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中安在线   2024-01-17 10:12:38   来源:新华网    作者:   编辑:刘润宇

  一块仅有0.12毫米、相当于A4纸一样厚度的玻璃,连续弯折40次也不会损坏。过去,1.1毫米以下的玻璃制造技术一直被国外垄断,时至今日,0.12毫米超薄电子玻璃的成功量产,每年可为我国电子信息显示产业降低成本约120亿元。

    玻璃会发电,柔性可折叠……超出想象的玻璃新材料正切实改变着世界。作为玻璃新材料原创技术“策源地”和现代产业链“链长”单位,中建材玻璃新材料研究总院定位为中央应用研究院,相继研发生产出超薄电子触控玻璃、TFT-LCD液晶基板玻璃、高强盖板玻璃、30微米柔性可折叠玻璃、铜铟镓硒发电玻璃、碲化镉发电玻璃、疫苗用中性硼硅玻璃管、空心玻璃微珠等多项“中国首创、世界第一”的玻璃新材料成果。

    党的二十大报告把“基本实现新型工业化”作为到2035年我国发展的总体目标之一,要求抢抓数字经济、产业信息化等发展机遇,加快推动新一代电子信息、人工智能等数字技术、智能技术应用及与经济社会的深度融合。中建材玻璃新材料研究总院抢抓新型工业化机遇,通过打造国家双跨平台——中研院AGM工业互联网平台,为提升中国玻璃新材料产业链供应链韧性和安全水平、贯通上下游产业链、推进工业绿色发展奠定了坚实的基础。

    打造综合性工业互联网服务平台

    位于安徽蚌埠的中建材玻璃新材料研究总院(以下简称中研院)成立于1953年,至今已有70年的发展历史,建设有国家玻璃新材料创新中心、浮法玻璃新技术国家重点实验室等国家级创新平台12个,取得多项“中国首创、世界第一”的玻璃新材料成果,助推中国玻璃技术和产业在国际上由追赶型进入领跑型,在经历了三次重要的跨越式转折点后,实现了由传统科研院所向高科技企业集团的转型。

    随着新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,工业互联网成为第四次工业革命的重要基石,正在加快推动工业经济全要素、全产业链、全价值链全面连接,构建起全新的工业制造和服务体系,为传统产业改造升级和新型产业培育提供有力支撑。

    针对玻璃新材料行业数字化转型的迫切需要,中国工程院院士、中国建材集团首席科学家、中建材玻璃新材料研究总院党委书记、院长彭寿亲自筹划部署,建设以工业互联网、大数据、5G、人工智能等新一代信息技术为支撑,全国首个面向玻璃新材料行业的中研院AGM工业互联网平台。

    据悉,该平台集行业相关标准制定等能力于一体、深度应用于研发、设计、工程等八大领域,提供工业互联网+数字化研发、工业互联网+协同设计、工业互联网+智慧工程管理等十大系统解决方案,贯通行业的全价值链条。

    据中建材玻璃新材料研究总院工业互联网中心主任、凯盛数智信息技术科技(上海)有限公司常务副总经理周芸介绍,中研院AGM工业互联网平台的搭建,基于中研院从研发设计到工程技术服务、产业化发展全产业链贯通、全场景贯通、全要素贯通的技术之上。目前,中研院数智数字化转型服务团队超过3750人,由15个专业跨学科、跨领域工程专业技术人员组成,目标是搭建从IT到OT再到CT贯通的桥梁,打造集工业智能化、数字化标准制定为一体的工业全场景、全领域综合性的工业互联网服务平台。

    全流程实现数字化生产

    目前,中研院AGM工业互联网平台现已连接玻璃新材料行业产业链上下游,覆盖从研发设计到工程装备,从生产制造到运营管理和服务全流程。

    站在国家玻璃新材料创新中心的运营监控大屏前,可以清晰看到包括浮法玻璃、电子信息显示和光伏新能源的产线在内自有的55条中研院生产线运行情况,实时了解这些产线的生产制造、节能环保、安全生产、仓储物流、以及财务状况、运营管理等,有助于提升精益管理和运营管理决策的效率。

    在服务应用于玻璃新材料行业供应链方面,该平台为机械装备领域的龙头企业——中研院打造装备运维平台,提供数据采集、装备运维等方面支撑;为0.12毫米超薄浮法玻璃的智能制造质量管控提供数字化网络化支撑;为国显科技通过平台串联 MES、WMS等复杂的工业管理信息化系统提供数据互联互通的底座。3C产品制造过程中所需要的模组,正是基于智能装备、高铝盖板玻璃、浮法玻璃等生产工艺流程诞生。

    据蚌埠凯盛工程技术有限公司自动化事业部副部长丁蕾介绍,在装备生产阶段,中研院通过“ERP+PLM+MES”一体化软件平台、技能大师、5G车间等软硬件条件,可以确保设备的按时交付。通过数字化看板,可以实时了解到生产信息,同时有效提高了车间智能化管理生产效率,优化管理,从而降低生产成本。通过5G+工业互联网技术,5G智能车间部署AGV物料小车,同时优化了仓库和生产派工的流程,实现生产车间的一体化管理。

    “玻璃产线要保持不间断的生产,对于设备的稳定性要求非常高,我们在自动化和数字化制造领域累积了很多经验,可为玻璃新材料生产制造提高竞争力,同时助力生产的数字化转型。”丁蕾说。

    作为触控器件的重要组成部分,盖板玻璃覆盖在触摸显示屏的表面,与3C产品互依互存。盖板玻璃氧化铝含量越高,玻璃钢化后的性能越好。因此,玻璃中氧化铝的添加工艺已经成为制备高铝玻璃的核心技术。

