Die Kupferrohrindustrie tritt in die Ära der „intelligenten Fertigung“ ein: Wie verändern Digitalisierung und neue Materialien eine jahrhundertealte traditionelle Industrie?

Intelligente Fabriken: Disruptiver Wandel von der „erfahrungsbasierten Produktion“ zur „datengesteuerten“

Im Jahr 2025 steht die intelligente Transformation Chinas an Kupferrohr Die Industrie beschleunigt sich. Die Jiangxi Jinlong Copper Tube Group baute die branchenweit erste intelligente Fabrik auf Excellence-Niveau und erreichte die Datenerfassung von 110 angeschlossenen Geräten, was die Auftragsabwicklungseffizienz um 40 % verbesserte und den Energieverbrauch pro Produkteinheit unter den nationalen First-Level-Standard senkte. In der 5G-Digital-Twin-Fabrik von Guangdong Longfeng Precision Copper Tube ist jede Produktionslinie mit Mikro-5G-Basisstationen ausgestattet, wodurch die Datenlatenz der Geräte auf Millisekunden reduziert und ermöglicht wird vollständig digitales Management von der Rohstoffzuführung bis zur fertigen Produktverpackung.

Die Anwendung von Intelligente Produktionsplanungssysteme ist besonders hervorzuheben. Herkömmliche Kupferrohrunternehmen verließen sich bei der Planung auf erfahrene Meister, die alle 2–3 Tage Anpassungen erforderten. Während intelligente Fabriken KI-Algorithmen nutzen, um in Echtzeit optimale Produktionspläne auf der Grundlage von Auftragspriorität, Ausrüstungsstatus und Lieferterminen zu erstellen, wodurch der Anpassungszyklus auf 2 Stunden verkürzt wird. Diese Transformation bringt erhebliche Vorteile mit sich: Jiangxi Yuntai Copper verbesserte die Ressourcennutzung um 15 % und spart durch die MES-Systemintegration jährlich über 400.000 CNY ein.

Tabelle: Vergleich der Schlüsselindikatoren der intelligenten Transformation in Chinas Kupferrohrindustrie (2025)

Abbildung: Die Smart-Factory-Architektur umfasst typischerweise Wahrnehmungs-, Netzwerk-, Datenverarbeitungs-, Ausführungs- und Anwendungsschichten und ermöglicht den Datenfluss von Sensoren zu Cloud-Plattformen.

Materialrevolution: Sprung von „einfachen Kupferrohren“ zu „funktionaler Individualisierung“

Innovationen bei Kupferrohrmaterialien erweitern kontinuierlich die Anwendungsgrenzen. Jiangxi Nailuo Copper Industry hat hochreine Präzisionskupferrohre mit extrem niedrigem Sauerstoffgehalt und einem kontrollierten Sauerstoffgehalt von unter 5 ppm entwickelt, wodurch die Verarbeitungsgebühren auf das Sechsfache von gewöhnlichen Produkten anstiegen und ausländische Technologiemonopole erfolgreich gebrochen wurden. Dieser Materialdurchbruch ermöglicht es Kupferrohren, in High-End-Bereiche wie Halbleiter-Sputtertargets und Flüssigkeitskühlsysteme für Energiebatterien vorzudringen.

Dünnere, stärkere neue Materialien auf Kupferbasis rücken in den Mittelpunkt des Wettbewerbs. Das Gansu Hailiang New Energy Material Research Institute produziert 3,5 Mikrometer ultradünne Kupferfolie für Lithiumbatterien, so dünn wie 1/10 eines menschlichen Haares, mit einer Zugfestigkeit von über 700 MPa. Diese ultradünne Folie kann die Energiedichte der Batterie um 1–2 % erhöhen und so die Reichweite von Fahrzeugen mit neuer Energie direkt steigern. Die ultrafeinen Leiterdrähte aus Kupferlegierung von Jiangxi Kangcheng Tedao New Material mit einem Durchmesser von einem Sechstel Haar erfordern Verarbeitungsgebühren, die 100-mal höher sind als bei gewöhnlichen Kupferrohren.

Funktionale Individualisierung ist der Schlüssel zu einem differenzierten Wettbewerb. Für unterschiedliche Anwendungsszenarien entwickelten Unternehmen antibakterielle, selbstheilende und hochwärmeleitfähige Kupferrohre. In der Yingtan High-Tech-Zone können Unternehmen maßgeschneiderte Rohre mit einer Wandstärkentoleranz von ±0,003 mm herstellen, die den extremen Anforderungen in der Medizin sowie in der Luft- und Raumfahrt gerecht werden.

Technologische Durchbrüche: Weg von „Einführung und Absorption“ zur „unabhängigen Innovation“

Der technologische Fortschritt der chinesischen Kupferrohrindustrie hat sich grundlegend verändert. Die Tai Heavy Group entwickelte unabhängig eine 6000-US-Tonnen-vorwärtsgerichtete, doppelt wirkende Kupferextrusionsmaschine, brach ausländische Monopole bei großen Kupferextrusionsanlagen und ermöglichte es China, unabhängig Kupferrohre mit großem Durchmesser für die Kernkraft- und Schiffstechnik herzustellen. Dieses Gerät nutzt die digitale Zwillingstechnologie für die virtuelle Inbetriebnahme und erreicht so eine Installationsgenauigkeit im Millimeterbereich.

