张永建
广西蒙娜丽莎新材料有限公司, 广西 梧州 543300
摘要：受国家节能环保政策的影响，陶瓷行业的发展模式正在从以“量增长”为主的模式转向“调整优化存量、做优做强增量”并存的发展模式。我国建筑陶瓷企业为了适应新形势下的发展要求，逐步把人工智能技术应用到建筑陶瓷生产行业中，为建筑陶瓷行业发展注入了新的活力，为建筑陶瓷立于世界领先地位，做出了积极努力。
关键词：人工智能技术；建筑陶瓷；产业发展；应用
1我国陶瓷行业的发展简史
我国的陶瓷行业具有悠久的历史，早在五千多年前就发明了陶器（传说1.2万年前的旧石器时代就已经使用陶器，但有待进一步考证，此处引用官方定论），在3200多年前的商代中期出现了早期的瓷器。直至明清时期，陶瓷的工艺技术愈加成熟，颜色釉料更加丰富，青花瓷、玲珑瓷、斗彩、五彩、素三彩继续发展，又发明了珐琅彩、粉彩和釉下五彩等新品种，产品伴随着中国文化开始远销世界各地，对中华民族传统文化的传播和弘扬起到了巨大作用。从陶瓷的发明到近代，中国在世界一直处于主导地位。建筑陶瓷在80年代中期以贴牌方式出口创汇，以及从80年代末佛陶集团开启了引进国外先进设备的大幕，主要是大规模从日本和欧洲进口整套生产设备和配件，90年代开始进入以仿制欧洲和日本设备的吸收消化阶段。这种初级形态是作为后发国家向先进国家学习、模仿的必经之路。经过30多年的发展，国内得益于城镇化和房地产的持续高速发展，以每年消费约70-80亿平方米的体量成为全世界最大的瓷砖消费市场；也成了迄今为止最大的瓷砖出口国，虽然已经从最高峰有所回落，目前每年出口多达8亿平方米，占比9-10%左右；从陶瓷生产设备、配件和材料来说，也是产值全世界第一，近年的出口份额向好。建筑陶瓷行业得到迅猛发展，建筑陶瓷企业遍布全国各地，在中国的工业史中占据着重要地位。
2人工智能技术在建筑陶瓷产业发展中的应用
2.1在建陶产品设计的应用
在产品设计环节，采用数字化设计技术，可以使设计使用的材料和设备简化，设计创意空间更加灵活开阔，充分模拟现实，预视效果逼真。对于造型复杂的陶瓷产品，可以通过3D智能数字化的手段对陶瓷产品的外观和性能进行设计，将所需的造型输入到3D打印机中，通过3D打印技术打印出该造型，并对其强度、质量等进行模拟运算和调整，使得产品的设计更加精细。此外，通过3D打印技术，企业可以有效地与消费者面对面沟通，就产品的颜色、图案、形状等外观等进行协商，及时对设计稿进行修改，并按照消费者的需求和喜好设计出最终产品，有效地满足了消费者的需求，提高了产品的差异化竞争能力。
2.2在建陶产品生产中的应用
2.2.1窑炉烧成智能优化控制系统
传统窑炉烧成采用较为落后的手动控制烧成，调整温度和窑炉传动工作量大，人工成本高，温度调节不精准，易造成产品质量问题。现在的窑炉烧成智能优化系统中，温度控制表有处理热电偶信号和控制执行器的功能，通过热电偶把温度转换为电信号到控制器调整进气量来控制温度。操作工能在控制室电脑屏幕上看到窑炉温度参数和压力制度等实时显示，当窑炉出现异常报警时，控制室面板上也会显示，以便操作工快速做出调整，并自动记录，可减少窑炉工记录报表的次数；并将控制室屏幕操控系统连入手机APP，当窑炉处发现问题时，直接在手机上调整，智能化程度高。
2.2.2陶瓷工业喷雾干燥智能控制
