一、产业转型升级迫在眉睫

　　近年来，作为典型劳动力密集的高能耗、高水耗和高污染“三高”产业，印染行业与资源环境的矛盾日显突出，行业内企业的健康发展与社会责任承受着较大的考验;同时，对包括印染行业在内的传统制造业而言，“招工难，用工难”的情况已成为常态，人力成本快速增长，工人流动性和缺口较大，均已对生产组织和进度控制造成不利影响，“机器换人，人机协作”已是必然选择;此外，大部分印染行业内企业的管理运作模式依然十分传统，各环节信息孤岛式运作，企业决策层对整体生产信息统筹把控的时效性不高，生产透明度不够，资源配置时效性难以跟上生产进度要求，影响生产效率和产品质量。

　　二、技术创新助力智能制造

　　作为广东省新型研发机构，中国科学院广州沈阳自动化研究所分所(以下简称广州沈自所分所)自成立以来一直致力于工业自动化、网络化和智能化技术在地方聚集产业的开发和应用。当前，我国正在大力推进实施《中国制造2025》重大战略部署，发布了《智能制造工程实施指南(2015-2020)》，为传统制造业转型升级指明了方向，广州沈自所分所以此为指导路线，针对印染行业面临的共性难题生产特征，建立了“企业级管理层-车间级执行层-设备级控制层”三层次的智能化生产系统架构，以制造过程多源异构泛在数据智能感知为基础，异构设备互联和信息系统集成为核心，制造过程自主优化决策和智能协同控制为目标，实施印染全流程的数字化、信息化和智能化技术开发应用工作：

　　(一)印染关键工序核心智能装备研制与应用

　　目前，国内印染生产设备(染机、定型机等)单机自动化已达到较高水平，一定程度上缓解了人力不足问题，但在染整核心环节，也是劳动强度大、精度要求高的染料助剂计量与配送环节，自动化程度还远远不够，大部分印染企业染料助剂的配送仍然以人工操作为主，人力需求大且计量精度和输配送效率偏低。染料助剂在线称量和管道式输送设备已有部分企业应用，但称量的准确性、染机等待配料等关键问题普遍解决得不够好。

　　广州沈自所分所针对国内企业生产规模大、染机数量多、染料助剂种类繁杂的具体情况，开发了印染染料助剂在线计量和精准输配送成套智能装备，实现染料助剂输送、计量和配料过程的自动化，具有物料跟踪、设备故障诊断、远程运维、柔性生产等智能化功能，可同时满足大批量、多品种产品并行染色生产的工艺要求;同时实现染料助剂输配送智能装备与生产工艺的横向集成，以及与ERP/MES系统的纵向集成，满足生产工艺流程和ERP/MES系统调度对印染染料在时间、数量和位置的精准配送要求，通过系统集成和调度算法，实现多种印染染料向多台设备精准输配送，大幅减少人力成本和物料浪费，显著提升生产精度和效率，有效填补了国内技术空白。

　　(二)印染过程多源异构数据感知与工业大数据监控

　　广州沈自所分所应用工业物联网技术实现多传输协议的转换和多源异构数据的融合，解决由于底层设备通讯协议不一直导致的数据采集传输难题，实现生产进度、物料库存、排产信息、设备状态和产品品质等信息数据的实时采集和同步传输;在生产车间设置生产信息实时显示系统(看板)，建立企业工业大数据监控平台，实现涵盖订单、设计、生产、物流、公辅的生产全流程数字化监控和企业各类生产运营系统的信息集成，打破信息孤岛式生产模式，并实现基于云平台的生产信息多终端远程管控，大幅提升生产透明化程度和运行管理水平及效率。

　　(三)印染生产自主优化决策与智能协同控制

　　传统生产模式下，设计、生产、物流以及公辅等各工序独立运行，生产整体把控过于依赖知识型工作者的人工决策调控，随着市场变化日趋复杂，制造规模日渐庞大，需要综合考虑的因素越来越多，人面对海量信息已无法快速有效的处理和学习，依靠人工决策已难以把控全局，生产效率和生产灵活性难以突破，产品质量稳定性较差。在印染工业互联网系统建立的基础上，广州沈自所分所应用新一代人工智能技术将知识型工作者个体知识与工业大数据信息深度融合，开发跨层跨域的印染生产过程人机物融合的自主优化决策与协同控制系统，实现生产计划优化调度决策、制造过程工况动态感知与工艺调优、生产设备健康智能诊断与预测性维护等功能，满足生产饱和最优化要求，显著提升生产效率和产品质量的稳定性，并一定程度上实现柔性生产。

　　(四)公共辅助系统在线优化运行与远程运维

　　印染的各个辅助系统，包括煤/电/水/汽资源供给、环保治理等，是企业顺利生产的保障。随着国家、地方政府以及全球高端客户联盟对企业节能减排要求的日益严格，强化公共辅助系统功能效应，提升其运行效率和稳定性至关重要。广州沈自所分所从工艺优化与远程运维两个方面提升公共辅助系统对生产的保障作用。

