工业大数据开启新时代 七大应用分析
工业大数据的典型应用包括产品创新、产品故障诊断与预测、工业生产线物联网分析、工业企业供应链优化和产品精准营销等诸多方面。本文我们讲就工业大数据在制造企业的应用场景进行逐一梳理。
随着信息化与工业化的深度融合,信息技术渗透到了工业企业产业链的各个环节,条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在工业企业中得到广泛应用,尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用,工业企业也进入了互联网工业的新的发展阶段,工业企业所拥有的数据也日益丰富。工业企业中生产线处于高速运转,由工业设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据,从数据类型看也多是非结构化数据,生产线的高速运转则对数据的实时性要求也更高。因此,工业大数据应用所面临的问题和挑战并不比互联网行业的大数据应用少,某些情况下甚至更为复杂。
工业大数据应用将带来工业企业创新和变革的新时代。通过互联网、移动物联网等带来的低成本感知、高速移动连接、分布式计算和高级分析,信息技术和全球工业系统正在深入融合,给全球工业带来深刻的变革,创新企业的研发、生产、运营、营销和管理方式。这些创新不同行业的工业企业带来了更快的速度、更高的效率和更高的洞察力。
1加速产品创新
客户与工业企业之间的交互和交易行为将产生大量数据,挖掘和分析这些客户动态数据,能够帮助客户参与到产品的需求分析和产品设计等创新活动中,为产品创新作出贡献。福特公司是这方面的表率,他们将大数据技术应用到了福特福克斯电动车的产品创新和优化中,这款车成为了一款名副其实的“大数据电动车”。第一代福特福克斯电动车在驾驶和停车时产生大量数据。在行驶中,司机持续地更新车辆的加速度、刹车、电池充电和位置信息。这对于司机很有用,但数据也传回福特工程师那里,以了解客户的驾驶习惯,包括如何、何时以及何处充电。即使车辆处于静止状态,它也会持续将车辆胎压和电池系统的数据传送给最近的智能电话。
这种以客户为中心的大数据应用场景具有多方面的好处,因为大数据实现了宝贵的新型产品创新和协作方式。司机获得有用的最新信息,而位于底特律的工程师汇总关于驾驶行为的信息,以了解客户,制订产品改进计划,并实施新产品创新。而且,电力公司和其他第三方供应商也可以分析数百万英里的驾驶数据,以决定在何处建立新的充电站,以及如何防止脆弱的电网超负荷运转。
2产品故障诊断与预测
这可以被用于产品售后服务与产品改进。无所不在的传感器、互联网技术的引入使得产品故障实时诊断变为现实,大数据应用、建模与仿真技术则使得预测动态性成为可能。在马航MH370失联客机搜寻过程中,波音公司获取的发动机运转数据对于确定飞机的失联路径起到了关键作用。我们就拿波音公司飞机系统作为案例,看看大数据应用在产品故障诊断中如何发挥作用。在波音的飞机上,发动机、燃油系统、液压和电力系统等数以百计的变量组成了在航状态,这些数据不到几微秒就被测量和发送一次。以波音737为例,发动机在飞行中每30分钟就能产生10TB数据。
这些数据不仅仅是未来某个时间点能够分析的工程遥测数据,而且还促进了实时自适应控制、燃油使用、零件故障预测和飞行员通报,能有效实现故障诊断和预测。再看一个通用电气(GE)的例子,位于美国亚特兰大的GE能源监测和诊断(M&D)中心,收集全球50多个国家上千台GE燃气轮机的数据,每天就能为客户收集10G的数据,通过分析来自系统内的传感器振动和温度信号的恒定大数据流,这些大数据分析将为GE公司对燃气轮机故障诊断和预警提供支撑。风力涡轮机制造商Vestas也通过对天气数据及期涡轮仪表数据进行交叉分析,从而对风力涡轮机布局进行改善,由此增加了风力涡轮机的电力输出水平并延长了服务寿命。
3工业物联网生产线的大数据应用
现代化工业制造生产线安装有数以千计的小型传感器,来探测温度、压力、热能、振动和噪声。因为每隔几秒就收集一次数据,利用这些数据可以实现很多形式的分析,包括设备诊断、用电量分析、能耗分析、质量事故分析(包括违反生产规定、零部件故障)等。首先,在生产工艺改进方面,在生产过程中使用这些大数据,就能分析整个生产流程,了解每个环节是如何执行的。一旦有某个流程偏离了标准工艺,就会产生一个报警信号,能更快速地发现错误或者瓶颈所在,也就能更容易解决问题。利用大数据技术,还可以对工业产品的生产过程建立虚拟模型,仿真并优化生产流程,当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时,这种透明度将有助于制造商改进其生产流程。再如,在能耗分析方面,在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程,能够发现能耗的异常或峰值情形,由此便可在生产过程中优化能源的消耗,对所有流程进行分析将会大大降低能耗。
4工业供应链的分析和优化
