橡胶装备制造与节能环保产业发展探讨

摘要：近年来，中国装备制造业与节能环保产业基本实现了协调发展，国内生态环境不断得到改善。中国的橡胶装备制造业需要把握好“一带一路”框架下的全球化发展历史机遇，不断优化产业结构，夯实可持续发展的基础。与节能环保有关的面很广，对于橡胶装备制造企业来讲，应如何制订自己的节能环保业务发展规划，从内部价值提升和产业链拓展的角度就这一问题进行探讨。

关键词：橡胶装备；节能环保；融合发展；工业节能；系统节能

党的五中全会提出了六大发展目标，其中提到经济结构持续优化、基础产业高级化、产业链现代化，构建现代化经济体系［1］。“十三五”期间，中国经济发展进入新常态，高能耗、高污染的“两高”行业增长缓慢，产业结构不断得到优化，节能环保产业快速发展。单位GDP能耗同比下降5．9％，二氧化硫、烟尘、粉尘等排放总量持续下降，节能减排取得显著成效。同期，中国橡胶装备制造业的发展也成效显著，主要表现在产业结构显著优化、生产技术水平不断提高、相关的节能环保产业正在酝酿。国家“十四五”规划提出加快发展现代产业体系，推进国民经济体系持续优化，把发展的着力点放在实体经济上，建设制造强国、数字强国，加快产业基础高级化，提高发展的质量，塑造核心竞争力。打造产业链长板，构建新兴产业链，促进传统产业高端化、智能化、绿色化发展，倡导服务型制造［2］。“十四五”时期将全面开启建设社会主义现代化强国的新征程，面对新的历史机遇，橡胶装备制造业必须顺应时展的潮流，不断创新经营发展理念，拓展自身产品产业链，优化产业结构，促进自身产业与环境的和谐发展，为实现人类命运共同体的宏伟目标出一把力。如何实现橡胶装备制造业与节能环保业两个行业的有机结合、形成合力、融合发展则是现阶段必须予以研究的重要课题。

1融合发展的基础及时代背景

橡胶装备制造业伴随中国汽车工业的高速发展经历了15年左右的黄金发展期，橡胶装备制造企业无论规模大小，国企还是民企，都得到了快速的成长和发展。中国橡胶装备生产企业呈现出数量多、规模小、生产水平低、重生产轻环保的问题，粗放型发展带来的问题越来越严重。目前，中国橡胶行业正面临着世界及中国GDP增速下降、全球经济不景气的大环境。2018年以来全球橡胶机械销售收入呈现持续下降趋势，2018年下降1．02％，2019年下降3．6％，2020年下降3．1％。2020年以来的全球疫情、中美及中欧关系的直转直下，对世界橡胶机械行业造成了巨大冲击，这种冲击将会使整个行业在可预见的2021—2023年期间仍处于一个持续下降的通道。在国家绿色发展总体理念的指引下，在中国制造业整体向高质量的集约化方向快速发展大环境的加持下，中国橡胶装备制造业必须优化产业组织结构，由单一产业发展规模化向产业融合发展方向不断转变。就橡胶装备生产企业来说，必须创新求变，重构企业战略方向，需要在稳定传统产品质量的基础上，进一步调整产品结构，延伸产品价值链，将业务由单纯的出售装备产品向提供成套设备、提供“总包”服务的方式转变。节能环保产业是指为节能减排、绿色发展提供设备、工程和技术服务的产业，其范围主要由节能、资源循环利用以及环保设备三大块组成。橡胶行业是主要的能源消耗行业之一，同时也是重要的污染产生行业。粗放型经济模式下，橡胶行业单位GDP能耗达到0．28万t标准煤／亿元、单位GDP废水排放1．33万t／亿元、固体废弃物排放量约0．04万t／亿元，高能耗高污染一直伴随着橡胶工业的发展。时至今日，中国橡胶工业领域面临节能减排方面的压力已非常巨大。特别是欧盟有关电子电气的RoHS指令、REACH法规等，使得橡胶工业面对着更加严峻的局面［3］。绿色与节能是可持续发展的永恒主题，就橡胶装备行业而言，如何降低自身产品生产过程中的能耗、如何减少生产过程污染物排放、如何通过对设备的开发升级和服务为行业的节能环保做支撑做贡献，是橡胶装备设计制造企业的基本责任［4］。探索橡胶装备制造与节能环保融合发展之路，对于中国橡胶工业发展的意义极其深远。橡胶行业单位GDP二氧化硫、烟尘、粉尘排放量如图1所示。根据中国橡胶工业技术工艺现状，结合橡胶装备制造及橡胶装备应用场景的特点，响应国家绿色发展战略，适应制造业发展的潮流，橡胶装备制造与节能环保产业融合发展将极大地提升橡胶装备的高质量发展，同时促进环保产业在橡胶工业领域向纵深发展。

