Ngành công nghiệp ống đồng bước vào kỷ nguyên "Sản xuất thông minh": Số hóa và vật liệu mới đang định hình lại ngành công nghiệp truyền thống hàng thế kỷ như thế nào?

Nhà máy thông minh: Sự chuyển đổi mang tính đột phá từ "Sản xuất dựa trên kinh nghiệm" sang "Dựa trên dữ liệu"

Vào năm 2025, sự chuyển đổi thông minh của Trung Quốc ống đồng ngành đang tăng tốc. Tập đoàn ống đồng Jiangxi Jinlong đã xây dựng nhà máy thông minh cấp độ Xuất sắc đầu tiên trong ngành, đạt được khả năng thu thập dữ liệu từ 110 thiết bị được kết nối, giúp cải thiện hiệu suất phản hồi đơn hàng lên 40% và giảm mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi đơn vị sản phẩm dưới tiêu chuẩn cấp một quốc gia. Tại nhà máy song sinh kỹ thuật số 5G của Guangdong Longfeng Precision Copper Tube, mỗi dây chuyền sản xuất đều được trang bị các trạm gốc micro 5G, giúp giảm độ trễ dữ liệu của thiết bị xuống còn mili giây và cho phép quản lý kỹ thuật số hoàn toàn từ cấp nguyên liệu đến đóng gói thành phẩm.

Việc áp dụng hệ thống lập kế hoạch sản xuất thông minh đặc biệt nổi bật. Các doanh nghiệp ống đồng truyền thống dựa vào các bậc thầy có kinh nghiệm để lập kế hoạch, yêu cầu điều chỉnh 2-3 ngày một lần; trong khi các nhà máy thông minh sử dụng thuật toán AI để tạo kế hoạch sản xuất tối ưu theo thời gian thực dựa trên mức độ ưu tiên đơn hàng, trạng thái thiết bị và ngày giao hàng, giảm chu kỳ điều chỉnh xuống còn 2 giờ. Sự chuyển đổi này mang lại những lợi ích đáng kể: Jiangxi Yuntai Copper đã cải thiện việc sử dụng tài nguyên lên 15% và tiết kiệm hơn 400.000 CNY hàng năm thông qua tích hợp hệ thống MES.

Bảng: So sánh chỉ số chính về chuyển đổi thông minh trong ngành ống đồng của Trung Quốc (2025)

Hình: Kiến trúc nhà máy thông minh thường bao gồm các lớp nhận thức, mạng, xử lý dữ liệu, thực thi và ứng dụng, cho phép truyền dữ liệu từ cảm biến đến nền tảng đám mây.

Cách mạng vật liệu: Bước nhảy vọt từ "Ống đồng cơ bản" sang "Tùy chỉnh chức năng"

Sự đổi mới trong vật liệu ống đồng không ngừng mở rộng ranh giới ứng dụng. Công nghiệp đồng Jiangxi Nailuo đã phát triển các ống đồng có độ tinh khiết cao, độ chính xác oxy cực thấp với hàm lượng oxy được kiểm soát dưới 5ppm, tăng phí xử lý lên gấp sáu lần so với các sản phẩm thông thường và phá vỡ thành công sự độc quyền công nghệ nước ngoài. Bước đột phá về vật liệu này cho phép ống đồng thâm nhập vào các lĩnh vực cao cấp như mục tiêu phún xạ bán dẫn và cung cấp năng lượng cho hệ thống làm mát chất lỏng của pin.

Các vật liệu mới làm từ đồng mỏng hơn, bền hơn đang trở thành tâm điểm cạnh tranh. Viện nghiên cứu vật liệu năng lượng mới Cam Túc Hailiang sản xuất lá đồng pin lithium siêu mỏng 3,5 micron, mỏng bằng 1/10 sợi tóc người, có độ bền kéo vượt quá 700 MPa. Lá siêu mỏng này có thể tăng mật độ năng lượng của pin lên 1% -2%, trực tiếp thúc đẩy phạm vi hoạt động của phương tiện sử dụng năng lượng mới. Dây dẫn hợp kim đồng siêu mịn của Jiangxi Kangchen Tedao New Material, với đường kính bằng 1/6 sợi tóc, phí xử lý lệnh cao hơn 100 lần so với ống đồng thông thường.

