“5G+AI”驱动药用玻璃工厂“智”变

　　【阅读提示】

　　在医药包装领域，中性硼硅玻璃是高端药品首选的包装材料。但这一产品曾长期依赖进口，价格居高不下，供应受制于人。

　　在沧州，一家企业正以“5G+AI”智能工厂建设提升产品性能，抢占高端市场，打破国外长期垄断的格局。

　　日前，本报记者赴沧州探访这家企业的“智”变之路，看其如何以数据驱动提升智造实力，为药用玻璃行业数字化转型打造可复制的样本。

　　沧州四星玻璃股份有限公司生产的中性硼硅玻璃产品。（摄于4月28日）河北日报记者 李冬云摄

　　“智”眼上岗，提升质检效率

　　4月28日，沧州四星玻璃股份有限公司（以下简称“四星玻璃”）制瓶车间的生产线上，一支支中性硼硅玻璃瓶随着传送带整齐列队前进。经过检测工位时，设置在不同方向的六台工业相机以每秒上百帧的速度高速抓拍，AI系统快速完成图像数据与标准瓶参数的比对——合格的瓶子继续向前，不合格的瓶子被高压气嘴“吹出”流水线，掉入废料桶，等待回收再利用。

　　“我们在生产线上全面部署了热端、冷端智能检测设备，用机器视觉替代人工肉眼判断，结合AI深度学习建立合格产品模型，实现了产品外观、尺寸、缺陷的全自动在线检测。”四星玻璃IT管理部部长刘哲说，以前人工检测误差大、主观性强、效率低的问题，现在基本解决了。

　　过去可不是这样的景象。在这家工厂里，曾经常年有大量质检员从事着枯燥而费眼的人工检瓶工作。

　　“我们以前就是靠人看。”四星玻璃质量管理部经理王立娟介绍，那时候，质检员在灯检台前用肉眼审视一个一个瓶子，有没有气泡、裂纹、尺寸偏差，全靠经验判断。一天下来，眼睛酸痛、干涩是常态，漏检、误检在所难免。更关键的是，人工检测只能抽检，不可能做到个个过目。

　　如今，这个场景已经被AI彻底改写。

　　“这套系统最大的价值，是从抽检变成了全检。”刘哲说，现在AI全检，每一个瓶子都要过相机、留数据。更重要的是，AI消除了人与人之间的判断差异——同样的缺陷，一名质检员觉得能放行，另一名质检员觉得不能放行，类似这样的问题在AI系统里不复存在。

　　但这还不是这套系统最厉害的地方。AI智能检测系统的最厉害之处在于，它还可以通过缺陷机理分析随时指导生产。

　　在检测工位旁的电脑屏幕前，王立娟指着实时更新的缺陷统计数据表说：“今天这一班生产的玻璃瓶中，脏污、划伤、裂纹、破损的产品数量和比例一目了然。哪一类比例超出正常值，我们对照数据去查，几分钟就能锁定问题根源。”

　　过去，王立娟带着技术人员在生产线上一圈一圈地转，凭经验猜测问题出在哪里，往往要花上两三个小时。如今，她坐在电脑前就能实时掌控全局。从“事后救火”到“实时调控”，这个转变大幅降低了废品量，提升了生产效率。

　　这套AI智能检测系统能够如此精准地追溯问题，背后有一个关键支撑——工业互联网标识解析体系。

　　“我们给每一件产品、每一批原材料、每一台设备都赋予了唯一的‘身份码’。从原料进厂到成品出库，每一个环节的数据都通过这个码串联起来。”刘哲说。

　　这意味着，每个玻璃瓶从哪条产线、哪台设备、哪个班次生产出来，用的哪一批玻璃管、哪一批包装材料，全部可查可溯。

　　“过去出了质量问题，想追溯源头几乎不可能，因为信息是断点的。现在有了这个‘一物一码’，从原料到成品，全生命周期数据链是打通的。”刘哲说，产品质量管理已经从“断点式”的事后管理，变成了全过程可追溯、可分析、可预警的数据链管理。

　　目前，四星玻璃AI视觉检测的关键检测准确率已超过99%，产品质量整体提升3%，不良品率下降18.75%。曾经需要数十名质检员三班倒完成的检测任务，现在基本由AI替代完成。