当前,大数据分析已经是很多电子商务企业提升供应链竞争力的重要手段。例如,电子商务企业京东商城,通过大数据提前分析和预测各地商品需求量,从而提高配送和仓储的效能,保证了次日货到的客户体验。RFID等产品电子标识技术、物联网技术以及移动互联网技术能帮助工业企业获得完整的产品供应链的大数据,利用这些数据进行分析,将带来仓储、配送、销售效率的大幅提升和成本的大幅下降。
以海尔公司为例,海尔公司供应链体系很完善,它以市场链为纽带,以订单信息流为中心,带动物流和资金流的运动,整合全球供应链资源和全球用户资源。在海尔供应链的各个环节,客户数据、企业内部数据、供应商数据被汇总到供应链体系中,通过供应链上的大数据采集和分析,海尔公司能够持续进行供应链改进和优化,保证了海尔对客户的敏捷响应。美国较大的OEM供应商超过千家,为制造企业提供超过1万种不同的产品,每家厂商都依靠市场预测和其他不同的变量,如销售数据、市场信息、展会、新闻、竞争对手的数据,甚至天气预报等来销售自己的产品。
利用销售数据、产品的传感器数据和出自供应商数据库的数据,工业制造企业便可准确地预测全球不同区域的需求。由于可以跟踪库存和销售价格,可以在价格下跌时买进,所以制造企业便可节约大量的成本。如果再利用产品中传感器所产生的数据,知道产品出了什么故障,哪里需要配件,他们还可以预测何处以及何时需要零件。这将会极大地减少库存,优化供应链。
5产品销售预测与需求管理
通过大数据来分析当前需求变化和组合形式。大数据是一个很好的销售分析工具,通过历史数据的多维度组合,可以看出区域性需求占比和变化、产品品类的市场受欢迎程度以及最常见的组合形式、消费者的层次等,以此来调整产品策略和铺货策略。在某些分析中我们可以发现,在开学季高校较多的城市对文具的需求会高很多,这样我们可以加大对这些城市经销商的促销,吸引他们在开学季多订货,同时在开学季之前一两个月开始产能规划,以满足促销需求。对产品开发方面,通过消费人群的关注点进行产品功能、性能的调整,如几年前大家喜欢用音乐手机,而现在大家更倾向于用手机上网、拍照分享等,手机的拍照功能提升就是一个趋势,4G手机也占据更大的市场份额。通过大数据对一些市场细节的分析,可以找到更多的潜在销售机会。
6生产计划与排程
制造业面对多品种小批量的生产模式,数据的精细化自动及时方便的采集(MES/DCS)及多变性导致数据剧烈增大,再加上十几年的信息化的历史数据,对于需要快速响应的APS来说,是一个巨大的挑战。大数据可以给予我们更详细的数据信息,发现历史预测与实际的偏差概率,考虑产能约束、人员技能约束、物料可用约束、工装模具约束,通过智能的优化算法,制定预计划排产,并监控计划与现场实际的偏差,动态的调整计划排产。帮我们规避“画像”的缺陷,直接将群体特征直接强加给个体(工作中心数据直接改变为具体一个设备、人员、模具等数据)。通过数据的关联分析并监控它,我们就能计划未来。虽然,大数据略有瑕疵,只要得到合理的应用,大数据会变成我们强大的武器。当年,福特问大数据的客户需求是什么?而回答是“一匹更快的马”,而不是现在已经普及的汽车。所以,在大数据的世界里,创意、直觉、冒险精神和知识野心尤为重要。
7产品质量管理与分析
传统的制造业正面临着大数据的冲击,在产品研发、工艺设计、质量管理、生产运营等各方面都迫切期待着有创新方法的诞生,来应对工业背景下的大数据挑战。例如在半导体行业,芯片在生产过程中会经历许多次掺杂、增层、光刻和热处理等复杂的工艺制程,每一步都必须达到极其苛刻的物理特性要求,高度自动化的设备在加工产品的同时,也同步生成了庞大的检测结果。这些海量数据究竟是企业的包袱,还是企业的金矿呢?如果说是后者的话,那么又该如何快速地拨云见日,从“金矿”中准确地发现产品良率波动的关键原因呢?这是一个已经困扰半导体工程师们多年的技术难题。
某半导体科技公司生产的晶圆在经过测试环节后,每天都会产生包含一百多个测试项目、长度达几百万行测试记录的数据集。按照质量管理的基本要求,一个必不可少的工作就是需要针对这些技术规格要求各异的一百多个测试项目分别进行一次过程能力分析。如果按照传统的工作模式,我们需要按部就班地分别计算一百多个过程能力指数,对各项质量特性一一考核。这里暂且不论工作量的庞大与繁琐,哪怕有人能够解决了计算量的问题,但也很难从这一百多个过程能力指数中看出它们之间的关联性,更难对产品的总体质量性能有一个全面的认识与总结。然而,如果我们利用大数据质量管理分析平台,除了可以快速地得到一个长长的传统单一指标的过程能力分析报表之外,更重要的是,还可以从同样的大数据集中得到很多崭新的分析结果。
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——预见2023:《2023年中国物联网产业全景图谱》(附市场规模、竞争格局和发展前景等)
行业主要上市公司:大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)等
本文核心数据:物联网产业规模、竞争格局、发展前景预测等
产业概况
1、定义
所谓“物联网”(Internet of
Things,IOT),又称传感网,指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。
