Отходы.Ру

Обзор мировой полимерной индустрии

Разместил Редактор в 07.02.2019 (83 прочтений)
Всемирный успех этой отрасли проявляется в основном в росте объёмов сбыта пластмасс и каучука в качестве производственного сырья, которые за период с 1950 по 2017 год в среднем увеличивались на 8,5% ежегодно. Конечно, сегодняшние темпы роста далеки от показателей 50-70-х годов прошлого столетия, тем не менее, с начала двухтысячных они сохраняются на уровне 4- 5% ежегодно. Однако наблюдаются незначительные различия в зависимости от региона, разновидности продукции или сферы её применения.

Глобальный рост

Движущей силой глобального роста отрасли по-прежнему остается, прежде всего, увеличение численности населения планеты, а также постоянно растущий уровень жизни человечества. Как следствие, непрерывный рост демонстрируют основные сферы сбыта пластмасс – это, прежде всего, упаковка пищевых продуктов и бытовых товаров, а также производство всевозможных ёмкостей для хранения и транспортировки.

Ещё одна сфера применения - расширение инфраструктурных объектов, а также высотное и подземное строительство, которые немыслимы без использования пластмасс, в частности, в водо-, электро- и газоснабжении, в технологиях изоляции, на производстве оконного профиля и во многих других областях.

Растущие показатели демонстрирует и транспортный сектор, ведь полимеры широко используются как в производстве автомобилей и моторов, так и в других сферах, вплоть до грузового, железнодорожного транспорта и авиационного строительства.

Без пластмасс невозможны и современные технологии в области медицины: техническая аппаратура, диагностика и лаборатории нуждаются не только в решениях, обеспечивающих производство безопасных фармацевтических товаров на основе пластмасс, но и гарантирующих функциональность, практичность и гигиеничность одноразовых изделий. Без пластмасс сегодня не обходится и производство полюбившегося всеми спортивного оборудования и экипировки для активного досуга. Многие технологические тенденции, такие как электрификация многих сфер жизни, а также выработка электроэнергии на основе возобновляемых источников энергии, немыслимы без сырья на основе пластмасс. Все эти сферы применения пластмасс и каучуков вносят свой вклад в глобальное признание и распространение полимерных материалов на рынках по всему миру.

Китай выводит Азию на лидирующие позиции

По данным Европейской Ассоциации производителей пластиковых изделий Plastics Europe за 2016 год, мировые объёмы производства пластмасс достигли уровня 335 миллионов тонн. При этом порядка 280 миллионов тонн от общего объема составили пластиковые материалы, то есть материалы на основе пластмасс. Остальные 55 миллионов тонн пришлись на производство различных покрытий, клеев, дисперсий, лаков или красок. По данным анализа IRSG, в 2017 году по всему миру было произведено и потреблено около 28,5 миллионов тонн каучука. При этом на натуральный каучук пришлось около 13,5 млн. тонн, а порядка 15 млн. тонн составил синтетический каучук.

Как и все ценовые потрясения и экономические кризисы последних десятилетий, непродолжительная фаза финансово-экономического кризиса 2008-2009 годов лишь ненадолго замедлила долгосрочную позитивную динамику развития индустрии пластмасс. И, начиная с 2010 года, рост производства пластмасс возобновился на уровне 4-5% ежегодно.

По данным статистики KI Polyglobe, к середине 2018 года объем производства термопластов-самого большого и экономически значимого сегмента в сфере пластмасс - достиг порядка 337 миллионов тонн в год. При этом более 91% общего объема приходится на стандартные пластмассы, еще 8% - на технические термопласты, и оставшиеся доли процентов - на высокотехнологичные полимеры, а также биопластмассы и биоразлагаемые полимеры.

Экономический скачок экономик Китая и многих стран Юго-Восточной Азии также позволил Азиатско-Тихоокеанскому экономическому пространству стать крупнейшим и самым быстрорастущим регионом в мировой индустрии пластмасс. В настоящее время Азия обеспечивает половину мирового производства пластмасс. Кроме того, в 2017 году почти 40% промышленного оборудования, используемого для производства и переработки пластмасс во всем мире, было выпущено производителями из Азии. Сегодня Китай является мировым лидером во всех сегментах индустрии пластмасс: по данным за 2016 год, на Страну Восходящего солнца приходится 29% мирового производства пластмасс, 31% промышленного оборудования для производства и переработки пластмасс, а также самая большая доля глобальных объемов переработки пластмасс.

