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冷阳:中国制造业面临新一轮工业革命 农药制剂生产需融入人工智能 qrcode

2017-10-20

编者按:本文为上海市农药研究所冷阳教授撰写,文章以“中国制造2025”,迈入制造强国的发展战略为指导,通过对照世界农药制造强国制剂产业化技术创新发展的历程,在归纳中国农药制剂生产技术发展成绩的基础上,分析了存在的差距、压力和发展的机遇。提出了中国农药制剂生产要把第一次技术提升的后续工作和第二次提升的任务结合起来实施,融入智能、创新驱动、“弯道超车”,加速发展的观点,并对一系列技术创新的启动分类作了剖析和论述。

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• 智能制造将成为中国制造业发展的核心技术面临新一轮工业革命,制造业首当其冲。 “中国制造2025”战略必将会在人工智能同步发展的经济社会环境中实施。
 
• 中国农药制剂生产未来将迎来浴火重生般的转型升级,制剂研发和制造技术成为企业发展的两个轮子同步创新驱动。车间将成为构建绿色制造体系的主战场,人工智能将先后融入制造过程、企业管理、新品研发、营销服务等。优胜劣汰,未来的农药制剂制造业将是强者的组合。农药原药和制剂将会同步迈入制造强国的行列,并目标世界制造强国前列继续前进。
 
• 本世纪以来,一系列具有第四次工业革命特征的技术创新已启动。
(1)人工智能、生物工程技术等融入制剂制造的深度和广度加速。
(2)高通量平台用于制剂产品研发和制造过程工艺过程条件筛选。
(3)数字技术和清洁生产/防交叉污染技术的融合。
(4)数字技术和种子/发芽及种衣剂制造技术的融合。
(5)作物栽培/植保/农药制剂制造与数字技术的融合。
 
• 目前,中国农药折百生产量已达到130万吨左右,占全球农药折百使用量的约48%。制剂产能已超500万吨/年以上,年产各类制剂近250万吨。流向:国内种植业:120万吨(折原药30-35万吨),国内非农:30万吨;出口:近100万吨。本世纪初以来的环境友好新剂型的推广和2010年以来制剂工程技术水平大规模的产业化提升推进了中国农药制剂进入制造大国。2011年以来,出口农药制剂呈逐年攀升而原药呈逐年下降的势头。
 
• 制剂生产线技改和创新的主要成果
(1)EC、SL、EW、ME等制剂生产线
革除了磅秤、高位槽等陈旧的进料系统、取消了劳动密集型的手工灌装。简化生产流程,使用计量模块、积分式流量计等直接投料,生产线纵向布局并连接到自动或半自动包装线。
(2)SC、FS、OD等悬浮液制剂生产线
淘汰了球磨机、砂磨锅等粗旷的湿磨装备,设计和推广了低温连续化沙磨(硃磨)制剂生产线,匹配了相应的自动或半自动包装线。普及了L形的生产线布局。
(3)WP等粉体制剂生产线
革除了雷蒙机等粉碎系统和原始的手工包装,普及了气流粉碎制粉体制剂的连续化生产流程和除尘系统,配套了粉体自动包装线或手动包装机械。
(4)WG制剂生产线
开发和新建了多套挤压法连续化WG生产线。
针对对农药类别单一、产量较大的WG生产,开发投产了一批从粉碎-制粒-干燥-包装、跨多个工段的全流程连续化生产线。
(5)新制剂、新工艺制剂生产线
- 界面聚合或原位聚合制CS生产线
- 喷雾干燥制WG生产线
- WG(泡腾制剂)生产线
- GR(飘浮大粒剂)制粒-包装连续化生产线
- 喷雾干燥-沸腾床造粒全流程智能操作制WG(或SG)生产线(国外引进并合作开发)
(6)以安全和清洁生产为主线科学设计制剂工厂和车间布局的观点,农药制剂生产需要在工程技术水平上大幅度提升的观点,生产管理中重视交叉污染防范的观点等,已在多家制剂企业中得到体现。
 
• 近年来所设计投产的多条流程化、自动化生产线,显著提升了我国农药制剂的产业化水平。但应看到在工程技术方面是粗糙的,需要经过调整、完善。在此基础上融入人工智能,才能真正成为工艺控制稳定、制造过程流畅、产出指标先进的智能生产。
已经暴露,需要调整、完善的问题例如:
(1)适合农药制剂生产的粉体清洁投料装置。
(2)粉体制剂流程中旋风分离和袋式除尘的功能合理分配。
(3)固体制剂流程中,粉体的移出、中转、输入的清洁化、自动化设计。
(4)WG、GR等制成品提升输送的合理设计。
(5)悬浮制剂投料釜中混合物料输出结构及阀门、管道的防堵塞设计。
(6)砂(硃)磨机料泵的配置及稳定料压设计。
(7)砂(硃)磨机产出量和效率的热平衡和冷媒的匹配。
(8)悬浮剂生产用均质机规格的合理配制。
(9)悬浮制剂成品料罐、出料管与包装线连接的合理设计。
(10)其它。
 
• 智能制造创建的组合推进:根据农药制剂生产的特点,按专业可分成4个板块分类开发,协调推进。
(1)制剂产品的智能化包装系统开发
(2)流程型农药制剂生产的智能制造线的开发
(3)相关装备的人工智能开发
(4)离散型农药制剂生产的人工智能开发
 
以上第二板块“流程型智能制造线的开发”是主体,是农药制剂中国制造核心技术水平的体现。当前迫切需要一批企业成为智能制造的先行者,在业内建成相应的示范工程,推动中国农药制剂整体水平的提高。第三板块“相关装备的人工智能开发”,需要与装备制造企业合作开发,目标相应的世界名牌设备组织攻关。对有关装备制造企业而言,是一次难得的创新发展机遇。

 
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