早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段,物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术,包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。
2、产业链剖析:共有四大层面
所谓产业链,是以生产相同或相近产品的企业集合所在产业为单位形成的价值链,是承担着不同的价值创造职能的相互联系的产业围绕核心产业,通过对信息流、物流、资金流的控制,在采购原材料、制成中间产品以及最终产品、通过销售网络把产品送到消费者手中的过程中形成的由供应商、制造商、分销商、零售商、最终用户构成的一个功能链结构模式。
从产业链条来看,物联网的产业链条由上而下可以分为感知层、传输层、平台层和应用层四个层级。
自2018年中美贸易摩擦以来,美国加大了对中国高新技术出口的限制,不断扩大实体清单,影响了中国一些科技主导型企业的发展,这从侧面警示了中国在全球供应链中地位的脆弱性。物联网通过传感器把物理世界与数字世界联系起来,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。其中传感器作为数据采集的源头,已经成为各种应用能力所需的数据来源所在。目前中国国内也涌现出了一些传感器芯片重点生产企业,如:高德红外、西人马、士兰微、敏芯微电子、博通、全志科技、大唐微电子、复旦微电子等。
行业发展历程:处于市场验证期
物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等
信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网发展历史悠久,可分为三个阶段:
行业政策背景:政策大力推进
根据最新发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,在“十四五”期间,明确新基建,还要让5G用户普及率提高到56%。并且5次提到关于物联网的规划发展,除了划定数字经济的7大重点产业外,其余4次提到的场合均体现出对物联网发展重点的表述。
十四五规划中划定了7大数字经济重点产业,包括云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实和增强现实,这7大产业也将承担起数字经济核心产业增加值占GDP超过10%目标的重任。
产业发展现状
1、中国物联网连接数快速增长
全球物联网仍保持高速增长。物联网领域仍具备巨大的发展空间,根据GSMA发布的《The mobile economy
2020(2020年移动经济)》报告显示,2019年全球物联网总连接数达到120亿,预计到2025年,全球物联网总连接数规模将达到246亿,年复合增长率高达13%。我国物联网连接数全球占比高达30%,2019年我国的物联网连接数363亿。而根据2021年9月世界物联网大会上的数据,2020年末,我国物联网的数量已经达到453亿个,预计2025年能够超过80亿个。
2、应用层与平台层价值最高
从产业链价值分布看,应用层和平台层贡献最大的附加值,分别占到35%左右,传输连接层虽然重要,但产值规模较小;底层的感知层元器件由于种类众多,产业价值也较大,占到20%左右。
3、物联网应用者使用情况调研
微软发布的第三版《IoT Singal(物联网信号)》报告显示,2021年物联网的应用持续保持增长。91%的受访组织是物联网应用者。
物联网项目可分为四个阶段:学习、试验/概念验证、购买和使用。2021年,29%的物联网项目处于学习阶段;处于试验/概念验证阶段的项目比例仍保持不变,2020年和2021年均为25%;处于购买阶段的项目比例增加了1%,从2020年的21%增加到2021年的22%;处于使用阶段的项目在2020年和2021年保持稳定,均为25%。
4、中国物联网市场规模突破25万亿
目前,物联网已较为成熟地运用于安防监控、智能交通、智能电网、智能物流等。近几年来,在各地政府的大力推广扶持下,物联网产业逐步壮大。再加之近几年厂商对物联网这一概念的普及,民众对物联网的认知程度不断提高,使得我国物联网市场规模整体呈快速上升的趋势。2019年我国物联网市场规模约在176万亿元左右,2020年根据赛迪公布的数据,我国物联网市场规模约达到214万亿元左右。初步统计,2021年市场规模为263万亿元。预计未来三年,中国物联网市场规模仍将保持18%以上的增长速度。中国物联网市场投资前景巨大,发展迅速,在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。
产业竞争格局
1、区域竞争:北京物联网相关项目最多
工信部共公开2批《物联网关键技术与平台创新类、集成创新与融合应用类项目公示名单》,结合2批的项目名单分析,目前中国物联网关键技术与平台创新类、集成创新与融合应用类项目主要集中在北京、浙江、广东和山东。
