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从 “设备升级” 到 “系统革新”:技术融合引领产业净零跃迁

从 “设备升级” 到 “系统革新”:技术融合引领产业净零跃迁 塑连网
2025-12-05
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全球制造业正站在智能化与低碳化的双重转折点。传统产业长期以来依赖人工经验与固定工艺路线的模式,在净零碳排目标与市场多样化需求面前显得日益乏力。

塑橡胶与建筑作为两大基础产业,其转型尤为迫切。建筑领域消耗着全球超过三分之一的能源,并产生相应比例的碳排放

而塑橡胶产业作为重要的材料供应商,其生产过程的高能耗与产品生命周期的碳足迹也成为行业必须面对的问题。在这一背景下,“经验导向”的生产模式正向“数据驱动的智慧决策”转型。

塑橡胶产业的智能化革新

螺杆混炼与反应押出作为塑橡胶加工的核心环节,正通过技术创新实现从单纯加工设备到连接“材料设计”与“智慧制程”枢纽的转变。

生成塑橡胶产业智能化革新图片.png

工研院材化所与国立清华大学合作开发的 “递迴式深度嵌入网络”模型,能够解析螺杆元件排列、操作条件与化学反应之间的动态关联,实现了对产品品质的预测与优化。

这种AI驱动的智慧制程使得反应押出具备了可学习、可预测与可优化的能力。

低碳解聚技术的突破同样引人注目。以高碳足迹塑料PC为例,研究者开发的螺杆混炼结合化学解聚的新制程,使解聚能耗较传统方式降低约30%。

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这种技术可在低温柔低压下快速进行部分解聚,并能够处理含杂质的PC/ABS废料。解聚产物中的寡聚物与双酚A可以重新用于低碳涂料与聚氨酯黏着剂,实现了化学回收与高值化的双重目标。

在回收领域,物理回收搭配捏炼/混炼与相容化技术,成功解决了棉、聚酯等难分离混纺纤维的回收难题。这项技术可使纤维均匀分散于热塑树脂中,生产高纤量再生复合材母粒,并已实现与国内业者的合作量产。

建筑领域的净零转型路径

建筑碳排可分为“隐含碳”与“营运碳”两大类别,分别指向建筑材料的生产阶段与建筑使用阶段的能源消耗。

要实现净零建筑目标,必须同时兼顾材料端与使用端,透过智慧化管理、创能与节能技术并进,达成全生命周期的碳排降低。

钙钛矿创能窗技术成为建筑整合太阳能的新方向。台湾钙钛矿科技研发的“鲁班二号”创能窗,尺寸达2.1×1.1公尺,结合发电与隔热双重功能

采用惰性气体封装技术后,有效抑制了水气与雾气生成,延长了模组寿命。这项技术让建筑师与设计师能够自由定义创能建材的视觉风格,同时兼顾能源输出与空间美感。

中科管理局启用的全台首座“钙钛矿零碳建筑”,为第三代太阳能示范场域,展示了“建筑即电厂”的创新理念。该建筑采用新世代钙钛矿太阳能发电建材,具备隔热、防水、防风与降噪等物理性能,并整合智慧能源管理系统,有效调度能源生产与使用。

数位双生与AI技术的深度整合

建筑领域能耗占全球总能耗的三成以上,如何发展可应用于新建与既有建筑的节能技术,已成为重要的产业命题。建筑数位双生技术以模拟与最佳化为核心,透过软件演算技术,为建筑节能提供了一种创新导入模式。

数位双生模型可在初期为人工智能提供良好的训练数据。基于物理性能的控制与环境反馈特性,不仅能在前期“养成”人工智能,还可模拟人工智能上线至真实案场时的操作情境,验证训练结果的稳定性。

海尔推出的AI中央空调系统,通过MCU+NPU双芯架构构建起AI大模型,指令处理能力提升至每秒百万级,使建筑能够自主感知环境变化,动态调节能耗。相较于传统设备,该系统的运行节能约15%,综合机组运行降耗效果实现节能30%。

技术融合趋势与未来展望

传统产业的数字化转型与绿色升级正在加速融合。塑橡胶与建筑领域的技术创新已从单一环节优化,扩展到全产业链的协同变革

在塑橡胶产业,螺杆技术正从传统加工设备蜕变为融合AI、化学反应、物理混炼与永续设计的智慧中枢。

桂林橡院研发的“挤出机边缘控制系统”,能将AI算法部署在设备附近的边缘计算节点上。这使得挤出机能在持续运行中,根据实时工况进行智能自学习与自适应控制,自主优化生产,提高了数据安全性和响应速度。

科倍隆(Coperion)为其挤出机配备了C-BEYOND数字平台其中生命周期管理器能基于实际运行数据,预测齿轮箱等关键部件的维护需求,实现预测性维护。同时,平台能计算每公斤产品的能耗与碳排放,将可持续目标转化为具体可管理的生产指标

建筑领域同样呈现出技术整合趋势。钙钛矿创能窗结合发电与隔热功能;建筑双生AI技术实现能源监控、模拟与最佳化管理;而预拌混凝土制程即时监控技术则透过数据传感与智慧分析,提高制程良率与稳定度。

随着全球对净零碳排目标的追求日益迫切,塑橡胶与建筑产业的绿色智慧转型将持续加速。从AI驱动制程优化,到循环经济模式建立,再到建筑能源的自给自足,技术融合正在重塑传统产业的竞争力与永续性。

来源:工业材料杂志

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