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小物件裡的大創新

葉 子 何梓芸 李飛斐
2023年09月12日05:32 | 來源:人民網-人民日報海外版
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  7月3日,在山東省東營市廣饒縣的一家獲得“國家級綠色工廠”稱號的橡膠輪胎制造企業,智能堆垛機正在緊張地分揀作業。
  劉雲杰攝(人民視覺)

  9月4日,在重慶2023智博會華數機器人展廳,嘉賓參觀機器人工作設備。
  新華社記者 唐 奕攝

  9月10日,在湖南省婁底市雙峰高新區一竹制品生產企業,銷售人員在直播介紹竹芯床墊小樣。
  乃繼輝攝(新華社發)

  5月23日,安徽省合肥市金湖小學的學生在展示自己用廢棄物品創作的百變吸管作品。
  胡朝群攝(人民視覺)

  不會起皺的拉鏈、竹子制成的吸管、能智能報警的螺母……你是否發現,許多身邊常用的小物件,悄然發生了變化?無論是涌現出更多用途、更新設計的品類品種,還是制造過程更加綠色、更加智能,這些新意背后,是一項技術、一條產線乃至一個行業的創新與轉型升級。

  創新是企業的動力之源,是企業發展和市場制勝的關鍵。近日,本報採訪多家工廠,探尋傳統產業的轉型門道,感受小物件中迸發的創新活力。

  市場技術雙驅動

  綠色轉型成大勢

  金秋九月,艷陽高照。在浙江省嘉興市嘉善縣西塘鎮大舜村,嘉善奇美服飾輔料廠車間內,配色、造型、噴漆等數條半自動紐扣生產線正井然有序地運作。

  “我們工廠的制扣設備已‘進化’為環保設備,相應地,衛生、安全、管理也都升級了。”嘉善奇美服飾輔料廠總經理王卓介紹,工廠位於大舜服裝輔料創業園。經歷過一波騰退升級,大舜紐扣產業集群已從“低小散”的“小作坊”變身綠色發展的“創業園”。

  據了解,大舜紐扣產業已有超百年歷史,是國內三大紐扣生產的重要集聚地之一,紐扣年產量約700億粒,從業人員超過2萬人,產值規模40億元左右,有“中國紐扣之鄉”之稱。光環之下,成長的煩惱也涌現出來。從前,聚集在這裡的絕大部分都是“小、弱、散、亂”的小企業,利潤以分、厘計,存在耗能高、安全隱患大等問題,紐扣生產過程中的染色、電鍍、噴漆等工藝環節,還會對環境造成不同程度的污染。當時的大舜雖然工廠林立,但達不到生態綠色的要求。

  “2021年是大舜紐扣的變革之年,上千家紐扣企業按照資質進行篩選與分類,通過淘汰兼並、升級改造等,我們建設起大舜服裝輔料創業園。”王卓說,嘉善奇美服飾輔料廠正是抓住了這次改革的機會,主動求變,提高環境衛生和安全管理水平,實現綠色生產。

  車間和倉庫的水泥地新鋪上灰綠色的專用橡膠地板,干淨防滑﹔明媚的陽光透過落地窗照在粉刷一新的牆體,搭配高亮防眩光照明燈,整個車間都亮堂起來﹔經過科學規劃和改造,車間的電路與機器排列重新布置,排除了生產安全隱患,減少意外事故的發生……如今,走進工廠,干淨整潔的景象讓人眼前一亮。

  “傳統制造業的工廠,夏天最不容易。”王卓說,以往,車間工人上班要看溫度,高溫天氣下隻能工作半天以避免中暑。如今,車間升級后,工作環境變得舒適,更重要的是管理升級,每日例行安全巡查和衛生清潔,原料和生產廢料不再隨意堆放,廠房周邊生態環境得到保護,工人的人身安全也得到保障。

