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  纺织服装行业信息化成果奖展示 | 魏桥纺织:基于数据流的智能化纺纱工厂关键技术与产业化
2021-12-30
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  近期,由中国纺织工业联合会组织评选的2021年度纺织行业信息化成果奖正式发布。为积极推动纺织行业信息化发展,促进信息化与纺织工业的深度融合,即日起将对优秀获奖案例进行系列报道。

 

  获奖单位:魏桥纺织股份有限公司

  奖项名称:纺织行业信息化成果奖(创新应用奖)  一等奖

  获奖成果:基于数据流的智能化纺纱工厂关键技术与产业化

 

  魏桥纺织股份有限公司主要从事纯棉精梳纱、高支高密坯布及牛仔布的生产与销售,于2003年9月24日在香港联交所主板正式挂牌交易。公司拥有 4 大生产基地,技术实力雄厚,建设的绿色智能化生产线,采用世界最先进的生产设备,并配以强大的大数据平台和先进的管理系统,实现了“生产全程智能化”、“控制系统智慧化”、“在线监测信息化”、“制造过程绿色化”,基本实现“无人化”生产,整体技术达到国际领先水平,是一家具有全球竞争力的棉纺织企业。

 

  主要建设内容

  当前国内外“智能纺纱”体系呈碎片化状态:分散化的纺纱装备制造企业难以建全完整的全流程桥接体系;纺纱企业对软硬件技术难有系统掌控,仅以拼接应用;检测设备制造商对产业发展未有深入了解,研发难有及时跟进;信息技术研发商仅开发通用软件难以满足纺纱企业的专业化需求。虽经十多年努力,“智能化”雏形初见端倪,但离真正意义的“智能化”尚有距离。本项目建立了完整的连续化纤维流衔接系统,创建了全流程节点装备在线检测系统和数据流高效传输与融合及智能管控系统。

 

  技术方案

  纺纱车间为连续性生产车间,生产批量大、物料流通量大、品种更迭频繁、终端面料产品对其质量的依存度高。传统的纺纱加工,生产计划等管理相对粗放,用工量巨大,劳动强度高,对品质的控制能力弱。进入“中国制造2025”时代,我国纺机装备制造企业紧跟国外先进企业的发展步伐,积极研发适合我国纺纱特色的先进装备体系,在清梳联、精梳联、粗细络包装联等系统上完成了无缝连接,在梳并工序间用AGV小车顺利实现无人化桥接;在纤维流过程完成了梳棉、并条自调匀整等部分在线质量调控系统的建设,并对纺纱装备的故障实行平保养一体化和快速响应,部分装备配备了检测监控系统,操作部分采用界面人机对话,这些标识着我国的纺纱产业已经进入了数字化加工的初级阶段。但是,当下的纺纱企业,仅仅靠购置最先进的设备来体现技术的“先进性”,对纤维流的断点无法合理创新;工艺切换仍旧依赖人工机面设置,质量数据仅停留在车面;设备运行管理还是老旧的“周期性计划”管理;车间运行还是靠人工“巡视”处理。现有的“智能纺纱”企业,其整体技术也仅仅停留在先进装备的“硬件”组装和信息化的“软件”组装的怪圈中。如此“智能工厂”完全没在享用智能化时代赋予我们智能化“技术”的红利。

  针对上述纺纱行业在“智能化”浪潮中暴露出来的系统短板,项目基于企业现有装备体系,再建无缝化纤维流系统,再建在线监测监控与响应系统,再建基于高速网络的数据采集、分析、追踪的数据流系统,以确保生产安全、稳定、高质、高效地运转。

  首次完成全流程纤维流传输无人化。根据不同工序产品特殊形态,结合AGV智能机器人、智能连接装置等,接通工序间物流断点,研发智能上包、并粗间智能运输、管纱按质分流输送等技术,实现纺纱车间纤维流的智能化精准衔接。

  首次实现全流程各节点装备实时在线采集与调控。实时采集产品质量、设备状态数据,获取问题并预警,由大数据中心指导当下解决问题,保证纤维制成率与生产效率。生条棉网质量在线监测,细纱生产管管监测,筒纱按质码垛等技术,建立了质量可追溯体系。