Масштабное расширение объемов производства полимеров в странах Азиатско-Тихоокеанского региона и Ближнего Востока существенно повлияло на показатели статистики: лидерство захватил Китай с долей рынка 29%, который вместе с Японией (4%) и другими странами Азии (17%) довели совокупный показатель континента до колоссальных 50%. При этом за период с 2014 по 2016 год Китай увеличивал свою долю на два процента ежегодно. На этом фоне медленно, но верно уходит в прошлое былое лидерство Европы и Северной Америки, доля рынка которых сегодня равна 19 и 18% мирового производства соответственно. Согласно статистике Plastics Europe, совокупная доля стран Ближнего, Среднего Востока и Африки составляет 7%, на Южную Америку приходится 4%, а на страны бывшего СНГ- порядка 2% общего производства. Таким образом, Азии удалось за 20 лет увеличить свою долю в мировом производстве пластмасс с 30% до 50%, в то время как Северная Америка потеряла 10%, а Европа - 14% от былых объемов. Их долю прибыли получили, прежде всего, страны Ближнего и Среднего Востока. Азия доминирует и в сфере производства каучука - в 2017 году её доля достигла 90% по натуральному каучуку и 55% производства синтетического каучука.

Европейские технологии VS китайское промышленное оборудование?

Немецкоязычные страны укрепляют свое лидерство в сфере технологий, в то время как Китай – свое лидерство по поставкам промышленного оборудования для производства пластмасс. Согласно прогнозам, в 2018 году совокупная стоимость мировых объемов промышленного оборудования для выпуска продукции из пластмасс и каучука достигнет порядка 38 млрд рублей на фоне аналогичного показателя в 36,3 млрд евро за 2017 год и порядка 35 млрд евро в 2016 году. Европейские производители отраслевого оборудования поставили в 2017 году порядка 42% совокупного объема (аналогичный показатель 2016г.: 41%), что соответствует совокупной стоимости 15,3 млрд. евро (14,3 млрд евро). В 2017 году европейцам удалось расширить своё лидерство в мировой торговле, увеличив свою долю с 48% до 52%, согласно данным Euromap, объединения машиностроителей из Австрии, Франции, Германии, Великобритании, Италии, Люксембурга, Испании, Швейцарии и Турции. Несмотря на большую неопределенность на рынке, в 2018 году Euromap рассчитывает на дальнейшее увеличение объемов производства Европы еще на 2-3 %.

Если оценивать показатели отдельных стран в стоимостном выражении, то в 2017 году крупнейшим производителем промышленного оборудования для производства пластмасс снова стал Китай с совокупной стоимостью порядка 11,5 млрд. евро (и долей в 31,8%), за ним следуют Германия с показателем 8 млрд евро (доля рынка 22,1%), а также Италия с 3 млрд евро (доля рынка 8,4%), США с 2,7 млрд евро (доля рынка 7,4%) и Япония с 1,8 млрд евро (доля рынка 4,9%). В мировой торговле лидируют немецкие машиностроители с долей 24,5% от общемирового экспорта, которым удалось опередить Китай (16,4%), Японию (10,4%), Италию (9,6%) и США (5,7%).

Германия - родина выставки K и технологический лидер во многих отраслях

В международном соперничестве стран в качестве площадок для ведения бизнеса в индустрии пластмасс и каучука, Германия по-прежнему занимает достойное место среди немецкоязычных государств. На протяжении нескольких десятилетий она удерживает пальму первенства в сфере технологий для многих этапов производственной цепочки в сфере пластмасс и каучука. Кроме того, Германия является крупнейшим розничным рынком в Европе, а также родиной крупнейшей отраслевой выставки K.

Краткий обзор основных показателей центрального рынка Европы: в 2017 году оборот полимерной и каучуковой индустрии Германии превысил 110 млрд евро. В данном ключевом секторе экономики занято около 480 000 специалистов, которые обеспечивают от 6 до 7% совокупного промышленного производства ФРГ. В 2017 году в Германии, по данным Plastics Europe, было произведено 19,9 млн тонн пластмасс. Объём продаж пластмасс составил в общей сложности 27,1 млрд евро. За период с 2016 по 2017 год существенно выросли производительность и обороты индустрии – на 4 и 12 % соответственно.

В качестве лидера в области технологий машиностроения, немецкоязычные страны уже давно занимают ведущие позиции в сфере промышленного оборудования для производства пластмасс и каучука. Так, по итогам 2017 года, производители из Германии снова продемонстрировали рекордный уровень продаж основного оборудования, совокупная стоимость которого достигла 7,8 млрд евро. Они заняли второе место после Китая (30,6%), с долей 21,5% от мирового производства, существенно опередив Италию и США, занявших третье место. При этом немецкое машиностроение по-прежнему лидирует по совокупной стоимости оборудования, достигшей 5,3 млрд евро, что соответствует 24,5% от мирового экспорта, обогнав по этому показателю Китай (16,4%), Японию (10,4%) и Италию (9,6%).