　　这种全流程可追溯的能力，对四星玻璃的下游客户制药企业意义重大。药品包装材料直接关系到药品安全。如今，包材质量可精准追溯，每一批次产品都有“出生证明”，大大增强了客户对四星玻璃的信任度。

　　从“事后抽检”到“在线全检”，从“经验猜测”到“数据溯源”，AI质检给四星玻璃带来的不仅是生产效率的提升，更是质量管控理念的根本转变。

　　4月28日，沧州四星玻璃股份有限公司玻瓶生产线检验车间全景。河北日报记者 李冬云摄

　　“智”汇数据，连通信息孤岛

　　采访中，刘哲打开电脑，登录四星玻璃智能制造平台。屏幕上，当天的实时产量、热端检测合格率、冷端检测合格率、退火炉温度分布等数据一目了然，数字随着生产线的运转不断跳动更新。

　　如果说AI质检是四星玻璃智能工厂的关键点位，那么这个智能制造平台就是将这些关键点位串联而成的数据网。

　　四星玻璃搭建了覆盖全厂的5G专网，56条产线、744台设备、1.2万多个关键点位全部联网，数据汇入四星玻璃智能制造平台，打破了过去生产、设备、质量、仓储、营销之间的信息孤岛。

　　“透明化是最直观的感受。”刘哲说，任何一个有权限的管理者，打开手机或电脑，就能看到每条产线的实时产量、成品率、能耗数据。业务员不用再层层打电话，自己就能查到客户订单的生产进度。

　　但在过去，信息可不是这么“跑”的。

　　过去，业务员接了客户订单，要填表格给销售内务；销售内务汇总后交给计划考核部；计划考核部要查库存、算物料，再分别通知采购和生产；生产班长每天下班后手写台账，记录当班产量；厂长想了解生产进度，也得一个车间一个车间地打电话问……

　　这种模式下，信息的滞后性是最大的痛点。“客户问业务员货生产到多少了，业务员只能问销售内务，销售内务问车间主任，车间主任查完台账再一层层传回来，等客户拿到答复，可能已经过了大半天。”刘哲说。

　　现在，四星玻璃甚至把部分权限开放给了客户。客户可以登录临时账号，实时查看自己订单的生产进度。“有的同行可能会跟客户说‘马上做出来了’，但到时间交付不了，我们不用多说，直接让客户线上监工。”刘哲说，这种透明化不仅赢得了客户信任，更成为四星玻璃在竞标中的差异化优势。

　　系统搭起来了，数据能“跑”了。数据的打通，还直接将仓库管理提升到智能化水平。

　　四星玻璃的自动化立体库里，看不到工人，在地面跑的AGV小车与货架轨道上穿梭的智能运输车密切配合，将成箱的玻璃产品精准送入指定货位。

　　仓库货架共九层，通高三十多米，总货位达1.8万个，从生产线下来的产品，通过自动传送带和AGV小车无缝衔接入库；接到出库指令后，系统自动调度小车将货物取出。

　　“以前出入库全靠叉车司机一趟一趟跑，账目还得专人手工记录，现在产线需要什么物料，仓库秒级响应，成品下线入库，账目就自动更新。过去货找不到了、账对不上了的烦恼，再也没有了。”四星玻璃物资管理部部长王焕卫说。

　　这套智能仓储系统实现了自动化立体库密集存储，出入库效率提升80%，存储空间利用率提升5.5倍。原来需要人工花3到5天才能完成的排产计划，现在系统一键就能生成，根据订单紧急程度、设备状态、物料库存自动优化排产方案，设备综合利用率提升了14.1%。

　　智能工厂“转起来”，底层数据“跑起来”。

　　从“信息孤岛”到“数据闭环”，从“人工传递”到“自动流转”，这套5G+数据平台，让四星玻璃生产效率提升15.48%，订单准时达成率提升9.64%，库存周转率提升13.95%。

