衛(wèi)生陶瓷作為勞動(dòng)密集型行業(yè)只能走機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)模式，要想實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生陶瓷工廠的整體自動(dòng)化，高壓注漿設(shè)備是較理想的選擇。目前中國已有唐山和北京的某些企業(yè)可以生產(chǎn)衛(wèi)生陶瓷的高壓注漿設(shè)備。

近年來，中國部分衛(wèi)浴陶瓷生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)將舊的生產(chǎn)工藝改造成全新的生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)的整線機(jī)械化和自動(dòng)化，采用高壓注漿成形、機(jī)器手施釉、工序間自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、坯體和成瓷均采用立體存儲(chǔ)、產(chǎn)品采用在線自動(dòng)檢驗(yàn)等流程，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了操作工人。中國已經(jīng)具備為衛(wèi)生陶瓷工廠提供自動(dòng)化、機(jī)械化整線機(jī)械裝備的能力。

1.3 日用陶瓷

近年來隨著勞動(dòng)力資源的相對(duì)短缺、勞動(dòng)力成本逐年上升、國內(nèi)日用陶瓷企業(yè)越來越感受到只有生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和機(jī)械化、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗才是日用陶瓷各生產(chǎn)企業(yè)提高效益的必經(jīng)之路。日用陶瓷工業(yè)己經(jīng)從傳統(tǒng)制造業(yè)向現(xiàn)代制造業(yè)邁進(jìn)，加快產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐，日用陶瓷機(jī)械企業(yè)鼓足干勁，加快研發(fā)數(shù)字化和智能化的機(jī)械裝備，一批數(shù)字化和智能化的機(jī)械裝備在行業(yè)得到了應(yīng)用推廣，特別是在滾壓成形和裝飾機(jī)械方面取得了明顯進(jìn)步，為推動(dòng)國內(nèi)日用陶瓷行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換以及追趕新一輪日用陶瓷工業(yè)智能化進(jìn)程提供了裝備上的保證。特別在加大了滾壓成形、修坯、上釉、酒瓶生產(chǎn)等用工人數(shù)最多的環(huán)節(jié)機(jī)械設(shè)備的研發(fā)力度，研制了一批機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化的滾壓成形生產(chǎn)線、施釉設(shè)備、修坯機(jī)、酒瓶注漿機(jī)等，提高了日用陶瓷的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，受到企業(yè)的青睞。

目前，日用陶瓷工業(yè)所用到的原料制備、成形、燒成等機(jī)械設(shè)備己經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，不但可以滿足國內(nèi)日用陶瓷廠的需求，而且已開始出口到東南亞、中亞、南美等國家，實(shí)現(xiàn)了日用陶瓷機(jī)械裝備從進(jìn)口到出口的跨越。

近年來中國日用陶瓷機(jī)械的發(fā)展特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

1)借鑒建筑陶瓷行業(yè)機(jī)械設(shè)備的成功經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)研制了一批日用陶瓷機(jī)械設(shè)備。如借鑒墻地磚自動(dòng)施釉設(shè)備，研制了一批日用陶瓷的噴釉、浸釉、淋釉機(jī)械設(shè)備，大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

2)日用陶瓷干燥器的研制，開發(fā)新型的干燥設(shè)備的同時(shí)，又不忘如何利用原來的鏈?zhǔn)礁稍餀C(jī)。

3)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，將加工中心應(yīng)用在陶瓷母模制造中，提高了陶瓷母模的加工質(zhì)量和速度。

4)滾壓成形線實(shí)現(xiàn)了全線的自動(dòng)化，同時(shí)加上了部分智能化的功能。

2 中國陶瓷機(jī)械未來發(fā)展的思考和展望

在世界陶瓷機(jī)械行業(yè)中，中國的銷售值僅次于意大利，位列第二位，現(xiàn)有的市場總量已占世界市場的近1/2。中國的陶瓷機(jī)械行業(yè)已經(jīng)在全球同行中占有舉足輕重的位置，同時(shí)也是世界上最活躍的市場之一，正在向“制造大國”和“制造強(qiáng)國”邁進(jìn)。

2.1 加快數(shù)字化、智能化陶瓷機(jī)械裝備的研發(fā)

數(shù)字化、智能化將成為中國陶瓷機(jī)械制造業(yè)的核心。如何讓陶瓷行業(yè)加速自動(dòng)化與智能化的進(jìn)程?如何使陶瓷行業(yè)快速提升產(chǎn)品質(zhì)量?目前迫切需要研發(fā)適合陶瓷生產(chǎn)環(huán)境與工藝的數(shù)字化、智能化技術(shù)與裝備。

面對(duì)已經(jīng)來臨的用工荒和日益高漲的用工成本，推出自動(dòng)化設(shè)備是解決陶瓷企業(yè)用人成本壓力的必經(jīng)之路。

如：噴墨打印機(jī)，自動(dòng)化與智能化瓷磚檢測系統(tǒng)，陶瓷工廠的整線控制系統(tǒng)等。

只有提高陶瓷生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度，才能從根本上提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)品的竟?fàn)幜?，解決勞動(dòng)力短缺難題。