  “環保設備的成本比較高,但也給了我們主動提高質量、擴大銷路的動力。”王卓介紹,也有不少廠家選擇抱團發展。大舜扣多多智能科技股份有限公司,就由21家紐扣樹脂棒板材企業兼並重組。新公司的廢水處理設備採用目前較為先進的微生物綜合處理方式,總投資達1500多萬元。原本小企業、小作坊無法承受的投入,現今也輕鬆“拿下”,助力大舜紐扣產業集約化、規模化、綠色化發展。近年來,當地還引入彩印、雕刻、激光等新工藝,推出玻璃珠光紐扣、雕花紐扣、金屬挂扣等新品類,有效提升了部分產品的附加值。

  生產過程要綠色,產品用途也要綠色。作為一個產品全生命周期概念,綠色制造不僅要在生產過程中節能減排,更要探索新材料、新設計、新技術,把綠色發展理念轉化為創新發展動力。

  餐間來杯奶茶、閑暇點份咖啡,常常用到吸管。隨著綠色生活方式深入人心,塑料吸管降解時間長、對自然生態危害大成為共識,市場上出現紙吸管、PLA(聚乳酸)生物可降解塑料吸管、竹吸管等產品。相對而言,竹吸管廢棄后可以較快地自然降解,能大幅減小對自然生態的污染,“以竹代塑”成為新趨勢。

  一株中通外直的竹子,如何變成一根根細小的吸管?以往,竹吸管通常是直接利用小口徑竹子加工而成,或通過實心竹圓棒鑽孔制成,較為笨重,耗材量大。在福建省南平市建陽區,龍竹科技集團股份有限公司自主創新,研發出無刻痕竹展開和縱向刨切這兩項關鍵專利技術,使“纏繞式竹吸管”設想得以落地。

  別看名字復雜,這種吸管的體量與普通吸管無異,輕巧纖薄,淡綠色的外殼看起來有如真實的竹子,淡雅的紋路保留著竹節的模樣,還有防燙的特點。公司董事長連健昌介紹,一根直徑約10厘米的毛竹,可以做成約1700根直徑8毫米的竹吸管。

  “竹材料具備縱向長纖維的特點,很適合用於纏繞工藝加工。”連健昌解釋,利用無刻痕竹展開技術,先將圓柱體的竹子軟化並無裂隙展開,讓管材變片材。相比傳統的原竹直接切割后再黏合的方法,這種技術大幅度提高出材率,減少了竹子消耗量。接下來,利用縱向刨切技術切割片材,得到0.2毫米—0.3毫米超薄竹片,將竹片雙層纏繞——也就是把超薄竹片“卷”起來,最終制成竹吸管。

  “這樣的竹吸管從原料到降解,都盡可能減少了環境污染,堅韌輕巧的竹吸管使用體驗也更好。不過,市面上沒有竹吸管相關技術的機器設備,我們要自己去研發。”連健昌介紹,自主創新的專利技術需要專門設備來實現批量生產,目前竹吸管生產技術及設備已經迭代到第三代,成本較初期下降了60%左右。福建省南平市建陽區經濟開發區內,12萬平方米的竹吸管生產無塵車間正在建設完善,預計明年初,纏繞式竹吸管將正式投產,進入市場。

  用竹子制成的吸管,用甘蔗煉糖剩余的秸稈料制成的牙刷柄……綠色消費新趨勢為傳統產業的提質轉型提供了寶貴機遇,越來越多企業依靠創新找准綠色轉型的密碼。

  工藝設計齊創新

  帶來使用新體驗

  小到桌椅,大到航天器,小小螺母無處不在。螺母也叫螺帽,與螺栓或螺杆擰在一起用來起緊固作用,是制造機械必用的一種元件,也是最常見的小物件之一。最近,在施工現場的塔式起重機上,一種新型的小螺母成了排除安全隱患的大功臣。