　　能源供给方面，以建立全厂区能源管控系统为核心，从企业-车间-关键设备三级布局生产全流程能源流监控系统，实现重要能源介质(电、蒸汽、水等)和重点能源设备(空压机、风机等)的集中监测、控制和管理，实现企业对能源使用计划、实际应用情况、绩效考核等过程的智能化管理，规范和优化能源应用，最大化节省能源成本，达到安全用能、能源合理配置和节能目的。

　　环保治理方面，开发印染(废水、废气)环保设施优化控制与远程运维系统解决方案，包括在线智能监测、过程动态自优化、设备全生命周期管理、运行性能量化评价等多项功能，实现印染废水废气处理设施智能化改造升级，大幅提升管控水平和运行稳定性，高效发挥处理系统的工艺性能，强化企业对处理系统的监督、宏观掌控和优化决策，全力保障达标排放，并实现最优化的节能降耗效果。

　　三、牵手互太成效显著

　　广州互太(番禺)纺织印染有限公司(以下简称“互太”)成立于1997年，注册资金68000万元，为广东省大型纺织印染企业，国内针织印染领域龙头企业，年产值50亿元左右。针对互太所面临的行业共性问题，广州沈自所分所充分融合各项印染智能化技术，为互太搭建起印染智能工厂并取得了显著成效。

　　自2012年实现合作以来，广州沈自所分所已同互太签订企业技术开发和服务委托合同超8000元，目前正在规划的后续项目合同经费超过4000万元，联合申请获得省市区地方政府专项资金支持累积近2300万元。通过生产数字化、信息化和智能化改造，互太在生产效率、运营成本、能源利用率、产品合格率以及环保效应等方面取得了重要突破：

　　(一)建成年产量8万吨的针织印染智能化生产线，实现生产全流程端到端的互联互通，系统覆盖设计、生产、能源、环保、水资源等各个环节。

　　(二)企业人力成本下降，生产效率大幅提升，在保持产值规模稳步提升的情况下，企业人员数量从7000余人降低到4000余人，职工人均产值突破100万元，远高于行业平均水平。

　　(三)产品品质提升明显，行业关键生产指标染色一次成功率突破98%，为国内领先水平。

　　(四)节能减排效果提升显著，能源利用率提高10%，万元产值综合能耗低至0.37吨标煤，废水废气排放持续稳定达标，废水处理综合成本节约1000万/年以上。

　　在转型升级改造过程中，互太先后被认定为工信部两化融合贯标企业、工信部第三批绿色示范工厂、广东省智能制造试点示范企业和广东省制造业互联网融合发展试点示范企业。广州沈自所分所先后成为“广东省印染智能化工程技术研究中心”、“广东省装备智能化物联网络工程技术研究中心”、“广东省环保在线监测及远程运维工程技术研究中心”依托单位，中国(广州)智能装备研究院(筹)共建单位、广东省制造行业远程运维公共技术支撑平台依托单位、广东省工业互联网产业生态供给资源池企业等。

　　与此同时，广州沈自所分所面向纺织印染行业持续开发生产绿色化和智能化成套技术并实现市场化应用，参与了工信部绿色制造系统集成项目2项，技术成果一方面应用于纺织印染企业，同时也服务于行业装备制造商和服务提供商，帮助企业提高智能化和节能环保水平。目前已服务的企业包括互太、溢达、际华三五四二、丝丽雅等几十家行业龙头企业、装备制造商和服务提供商，同时技术和产品出口到越南等“一带一路”沿线国家，取得显著成效。技术成果先后荣获中纺联纺织工业信息化成果奖-解决方案奖一等奖和中纺联纺织工业信息化成果奖-创新应用奖二等奖各1项，广州市科学技术进步奖1项、高交会优秀产品奖2项。

　　四、前瞻布局持续发展

　　未来，广州沈自所分所将持续完善针对纺织印染行业的智能化技术开发，最终形成面向印染全流程的自动化、信息化和智能化系统解决方案和一系列模块化技术产品，在行业内推广应用，为行业整体的智能化升级改造提供强力支撑：

　　(一)深入完善印染智能化生产成套技术，加大与互太合作力度和深度，双方已计划后续签订技术开发技术委托合同超4000万，按照前期的系统架构规划，继续深入关键技术攻关，最终形成完整的印染智能化生产成套技术;

　　(二)加快推进技术成果产业化服务，形成印染行业智能制造技术设计和实施规范，以互太为行业示范标杆，联合更多制备商、服务商，借助中国工业纺织联合会等深具行业影响力的协会和产业联盟，建立印染行业智能制造公共技术产业化服务平台，加快加大技术成果的行业推广;

　　(三)促进技术成果的国际化应用，以越南PCTL公司纺织印染定型机废气处理项目为契机，充分利用广州市的地域优势和自贸区的政策优势，向海外开展更大范围、更高水平、更深层次的区域合作，为“一带一路”倡议做出贡献。

　　（来源：广州市科学技术局）