2、企业竞争:各个行业的企业在相关领域有所布局,以龙头企业间的竞争为主
物联网技术的应用是传统行业转型升级的根本,传统行业转型升级的方向以“数字化”和“智慧化”为主。根据物联网的应用领域来看,企业在各自行业的“数字化”和“智慧化”有所布局。
互联网周刊发布了2021物联网企业100强,榜单显示华为排名第一、海尔智家、海康威视位居第二和第三,小米集团、中兴通讯、大华股份、阿里云、联通数科物联网、科大讯飞、神州控股进入前十,依次排名第4-10名。
产业发展前景:物联网将继续保持高速增长
1、发展前景:市场规模不断扩大,产业物联网占比逐渐上升
物联网是中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。中国以加快转变经济发展方式为主线,更加注重经济质量和人民生活水平的提高,采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级传统产业,提升传统产业的发展质量和效益,提高社会管理、公共服务和家居生活智能化水平。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。综合多方面的情况分析,前瞻认为未来6年中国物联网的发展将保持高速增长,到2027年市场规模超过7万亿元。
根据信通院于2020年12月发布的《2020中国物联网白皮书》,2019年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半,预计到2025年,物联网连接数的大部分增长来自于产业市场,产业物联网的连接数将占到总体的61%。由此来看,未来产业物联网的市场发展潜力大于消费物联网。
2、发展趋势:重点城市带动周边城市发展,分工协作格局将进一步显现
国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角,以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中,长三角地区产业规模位列四大区域的首位。未来中国物联网产业空间演变将呈现出三大趋势:
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。
人物档案>>
姚建铨
中国科学院院士,激光与光电子科学家,天津大学精仪学院教授,主持筹建“物理电子学”博士点,获国家发明二等奖1项,国家教委 科技 进步二等奖3项,军队 科技 进步一等奖1项,天津 科技 进步二等奖1项,中科院特等奖、国际尤里卡发明金奖、国家级有突出贡献中青年专家、全国优秀 科技 工作者等称号,享受国务院特殊津贴。
国务院发改委“十二五”战略型新兴产业中物联网产业起草组副组长、中国电子学会物联网专家委员会副主任,中国通信工业协会物联网专家顾问组副主任,教育部物联网专业教育指导小组顾问等。
中科院院士姚建铨可以说是重庆的老朋友了。尽管已80岁高龄,他一直活跃在研发一线,近年来多次来渝参加各种论坛讲座,为推动重庆高质量发展献言献策。
物联网是智慧城市重要标志
姚建铨表示,人类 社会 已经进入一个新的 历史 时期,即电子信息技术时代。
“从互联网到物联网到云计算、大数据、虚拟现实系统、区块链、人工智能,这是稳步发展的过程。”姚建铨说,最近几年中国在信息领域发展速度很快,也逐步进入到从无序到有序的阶段。其中,物联网的发展与智慧城市建设关系紧密。
姚建铨直言,物联网和智慧城市之间是一种相辅相成的关系。“物联网是智慧城市的重要标志,智慧城市是物联网未来发展的热点应用场景。”
姚建铨说,物联网可以让城市联接,从人与人的联接拓展到人与物的联接以及物与物的联接,智慧城市需要物联网技术进行支撑。
在姚建铨看来,未来城市物联网将是智慧城市的基础平台,通过对城市物联网获得的感知数据进行融合分析,可以为万物互联、人机交互、天地一体的城市网络空间注入新的智慧。
对于物联网和互联网之间的关系,姚建铨则认为,物联网现阶段不会取代互联网,目前一段时间内将会有三种网络——互联网、物联网、移动通信网共存并互相补充,使得人类 社会 更加智能化。
发展物联网必须抓核心技术
谈到物联网的发展前景,姚建铨表示非常看好,“物联网虽然起源是在国外,但在国内发展非常迅速。”
姚建铨认为,这正是中国弯道超车的机遇所在:“中国的企业能够紧跟国际发展潮流,同时根据自己的体量不断发展。”
姚建铨还以华为研发5G为例,直言中国对5G具备发言权的同时还应研发与推动6G,事实上全球关于6G的布局竞争正在悄然上演。
近几年,全球物联网产业稳步前进,欧美等发达国家在该领域也进行了布局。
“这对我们既是挑战也是机遇,激励我们思考怎样稳步前进。”
姚建铨认为,要发展物联网就必须抓核心技术,研究商业模式问题,实现“政、产、学、研、商”的真正跨界融合。
“推动物联网稳步发展,政府要发挥作用,做好政策制定。”姚建铨建议,政府要结合该产业在国际上的发展情况,以及城市自身优势确定发展方向,充分发挥政府的搭台作用,部署一些物联网特色的产业园区,通过市场化运作的方式引进优质项目。