　　4月28日，沧州四星玻璃股份有限公司副总经理杨连森介绍企业生产的高附加值中性硼硅玻璃双腔瓶。河北日报记者 李冬云摄

　　“智”聚全链，建设共享工厂

　　在四星玻璃的产品展厅里，陈列着卡式瓶、西林瓶、安瓿、预灌封注射器等数十款高附加值药用玻璃包材。

　　“这是双腔卡式瓶，上面一个腔，下面一个腔，中间有导管，用的时候两个腔的药液混合，专供高附加值、易降解、需冻干复溶的高端注射剂。目前国内能生产它的只有两三家公司。”四星玻璃副总经理杨连森拿起一个小玻璃瓶说。

　　随着智能工厂建设，企业产品在国际市场的竞争力不断跃升。

　　2022年之前，四星玻璃在国内药用玻璃瓶市场的占有率约20%，客户约300家；如今，市场占有率已提升至43%，客户超过700家，企业产值也从3亿元增长到7亿元。

　　目前，四星玻璃的中性硼硅玻璃管、玻璃瓶已通过美国FDA认证和欧盟标准认证，出口全球40多个国家和地区。

　　在国际市场的突围，得益于新技术实现带来的降本增效。

　　四星玻璃在世界上首创冷顶式全电熔维洛法生产药用中性硼硅玻璃技术。“这种纯电熔炉是立式封闭保温，让玻璃料自己成为导电介质加热，与国际上传统的气电混合、卧式结构窑炉相比，能耗低60%。”杨连森说，同时，“5G+AI”智能工厂建设，让企业产品有能力对标国际一线品牌。

　　智能化转型的脚步一直在加速。

　　2024年下半年，在沧州高新区，四星玻璃建设的医药产业链集约化智能制造共享工厂开工建设。与传统工厂不同，它按照共享工厂理念设计，打造“玻管+玻瓶和预灌封+药品受托生产”的一体化生产运营体系，把拉管、制瓶、药品灌装生产线连接到一起，将大幅降低生产、包装、运输成本。

　　“共享工厂全面建成后，窑炉产出的玻璃管通过空中封闭连廊直接输送到制瓶车间，制瓶车间产出的瓶子经AGV小车自动转运至旁边的药厂洁净车间，省去了包装、运输、外库存储等中间环节。”杨连森说。

　　目前，第三座窑炉已点火投产，并有多家企业签约入驻。项目全部达产后，预计年产值可达100亿元，该共享工厂将成为国内最大的医药注射剂集约化生产基地。

　　为支撑未来智能化管理系统海量数据的存储和运行，四星玻璃自建了企业私有云。

　　刘哲刷卡打开共享工厂数据中心的自动门，一排排黑色机柜整齐排列，指示灯如繁星般闪烁。“这里是工厂未来的‘超级大脑’，算力达到每秒2.95千万亿次，所有生产线的数据都将实时汇聚到这里，保障全厂数据的实时处理和AI模型的持续优化。”他说。

　　据了解，这座共享工厂还与华润热电达成了战略合作。工厂将利用其廉价工业蒸汽、冷冻水、热水和软水，结合光伏发电，将能耗成本降至最低。而且，能源供应与生产调度完全接入智能化管理系统，可实现按需分配、动态优化。

　　未来，四星玻璃还将依托智能制造平台建设数字孪生工厂。

　　这家共享工厂的最终目标，是升级为“黑灯工厂”，实现从原料到成品的全流程无人化生产，让工厂不仅是成本控制中心，更成为推动产业升级、驱动行业高质量发展的标杆。（河北日报记者 李冬云）

　　4月28日，沧州四星玻璃股份有限公司为国外客户生产的中性硼硅玻璃管包装完毕，等待入库。河北日报记者 李冬云摄

　　【记者观察】

　　一家药玻工厂的“智”变启示录

　　传送带上的玻璃瓶如流水般穿梭，工业相机频繁闪烁，高压气嘴精准剔除不合格品，AGV小车在地面忙碌搬运，工厂智能制造平台的显示屏上，生产数据实时跳动……沧州四星玻璃股份有限公司的制瓶车间里，几乎看不到工人，全是机器，整个工厂已经有了未来工厂的雏形。

