在全球產(chǎn)業(yè)格局加速變革的當(dāng)下，新材料產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，已然成為各國(guó)角逐科技與經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域。然而，從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中，“最后一公里” 的難題始終橫亙?cè)谇?，?yán)重制約著新材料的廣泛應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)效能的充分釋放。在此背景下，智能制造以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為打通這一關(guān)鍵瓶頸、推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)化注入了強(qiáng)大動(dòng)力。

新材料產(chǎn)業(yè)化的 “最后一公里” 困境

新材料從概念提出、實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，需歷經(jīng)漫長(zhǎng)且復(fù)雜的過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)室階段，科研人員能夠精準(zhǔn)控制條件，實(shí)現(xiàn)新材料性能的突破與驗(yàn)證。但一旦邁向產(chǎn)業(yè)化，諸多現(xiàn)實(shí)因素便接踵而至。一方面，規(guī)?；a(chǎn)要求工藝具備高度穩(wěn)定性與可重復(fù)性，而實(shí)驗(yàn)室成果往往難以直接適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的嚴(yán)苛環(huán)境，工藝放大過(guò)程中極易出現(xiàn)性能波動(dòng)、質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題。例如，部分新型納米材料在實(shí)驗(yàn)室小試時(shí)展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，但在工廠規(guī)?；a(chǎn)中，由于反應(yīng)設(shè)備尺寸變化、物料傳輸差異等，催化活性大幅下降。另一方面，成本控制成為產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵制約因素。新材料研發(fā)投入巨大，若在產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中不能有效降低生產(chǎn)成本，即便性能卓越，也難以在市場(chǎng)中立足。以一些高性能碳纖維材料為例，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備昂貴，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格居高不下，限制了其在民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。此外，市場(chǎng)對(duì)新材料的認(rèn)知與接受度也是影響產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的重要因素。新的材料往往需要配套的應(yīng)用技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行適配，這需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新與深度合作，而現(xiàn)實(shí)中各環(huán)節(jié)之間信息壁壘高筑，協(xié)同難度大，使得新材料在市場(chǎng)推廣中舉步維艱。

智能制造為突破困境帶來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)

智能制造憑借數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的技術(shù)手段，為解決新材料產(chǎn)業(yè)化的 “最后一公里” 難題提供了系統(tǒng)性方案。在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)引入先進(jìn)的傳感器、自動(dòng)化設(shè)備以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)調(diào)控。以鋰電材料生產(chǎn)企業(yè)為例，合肥恒力的設(shè)備通過(guò)先進(jìn)溫場(chǎng)仿真、輔助加熱和先進(jìn)控溫算法，實(shí)現(xiàn)了六列三層輥道爐空間溫度均勻性≤±5℃，確保了產(chǎn)品性能的一致性。這種精確控制有效避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)中因工藝波動(dòng)導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，極大提升了大規(guī)模生產(chǎn)的穩(wěn)定性與可靠性。同時(shí)，智能制造借助大數(shù)據(jù)分析與人工智能技術(shù)，能夠?qū)ιa(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘與分析，優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。企業(yè)可根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，精準(zhǔn)調(diào)整原材料采購(gòu)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)以及生產(chǎn)排程，減少能源消耗與物料浪費(fèi)。尚水智能的雙傳動(dòng)混合包覆機(jī)通過(guò)旋向相反的雙槳葉設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流與剪切混合協(xié)同，能耗僅為傳統(tǒng)設(shè)備的 1/3。在市場(chǎng)拓展方面，智能制造賦能下的數(shù)字化研發(fā)平臺(tái)，能夠加速新材料與下游應(yīng)用領(lǐng)域的對(duì)接。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，企業(yè)可以提前模擬新材料在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的性能表現(xiàn)，為客戶提供更直觀、準(zhǔn)確的產(chǎn)品解決方案，增強(qiáng)市場(chǎng)對(duì)新材料的認(rèn)知與信心，促進(jìn)新材料的快速推廣應(yīng)用。

智能制造賦能的成功實(shí)踐

眾多企業(yè)已在智能制造賦能新材料產(chǎn)業(yè)化的道路上先行先試，并取得了顯著成效。山東玻纖通過(guò)從 “自動(dòng)” 到 “智能” 的全面提速，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的雙提升。在其 30 萬(wàn)噸高性能(超高模)玻纖智造項(xiàng)目(一期)生產(chǎn)線上，大量機(jī)器人、機(jī)械臂代替人工作業(yè)，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱重、貼標(biāo)、纏膜、包裝及智能輸送，不僅降低了人力成本，還使產(chǎn)品質(zhì)量得到了可靠保障。同時(shí)，原有 17 萬(wàn)噸 ECER 玻纖生產(chǎn)線數(shù)字化升級(jí)技改項(xiàng)目，采用國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，用工人數(shù)減少一半，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量卻節(jié)節(jié)攀升。再如，江西鯤鵬新材料科技有限公司攜手江西移動(dòng)，以 “5G + 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)” 為核心驅(qū)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型。通過(guò)引入基于 5G 的 AI 調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集多項(xiàng)參數(shù)并動(dòng)態(tài)生成最優(yōu)生產(chǎn)計(jì)劃，設(shè)備綜合利用率提升至 85%，訂單交付周期縮短至 12 天。5G + 機(jī)器視覺(jué)質(zhì)檢系統(tǒng)將產(chǎn)品合格率從 95% 提升至 99.3%，客戶投訴率下降 60%。此外，通過(guò)搭建能源管理平臺(tái)和采用綠色技術(shù)，單噸產(chǎn)品能耗降至 1.2 萬(wàn) kWh，低于行業(yè)均值 20%，成功實(shí)現(xiàn)了從 “制造” 到 “智造” 的蝶變，為鋰電產(chǎn)業(yè)集群突破數(shù)字化瓶頸提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

未來(lái)展望

展望未來(lái)，隨著科技的持續(xù)進(jìn)步，智能制造將在新材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中發(fā)揮更為關(guān)鍵的作用。一方面，智能制造技術(shù)自身將不斷迭代升級(jí)，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)將實(shí)現(xiàn)更深度融合，為新材料生產(chǎn)提供更加智能化、柔性化的解決方案。例如，通過(guò)構(gòu)建數(shù)字孿生工廠，企業(yè)可以在虛擬環(huán)境中對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行模擬、優(yōu)化與驗(yàn)證，進(jìn)一步縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。另一方面，智能制造將推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重構(gòu)與完善。產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間將借助數(shù)字化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)更緊密的協(xié)同創(chuàng)新，從原材料供應(yīng)、材料研發(fā)生產(chǎn)到產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)，各環(huán)節(jié)將形成高效聯(lián)動(dòng)的有機(jī)整體。高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)之間的產(chǎn)學(xué)研合作也將在智能制造的賦能下更加順暢，加速科研成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，智能制造還有助于新材料產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)流程、提高資源利用效率、降低能源消耗與污染物排放，推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)向綠色、低碳、循環(huán)方向轉(zhuǎn)型升級(jí)。總之，智能制造作為打通新材料產(chǎn)業(yè)化 “最后一公里” 的關(guān)鍵力量，將為新材料產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展開辟?gòu)V闊前景，助力我國(guó)在全球新材料產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中搶占制高點(diǎn)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)向高質(zhì)量、可持續(xù)方向邁進(jìn)。