“政府确定发展方向,专家结合具体情况提出可行建议,企业也要努力创新发展。”姚建铨还表示,产业发展归根到底要走市场化道路,除了政府做好引领和服务作用,企业也要跟紧发展潮流。
重庆需打造自己的标志性项目
姚建铨曾多次来渝,对重庆的发展非常看好。目前,他已和重庆邮电大学建立了合作关系,在工业自动化领域联合申报 科技 项目,展开深入研究。
“重庆是我国的工业化大城市,基础很好,装备制造业、电子 科技 技术等个各方面都很强。”
谈及重庆的未来发展,姚建铨表示,重庆一直在推动以智能制造为主体的产业升级和以智慧城市为基础的应用示范,“中国现在不光有长三角、珠三角和京津地区,中部和西部也在崛起,作为西部的中心城市之一,重庆的机会很好。”
姚建铨建议,重庆应该加强顶层设计,制订更清晰、详细的方案,来突出自身的特色和优势。
“提到互联网,大家会想到乌镇,说起物联网会想到无锡,贵阳有大数据,天津有人工智能,郑州也有传感器,重庆也应该打造自己的标志性项目,这样对于做研究、搞产业,方向会更清晰。”
姚建铨还建议,随着新兴产业与技术的快速兴起,重庆既要重视软科学,也要在发展信息科学技术的同时发展装备制造业,真正实现两条腿走路。
气硅增稠用量应用和性能分析气硅的应用和性能分析
一、总体介绍
气相法二氧化硅从结构上分为亲水性和疏水性两种,亲水和疏水气硅的作用原理大体上都是靠气硅表面的羟基和树脂、单体以及气硅之间形成氢键,构成三维网状结构,达到相关的作用。疏水性气硅除了气硅表面羟基外,主要是依靠气硅表面经过改性的烷基之间缠绕构成三维网状结构。所以,亲水性气硅只能用于极性较低的体系内(高极性下无法形成氢键),而疏水性气硅主要用于极性较高的体系内(可以依靠改性的烷基缠绕起作用)。在胶粘剂和复材行业还要根据客
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户的要求选择粒径、表面改性种类(二甲基二氯硅烷,六甲基二硅氮烷等)。
不论亲水性还是疏水性,粒径越大越好分散;粒径越小,气硅作用效果越好。即气硅的作用来源于气硅微粒表面的硅羟基和改性基团,单位面积上硅羟基和改性基团数量越多,作用越明显。
溶剂型体系中气硅能发挥良好作用取决于分散和添加的顺序,运用锯齿形齿盘时,气硅的分散线速度要达到7m/s以上,通常建议8-10m/s,计算公式如下:
Vp (m/s)= w (rpm) Ø (cm) ∏ 6000-1
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圆周速度=转速×圆盘直径×∏×6000-1
高强度研磨、砂磨、介质磨和辊压机的分散能力充分,同时也是被推荐用来分散高比表面积类型(>300m2/g)的气硅产品,也适用于要求最高的增稠效率、最佳的长期稳定性、最好的细度和光泽(涂料、指甲打磨等)的产品
水性体系内气硅的分散比较容易,5-7米/
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秒的分散速度就可以分散。
在液体中,气硅主要起的作用就是增稠、触变、防沉、抗流挂、补强这几个方面的作用。低极性体系相同条件下,亲水性气硅增稠效率高,同等重量的QS-102的增稠效率是DM-10的四倍左右, 所以需要问客户产品的树脂极性、粘度要求等情况,然后再选择型号。
二、各个行业的简单应用
1、涂料、油墨
无论是在溶剂型涂料、还是水性涂料中,都应采用有效的设备:如高速搅拌机、球磨机、珠磨机来分散气硅,但其分
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散方法因体系而异。气硅的作用包括:增稠、触变、抗流挂、增加颜料的稳定性。疏水性气硅会有一定的抗腐蚀性。涂料的种类大体上分为:木器漆、金属漆、防腐漆、卷材漆、船舶漆、塑胶漆等。使用的树脂包括:醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯这几大类。
1)添加方式:
通常建议气硅应在树脂加入后加入,经过5-10min分散后再加入其他组分。或者先将气硅制成母料,实验表明:用球磨机可制成5-8%的预凝胶(以固体份计),然后再稀释至体系最终所需添加的浓度。
在涂料中(全部配方)中一般添加02-10
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%的气硅(亲水性添加量少,疏水性会多些,但具体添加量因涂料种类、配方而异。
2)气硅可用于各种涂层,如底涂、中涂、面涂;色漆、清漆等。玻璃鳞片树脂中只能使用PM-20
涂料推荐牌号:QS-102,QS-30,QS-40,QS-20,DM-10,DM-30,PM-20
2、粘合剂和密封胶:
1)气硅在粘合剂和密封胶内祈祷的作用主要包括:
在施工性能上:触变性、屈服点、粘度控制、补强作用、防流挂、防沉降、喷涂性
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能、粘结强度;
调节流变性能:触变性、提高粘度、假塑性、屈服点、粘d性;