Tùy chỉnh chức năng là chìa khóa để cạnh tranh khác biệt. Đối với các tình huống ứng dụng khác nhau, các công ty đã phát triển các ống đồng kháng khuẩn, tự phục hồi và dẫn nhiệt cao. Tại Khu công nghệ cao Yingtan, các công ty có thể sản xuất các ống tùy chỉnh với dung sai độ dày thành được kiểm soát trong phạm vi ±0,003mm, đáp ứng nhu cầu khắc nghiệt trong lĩnh vực y tế và hàng không vũ trụ.

Đột phá công nghệ: Con đường từ “Giới thiệu và tiếp thu” đến “Đổi mới độc lập”

Con đường tiến bộ công nghệ của ngành ống đồng Trung Quốc về cơ bản đã thay đổi. Tai Heavy Group đã độc lập phát triển máy ép đùn đồng tác động kép phía trước có công suất 6000 tấn Mỹ, phá vỡ thế độc quyền của nước ngoài về thiết bị ép đùn đồng lớn và cho phép Trung Quốc sản xuất ống đồng đường kính lớn cho năng lượng hạt nhân và kỹ thuật hàng hải một cách độc lập. Thiết bị này sử dụng công nghệ song sinh kỹ thuật số để vận hành ảo, đạt được độ chính xác cài đặt ở mức milimet.

Hợp tác công nghiệp-trường đại học-nghiên cứu tỏ ra hiệu quả. "Phương pháp đúc liên tục ngang tách biệt oxy cực thấp" của Jiangxi Nailuo Copper và Đại học Khoa học và Công nghệ Giang Tây đã thay thế "phương pháp chân không đắt tiền" của nước ngoài, giảm chi phí sản xuất xuống 1/8 và tăng sản lượng lên 30 lần. Thông qua mô hình "doanh nghiệp đặt ra vấn đề, trường đại học giải quyết" này, các chuyên gia từ Đại học Nam Xương đã cùng các doanh nghiệp với tư cách là "phó chủ tịch công nghệ" để giải quyết các thách thức của ngành.

Các công cụ R&D thông minh đẩy nhanh quá trình lặp lại công nghệ. Hailiang sử dụng công nghệ bản sao kỹ thuật số để tạo ra nền tảng R&D vật liệu ảo, cắt giảm thời gian phát triển vật liệu mới từ 18 tháng xuống còn 6 tháng. Hệ thống thiết kế được AI hỗ trợ mô phỏng hiệu suất của các tỷ lệ hợp kim khác nhau, giúp tăng gấp ba tỷ lệ thành công cho hoạt động R&D.

Sản xuất xanh: Phát triển bền vững từ “Kiểm soát tiêu thụ năng lượng” đến “Nhà máy không phát thải carbon”

Các tiêu chuẩn môi trường đang định hình lại bối cảnh ngành. Cơ chế điều chỉnh biên giới carbon (CBAM) của EU áp đặt chi phí carbon bổ sung đối với các ống đồng được sản xuất truyền thống, trong khi các ống carbon thấp với hơn 80% đồng tái chế được miễn thuế. Điều này gây áp lực cho các công ty Trung Quốc phải đẩy nhanh quá trình chuyển đổi xanh.