  首次建立数据流在线处理与智能化管控系统。基于全工序在线监测系统,采用5G高速网络对检测数据实时保真传输,通过全流程软件设计实现数据处理与挖掘,对工艺需求点进行实时人工干预;结合专件、设备数字化管理以及海量在线生产数据,快速判断并预警失效专件或设备;在线分析空调能耗、制成率等生产数据,宏观智能化管控车间运行。项目建立产品、工艺、设备等全系统大数据平台,设计“订单-选点排产-工艺优选-生产加工-产/质量标识-产品交付”的工作流程,为智能纺纱产品标准化、产能最大化、生产持续化、质量平稳化打下扎实基础。

 

  服务能力和模式创新

  全面实施数据化、信息化改造,奠定智能化基础;基于流程再造及数据流的基础,实现精益生产管理的智能化变革:

  智能生产管理:研发先进的空中智能运输轨道及360度避障功能的AGV运输小车,把7个工序间人工运输变革为全流程的智能输送。融合环境、物流、配棉、设备、工艺、质量等数据,形成数字主线,加以统计、聚类、关联、预测等数据分析,依托大数据的智能决策、智能执行,实现了智能排单、 质量在线管控、智能人员调度、成本动态核算为一体的全维度智能生产管理模式。

  智能化在线质量管控:基于5G的智能化全流程设备健康在线监控系统,使传统的日常检查、停机取样试验变革为在线质量监控、预防、分析为主的无实验人员参与的管理模式。

  推进供应链协同:精益化管理是公司核心竞争力之一,随着纺织信息技术、数字化发展以及智能设备发明,公司依托上下游客户,协同创建一体化管理模式,实现上下游客户与企业的共赢。

  变革生产组织管理体制:智能化全流程的管理体系,改变之前纺织行业对“人”的管理难的问题,使人、设备、软件融为一体,互联互通,由原来的“人主动管事”模式变革为“事及时找人”模式。

 

  应用效果

  自项目竣工投产,实现了生产智能管控、质量在线监测、设备远程运维、成本在线预算等管理模式的创新,由原来的四个车间合并为两个车间管理,体制合并精简50%,整体投产后,产品及生产工艺可追溯率达到100%,对比普通环锭纺用工降低80%,目前10人/万锭,对比普通环锭纺,同生产规模、同品种、同时间,生产效率提升38%。能源综合利用率提高20%,不良品率降低36%。智能配棉的应用,使原料合理采购搭配使用,可平均降低配棉等级0.5级,减少倒垛成本,用棉综合运营成本明显降低。总产值72957万元,利润6581万元,综合经济效益8193万元,总投资收益率19.9%,企业效益良好。

  通过项目建设,重点解决了传统型纺织业数字化、物流自动化的技术瓶颈,大幅提高了产品质量和工作效率,使企业形成低成本、高质量的运转优势,为客户带来更高性价比;带动设备厂家技术的提升和共同发展,具有积极的产业推进作用;生产过程废水、废气、废渣达标排放,噪声源获得到有效控制,产生了良好的社会效益。

 

  对行业发展的促进作用

  项目带动了纺纱企业整体创新能力的提升,为企业老设备升级改造提供了借鉴,也为加快企业新旧动能转换、减少万锭用工、提高生产效率提供了更好的技术保障;通过硬件与软件数据的深度融合,由传统的离线抽检转变为在线检测,结合全流程无缝化桥接和智能化执行系统,杜绝了不合格品的转序,完成了产品质量100%的可溯源。

  项目最大化展示了棉纺织行业两化融合的智能化成果,优化了产业结构,推动了棉纺企业产品档次与品质的提升,为传统行业向新型技术型行业转型树立了标杆。

  该项目通过软、硬件的深度融合,实现了全流程纺纱纤维流与数据流系统集成,能够显著降低用工,项目研发过程中产生了多项知识产权和专利,形成了易复制型智能纺纱制造新模式,能够助推纺织行业智能化、信息化、数字化建设, 同时带动了设备厂家技术的提升和共同发展,具有很好的推广示范作用。

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