摘 要
為實現紡織企業規范化、細致化管理,引入了原棉視頻識別卡標識,規范了原棉質量數據的管理;應用了細紗單錠檢測系統和生產信息管理系統,實現了紗線生產過程的實時監控和信息管理;采用了自動換卷裝置、粗細聯、自動落紗小車、自動導航運輸小車、智能化托盤包裝,簡化了操作流程,提高了生產效率和產品質量。認為以上自動化智能化技術及設備有利于提高成紗質量及穩定性,有利于分析總結,指導生產和質量追蹤,有利于減少用工。指出:自動化、智能化、物聯網的應用,可以達到減員增效的目的,進而提升紡織企業的綜合競爭力。
關鍵詞
自動化;粗細聯;自動落紗小車;單錠監測;絡筒專家系統;智能包裝;物聯網
傳統的紡織行業屬于勞動密集型行業,不斷上升的人工成本成為企業發展中重要的痛點之一,自動化、智能化紡織設備的大量應用,有效地幫助紡織企業解決了用工多、生產效率低、產品質量不穩定等系列問題,成為目前紡織企業發展的新方向。紡織企業生產過程涉及很多繁瑣、笨重的工作,如信息標識的管理、過程監控、數據集成、統計分析、半制品的輸送等。如果全部通過人工來完成,準確性及工作效率受人為因素影響較多;實行自動化、智能化控制,不僅保證了統計和監控數據的 準 確 性,而 且 集 成 化 數 據 使 用 方 便、快捷。半制品、成品的自動化運輸和打包顯著降低了工人的勞動強度,提高了工作效率。下面以我公司為例,介紹自動化、智能化以及物聯網技術在企業生產過程和日常管理中的應用。
1 信息化系統化管理
1.1 原棉包射頻識別卡標識
傳統的原棉包標識常用嘜頭條形碼來記錄棉花產地,經檢測記錄儲存棉包的質量數據,將兩方面結合考慮進行人工排序,按優劣分組使用棉花,在這個過程中有很多數據需要人工整理、排序,統計量大且容易出錯,不能保證優質棉花優先使用。現在我們所有的棉包統一配備射頻識別卡(以下簡稱 RFID )(如圖 1 所示),通過RFID 卡記錄、傳遞每包的質量檢驗信息,實現了棉花出入庫的信息化管理,提高了倉庫管理效率;在紗廠配棉時通過使用自動配棉系統,實現原棉領用及配棉自動化和原棉質量數據系統化管理;利用系統中配棉方案歷史數據,提高配棉合理性和科學性;真正做到優棉優用,保證了成紗質量的穩定性。
1.2 生產信息管理系統
生產信息管理系統(以下簡稱 SMIS )主要包括:自動配棉管理、訂單排單出貨、生產調度、車間生產管理、倉庫管理、工藝管理、保全管理、質量管理等模塊,實現所有訂單的生產全流程系統管理。各工序的產量、停機時間、停機原因、生產效率、上下機的品種安排、成品的出入庫、半制品及成品的檢測、原棉及成品的投訴等信息,通過人工錄入SMIS 系統,并且和單錠監測系統直接對接,安裝系統查看所需要的信息,真正實現紗廠生產信息公開化。此外我公司還將生產 SMIS 系統對下游織造廠公開,使織造廠也能直接得到紗線的相關信息。生產過程中任何一個品種的生產情況都可以通過系統自動篩選導出,特別是在線產量、故障原因、成品出入庫等數據信息,導出后可以進行分析和指導生產。關于用戶反饋的問題能夠從系統中快速查找出當時的生產情況,尋找解決問題的辦法。該系統使用方便,數據存儲量大。
1.3 細紗單錠監測系統
單錠檢測系統是在每個紗錠前面安裝磁性傳感監測裝置,用來實時在線檢測每個錠子的工作狀況,磁性傳感器是根據鋼絲圈運動傳感原理檢測到實時斷頭及錠子速度,它不會受到飛花遮擋的影響,通過檢測錠子的運轉速度發現低速紗錠并計算出每個錠子的真實產量。除此之外還有落紗監控、牽伸監控和電源監控,實現對工藝質量和能耗的實時掌握。機臺所有的檢測數據和服務器采用無線通訊連接,安裝快、維護量低。