  “傳統的螺母鬆動監測方法,是利用螺紋量規進行接觸,或利用萬能工具顯微鏡進行人工測量,工作量大,工作效率低,測量結果還易出現誤差。開展運維和檢修工作,大多數屬於高空作業,危險系數還很高。”深圳市博凱光電科技有限公司相關負責人倪爾斌介紹,過去,不少工人苦於緊固件檢修。博凱光電便將目光投向螺母,創新設計出智能預警螺母這一專利產品。

  螺母是如何報警的?玄機就在於智能預警螺母內部的壓力感應點。螺母和螺栓通過螺紋緊固方式連接,智能預警螺母緊隨正常螺母之后,也擰在螺栓上。一旦螺栓鬆動,正常螺母會退后擠壓到智能預警螺母,從而觸發感應點,啟動聲光報警器,持續發出警報聲並閃爍紅色燈光。這樣檢修工人就可以直觀地看到哪裡的螺母出現了鬆動。

  智能預警螺母背后,還有一個強大的線上雲平台。每一枚智能螺母可以將報警信號無線發送到通訊網關,將智能螺母的編號及報警信息上傳服務器。即使不在施工現場,隻要在手機端和電腦端登錄雲平台,就可以實時知道鬆動螺母的位置、編號和報警時間。倪爾斌介紹,有了智能預警螺母及其雲平台,安全隱患定位更精准、監測檢修更高效。

  設計創新、工藝創新、品類創新,全產業鏈創新增強了企業發展活力,也便利了人們的日常生活。

  以拉鏈為例,幾乎每個人都有帶拉鏈的服裝。在日常使用中,羽絨服、防晒衣、沖鋒衣等服裝由於其材質特殊,經常會發生拉鏈處起拱的情況,既不舒適也不美觀。上海東龍服飾YCC拉鏈有限公司注意到了這一點,並通過自主研發設計防皺拉鏈,在小物件上實現了創新。

  “拉鏈起拱,幾乎是每一位服裝設計師在設計拉鏈相關產品時的痛點。”上海東龍服飾YCC拉鏈有限公司國內品牌開發總監高濟祥接受本報採訪時說,由於普通拉鏈的布帶與鏈牙長度相同,當縫合在衣服上后,拉鏈的布帶受縫線吃緊作用而變短,兩側布帶與鏈牙的長度不再一致,拉鏈就會出現起拱、卡澀等問題。新拉鏈的設計應用了“以皺抗皺”原理,採用特殊的編織法使布帶較硬且呈波浪狀,經過反復研究和生產實驗,公司開發出適用於不同面料和厚度的防皺拉鏈。

  別看這一變化不起眼,即使是微小的創新也並非易事。在上海東龍的設計工作間,牆上、桌上貼滿了各個階段的設計草圖,大屏幕上播放著為合作工廠准備的指導生產視頻。“我們整體研發歷時3年,為了使這個設計能應用到更多服裝類別中、讓更多人享受到這種便利,這款拉鏈經過無數次改版,研發人員去到一家家工廠和版師對接,最終才將設計創新落實到人們使用的產品上。”高濟祥說,為了將設計效用發揮到最大程度,他們專門去合作廠家進行實地調研,根據大部分工廠存在的問題制成了這個指導視頻。

  社會向前發展,創新不會停步。“人們在穿貼身運動服時,緊貼的拉鏈會造成一些不適感,觀察到這個困擾,我們后續將通過減輕拉鏈對肌肉的壓迫感,來提升人們運動的舒適度。”高濟祥表示,公司將設計出更多方便消費者生活的創新產品。

  智能制造控質量

  柔性生產顯個性

  “磨剪子嘞,戧菜刀呦。”這句吆喝,大家一定都很熟悉。刀具是廚房必不可少的烹飪工具。以往,這一行業屬於勞動密集型,像下料、水磨、開刃、裝配等基本的工序,都很依賴匠師個人經驗。隨著市場需求的快速增長,手工制造的效率、產品一致性、良品率等受到挑戰。此外,傳統手藝人數量有限,且用人成本高昂,這一矛盾如何破解?浙江省杭州張小泉集團有限公司就瞄准這一問題,以數字化手段推動傳統技藝標准化,在智能制造中保証產品質量的穩定性。