В 2017 году обороты немецкой индустрии переработки пластмасс составили 63,4 миллиарда евро, а объемы переработки достигли порядка 14,7 млн тонн. При этом совокупные объемы переработки каучука предприятиями Германии составили 1,57 млн тонн сырья при выручке в размере 11,7 млрд евро.

Совместно со своими конкурентами из разных уголков планеты, производители Германии с нетерпением ожидают нового сезона выставки K 2019, чтобы ознакомиться с актуальными инновациями и новейшими отраслевыми разработками, а также увидеть и освоить принципиально новые, «умные» и дополнительные сферы применения пластмасс и каучука при помощи оптимизированных материалов, максимально эффективных станков и оборудования, а также современных инструментов.

Реакцией правительств многих промышленно развитых и развивающихся стран все чаще становятся запреты на использование определенных категорий упаковочных материалов и изделий из пластика. Однако независимо от того, насколько эффективны подобные запреты, не стоит недооценивать глобальные вызовы в связи с экономией ресурсов, эффективной обработкой и переработкой пластмасс, их широкомасштабным сбором, сортировкой и утилизацией. При этом наиболее мощным потенциалом для систем утилизации бытовых отходов обладают, прежде всего, многие развивающиеся страны.

Европейские производители оборудования предлагают разнообразные технологические решения, прежде всего, для сбора, сортировки и утилизации твердых бытовых отходов. В рамках выставки K 2019 также будет представлен ряд способов переработки пластиковых отходов в перерабатываемый компаунд. Одной из ключевых тем обсуждения в рамках K 2019 станет «Экономика замкнутого цикла» в сфере пластмасс, определённая в качестве приоритетной Отраслевым объединением производителей оборудования для производства и переработки пластмасс и каучуков в составе Союза немецких машиностроителей VDMA. Таким образом, объединение ведущих стран-экспортёров стремится указать прежде всего на шансы и возможности экономики замкнутого цикла в индустрии пластмасс.

В сезоне 2019 в Дюссельдорфе будет представлен весь спектр новейших технологий и ведущих отраслевых разработок.

Спектр применений полимеров расширяется

Начиная с 90-х годов прошлого века, спектр полимерных материалов промышленного производства оставался практически неизменным. Производство пластмасс сегодня в основном размещено или концентрируется там, где созданы наилучшие условия с точки зрения цены, базовых и материальных ресурсов. Таким образом, существенными отличиями современных полимерных материалов стали модификация, аддитивное производство и новые функции, получаемые за счет применения специальных составов - и вот новые, выполненные по индивидуальному заказу компаунды открывают перед отраслью принципиально новые возможности, сферы применения или свойства. Подобная адаптация функциональных свойств стала возможной лишь благодаря локализации производства компаундов, теперь которое пришло непосредственно в страны-заказчики.

В центре внимания – прежде всего технические вопросы практического применения пластмасс, как-то: допуск к контакту с пищевыми продуктами или питьевой водой, а также допуск изделий медицинского назначения, например, химическая стабильность при контакте с косметикой или химическими веществами, а также сохранение стабильных свойств в условиях постоянного увеличения срока эксплуатации и повышения температур, которые, например, особенно актуальны в сфере электроники или освещения. Помимо регулируемой теплопроводности, сегодня все более востребованы материалы с определенными электропроводными свойствами, либо характеристиками электрического сопротивления, точно заданные оптические свойства или лазерная маркировка.

Аналогичные разработки мы наблюдаем и в сфере каучуков.

Повышение ресурсоэффективности - всегда актуальная задача

Ответственное обращение с ограниченными ресурсами и их лимитированное потребление - это, с одной стороны, требование широкой общественности, а с другой стороны - зачастую и экономическая необходимость. Она, в том числе, подразумевает экономичное использование пластмасс как производственного материала. И первым шагом к эффективному и экономичному производству зачастую является проектирование конечного продукта с учетом экономии сырья и производственных характеристик.

Кроме того, сегодня уже удалось добиться значительного сокращения энергопотребления самого оборудования для производства пластмасс. Несмотря на это, производители крупных обрабатывающих центров, в частности, установок инжекторного литья, прессов, экструдеров и выдувных машин, находят всё новые потенциалы для снижения расхода ресурсов. Они уже вплотную приблизились к физическим границам возможного, сведя к минимуму расход электроэнергии, необходимой на всех этапах переработки пластмасс.