提高机械强度:抗张强度、断裂延伸率、抗撕裂性、硬度;
高极性体系内,只能用疏水性产品,M值越高,改性程度越高,可应用的极性越高。疏水性的气硅的透明性都很好。
需要根据客户的产品种类、流动控制、粘度、涂布要求选定型号。
分散设备包括:三辊、压力混合机、压力挤出机、行星式分散机、行星式混合器、捏合机
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2)主要应用方向
种类
推荐型号
作用
添加量,%
风机叶片
QS-102,QS-20,QS-30,QS-40
调节高触变性;涂布过程中保持触变性;在垂直和倾斜表面无垂流
05-10
电子产品线路板
QS系列,DM-10,DM-30。PCB油墨内主推DM-30
高速涂布;产生液滴外型重复性好;初始粘性好
03-20
双组份环氧胶(高极性体系,不用亲水型)
PM-20,KS-20SC
有效产生触变性;储存稳定性好;涂布施工性优异
20-50
单组份环氧胶(高极性体系,不用亲水型)
PM-20,KS-20SC
有效产生触变性;储存稳定性好;涂布施工性优异
20-50
乙烯基树脂类粘合剂(极高极性体系)
PM-20
有效产生触变性;储存稳定性好;涂布施工性优异
20-50
双聚氨酯密封胶(高极性体系)
DM-10,DM-30,PM-20, KS-20
有效产生触变性;储存稳定性好;涂布施工性优异
20-30
单聚氨酯密封胶(高极性体系)
DM-10, QS-10
有效产生触变性;补强;储存稳定性好;涂布施工性优异
20-30
硅橡胶(RTV-1,RTV-2,LSR)
QS系列,DM系列,HM-20,HM-30S
有效产生触变性;补强;储存稳定性好;涂布施工性优异,透明性好。
50-100
双组份聚硫
DM-10,PM-20
有效产生触变性;补强。
10-30
单组份聚硫
QS-10,QS102
有效产生触变性;补强。
10-30
单组份有机硅胶
QS-10,DM-10
有效产生触变性;补强。
50-120
PVC塑溶胶
QS系列
有效产生触变性;补强。
10
聚丙烯酸酯
QS-102,DM-10
有效产生触变性;补强。
20-40
丁基橡胶
QS系列
有效产生触变性;补强。
10-20
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3、气硅在塑料中应用
1)简介:
不论是亲水性还是疏水性的气相二氧化硅, 主要作为助剂应用于聚合物, 聚合物复合材料和工程塑料,提供流变控制,触变效果,防止不同颜色发生窜色, 抗粘连,抗沉降,作为粉状聚合物和树脂的助流剂,或赋予体系更强的防水效果。在热塑性聚合物中添加气相二氧化硅,可以降低MFR(熔融流动率),提高加工性, 并且防止受热过程中出现滴液 (如:电缆)。
在粉状和颗粒状聚合物和树脂中,气相
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二氧化硅和可提高产品的自由流动性并防止结块, 控制产品静电荷带电, 同时,也作为产品熔融过程中加工助剂。
在d性体中,气相二氧化硅和提供补强作用,以及硬度,机械强度,和耐热稳定性。
2)应用
塑料类型
推荐牌号
作用
添加量%
聚乙烯(粉末)
DM-10,HM-20,HM-30
自由流动性,防结块,防静电
01-03
聚乙烯(电缆)
QS-30,QS-40,DM-10
防止水草纹,补强,防止液滴出现
03-05
聚乙烯(泡沫)
QS-20,QS-30,KS-20
成核剂,自由流动性,防结块,抗静电,泡沫硬度
02-15
聚乙烯(薄膜)
HM-20L,HM-30S,KS-20SC
红外线反射
20-50
UHMWPE(薄膜隔板)
QS-102,QS-30,DM-10
吸收剂
30-100
聚丙烯(粉末)
QS-102,QS-30,HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性
01-05
聚丙烯(泡沫)
QS-20,QS-30
成核剂,自由流动性,防结块,抗静电,避免潮气,泡沫硬度,疏水性
02-15
EPDM聚合物颗粒
QS-102,DM-10
抗粘连,自由流动性,防结块,耐刮擦
03-60
聚苯乙烯泡沫
DM-10,HM-20L,HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性,成核剂
02-03
硬质聚氯乙烯粉末
DM-10,HM-20L,HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性
02-03
硬质聚氯乙烯压制薄膜
QS-102
防止不同颜色加工窜色,平整性
01-10
硬质聚氯乙烯粘合剂
QS-102,QS-20QS-30,DM-30
流变控制,触变性,防沉降(在溶剂中预分散)
10-40
硬质聚氯乙烯吹制剂
QS-102,DM-10,HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性
10-30
塑性聚氯乙烯塑溶胶
