腾讯分分彩组六必中 > 印染机械 >

印染行业智能化发展全解读

2018-07-14 06:06

  近年来,印染行业通过结构调整和转型升级,行业运行基本保持平稳,在印染布产量下降的情况下,行业主营业务收入、利润等经济指标均实现增长,印染行业在巩固发展的同时,仍面临诸多问题:一是对提高企业生产效率、节能降耗发挥重要作用的先进适用技术覆盖面小,自动化装备技术的应用还处于初始阶段;二是以东南亚、南亚为代表的国家和地区,凭借成本、资源优惠等条件,国际市场份额不断提高;三是环保压力不断升级,新环保法、废水排放、大气排放等法律法规的实施,给企业带来成层压力。新的发展阶段,通过设备的智能化应对我国人口红利流失,促进生产过程的绿色环保是印染设备研发的当务之急。印染行业必须以转型升级为方向,提质增效为手段,依靠科技创新和管理创新提升行业运行能力。

  智能制造是将制造技术与数字技术、智能技术、网络技术集成应用于企业设计、生产、管理和服务的全生命周期,主要包括四方面内容:智能设计、智能生产、智能管理和智能制造服务。印染行业是技术密集型产业,工艺比较复杂,参数很多,生产、管理控制要素多,实现智能化的意义更为重要。智能化对行业具体的作用,短期来说有五方面:一是减少人工成本,提高生产效率;二是提高企业技术水平和管理水平;三是提高节能减排和清洁生产水平;四是提高产品质量和稳定性;五是提高市场反应速度和应变能力。随着智能化水平的不断提高,以及与互联网的融合,智能制造将对行业的转型升级发挥出越来越重要的作用。

  在整个纺织行业中,印染智能化的难度最大,不仅要实现前处理、染色、后整理设备之间的联接,完成类似纺纱、化纤、针织等管理系统、生产系统和装备自动化等系统对接,更要解决涉及染化料注料系统、染料输送系统以及废水的处理、排放等环节的问题。

  “十三五”期间,印染行业的首要发展任务,是形成覆盖印染全流程设备的数字化监控系统,建立数字化印染车间。在现有印染工艺参数在线监测与控制系统发展的基础上,采用最新的技术,形成覆盖印染全流程设备的数字化监控系统,该系统对机械参数、工艺参数、能源消耗和过程质量进行全方位监控,并集成染化料自动配送系统,形成机台或单元机的闭环控制。

  中国印染行业协会会长陈志华曾指出:目前,一批智能化技术已经取得初步成果,并且开始在行业得到应用。如果用金字塔来描述制造业信息化系统构架,塔尖是ERP系统,中间是MES系统,塔基是SFC系统。塔尖的 ERP 系统简单来说就是一个计划层,侧重于软件和管理的全面性;塔基的 SFC 系统是现场作业层面的系统,侧重于硬件和生产现场;中间的 MES 系统是一个执行层,侧重于硬件和软件的结合,承上启下。ERP 和 MES 系统的结合组成了智能管理系统,下面两层 MES 和 SFC 组成了智能生产系统,智能管理和智能生产形成了智能制造最核心的部分。

  ERP 系统在我国已经推广多年,但在许多企业都不能发挥应有的巨大作用,主要原因就在于MES和SFC——塔基的这两个系统发展相对滞后,或者说在一些企业管理系统中是缺失的。没有智能生产作为基础,全面信息化管理必定是苍白和残缺的。这就是制造业与商业服务业在发展模式上的主要区别。

  令人欣喜的是,智能生产越来越受到行业重视,并取得可喜成就。比如在生产执行管理系统方面,MES 解决了企业计划层和生产过程控制层之间的信息断层问题,一些企业已经建立了 MES 的企业管理系统,并且取得了比较好的效果。

  行业在SFC即现场管理方面的进步,目前主要体现在以下四个方面:一是工业参数在线采集与自动控制,二是化学品自动称量与输送,三是工业机器人,四是以数码印花和八分色印花为代表的数字化装备。

  工艺参数在线采集与自动控制。通过各种新型传感器,对生产设备的工艺参数,如水、电、汽、温度、湿度、化学品浓度、幅宽、花型精度等一系列参数进行实时的数据采集,并由自动控制装置按照工艺要求进行在线实时的调整。这方面主要是自动传感器和自动控制装置的结合,在行业的推广和应用开展得比较好。

  化学品的自动称量和自动输送。采用自动装备代替人工,实现印染车间物料及化学品的自动计量和输送,可减少用工、提高劳动生产率、节能降耗。在这些自动化过程中,过去一直认为劳动力的减少是非常重要的,实际上最重要的应该是提高了工艺技术水平和管理水平。因为印染行业本来用工就不算多,能做出一流的产品才是最主要的努力方向。

  工业机器人。山东康平纳集团、绍兴瑞群等业内先进企业已经研发出印花机的机器人,代表着行业进步水平。

  以数字化装备为代表的先进装备。以数码喷墨印花和八分色印花为代表,数码印花到了快速发展的阶段。通过多年积累,印花速度得到极大提高,墨水配套成本下降,技术进步明显。多方面的因素,使得数码喷墨印花进入快速发展时期。

  在拥有近4500名员工的恒天立信集团,是全球领先的印染设备生产商,产品遍布世界各地。

  2017年恒天立信承担了工信部装备司的智能化染厂项目,可以说是对“十三五”规划提到的印染行业的智能制造最好的案例解释。恒天立信集合旗下所有品牌,可凭借德国技术、中国制造以及全球化资源三位一体的完美整合,实现多方面技术的关键性突破,为客户提供由前处理、染色、后整理及中水回用组成的“一站式”设备方案及服务,无间隙地实现智能化印染生产流程之间的对接。