為提高細紗車間的效率,方便擋車工快速地完成細紗接頭,及時處理慢錠、壞錠,實時監控細紗產量、生產效率以及細紗的各類斷頭情況和細紗機臺工藝等,我們在 K44 型細紗機上安裝了普瑞美公司的單錠檢測系統。通過機臺的指示燈可以直接找到斷頭錠子、故障錠子,方便了擋車工接頭和修機工維修壞錠 。機臺尾部有一個小屏可以對斷頭多的機臺報警,擋車工可以根據報警先接斷頭多的機臺,然后接斷頭少的機臺。車間懸掛一塊顯示屏,可以顯示車間當前效率、斷頭、閑置斷頭情況(如圖 2 所示)。單錠監測系統擁有強大的管理功能和信息反饋功能,可以監控管理車間生產過程,管理考核細紗擋車工;可以提高工作效率,斷頭處理時間減少 90% ;配備粗紗自動切斷裝置,可明顯減少回花;多方位監控,提高設備管理的效率。
1.4 絡筒專家系統
USTER QUANTUM EXPERT3 型絡筒專家系統是將全部絡筒清紗器聯網,對每個清紗裝置的設置和質量數據進行實時采集并連續呈現,利用數據庫存儲和管理所有信息,同時人機對話界面簡潔直觀,操作方便。通過數據集成直接導到終端電腦上,可用于分析數據、識別趨勢和潛在問題等,實現對絡筒工序的全面控制。同時在終端電腦上可以查看各機臺的生產狀況、工藝參數以及調整工藝。為便于工作人員實時了解絡筒效率等數據,我們把絡筒專家系統的部分實時數據直接顯示在一塊顯示屏上,懸掛于車間。絡筒專家系統實現了對絡筒工序的全面在線質量監控,有助于提高成紗質量和實時過程控制。
1.5 空調自動控制系統
LUWA 空調自動控制系統的優點是能夠自動、快速地調節車間溫濕度,節能環保。這套系統可以靈敏感應車間溫濕度變化,迅速反應,智能調節,確保車間溫濕度穩定。以我公司為例,通過使用 LUWA 空調車間實現節能 13% ;該空調能夠真正實現無人值守,自動化和智能化控制。
2 自動化智能化生產設備
2.1 C70 型梳棉機
C70 型梳棉機是一種滿足高速、大容量生產的機型,一般情況下機臺車速可以開到110m / min~120 m / min,使用的條筒直徑達到 1m ,這種梳棉機產量高,條筒容量大,而且最高產量下梳棉穩定性良好。這種大條筒設計可以保證更高的梳棉效率,減少換筒次數,減少后工條子接頭數量,條子質量更穩定。
2.2 E80 型精梳機及自動換卷裝置
傳統精梳機在換卷生頭時,都是靠人工把卷子頭拉薄拉勻,互相對接搭好,然后開車生產,精梳擋車工需要定期測定精梳機的生頭質量(即搭頭位置紡出條子的重量偏差);而 E80 型精梳機采用了自動換卷裝置,通過自動換卷裝置將卷子頭自動搭好開車,搭頭位置的條子由自動換卷裝置控制,紡出的條子重量均勻,不會出現重量偏差大的情況。同時 E80 型精梳機加大了錫林的梳理弧長,提高了梳理能力,使精梳條質量明顯提高,紗疵減少 20%~30% 。 E80 型精梳機還可以減少擋車工換卷的工作量,減少工作強度,提高生產效率,目前精梳用工量為 1 人/ 10 臺(傳統精梳機為 1 人/ 6 臺),達到了減少用工的目的。
2.3 粗細聯
傳統的細紗鋪車是靠工人將粗紗推到待鋪細紗機旁,取下細紗紡完的粗紗“把子暠,用滿粗紗鋪臺,然后穿頭生頭開車;整個鋪車過程工人勞動強度大,效率低且細紗機必須停車,嚴重影響生產效率;粗紗經過幾次裝進裝出容易起毛,影響粗紗質量。安裝粗細聯之后,滿紗/空管置換裝置可以將粗紗工序紡好的滿粗紗直接轉移到導軌上,導軌攜帶滿粗紗移動進入儲紗庫待命,紗庫全貌如圖 3 所示。當細紗需要鋪車時,由專人操作控制面板將粗紗、紗庫、細紗機品種設置好,在對應的細紗機臺按下要紗鍵,粗紗就可以自動走到待鋪細紗機,由專人完成換紗。