QS系列,DM-10,DM-30,PM-20
流变控制,触变性,防沉降,防流挂,附着力提高,耐腐蚀,疏水性
05-15
塑性聚氯乙烯电缆原料
QS-20,QS-30
提高介电性能
15-20
塑性聚氯乙烯压平薄膜
QS-102,QS-20,QS-30,DM-10DM-30
防流淌,防粘连,平整性
04-10
塑性聚氯乙烯泡沫
QS-102,QS-20,QS-30
成核剂
02-03
塑性聚氯乙烯烧结粉末
QS-102,DM-10,HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性
02-10
塑性聚氯乙烯鞋底
QS-102,QS-20
透明性,邵尔硬度,耐磨
10-50
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塑性聚氯乙烯手套
QS-102,QS-20
流变控制,触变性,防沉降
05-15
聚偏氟乙烯薄膜隔板
DM-10,HM-20L,HM-30S
吸收剂,介电性能
10-40
聚醋酸乙烯粘合剂
QS-102,QS-20,QS-30
流变控制,触变性,防沉降
10-40
聚醋酸乙烯砂浆
QS-102,QS-20,QS-30,DM-10DM-30
自由流动性,防结块 ,避免潮气,疏水性,储藏稳定性
02-15
丙烯酸树脂(液态)
QS-102
流变控制
10-30
热塑性聚氨脂-TPU(薄膜)
DM-10,
防粘连 ,表面干燥,平整性,避免潮气,疏水性
02-05
热塑性聚氨脂-TPU(颗粒)
DM-10
自由流动性,防结块 ,避免潮气,疏水性
02-05
热塑性橡胶-TPR(颗粒)
DM-11,
自由流动性,防结块,避免潮气,疏水性
02-05
聚丙烯腈-PAN(纤维)
QS-102
防滑
05-10
聚酰胺-PA(纤维)
QS-102
抗撕裂性
05-10
聚脂-PES(纤维)
QS-102,QS-20
自由流动性,防结块,耐刮擦
03-20
聚氨脂,Spandex(纤维)
QS-102,QS-20,DM-10
流变控制,防结块,成核剂,结晶性
02-20
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4、各类复合材料:
1)简介
气硅在各种复合材料中主要重用包括:控制体系的流变性、增加体系的耐磨性和硬度、增加各种粉体的流动性,以及使用疏水气硅来到到一定的介电性能、潮气控制和疏水性。通常是使用行星式搅拌器、带式混合机、珠磨机、高速搅拌和捏合机来达到将气硅和其他原料的混合。
2)各种应用
材料种类
推荐牌号
作用
添加量%
铸造用环氧树脂
QS-102,QS-20,DM-30SKS-20SC
流变控制,触变性
02-10
集成电路用环氧树脂
QS-102,QS-20,DM-10KS-20SC
自由流动性,防结块,,避免潮气,疏水性
03-15
EMC浇筑用环氧树脂
QS-102,QS-20,DM-30SKS-21SC
自由流动性,防结块,,避免潮气,疏水性
03-15
环氧树脂烧结粉末
DM-10,HM-30S
自由流动性,防结块,,避免潮气,疏水性
02-10
固化剂-PAA
PM-20,KS-20SC
流变控制,触变性
10-40
甲基丙烯酸脂(人造大理石)
PM-20,KS-20SC
流变控制,触变性,防沉剂,耐磨性,硬度
10-80
层压树脂、胶衣树脂
QS-102,QS-20,QS-30,QS-40,DM-10
流变控制,触变性,防沉剂,耐磨性,硬度
10-150
乙烯基脂树脂
PM-20,KS-20SC
流变控制,触变性,防沉剂,耐磨性,硬度
05-150
聚氨脂泡沫
QS-102,QS-20,DM-10,DM-30,HM-30S
流变控制,硬度,成核剂
05-25
铸模用三聚氰铵-甲醛树脂
QS-102,QS-20,DM-10
自由流动性,防结块 ,潮气控制,介电性能,疏水性
05-10
铸模用酚醛树脂
QS-102,DM-10,KS-20SC
自由流动性,防结块 ,潮气控制,介电性能,疏水性
05-10
铸模用尿醛树脂
DM-10,KS-20SC
自由流动性,防结块 ,潮气控制,介电性能,疏水性
05-10
高阻隔涂布液
QS-102,QS-20,QS-30
阻止氧气进入包装袋内
20-50
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气硅增稠用量随着工业互联网的不断深化,必然会造成MOM/MES、ERP等传统工业应用和系统的形态发生天翻地覆的改变。而制造业分析、生产分析正在成为发达国家争相进入的一个热门领域,当然,这里的“分析”是完全不同于传统工业场景下的“统计分析”、“故障分析”等,这是一种结合了物联网、大数据和人工智能等先进技术的新型的“大数据分析”。(内容转载自寄云科技)
工业大数据分析应用的独特之处如果细究其实是很多的,通过提供更具针对性和可 *** 作性的见解,数据分析可以简化制造运营,从而帮助企业持续优化生产线。以下是在制造业中使用数据分析的六种场景,它们可以显著改善整个运营!