Гибкость производства повышает его рентабельность

Зачастую в достижении экономической эффективности процесса переработки пластмасс более важную роль играют ресурсоэффективность и доступность оборудования, отодвигая на второй план снижение самого энергопотребления на несколько процентов. Как следствие, на рынке особенно востребованы практические решения, позволяющие сократить время наладки оборудования: быстроразъемные системы, системы быстрой замены, адаптеры и системы, которые автоматически распознают только что смонтированный инструмент. Все они повышают доступность оборудования и, как следствие, гибкость производства. В частности, это касается как полимерного, так и резинового литья, так как производителям, наконец, удалось повысить гибкость и быстроту перенастройки оборудования для производства изделий из каучука, увеличить степень автоматизации и повысить прозрачность процессов обработки.

Однако многие переработчики полимеров стремятся сделать производство безотходным, для того, чтобы ни грамма ценного сырья не тратилось впустую. Довести объемы отходов до минимума позволяют многие системы, например, производство без обрезки кромок, или автоматическая оптимизация допуска толщины пленок, панелей и профилей из пластика или уплотнителей из резины. Кроме того, существуют стратегии, которые при помощи цифровых технологий позволяют не только оптимизировать целевой продукт, но и ускорить запуск производства с помощью симуляций, или предотвратить выпуск бракованной продукции в ходе текущего процесса, анализируя текущие рабочие и технологические параметры. Там, где уже на этапе литья под давлением обнаруживается брак, включаются различные стратегии выбраковки на основе произведенных в процессе производства замеров или автоматически определенных критериев качества. А там, где об успешности производства можно судить только по готовому изделию, все чаще для оценки параметров используются системы видеонаблюдения, например, камеры на производстве. Объединение систем измерения и оценки в единую сеть при помощи специальных IT-технологий способно обеспечить сквозной контроль качества.

На пути к серийным методам производства облегченных конструкций

Даже по прошествии десятилетий интенсивных научных разработок и промышленных исследований, облегченные конструкции по-прежнему считаются ключевым фактором в сокращении энергопотребления и расхода топлива в сфере транспорта. Машиностроители, производители пластмасс и армирующих средств, институты и переработчики полимеров по-прежнему стремятся к всё более широкому внедрению облегченных компонентов в массовое производство, прежде всего это касается автомобиле- и самолетостроения, а также других направлений промышленности.

Бесчисленные, практически случайные сочетания специальных технологий, особенно в сфере реакционного и инжекторного литья, способны открыть совершенно новые направления, в частности, на пути к серийным методам производства облегченных компонентов. Несмотря на то, что во всем мире проводятся специальные мероприятия, посвященные облегченным конструкциям или композитному волокну, нигде в мире вы не увидите подобного разнообразия способов получения облегченных компонентов на основе армирующих волокон и матричного пластика в рамках максимально надежных и быстрых производственных процессов, как на выставке K в Дюссельдорфе.

И в сезоне 2019 также широко будут представлены гибриды из металла и пластика, любые миксы волокна и матричных пластмасс. Термопласты, дуропласты, а также матричные материалы на основе биополимеров и полиуретана, в сочетании со стеклом, углем, другими синтетическими или натуральными волокнами, призваны удовлетворить актуальные требования заказчиков из многих сфер применения. От армирующих волокон до автоматических погрузочно-разгрузочных устройств и инструментов – всё, что необходимо для комплексного, зачастую многоступенчатого процесса, предусмотрено во многофункциональных центрах для производства облегченных деталей, и активно применяется многими участниками цепочки создания добавочной стоимости. Что же касается производственного сырья, все новые требования предъявляются к огнестойкости применяемых матричных материалов, состоящих из волокна и матрицы, которые должны обладать более высокими механическими свойствами и лучшими показателями текучести.

Цифровые технологии открывают новые производственные возможности

Концепция «Индустрия 4.0» открывает для переработчиков полимеров принципиально новые возможности: прежде всего, это сопровождение производства и его цифровизация, в частности, способность не только оценивать параметры производства, но и получать полезную информацию и делать конкретные выводы. На выставке К 2019 будут представлены последние достижения производителей оборудования и программного обеспечения по освоению новых направлений в виде новых продуктов и услуг. Несомненно - модули управления, мобильные приложения и услуги, предлагаемые для ускорения запуска производства, поддержки оператора, а также для повышения гибкости производства, означают существенные преимущества, а также удобные сервисные продукты для профилактического обслуживания и поставки запасных частей. Первые производители оборудования уже используют полученные в ходе производства данные для того, чтобы адаптировать свои машины и роботы к реальным требованиям повседневной эксплуатации и конструировать их в соответствии с требованиями заказчиков.