  走進張小泉廣東陽江刀剪智能制造基地,智慧工廠的試制車間內,機器人夾起刀具,敏捷地轉入磨刀模塊,隻需數秒,一把嶄新鋒利的菜刀就已完成開刃。現場操作人員介紹,對刀具成品來說,開刃角度、鋒利度等都是非常重要的參數。張小泉開刃自動化生產線模擬了人工開刃過程,配合機器人智能視覺系統、恆定力控制系統,規避了各種不確定因素對刀具品質的影響,極大地減少了傳統人工操作可能帶來的風險。

  在這個智能制造基地,目前已投產下料、水磨、開刃3條自動化生產線。工廠採用行業領先的數字化及智能化協同系統,集智慧工廠、智能生產、智能物流三大特性於一身,打造出一個讓人、機器、資源互聯互通的智能制造體系。同時,智能制造基地以自動化生產線提高生產效率,通過減少物料流轉和簡化流程,完成了從下料到包裝“一線流”的升級。

  刀具制造的數字化轉型是中國制造業加速邁向數字化的一個縮影。中國信息通信研究院發布的《中國數字經濟產業發展研究報告(2023年)》顯示,數字化程度較高的產業對中國經濟的拉動作用不斷增強。2022年,我國產業數字化規模達到41萬億元。

  業內人士指出,上述數據表明,我國產業數字化探索向更深層次、更廣領域邁進,數字技術帶動傳統產業產出增長、效率提升的作用進一步強化。隨著5G、數字孿生、人工智能等新一代信息技術和先進制造工藝在重點領域的實踐應用,企業數字化、網絡化、智能化步伐加快,生產制造過程智能化改造邁上新台階。

  數字化在制造業的應用,不僅解決了生產流程碎片化帶來的低效率、低質量等問題,還能提高柔性化生產水平,實現“小單快反”,滿足當今消費者個性化、多樣化的需求。

  如今,不少人喜歡定制個性化的產品。與以往制造業大批量生產的模式不同,這類需求呈現出單量小、銷售快的特點。以人人離不開的日常用品——襪子為例,現在,一雙襪子也成了時尚穿搭的組成部分。熒光、卡通、嘻哈風、街頭風……單價並不高但可以“一秒變潮人”的襪子逐漸成為很多年輕人日常搭配的必備品,個性化潮襪的定制需求層出不窮。在“襪業之都”——浙江省諸暨市,一系列數字化改造讓生產跟得上消費端“小單起定、快速反應”的要求。

  “別看只是一雙襪子,我們這款功能性纖維襪子,完全不是大家印象中普通的黑白灰襪子,可以說更像一個‘藝術品’。”說起手上的襪子,浙江凱詩利科技有限公司董事長戚建軍如數家珍,為了符合消費者的個性化需求,公司從數字化生產上想辦法。以前生產襪子,排單都靠人工,是一項費時費力的工作﹔數字化改造后,所有設備可以共享花型,任何一台機器有空就可以自動排單,大大降低了用工成本,並實現了柔性生產。同時,客戶對襪子的生產進度也一清二楚。

  在諸暨市襪業產業大腦運營中心,有一塊巨大的LED顯示屏。隻需點開屏幕,就能根據企業需求,在人才庫中快速精准匹配可提供技術服務的工程師。目前,襪業工程師協同創新中心已與國內外35家高校院所和10家行業協會合作,通過全職、柔性和共享共用3種方式,引進襪藝設計、紡織材料、智能設備、品牌運營4個領域的工程師158名。

  “經工程師指導改進,我們的數字化系統操作流程大大簡化,柔性水平大幅提升。”凱詩利相關負責人表示,過去襪業以數量取勝,一生產就是幾百萬雙,現在隨著市場需求越來越個性化、定制化,幾百雙的小訂單也能接,數字化讓行業有了新氣象。

(責編:袁勃、陳鍵)
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