我公司安裝粗細聯設備后,使用時還存在不小難度,主要是整個運行過程都是通過光電控制監測粗紗、粗紗管的正確運行,光電控制處共有300 多個;如果粗紗、粗紗管運行不暢,往往是光電控制處被擋住了,初期使用人員很難快速找到問題點,影響粗紗正常運行;前期培訓和熟練操作耗時較長(共 4 個月 ~5 個月)。該系統在使用初期不能急于求成,培訓工作必須細致,分批分組,以正確掌握各工序品種對應設置和檢查方法,熟練整個操作流程。熟練掌握粗細聯設備之后,一改傳統的鋪紗方式,細紗機采用寶塔分段的換紗方式(分段以粗紗錠數 120 錠位一節),只需由一人就可以完成,減少鋪車用工 3 人 ~5 人,而且不需要停車換紗,不影響實際生產;粗紗空滿管全部儲存在輸送軌道上,節省了地面空間,提高了車間的現場管理水平;通過自動運輸和處理粗紗小紗“把子”,減少了粗紗在操作、工序間運送等過程中的觸摸、摩擦、碰撞,消除了粗紗的人為損傷,有效保證了后續成品紗的質量。
2.4 細紗自動落紗小車
以我公司為例,原先使用的 G5 / 1 型細紗機采用人工落紗方式,落紗工人的勞動強度較大。通過改造,在原有機臺上配置了自動落紗小車實現了落紗自動化,降低了工人勞動強度,提高了落紗效率,達到了減員增效的目的。
2.5 自動導航運輸小車
紡紗廠有很多半制品需要從上一個工序運輸到下一個工序,原來都是靠人工用平板小車推送,勞動強度大且效率低。目前我公司引進了自動導航小車(以下簡稱 AGV )(如圖 5 所示),主要用于細紗到 絡 筒 工 序 間 的 運 輸,只 需 設 定 好 程 序,AGV 小車就會將半制品從上個工序自動送到下個工序,明顯降低了推紗工的勞動強度,達到了減員增效的目的。
2.6 自動理管機
通過給每臺絡筒機機尾配置自動整理機,可以實現兩種品種細紗管色的自動整理。自動理管機可以將本機的兩種紗管自動分色分揀,設置好后自動進行分類和整理紗管,減少了理管工作量,提高了工作效率。
2.7 智能化托盤包裝
傳統的成品紗包裝流程長,工作量大,一般每個筒紗需先套內袋,再套襯袋,最后套外袋;根據品種需要,選用紙箱或者編織袋,進行打包和刷嘜。品種區分主要是通過打包帶的顏色進行區分。由于我公司產品品種多,包裝材料雜,操作工序繁瑣,易出錯;打包工工作強度較大,流失率高;成品紗入庫出庫點紗、找紗時間較長;紗線在運輸過程中,翻倒次數過多,紗線有磨損現象。
針對成品紗包裝的問題,我公司引進安裝了智能化托盤包裝,把每個筒紗放在有孔洞的隔板上,靠上下隔板壓緊固定筒紗,每個獨立包裝通??梢匝b 8 層 ~9 層,將裝好的筒紗整體放在托盤上,操作智能纏繞機用薄膜進行包纏,形成一個獨立大包裝(如圖 6 所示),使用叉車整體搬運。所有的隔板及大包裝材料在后工序用完后可以回收再次使用,同時紗線在運輸過程中不容易磨損,這種智能化托盤包裝可以大大節約成本,減少了包裝工作量和勞動強度,達到了減員增效的作用。
3 日常管理
隨著紡織企業集團化、規模化的發展,對員工的出勤考核提出了更多要求。我公司放棄原有的指紋考勤機,引進打考勤速度更快的打卡式智能考勤機,考勤記錄直接與人力資源信息系統連接,人力資源信息系統可以按時間將考勤數據鎖定,定時上傳集團公司,實現跨地域人事、考勤、薪酬信息系統集成管理,顯著提高了工作效率和數據準確率。該智能考勤機還實現了電子工資條的實時查詢功能,同時還可以手機下載工資文件,輸入工號和密碼及時了解自己的工資情況。
4 結束語
我公司通過自動化、智能化、物聯網改造和引進,實行有效的生產管理和人員管理,達到了“減員增效”的目的,生產效率和經濟效益大幅提升;引入物聯網技術等信息化技術,提升了企業流程化、標準化、信息化建設水平;生產流程、產品質量實時監控,實現了精細化控制管理;同時企業的日常管理中引入智能化、信息化的管理手段可以顯著提高工作效率。通過實踐,我們深刻體會到自動化、智能化、物聯網技術給企業帶來的競爭優勢,但要想實現紡織企業的可持續發展,還需要不斷引進、創新、研發新技術、新設備和新產品,建立企業的自主品牌。
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