    中建材(蚌埠)光电材料有限公司生产部部长助理赵树义在接受采访时表示,目前盖板玻璃生产线智能化程度自主评测已经超过93%,终端位置主要运用在线几何检测仪、机械手等一系列的设备。自动化设备的优势主要体现在高质量、高效率、高便捷几个方面,在大幅提升工作安全性的同时,提高了公司的产值率。

    盖板玻璃之后的下一道工序是0.12毫米超薄浮法玻璃,日常大家熟悉的折叠手机、柔性电子书、曲面电视显示器件所需的关键材料都离不开它。据了解,浮法玻璃工艺是采用优质石英砂、纯碱、白云石等原料,经熔窑高温熔融后流入充满保护气体的锡槽中,所形成的玻璃液需要在金属液面上铺平并摊成厚度均匀且上下表面平整的玻璃带。中研院AGM工业互联网平台为该项工艺智能制造质量管控提供数字化网络化的支撑,不仅实现从采矿到生产成品整条生产线自动化,还可以看到每片玻璃全生命周期跟踪溯源和等级显示。

    “通过使用全自动浮法玻璃生产装置、智能在线检测系统、智能切割设备、搬运机器人等核心技术和装备,以及DCS和PLC控制系统,实现配料、融化输送、切割包装全自动化生产,整个生产过程通过远程控制并实现了现场无人操作。冷端方面,通过采用全自动切裁和集装片机器人等先进的控制系统,大幅提升了超薄浮法玻璃的切裁效率和成品率,保证了生产产量。”蚌埠中建材信息显示材料有限公司副总经理吴华东说。

    为柔性制造提供底层技术支撑

    从制造到“智”造,当标准化定制转向个性化定制,3C及车载玻璃等产品又将如何快速适应市场需要呢?

    据了解,国显科技于2020年提出企业的全面数字化转型,通过构建企业统一的大数据平台,进行跨系统跨部门的数据整合,破除信息壁垒,实现企业管理的数字化、决策的智能化。据蚌埠国显科技有限公司数智化总工程师顾智宇介绍,国显科技大数据中心主要由数据采集层、数据存储层、数据共享层和数据应用层组成,可以洞察市场资讯、提前布局计划供应、实时了解园区和工厂的生产管理,实现订单生命周期的全过程跟踪和风险预警。未来,还将计划实现以数据模型和算法驱动的大数据应用,进一步提升企业经营管理的智能化水平。

    具体到车载玻璃多品种、小批量、定制化需求的行业特点,对生产资源、生产设备、生产设施以及生产过程有着严苛要求,想要实现“用户需要什么,企业就能够提供什么”,柔性制造工厂成为大势所趋。在这个过程中,中研院AGM工业互联网平台为国显科技串联 MES、WMS等复杂的工业管理信息化系统提供数据互联互通的底层技术支持。

    蚌埠国显科技有限公司车载事业部生产总监彭超武在接受采访时表示,针对设备的柔性部分采用分段投产、快速转换线来满足客户需求,国显科技在整体管控方面,通过数据化快速识别生产过程中的风险点并能够做到快速反应。“国显科技通过数据和生产两个维度,增强生产系统的柔性。现在整个系统实现数据集成,通过数据化平台,将所有影响到生产的人、机、料、法、环等环节风险点做到数据统一、快速识别、定时推送、一键生成。”彭超武说。

    与产业链上下游生态伙伴共同进步

    中研院AGM工业互联网平台既是数字化时代的创新商业模式,也是中研院在数字经济背景下自身数字化转型、引领行业的关键抓手。对于中研院而言,发展工业互联网平台意义重大。

    在周芸看来,中研院拥有深厚的工业知识和基因沉淀,老一辈工程师积累的工业知识、工业模型、工业算法、工程技术通过新的信息化和平台化技术,在工业互联网平台形成标准化、数字化的传承和积累,可被查询、追溯、分析、调用和复用,为新一代科技和工程技术人员提供了前沿技术与和创新的空间。

    目前,该平台中的工业物联网平台具备156种工业协议,覆盖建材、机械、零碳建筑、智慧农业、工程服务五个行业,可为产业链上下游生态合作伙伴提供数字孪生技术、能源管理技术等共建、共创、共享的生态应用模式,为工业企业数字化转型打造出夯实的数据上云底座,共同将玻璃新材料行业做深做强。

    针对行业内中小企业零基础数字化转型,中研院AGM工业互联网平台为之提供了零代码工业APP商店服务平台,用户可以选用包括从生产制造、运营管理、设备管理等工业全门类快捷应用模块,快速提高企业的数字化水平。

    以中研院对外进行工程服务、输出为例,该AGM工业互联网平台为行业企业提供IAAS层云租用服务以及基于云平台、大数据、云计算、人工智能等数字化的解决方案,不仅为产业链上下游的客户提供算力基础和大数据中心支撑,同时还助力客户生产制造、运营管理、供应链管理的数据、设备连接上平台。

    据了解,目前中研院工程技术和装备输出覆盖国内超过90%的高端玻璃市场,覆盖国外超过85%的成套玻璃新材料装备技术出口市场,同时还是欧洲最大的光伏新能源电力行业技术输出商和产品输出商,为客户内生的数字化转型、智能化改造以及提质增效诉求提供数字化赋能和服务能力。

    材料强则制造强,制造强则国力盛。工业创新,数字赋能,中研院正以最强生产力为中国制造业注入更多智慧与活力,书写“中国智造”御风而行的新篇章,心怀“国之大者”,打造“国之大材”,中国玻璃“芯”正在世界舞台绽放璀璨耀眼的光芒。

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