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  开源纺织印染数字化解决方案
2018-04-08
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  一、公司简介

  杭州开源电脑技术有限公司成立于1999年11月,是一家专业从事纺织印染生产的绿色智能制造设备和印染生产过程智能控制系统的研发、生产、推广和服务的国家高新技术企业。公司是工业和信息化部认定的首批两化融合促进节能减排示范试点企业,浙江省科技厅认定的浙江省印染自动化系统省级高新技术研发中心,建有杭州开源印染智能制造市级院士工作站。

  公司是国内知名的印染设备数字化技术与产品的主要制造商和服务商,可提供纺织印染数字化整体解决方案的咨询和服务、纺织印染智能工厂及数字化车间的关键技术和装备,并可根据印染企业需求,系统集成各类型关键装备,实现印染生产的智能化。公司建立了顾问式的售前队伍,针对不同印染企业规模、产品类型、加工方式,将解决方案快速准确地传达给目标用户,进行高效深入地推广;售后服务队伍则为用户提供安装指导、现场调试和培训等高效、快速的售后服务。

  二、开源纺织印染数字化解决方案介绍

  近二十年来,杭州开源电脑技术有限公司一直专业从事纺织印染生产的绿色智能制造设备和印染生产过程智能控制系统的研发、生产、推广和服务,促进传统纺织印染企业升级转型。《开源纺织印染数字化解决方案》于2017年12月被评为中国纺织工业联合会首批“纺织行业智能制造优秀解决方案”。

  2.1总体框架

  “开源纺织印染数字化解决方案”由生产过程执行管理系统MES、企业资源管理系统ERP、生产数据在线采集系统和数字化生产辅助设备等组成,总体框架如图1所示。解决方案基于微软公司最新的Dynamics XRM平台开发,适合用户、适合业务应用、适合现有IT环境。系统可以自由部署在企业私有云或公有云上,可在智能手机、平板电脑上进行浏览使用,满足现代企业移动办公的需求,实现企业信息化多终端融合应用。通过微软的XRM平台,可以方便快捷的把企业的各类子系统通过API接口方式接入XRM平台,帮助企业打造大数据平台,为后续的智能分析和智能决策提供数据支持。

 

图1:解决方案总体框架

 

  2.2主要内容和功能(看是否有遗漏)

  1、生产过程执行管理系统MES:整合ERP管理思想、MES车间执行体系,搭建了印染数字化生产平台,把企业的决策管理层、生产执行层和设备运作层整合在一起,帮助印染企业科学制定和执行生产调度计划,精确在线检测和控制生产过程关键工艺参数,控制及平衡能源耗用,实现印染生产全过程的数字化管理,显著提高企业的核心竞争力。系统由生产计划与调度执行、在线工艺检测与控制、能源采集与控制、设备监控中心等模块构成,并提供染缸集控系统、布匹检验系统、纺织品挂样系统等辅助功能。

  2、企业资源管理系统ERP:对印染企业生产经营的各种数据进行收集、汇总,经过系统科学的分析,形成丰富多样的决策支持信息,帮助用户对采购、生产、销售等企业运营情况达到全面、细致、真实的了解,有效整合人、财、物、信息资源,制定、下达正确的决策,并进行监测比对,确保决策的正确有效执行。

  3、生产数据在线采集系统:对印染车间设备连接的参数传感器进行数据采集,为现场监控终端提供数据来源。采集设备包括:车速码数采集模组、温度采集模组、缝头采集模组、门幅采集模组、含潮率采集模组、能源(水、电、汽)数字仪表等。

  4、数字化生产辅助设备:

  (1)变色龙设计分色CAD软件、直接制网系统:解决了传统分色制网时存在接缝不准、网点损失、对版准确度差等问题,实现了无胶片直接制网。

  (2)数码喷墨印花系统:省去了制网和刮印工序,无印量、套色、花型限制,适应于个性化、小批量、高精度、绿色环保、快速反应的市场需求。

  (3)全自动电脑调浆配液系统:可准确制订和控制调浆、配液关键参数,减少打样次数,实现高速智能调浆、配液及残浆残液回用。

  (4)染液助剂自动配送系统:可实现染料助剂计量、溶解、稀释、输送、过程监控等自动化和信息化管理。

  2.3技术特点

  1、系统研究了印染生产过程在线检测和控制技术,建立生产过程在线检测和控制体系,实现生产过程闭环控制。

  2、开发高可靠性的印染设备检测控制系统软、硬件接口平台,实现生产工艺参数、生产过程数据的交互共享和反馈控制。

  3、首创了印染工艺专家系统,开发了具有自学习能力的印染工艺数据库,实现了印染工艺制定的智能化。

  4、研究基于RFID的生产跟踪技术,实现对布匹流转、能源消耗、成本核算等生产要素的实时跟踪和生产计划的动态调整;开发了基于XML的异构数据库交换技术,创新性地集成了印染生产过程的数字化管理系统和现有ERP系统,基本实现了印染企业的全面数字化管理。

  三、行业应用情况

  “开源纺织印染数字化解决方案”适用于纺织印染行业,应用后可显著提升国内纺织印染企业在资源配置、工艺优化、过程控制、产业链管理、质量控制与溯源、能源需求侧管理、节能减排及安全生产等方面的智能制造技术水平,并取得良好的经济效益和社会效益。解决方案的推广应用对提高我国纺织印染行业生产技术水平和促进节能减排,为我国纺织印染行业的技术进步和智能化转型升级起到重要的示范和推动作用。