  一套完整的智能化印染系统,需要完善的技术平台支撑和全部生产设备的配合。这个平台如果涉及多家设备供应企业,往往会因为技术保密、设备接口不一致等问题影响整体的生产效果。恒天立信自主研发的中央控制系统可以在线连接所有印染设备,为全面提高印染设备的自动化水平提供技术支撑。此外,这套中央系统并不局限于立信自身,只要技术供应方开放接口,该系统都可以轻松地控制其他厂商生产的设备,即使是全自动化印染设备,也可以实现完全控制。按照当前市场的发展要求,越来越多的印染企业需要建立智能化的印染厂房来满足订单的需求。而关于制造升级带来提升的方面,自项目投入运行后,用户企业可以毫无压力地提高自身产能、产品质量,在减少原料及能源消耗同时,将用工人数减少3/4。在纺织企业运行成本居高不下且仍旧有走高态势的今天,这样的生产车间,是十分诱人的。

  去年11月,恒天立信和烟台业林公司签约合作,共建印染全流程绿色数字化工厂。据悉项目计划2018月4月建成,打造国内首家智能制造和无人化操作的绿色生产线、

  将“互联网+”技术与机械行业的先进理念应用于传统纺织行业,在纺织染整工艺及装备的研发上,做到产品工艺与设备工艺、纺织工艺与智能装备、互联网+技术与传统印染行业改造有机结合,不得不提山东康平纳集团有限公司。康平纳与山东鲁泰纺织共同承担了国内首个筒子纱染色数字化车间研制建设任务,这一项目被列为国家智能制造首台设备专项,荣获2014年度国家科学技术进步一等奖,成功列入2015年国家首批46家智能制造试点示范项目之一,成为实施“中国制造2025”规划的引导工程。

  通过染色工艺、装备、系统三大创新,研制出适合于筒子纱数字化自动染色的工艺技术、数字化自动染色成套装备及染色生产全流程的中央自动化控制系统,创建了筒子纱数字化自动高效染色生产线,建立起数字化染色车间,实现了筒子纱染色从手工机械化、单机自动化到全流程数字化、系统自动化的跨越,并拿到了32项自主知识产权。使我国成为世界首家突破全流程自动化染色技术并实现工程化应用的国家。

  在康平纳偌大的车间内,只有几名工人在来回走动着查看设备的运行数据;室内干净整洁,地上没有污水,空气中没有异味,设备运行的声音也要小得多。

  筒子纱数字化自动染色工艺及装备,实现棉纱、毛纱、棉麻纱等10余种筒子纱染色,色差与缸差由原来4级提高到4.5级以上,染色1次成功率由原80%提高到96%以上;设备使用效率提高10%至15%,吨纱节水27.8吨、节电250千瓦时、节气1.7吨,减排27.8吨。该装备实现了100多台套设备、2000多个参数在线检测、实时全流程闭环控制,全部实现了自动化,节约用工70%以上,超过了德国、意大利等国际先进技术水平。

  荣盛染整的顺利建成投产,是传统印染工厂向智能化工厂转型的成功案例。管理过程信息化,区别于普通的EPR系统,徐州荣盛纺织整理有限公司将进出仓管理和生产内部的管理联系起来,把设备之间的数据对接,实现内部生产系统的智能化。荣盛在生产过程中,每个设备都连接一个电脑终端,小型设备是多台设备享用一个电脑终端;大型设备则是单独连接一个电脑终端。当ERP系统进入流程开后,后道所有数据均可实现共享和智能化。

  制造过程自动化,荣盛的智能管理系统还能将配方自动输送到染化料输送系统。首先,选定预备染缸编号。然后在流量中控系统中输入流程卡,流程卡通过扫码后自动配置出一个流程卡号。紧接着,此流程的配方数据和生产工序就自动显示出来了。最后通过人工确认无误后,就可以将数据发送到自动称料系统,进行实际生产。下发后,自动称料处就能显示当前生产的详细信息。整个流程基本都是通过智能化系统自动完成,大大减少了劳动力的参与。除生产系统外,订单查询也实现了智能化。当查询某一个订单时,只需要输入相应的指令就能自动显示出当前订单的详细信息。如此订单共投入多少缸布,此缸布目前所在的位置等等。

  近年来,联发纺织投入3600万元,对原有染色车间实施技术改造,实现“机器换人”。从意大利引进的“染料助剂自动配送系统”,与染色设备厂商合作开发的“染缸中央控制系统”,自主研发的“企业资源管理系统(简称ERP)”,联合构成了智能染色车间的核心,“把脉”车间的每道工序、每条管理和每步计划。智能化“三大系统”的无缝对接,实现计划任务、生产工艺、监控记录数据的互通。在ERP的介入下,染色车间所有的生产指令、工艺配方会通过中控系统自动传送到每个机台,物料也会通过染料助剂配送系统自动配送到每台染机,中控系统会将染缸的每一个生产数据实时采集,确保管理人员更加高效管控信息。原先,工人首先需要用普通秤称好染料,然后装进小桶,用推车送至染缸进行染色,这一过程很容易出现计量误差、调料不均匀、搬运途中染料污染等问题。染料助剂自动配送系统的引进和使用,让企业用工大量减少,生产效率大幅提升。

  车间中控室,负责各染缸计划排序,仅有3名管理人员。其中1名管理班长在电脑前的中控系统界面对各染缸生产情况进行实时监控。一般1个染缸负责1个染批,根据工艺时间,系统会自动提醒并排好染缸在未来8小时的计划。原先中控室需要6名管理人员进行24小时实时监控,车间内需18名工人操作。现在,应用染缸中央控制系统,使染色车间智能化,用工仅需原来的四分之一,染色一次命中率却提升了5%,日均染批也由原来的2.5个提升到3个,生产效率提高了20%。