2.2 加快研發(fā)符合節(jié)能、減排、環(huán)保的機(jī)械設(shè)備

以人為本，節(jié)能、環(huán)保和安全已是21世紀(jì)陶瓷機(jī)械科學(xué)研究的任務(wù)和方向。應(yīng)深入研究和推廣陶瓷機(jī)械的清潔生產(chǎn)，研發(fā)和推出符合清潔生產(chǎn)的陶瓷機(jī)械產(chǎn)品。努力使產(chǎn)品使用及制造工藝過程，操作安全、舒適，能最大程度地利用綠色能源和綠色材料，盡量減少對(duì)人和環(huán)境的污染與危害。按照可持續(xù)發(fā)展的要求，不斷開發(fā)出智能型、低污染的陶瓷機(jī)械產(chǎn)品。雖然在運(yùn)用節(jié)能、降耗、減污等高新技術(shù)和開辟綠色能源以裝備于陶瓷機(jī)械的成果應(yīng)用方面也取得了一定的進(jìn)展，但與市場的要求還有較大的差距。

整個(gè)陶瓷機(jī)械行業(yè)發(fā)展所展現(xiàn)出的激烈競爭力和不斷增長的設(shè)備供求，都為中國的陶瓷機(jī)械制造行業(yè)提供了縱深的發(fā)展平臺(tái)和機(jī)遇。通過加強(qiáng)、加快機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)和研發(fā)設(shè)計(jì)，中國陶瓷機(jī)械行業(yè)將會(huì)在智能化、數(shù)字化和高效環(huán)保生產(chǎn)等方面得到更大的提升空間，使富有中國特色的陶瓷機(jī)械產(chǎn)品能早日登上世界舞臺(tái)。

2.3 今后研發(fā)的重點(diǎn)

陶瓷產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)將是實(shí)現(xiàn)全面升級(jí)。由此，陶瓷產(chǎn)業(yè)將以打造高端競爭力為主要發(fā)展目標(biāo)，以推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)、和諧、可持續(xù)發(fā)展。

提高整機(jī)性能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化，智能化，尤其是降低設(shè)備能耗，進(jìn)行節(jié)能減排、環(huán)境友好型提升，更好地滿足客戶需要是陶瓷機(jī)械產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展趨勢，因此節(jié)能降耗裝備、環(huán)境保護(hù)裝備、自動(dòng)化裝備以及提升產(chǎn)品質(zhì)量的裝備將是今后一段時(shí)間陶瓷機(jī)械研發(fā)的重點(diǎn)。

2.3.1 原料制備的新技術(shù)和新裝備

原料制備的機(jī)械設(shè)備多年來一直很少被關(guān)注，但近年來已被行業(yè)所關(guān)注，原料加工的自動(dòng)化已提到議事日程，連續(xù)式球磨工藝技術(shù)裝備和干法制粉工藝技術(shù)裝備己經(jīng)趨于成熟，現(xiàn)在應(yīng)盡快完善，加大推廣力度。

2.3.2 壓磚機(jī)性能和智能化的研究

進(jìn)一步提高成形壓磚機(jī)的整體性能和智能化水平，完善、優(yōu)化新型的寬體壓磚機(jī)和超萬噸級(jí)壓磚機(jī)，實(shí)現(xiàn)即可壓厚磚又可壓薄磚的新型壓磚機(jī)。

2.3.3 陶瓷工廠的整線智能化的研究

對(duì)陶瓷機(jī)械裝備智能化的要求越來越迫切，提升陶瓷機(jī)械裝備的智能化水平勢在必行。如借助大數(shù)據(jù)平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)數(shù)字化采集，進(jìn)一步提升陶瓷工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度和操作的靈活性，保證工藝設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)陶瓷工業(yè)生產(chǎn)裝置全智能化控制，可大大提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，在優(yōu)化生產(chǎn)管理及資源配中置發(fā)揮出顯著的優(yōu)勢。

2.3.4 加大噴墨打印設(shè)備的深度應(yīng)用的研發(fā)力度

沿用陶瓷噴墨打印的技術(shù)原理，推廣噴釉、噴干粉技術(shù)的噴墨打印，拓展陶瓷噴墨打印應(yīng)用范圍，用新技術(shù)賦予瓷磚無限的生命力。加快日用陶瓷噴墨打印機(jī)的研發(fā)。

2.3.5 提高機(jī)械裝備智能化水平

加快衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷機(jī)械裝備的智能化研究，提高衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的智能化水平，智能化將成為中國陶瓷機(jī)械制造業(yè)的核心。

面對(duì)目前所面臨的用工荒和日益高漲的用工成本，將高度自動(dòng)化的陶瓷生產(chǎn)線提升為高度智能化的陶瓷生產(chǎn)線是解決陶瓷企業(yè)用人壓力的必經(jīng)之路。(如：智能化的陶瓷品質(zhì)檢測系統(tǒng)，智能化的過程品質(zhì)監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)，智能化的中央控制系統(tǒng)，智能化的倉儲(chǔ)系統(tǒng)等。)只有提高陶瓷生產(chǎn)線的智能化程度，才能從根本上提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)品的競爭力，解決勞動(dòng)力短缺難題。