2融合发展的措施

橡胶装备制造与节能环保产业分属于不同的行业，相互之间既有着行业上的区别也有着本质上的联系。橡胶装备制造属于基础工业，节能环保产业则是服务各行各业并为它们的良性发展提供支持。就如何实现橡胶装备制造与节能环保产业的融合发展，提出以下6个方面的措施。

2．1以工业机器人应用为切入点，将智能制造与节能环保融合在一起，实现节能化生产

工业节能是中国装备制造领域中长期节能重点发展方向。机器人因其良好的智能感知和人机交互功能，可将生产中各环节串联成一个有机整体，充分发挥协同作用，整体提高生产制造系统效率，通过效率提升途径以达到节能的目的［5］。机器人还可以执行危险、有污染、体力化方面的工作，在环保方面发挥重要作用。机器人应用于橡胶装备制造中的节能环保可从以下几个方面开展工作：1）机器人与橡胶装备模具开发、橡胶制品生产工艺、生产环境之间融合。2）拓展机器人功能，赋予动作机器人信息收集、数据分析、决策与执行的功能模块，形成机器人集群，实现协同化运转，解决单工序节拍效率低下问题。3）机器人与RGV、AGV、立库、传送装置组合应用，形成一体化智能制造系统。4）机器人与3D打印技术结合，从材料技术与生产工艺上高度融合。“中国制造2025”的核心是智能制造，而工业机器人是这个核心中的基础［6］。在橡胶装备制造过程中，企业要结合自身产品特点、生产工艺特点、设备特点和管理特点，将机器人在节能环保方面的应用潜能与工业机器人开发企业密切配合，共同制订工厂的个性化“智能制造方案”，在生产制造过程中实现与节能环保的有效融合。

2．2走“两化融合”之路，搭建产品制造大数据系统，在生产过程和服务过程中实现节能

世界橡胶装备制造行业呈现出设备运行向联动化、自动化发展，设备运行检测向传感→数字化发展的趋势［7］。在橡胶装备机械设计、电气设计的基础上，加上智能化的运行管理系统———机器大脑的开发设计，为设备的运行管理、维护实现智能化管理奠定基础。在设备制造过程中，在ERP系统的基础上，充分运用二维码、射频识别、智慧仓储等技术将制造物流过程实行数字化管理，在实现标准化管理、精准管理、科学管理的同时保障产品全方位、全过程的可追溯性得以实现，通过企业整体运营效率的提高、产品质量的提升达到节能生产的目的。在设备安装、售后服务方面，依托设备智能运行管理系统、设备制造过程“大数据”，开展远程监控、远程指导、设备运行在线诊断、售后精准服务等，提高设备运行风险的预见性及可控性，降低设备故障带来的各种损失，间接实现节能。概括来说，就是在橡胶装备上＋制造大数据，在制造及服务过程中＋互联网。橡胶装备“两化融合”之路可从以下6个方面入手：1）将RFID技术应用于橡胶装备制造，研发基于RFID和条码技术的装备身份证制度［8］。2）集成光学、自动控制、计算机技术，建立智能仓储系统。3）将环境感知嵌入橡胶装备，为橡胶装备植入智能“大脑”。4）在装备研发过程中搭建仿真系统，构建产品全生命周期组织结构。5）搭建橡胶装备研发、采购、制造、服务云平台，构建产品和服务大数据。6）关键装备与VR、MR技术融合，实现跨时空虚拟现实协作。传统设备与信息化技术结合是传统设备改造升级的重要方向，也是实现橡胶装备制造过程节能以及服务过程节能的重要途径。