Благодаря внедрению «цифры», технологические усовершенствования открывают огромный потенциал для повышения эффективности производства, за счет более эффективного проектирования форм, конструирования и улучшения свойств материала, благодаря которым появляются новые возможности для инженерного оснащения производства и получения результатов, наряду с оптимальным управлением процессами и температурным режимом. Соответственно возрастает и значимость моделирования с эффективной обратной связью между производственным отделом и отделом научных разработок. В целом, многие поставщики предлагают решения, которые позволяют за счёт более тесного объединения IT и традиционных технологий производства обеспечить большую прозрачность как производства в целом, так и отдельных процессов. Кроме того, все более масштабно внедряется стандартизация интерфейсов для обмена данными, например, между литьевой установкой и MES-системами более высокого порядка, а также прочими модулями обрабатывающего центра, в том числе, за счет запуска нового оборудования, но процесс модернизации существующих производств – это еще один вызов отрасли и процесс, который несомненно затянется на годы вперед.

3D печать в дополнение к традиционным технологиям

Аддитивное производство пластиковых деталей становится всё более привлекательным за счет ускорения самих производственных процессов, снижения затрат на оборудование и повышения управляемости процессов. Возможности аддитивного производства уже давно применяются не только для изготовления прототипов, но и все чаще - для выпуска серийных деталей из полимеров серийного производства. Всё большим спросом как в сфере потребления, так и в промышленности, пользуется печать деталей из термопластов или фотополимеров, а также на основе порошков или растворов. Они позволяют изготавливать изделия из пластмасс по индивидуальному заказу без специальных инструментов, в том числе и партиями от 1 штуки.

Кроме того, мы наблюдаем тесное переплетение технологий аддитивного производства и традиционных серийных процессов переработки пластмасс. Таким образом, в современном оборудовании для литья под давлением, экструзии, выдувания и термоформовки, уже работают и «напечатанные» модули – например, такие, как захваты и приспособления для автоматизации производства.

В дополнение к автоматизированному управлению формовочными деталями на основном оборудовании, все более широко внедряются роботы, взаимодействующие друг с другом, в особенности в рамках дополнительных или основных процессов переработки пластмасс, а также последующих рабочих фаз. Они позволяют снизить нагрузку на производственный персонал и повысить гибкость производства.

От логики смартфонов – к системам управления промышленным оборудованием

За последние годы стало очевидно, что информационные технологии открывают огромный потенциал новых возможностей, в том числе в системах управления современным оборудованием для производства и переработки полимеров. Ведь теперь классические клавиши, кнопки и переключатели превратились в аккуратные мультисенсорные интерфейсы и/или центральные многофункциональные панели управления, которые знакомы каждому на примере мобильных телефонов, игровых консолей и современных автомобилей. Подобные инновационные интерфейсы, работающие по принципу человек-машина, делают работу машин более интуитивной, вводя в промышленное производство логику, знакомую по смартфонам, планшетам и iPad. Сегодня на рынке множество специалистов - производственников, в связи с чем производители оборудования и переработчики пластмасс стремятся привлечь новых работников с помощью простого в управлении оборудования для производства пластмасс, которое открывает перед персоналом новые перспективы личностного роста в современной, быстрорастущей и перспективной отрасли.

Подобный подход используют и производители оборудования, внедряющие в промышленные системы управления всё большее количество программ-ассистентов. Ведь с одной стороны, они должны предоставлять экспертам с глубоким пониманием процессов всю необходимую информацию, в том числе детальные характеристики и параметры сырья, оказывая помощь в их оптимизации, с другой стороны, именно они должны облегчить первые шаги неопытного персонала в освоении оборудования для производства пластмасс. Последний аспект интересен прежде всего переработчикам пластмасс, которые вынуждены работать без квалифицированных сотрудников.

Современные системы управления промышленным оборудованием также являются ярким примером функциональной интеграции высокого уровня, которая характерна только для индустрии пластмасс, ведь современные высокотехнологичные сенсорные пленки могли появиться на свет лишь благодаря высокой степени интеграции различных сенсорных технологий, электроники и методов переработки пластмасс. Как и электронные дисплеи наших повседневных спутников - смартфонов, многие современные высокотехнологичные продукты невозможно представить без высокотехнологичного производства на основе высокотехнологичных материалов.

Таким образом, на выставке К 2019 будут демонстрироваться энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии производства новых продуктов, наряду с решениями экологических проблем, возникших в связи с широкомасштабным применением пластмасс.

Ольга Прудовская
Обзор предоставлен Выставочным советом К 2019
Рейтинг: 0.00 (0 голосов) - Оцените эту новость -