　　而就在几年前，工厂里还是另一番景象：质检员在强光灯下眯着眼一个一个看瓶子，车间主任一圈圈转着生产线查找问题，业务员为了查一个订单进度要打四五通电话……

　　从凭经验决策到靠数据说话，这个转变背后，是智能化带来的整个生产流程的重塑。

　　四星玻璃这场智能化升级之路并非一蹴而就。企业从手工生产到机械化用了十几年，从机械化到自动化又用了近十年，从自动化到智能化又走了十年。

　　这条漫长的进化路上，有一个关键节点值得关注。早在2005年，当国内疫苗、生物制剂广泛使用的还是成本更低的钠钙玻璃和低硼硅玻璃时，四星玻璃就开启了中性硼硅玻璃管的自主研发。

　　那时市场并不大，投入却巨大，但企业认定高端药用玻璃的国产化是大势所趋，必须打破国外垄断，把“卡脖子”环节攻克。顶着资金压力，四星玻璃研发出冷顶式全电熔维洛法生产药用中性硼硅玻璃技术，不仅将中性硼硅玻璃的国际价格拉下来一半以上，更为后来的智能化改造铺就了前路。

　　这种在当时看来十分超前的行业洞察，被证明是精准的提前卡位。2015年之后，国家药品审评审批制度改革，特别是关联审评审批制度的推进，对药用玻璃包材的质量提出了更高要求，四星玻璃就在中国医药包装市场从中低端向高端迈进之时，打出了准备多年的王牌。

　　如今，四星玻璃已成为全球第四家能够规模化批量生产药用中性硼硅玻璃的企业。

　　另一个让记者印象深刻的是，四星玻璃正在用共享工厂模式打破传统产业链的边界，将单一产品竞争优势转化为产业链的综合竞争优势。

　　现有生产线上，四星玻璃给每一支瓶子赋予“身份码”，把客户拉进数据系统查看订单生产进度，用透明化赢得客户信任。

　　而在新建的医药产业链国产化智能制造基地中，四星玻璃把药企引入生产基地，从制管、制瓶到药品灌装一条龙完成。在这里，四星玻璃已经不是简单的包材供应商，而是深度嵌入客户生产体系的战略伙伴。这种模式将大幅提升客户黏性，形成强劲持久的竞争力。

　　从“进口依赖”到“反向出口”，从单点AI应用到全链数据贯通，从卖产品到卖服务，四星玻璃正在顺势而为，打造制造企业数智化转型突围的示范标杆。（文/河北日报记者李冬云）

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　　中国药用玻璃国产替代进程加速

　　药用玻璃是最常用的药品包装材料之一，其化学稳定性直接关系到药品安全。按含硼量高低，药用玻璃分为钠钙玻璃、低硼硅玻璃和中性硼硅玻璃三类。中性硼硅玻璃因膨胀系数低、化学稳定性好、不易与药剂产生反应，被誉为“药用玻璃之王”。

　　长期以来，我国药用玻璃行业呈现“低端过剩、高端依赖”的格局。国内市场上，钠钙玻璃和低硼硅玻璃占比超过80%，以价格低廉占据主导。而在技术难度大、生产壁垒高的中性硼硅玻璃领域，国外企业凭借数十年技术积淀形成较高壁垒，掌控议价权。

　　然而，随着政策端的持续发力，国内企业加速突围，这一格局正被打破。

　　政策端，仿制药质量和疗效一致性评价政策规定，注射剂使用的包装材料和容器的质量与性能不得低于参比制剂；关联审评审批制度实行药品与药用包材的关联审评，包材变更须与制剂同步申报……在多重政策驱动下，药企转向安全性更高的中性硼硅玻璃，市场需求快速释放。

　　市场端，人口老龄化加剧、创新药市场发展等因素，促使国内药用玻璃龙头企业在市场份额和技术水平上不断提升，中性硼硅玻璃产量从2016年的1万吨跃升至2025年的11.3万吨，药用玻璃的国产替代正稳步推进。

　　河北是国内药用玻璃产业的重要集聚区，目前已形成以沧州为核心、石家庄、邯郸等地多点协同的产业格局。沧州四星玻璃股份有限公司是全球第四家采用自有技术规模化生产药用中性硼硅玻璃的企业，中国药用制瓶机国产设备90%以上出自石家庄的河北陆源科技有限公司。

　　从玻璃管、玻璃瓶到预灌封注射器全链条国产化，河北药用玻璃产业正加速从中低端迈向高端，在全国药用玻璃国产替代进程中占据重要位置。（文/河北日报记者李冬云）