Các công ty hàng đầu đã xây dựng hệ thống quản lý carbon toàn diện trong vòng đời. Dây chuyền sản xuất thông minh thế hệ thứ năm của Hailiang đã tăng 80% công suất hàng năm trên mỗi dây chuyền, giảm 30% mức tiêu thụ năng lượng của đơn vị sản phẩm, sử dụng 150.000 tấn đồng tái chế hàng năm và cắt giảm 156.000 tấn lượng khí thải CO2. Nền tảng quản lý năng lượng của Jinlong Copper Tube Group cho phép giám sát và tối ưu hóa mức tiêu thụ điện, khí đốt và nước theo thời gian thực, tiết kiệm 18.500 tấn than tiêu chuẩn hàng năm.

Các nhà máy không carbon thiết lập các tiêu chuẩn mới Một doanh nghiệp ống đồng ở Giang Tô đã xây dựng nhà máy thông minh quang điện tích hợp đầu tiên trong ngành, với các tấm pin mặt trời trên mái nhà đáp ứng 60% nhu cầu sản xuất và xuất khẩu năng lượng dư thừa để sản xuất "cacbon âm". Mô hình này được quảng bá trên toàn quốc, tỷ lệ sử dụng vật liệu tái chế của ngành dự kiến sẽ tăng từ 35% lên trên 50% vào năm 2028

Xu hướng tương lai: Ống đồng thông minh tiếp sức cho kỷ nguyên Internet vạn vật như thế nào

Với việc áp dụng 5G và IoT, ống đồng thông minh đang trở thành thành phần chính trong thành phố thông minh. Cảm biến nhúng theo dõi lưu lượng, nhiệt độ và áp suất trong thời gian thực, cho phép cảnh báo rò rỉ sớm. Trong các tòa nhà thông minh, các ống này kết nối với hệ thống quản lý tòa nhà để tự động điều chỉnh hệ thống sưởi/làm mát, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng.

Mô hình Tubes-as-a-Service xuất hiện. Các công ty hàng đầu hiện cung cấp dịch vụ "bảo trì giám sát ống đồng" tích hợp thay vì chỉ cung cấp sản phẩm. Khách hàng trả tiền dựa trên hiệu quả sử dụng và nhà sản xuất tối ưu hóa hiệu suất đường ống bằng cách sử dụng dữ liệu thời gian thực, tạo ra tình huống đôi bên cùng có lợi. Mô hình này phù hợp với các tổ hợp thương mại và trung tâm dữ liệu lớn, có khả năng chiếm 30% thị trường cao cấp vào năm 2030.

Tùy chỉnh cá nhân đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Sử dụng in 3D và sản xuất linh hoạt, các công ty chấp nhận các đơn đặt hàng đa dạng, theo lô nhỏ cho những người đam mê DIY và khách hàng chuyên nghiệp. Điều này có nghĩa là ống đồng có thể sớm được bán trực tiếp cho người dùng cuối thông qua nền tảng thương mại điện tử như hàng hóa thông thường.

Lực lượng sản xuất chất lượng mới định hình lại logic giá trị của ngành ống đồng

các ngành công nghiệp ống đồng sự chuyển đổi của nó về cơ bản là việc tu sửa lại nền sản xuất truyền thống bằng lực lượng sản xuất mới có chất lượng. Thông minh hóa không còn là tùy chọn mà cần thiết cho sự sống còn; đổi mới vật liệu không còn giới hạn trong phòng thí nghiệm mà là một vũ khí cạnh tranh; chuyển đổi xanh không chỉ mang tính định hướng chính sách mà còn là điều kiện tiên quyết để phát triển.

Trong 5 năm tới, mô hình " kẻ mạnh ngày càng mạnh hơn "​ sẽ tăng cường: các công ty hàng đầu với lợi thế kỹ thuật và hiệu ứng quy mô sẽ mở rộng vị trí dẫn đầu thông qua đầu tư R&D liên tục; trong khi các OEM thiếu năng lực đổi mới có thể bị loại bỏ. Đối với các công ty Trung Quốc, việc nắm bắt được động cơ kép về trí tuệ hóa và vật liệu mới là rất quan trọng để thống trị ngành công nghiệp ống đồng toàn cầu.