在陶瓷工业领域，陶瓷颗粒质量如颗粒含水率及粒径分布等是衡量陶瓷产品质量好坏的重要指标，颗粒最终含水率对于后续产品的密度和收缩率具有一定的影响，而粒径分布会使得产品的致密度、收缩率和强度发生一定的变化，对于陶瓷工业喷雾干燥制粒过程，企业一方面常常需要24小时监控防止生产出来的陶瓷颗粒质量不符合标准，如粉料最终含水率过高或者过低、粒径分布比例不宜、碎裂以及空心化等问题，而解决问题的方法多是依靠经验进行喷雾干燥参数的调节，如提高进气温度、增大进塔和出塔之间的温差、提高泥浆温度、降低泥浆含水率等，缺乏一定的科学指导，另外由于喷雾干燥参数之间关系复杂，多个参数一起调节很难保证颗粒的质量满足要求，也无法保证是最优参数，会造成废料的产生和能源的浪费。另一方面喷雾干燥生产出来的陶瓷颗粒受到堆积程度、温度等因素影响，在线实时监控颗粒质量参数变化的仪器由于难以保证精度导致应用不多，多数企业关于陶瓷颗粒质量都是通过间接方法进行检测，如烘干法测含水率、筛分法测粒径分布，测量结果具有一定的延迟性，而陶瓷工业喷雾干燥设备多是连续性生产，一旦抽样检测的颗粒质量不符合要求，由于检测的延迟性无法及时对参数进行调整，就会导致这批生产出来的颗粒不合格成为废料，造成能源的浪费。因此，根据上述两个方面的描述，建立陶瓷工业喷雾干燥预测模型显得尤为重要，一方面为喷雾干燥参数的调节提供一定的指导，在保证质量的前提下优化参数降低能耗，另一方面实现对喷雾干燥过程的实时预测，对颗粒质量不达标及时作出反应，减少连续性生产过程中颗粒的不良率。近些年随着人工智能技术的快速发展，智能制造为传统制造行业注入了新动力，在工业上经常会面临复杂的非线性问题或者优化问题，传统模型难以实现很好的结果，但人工智能模型通过自学习和自适应能力可以解决难以建立数学模型的问题，能获得最优结果及能自动调节参数适应不同工况下的加工，更加智能，同时也可以降低在生产中各个方面的成本。而陶瓷行业在环保、成本日渐压力增大的环境下，智能化可以说是新一轮的机遇，从原材料入仓到球磨、制粒、烧结等环节，智能化设备有很大的应用空间。
2.2.3自动储砖系统
自动储砖系统是连接窑尾自动上下砖机与抛光线（或磨边线）自动上砖机的中间环节，是瓷砖经过自然冷却及连续运输过程中的自动化系统。在陶瓷行业24小时连续生产模式下，有效地减少了工人数量、降低了劳动强度、改善了劳动环境、降低了产品破损率、避开了用电高峰期、极大提高了生产效率，实现了由人工3班轮换制向1班制的自动化生产模式转变。特别是能够在连续生产的情况下实现抛光线间断生产的缓存功能，同时避免了传统陶瓷储砖模式存在的机动叉车燃油烟气及运行扬尘、噪音等环保问题。通过自动储砖系统，生产线不仅可以连贯运转，而且省去了3台叉车及其维护费和油费，一年可以节约成本一百多万。在人员配置上三个班至少可以减少17名员工，实现了智能化生产减员增效的目标，同时实现了错峰用电，大大减少了用电量，产生了较大的经济效益。
2.3在建陶产品销售中的应用
通过计算机技术的应用，可以促进解决产能过剩的问题。利用大数据分析的技术，对企业的销售情况、产品销售变化等进行统计和分析，找出满足需求的生产方案，并灵活地根据实际情况进行生产计划的调整，制定有弹性的生产计划，尽可能使得供需之间的关系达到一定的平衡，减少产能的浪费。另外，企业可以对产品目标市场进行充分的调查，收集相关市场信息，利用数据分析技术对生产计划进行科学合理的调整，并制定有针对性的销售计划。销售部门还可以通过计算机技术的应用总结出不同地区对建筑陶瓷的不同需求，并有针对性地对相关地区制定销售计划，从而争取产品的利润最大化。
3结束语
通过人工智能技术的使用，可以有效地优化建筑陶瓷生产的各个工序，减少生产的能耗和成本，提高产品的质量，提高企业的综合竞争力，从而推动企业的不断发展。随着人工智能技术的不断发展，实现建筑陶瓷产业从“中国制造”到“中国智造”的历史性跨越已指日可待。
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