Die Zusammenarbeit zwischen Industrie, Universität und Forschung erwies sich als effektiv. Das „separate horizontale Stranggussverfahren mit extrem niedrigem Sauerstoffgehalt“ von Jiangxi Nailuo Copper und der Jiangxi University of Science and Technology ersetzte teure ausländische „Vakuumverfahren“, wodurch die Produktionskosten auf ein Achtel gesenkt und die Produktion um das 30-fache gesteigert wurden. Durch dieses „Unternehmen stellt Probleme, Universitäten lösen sie“-Modell schlossen sich Experten der Nanchang-Universität den Unternehmen als „Technologie-Vizepräsidenten“ an, um die Herausforderungen der Branche anzugehen.

Intelligente F&E-Tools beschleunigen die technologische Iteration. Hailiang nutzt die Digital-Twin-Technologie, um Forschungs- und Entwicklungsplattformen für virtuelle Materialien zu schaffen und so die Entwicklung neuer Materialien von 18 Monaten auf 6 Monate zu verkürzen. KI-gestützte Konstruktionssysteme simulieren die Leistung verschiedener Legierungsverhältnisse und verdreifachen so die Erfolgsquote in Forschung und Entwicklung.

Green Manufacturing: Nachhaltige Entwicklung von „Energieverbrauchskontrolle“ zu „Null-Kohlenstoff-Fabriken“

Umweltstandards verändern die Branchenlandschaft. Der Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM) der EU erlegt traditionell hergestellten Kupferrohren zusätzliche CO2-Kosten auf, während kohlenstoffarme Rohre mit über 80 % recyceltem Kupfer von den Zöllen befreit sind. Dies setzt chinesische Unternehmen unter Druck, die grüne Transformation zu beschleunigen.

Führende Unternehmen haben Kohlenstoffmanagementsysteme für den gesamten Lebenszyklus entwickelt. Hailiangs intelligente Produktionslinie der fünften Generation erhöhte die Jahreskapazität pro Linie um 80 %, reduzierte den Energieverbrauch pro Produkteinheit um 30 %, verbraucht jährlich 150.000 Tonnen recyceltes Kupfer und senkt die CO2-Emissionen um 156.000 Tonnen. Die Energiemanagementplattform der Jinlong Copper Tube Group ermöglicht die Echtzeitüberwachung und Optimierung des Strom-, Gas- und Wasserverbrauchs und spart so jährlich 18.500 Tonnen Standardkohle ein.

CO2-freie Fabriken setzen neue Maßstäbe. Ein Kupferrohrunternehmen aus Jiangsu baute die erste integrierte Photovoltaik-Smart-Fabrik der Branche, wobei Solarmodule auf dem Dach 60 % des Produktionsbedarfs decken und überschüssigen Strom für die Produktion mit „negativem Kohlenstoff“ exportieren. Dieses Modell wird landesweit gefördert, wobei erwartet wird, dass der Anteil der recycelten Materialien in der Branche bis 2028 von 35 % auf über 50 % steigen wird

Zukünftige Trends: Wie intelligente Kupferrohre das Zeitalter des Internets der Dinge vorantreiben

Mit der Einführung von 5G und IoT werden intelligente Kupferrohre zu Schlüsselkomponenten in Smart Cities. Eingebettete Sensoren überwachen Durchfluss, Temperatur und Druck in Echtzeit und ermöglichen so eine frühzeitige Leckwarnung. In intelligenten Gebäuden sind diese Rohre mit Gebäudemanagementsystemen verbunden, um Heizung/Kühlung automatisch anzupassen und so den Energieverbrauch zu optimieren.

Es entsteht das Tubes-as-a-Service-Modell. Führende Unternehmen bieten mittlerweile integrierte „Kupferrohr-Überwachungswartungsdienste“ statt nur Produkte an. Kunden zahlen auf Basis von Nutzungseffekten und Hersteller optimieren die Pipeline-Leistung mithilfe von Echtzeitdaten und schaffen so Win-Win-Situationen. Dieses Modell eignet sich für große Gewerbekomplexe und Rechenzentren und könnte bis 2030 30 % des High-End-Marktes erobern.

Personalisierte Individualisierung erfüllt die Verbrauchernachfrage. Mithilfe von 3D-Druck und flexibler Fertigung nehmen Unternehmen vielfältige Kleinserienaufträge für Heimwerker und professionelle Kunden an. Das bedeutet, dass Kupferrohre bald wie normale Waren über E-Commerce-Plattformen direkt an Endverbraucher verkauft werden könnten.

Neue Qualitätsproduktivkräfte verändern die Wertelogik der Kupferrohrindustrie

Die Kupferrohrindustrie Bei der Transformation handelt es sich im Wesentlichen um die Umgestaltung der traditionellen Fertigung durch neue Qualitätsproduktivkräfte. Intelligentisierung ist nicht mehr optional, sondern überlebenswichtig; Materialinnovationen sind nicht mehr auf Labore beschränkt, sondern sind eine Wettbewerbswaffe. Die grüne Transformation ist nicht nur politisch getrieben, sondern eine Voraussetzung für Entwicklung.

In den nächsten fünf Jahren wird das Muster von „ die Starken werden stärker „​ wird sich intensivieren: Führende Unternehmen mit technischen Vorteilen und Skaleneffekten werden ihren Vorsprung durch kontinuierliche Investitionen in Forschung und Entwicklung ausbauen; während OEMs, denen es an Innovationsfähigkeit mangelt, möglicherweise verdrängt werden. Für chinesische Unternehmen ist es entscheidend, die beiden Motoren der Intelligenz und neuer Materialien zu nutzen, um die globale Kupferrohrindustrie zu dominieren.