2．3加快传统橡胶装备技术创新，促进行业节能环保深度发展

橡胶装备是橡胶工业生产中重要的基础条件，橡胶装备技术水平的发展将助推橡胶材料、橡胶制品生产工艺的发展。橡胶装备设计制造企业通过自身技术水平的提升和产品的更新换代，带动橡胶装备产业链前端的橡胶材料生产加工和产业链后端的橡胶制品生产加工节能技术水平的发展。橡胶装备企业在产品开发设计或设备改造升级中，要将效率、节能、减排等作为主要因素考虑，为橡胶工业全行业的节能减排提供支撑和保障［9］。传统橡胶装备在节能环保方面的技术创新方向［10］如图2所示。图2传统橡胶装备在节能环保方面的技术创新方向橡胶装备在技术升级、工艺改造、新产品开发等方面，还有着广阔的发展空间，同时要将节能环保因素作为技术开发的关键要素，将促进橡胶工业行业节能环保向纵深化发展。

2．4以轮胎行业新技术为风向标，开发节能环保型橡胶装备

轮胎产业是橡胶装备产业链后端最为重要的产业，轮胎行业节能环保技术发展水平于整个橡胶工业来讲举足轻重。橡胶装备制造企业应关注轮胎技术发展方向，与轮胎企业密切配合，开发与轮胎行业新技术发展相适应的节能环保型装备，挖掘轮胎工业发展背景下的橡胶装备创新潜力。轮胎工业的发展趋势见表1.为适应节能环保的要求，橡胶装备产业链前端的橡胶制品材料领域近年来推出了不少新材料、新配方和新工艺，这些新材料和新工艺的试验与推广必须有与之相适宜的机器设备，这就要求橡胶材料领域的企业与橡胶装备制造的企业必须密切配合，形成联动机制。橡胶工业新材料、新技术的发展趋势见表2。在国家节能环保大旗下，橡胶工业全行业都在积极行动，行业中的各种新技术不断推陈出新，橡胶装备制造企业必须不断开发新设备、提升既有产品的制造水平、寻找新方法开发新工艺，以不断适应橡胶行业整体向绿色环保的方向发展。

2．5聚焦于橡胶装备产品服务拓展，基于工程化服务思想推出节能环保增值服务

系统节能可以就某一功能模块展开深入研究，如智能物流、智能仓储，也可对整个工厂运营系统进行研究。橡胶装备制造企业要不满足于仅仅向客户提供设备，经营理念要向提供成套服务甚至“总包”服务方法发展，向客户提供智能工厂的精确规划与数字化交付。以此经营理念为原则，橡胶工程应从工程（工艺）整体设计、设备选型与开发、工程施工、工艺布局、设备安装、试车的全过程进行系统化设计与优化，从本质上将节能环保纳入整体设计。智能化工厂数字化交付的基本步骤如图3所示。橡胶装备企业在橡胶工程化服务过程中的节能措施如图4所示［12］。

2．6在资源循环利用方面发力

在资源循环利用方面，橡胶装备与节能环保融合发展潜力巨大，节能环保橡胶设备可从图5所示的4个方面发力［13］。

3结语

橡胶装备制造与节能环保产业融合发展是橡胶装备行业发展的大趋势。橡胶行业应整合资源，企业与国内外相关高等院校进行产学研合作，从产品设计源头创新，引领行业技术发展。橡胶装备制造企业要加强与上游的橡胶原材料生产企业、下游的轮胎及其他橡胶制品生产企业合作，在实践中创新。在具体实施过程中应注意，橡胶装备制造与节能环保产业融合发展的方向与思路因每个企业的情况不一样，相关企业需要结合自身的产品特点、技术开发能力、市场服务能力制定自己的业务组合战略，走出具有企业自身特色的融合发展之路。

作者：李丰 单位：桂林航天工业学院