一、从被动式到主动式维修
制造系统往往在超负荷状态下运行,任何工作中断都可能导致螺旋式上升的损失。即便如此,大部分公司采用的解决停机问题的最佳方案只不过是等故障发生后再解决的方式。到目前为止,这种反应性系统还在被采用,是因为显然缺少更好的替代方案。通过整合大数据分析,企业可以开发能够持续衡量自身维修需求的制造系统。这种特性赋予了制造系统在许多情况下进行自我修复的能力,并为不太容易解决的情况提供早期警报。更重要的是,数据分析可以洞悉哪些组件最常发生故障,从而帮您从被动式维修提升为主动式维修。
二、提高机器利用率和有效性
制造商遇到的最大问题之一是进入低效运转的境况。虽然主观上他们希望构建高效的制造链,但由于安装不当、使用不当或仅缺乏停机时间协调,各种不同的因素都可能会成为降低生产线整体效率中的关键。
通过将现有的物联网系统与强大的制造业预测分析相结合,企业可以实时洞察其生产线在微观和宏观上的运行状况。追踪单台机器的停机时间如何影响整个制造链,或者探索不同的配置如何提高整体效率,这不是“痴人说梦”,而是必须要做到的。生成可 *** 作的数据以使企业在整个制造过程中实现真正的改进,是将分析应用于制造业的主要优势。
三、更好地产品需求预测
每个制造商都知道他们不仅在为当前已有的订单生产产品,而且还在为不久的将来可能出现的需求订单生产产品。需求预测很重要,因为它们能够指导生产链,如果预测失误,可能产生“一边是强劲的销售量”,而“另一边却是工厂缺乏大量的相应配件库存,无法满足需求”。对于大多数公司而言,预测是基于前几年的历史数据价值,而不是基于更具可行性的前瞻性数据。但是,制造商可以将现有数据与预测分析相结合,以更精确地预测购买趋势。这些预测性见解不仅基于先前的销售,还基于流程以及生产线的运行状况,从而可以更明智地进行风险管理并减少生产浪费。
四质量预测提高良率
质检是对已经生产出来的产品的质量检测,一方面可以保障企业能够对外提供合格产品,另一方面也能通过质检反映生产过程的疏漏。质检出的残次品无论多少对企业都是损失,如果能够在产品产出之前就通过产线状态及相关生产数据分析预测出产品质量,并将生产流程调整为最佳产出状态以避免残次品,这就是质量预测。质量预测的场景在半导体等高端制造领域是刚需,属于虚拟量测的范畴。
虚拟量测依赖于完善的物联网系统及强大的数据接入、存储和分析等能力,以往囿于技术水平虚拟量测只能基于有限的统计分析手段,而现在有了大数据、物联网等先进技术的支持,基于大数据分析的虚拟量测已经成为现实。
五、全面掌控制造供应链
采购是大多数公司供应链的标准组成部分,但同时它也是一个很容易被忽略的地方,尤其当企业忙于改善其他方面时。从一个有问题的供应商或者每个配件贵几分钱的供应商开始检查,当然一个配件几分钱的差额可能看起来无足轻重,但是,如果企业每天生产数千种产品,那么这里或那里的一分钱可能在总账簿上积少成多会变成数千元。数据分析可以帮助制造企业了解生产生命周期中每个组件的成本和效率,甚至可以追溯到企业供应商的运输车辆。通过可视化各种因素如何影响最终结果,高级分析可以帮助企业做出更好的决策。如果某些配件经常出现故障,或者没有完全满足生产需求,那么在这些不起眼的问题酿成严重后果之前,制造数据分析将能够帮助企业发现它们。
六、更好地物流仓储管理
制造过程中另一个经常被忽视的方面是仓储。一旦产品准备好运输后,必须先放入仓库,然后再出发前往目的地。在这一阶段,可谓是分秒必争。尤其是在这个日益接受“刚刚好”和零库存模型的世界中。
管理仓库可不是简单地为等待运输的产品寻找空间。建立有效的仓储结构,更好的产品流程管理和最有效的补货程序可以改善运营效率实现盈利。先进的分析功能可以让企业更容易领会改善库存的方法进而更好地管理仓库。
生产分析软件的本质是收集和处理海量数据,并从中发现可用的见解。其通过自动化的手段对制造企业内外部各类数据进行采集、处理,同时,它的分析结果、可视化产出也是可以跨越多种企业架构,为上至公司首席执行官、下至车间经理提供符合各自权限的服务。而亿信华辰的数据分析软件ABI正好可以完美解决各种数据分析问题。
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