  截止2018年2月,“开源纺织印染数字化解决方案”已应用于华纺股份有限公司、宜兴乐祺纺织集团有限公司、江苏联发纺织股份有限公司、徐州荣盛纺织整理有限公司、无锡市天幕特阔印染有限公司、浙江金梭印染有限公司等60多家纺织印染企业,帮助客户提高生产效率、稳定产品质量、优化生产工艺、促进节能减排,取得了良好的经济和社会效益。目前正在实施中的企业有:达利(中国)有限公司、浙江迎丰科技股份有限公司、浙江嘉欣兴昌印染有限公司等。

  四、应用案例:华纺股份有限公司

  华纺股份有限公司始建于1976年,是最早国有上市印染企业,拥有工装面料和服装成品、家纺面料和家纺成品、纯棉花布、时尚功能性面料四大系列主导产品,年产工装面料7000万米、印花面料1亿米、家纺面料4000万米、家用纺织品800万件(套)、服装200万件,技术水平居国际先进国内领先,占到全国同行业二十强,80%出口国际高端市场。

  华纺科技产业园印花车间于2015年整体引进了“开源纺织印染数字化解决方案”,该系统主要由生产计划与调度执行、工艺制定与在线检测与控制、能源采集与控制、设备智能监控、化学品自动管控等五个功能模块构成,实现了从打样、排单、投坯、生产到发货跟踪订单的整个生产生命周期的数字化智能管控。该系统可自动生成最佳生产工艺,在线检测和闭环控制印染生产全过程生产工艺参数,实现了布匹流转、能源消耗及动态平衡、成本核算等生产要素的实时跟踪和生产计划的动态调整,保证了主生产设备产能的最大化;解决了一直困扰印染行业生产过程的化学品管控问题,实现了化学品的自动、高效、精确计量和输送。系统的实施涉及了印染车间的全部36套生产机台,涵盖所有机台车速、温度、压力等关键工艺参数的采集监控,并在前处理和后整理机台配置了染液助剂自动配送系统,在印花工序配置了全自动电脑调浆配液系统和直接制网系统,目前应用情况良好。

  1、系统总体构架

  该系统采用分层分布式结构,总体上分为三个部分:管理决策端、现场采控端和机台检测端。

 

图2:系统示意图

 

  (1)管理决策端。主要分布在企业局域网内,可以在网络内随时查看。负责为生产做前期的准备,包括生产单、生产卡、生产工艺、生产计划等制定。同时在生产过程中,对生产现场进行监控,对生产进度进行跟踪,对生产异常进行处理,对生产成本,能源消耗进行统计分析等,提供对企业决策的数据支持。

  (2)现场端。主要对车间现场各机台的计划执行进行反馈、对设备的工艺数据和运行状态进行采集和监控。通过机台通讯接口实现订单生产工艺的下达,并对采集到的实时数据进行处理,完成实时数据的显示、各种曲线画面的显示、异常报警、机台生产报工、产量自动核算、并在条件具备下实现对水和蒸汽阀门的控制,将处理后的数据通过网络传输到数据库服务器上实现对历史数据的存储等功能。

  (3)机台检测端。主要对车间的设备各参数连接的传感器进行数据转换,为现场端的采集和控制提供数据来源。印染常用的采控设备主要包括:码数、缝头采集模块、温度采集模块、频率计数器、模拟量采集模块、各种数显仪表(水、电、汽、PH值、含潮仪)等。

  管理决策端与现场端的通信主要通过以太网搭建。所有的现场端和管理决策端通过光纤以太网连接在一起,利用光纤以太网的容量大、微衰减、抗干扰、耐腐蚀等优势,构建高速、可靠、扩展方便的印染数字化管控系统。

  辅助配置。车间LCD看板系统主要在车间显眼地方设置LCD屏幕,滚动显示订单生产进度,当前各设备的生产任务,产量汇总信息等。客户自助终端主要是在样品陈列室或客户接待室,设置客户查询终端,客户可以自助查询自己单子的生产进度和质量情况。

  2、搭建企业“四个中心”

  帮助华纺科技产业园印花车间打造四个中心:计划调度中心、工艺技术中心、设备监控中心、能源管理中心。以计划调度中心为总指挥,发挥企业的最大能动性,实现利益的最大化,工艺技术中心、设备监控中心、能源管理中心则为计划调度中心的外围保障体系。

  (1)通过本系统可实现生产过程即时化和透明化,透过查询报表和看板系统,可以让生产管理人员即时了解生产状况,及时发现问题,调整生产计划和相关资源,保证生产效率的最大化。

  (2)通过本系统,管理人员可以一目了然的了解该产线生产中发生的问题,可以即时了解生产进度,人员配给和产品质量以及生产效率等情况。

  (3)通过本系统,可以宏观了解整个生产车间的每条产线在产情况,还可以看到车间的生产进度,和生产中发生的不良原因等,通过这种即时而且直观的资料,提升现场管理人员的管理水准和效率。

  3、应用现场图片

 

图3:生产指挥中心

 

图4:车间现场

 

图5:生产看板

 

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