摘 要

为实现纺织企业规范化、细致化管理,引入了原棉视频识别卡标识,规范了原棉质量数据的管理;应用了细纱单锭检测系统和生产信息管理系统,实现了纱线生产过程的实时监控和信息管理;采用了自动换卷装置、粗细联、自动落纱小车、自动导航运输小车、智能化托盘包装,简化了操作流程,提高了生产效率和产品质量。认为以上自动化智能化技术及设备有利于提高成纱质量及稳定性,有利于分析总结,指导生产和质量追踪,有利于减少用工。指出:自动化、智能化、物联网的应用,可以达到减员增效的目的,进而提升纺织企业的综合竞争力。

关键词

自动化;粗细联;自动落纱小车;单锭监测;络筒专家系统;智能包装;物联网

传统的纺织行业属于劳动密集型行业,不断上升的人工成本成为企业发展中重要的痛点之一,自动化、智能化纺织设备的大量应用,有效地帮助纺织企业解决了用工多、生产效率低、产品质量不稳定等系列问题,成为目前纺织企业发展的新方向。纺织企业生产过程涉及很多繁琐、笨重的工作,如信息标识的管理、过程监控、数据集成、统计分析、半制品的输送等。如果全部通过人工来完成,准确性及工作效率受人为因素影响较多;实行自动化、智能化控制,不仅保证了统计和监控数据的 准 确 性,而 且 集 成 化 数 据 使 用 方 便、快捷。半制品、成品的自动化运输和打包显著降低了工人的劳动强度,提高了工作效率。下面以我公司为例,介绍自动化、智能化以及物联网技术在企业生产过程和日常管理中的应用。

1 信息化系统化管理

1.1 原棉包射频识别卡标识

传统的原棉包标识常用唛头条形码来记录棉花产地,经检测记录储存棉包的质量数据,将两方面结合考虑进行人工排序,按优劣分组使用棉花,在这个过程中有很多数据需要人工整理、排序,统计量大且容易出错,不能保证优质棉花优先使用。现在我们所有的棉包统一配备射频识别卡(以下简称 RFID )(如图 1 所示),通过RFID 卡记录、传递每包的质量检验信息,实现了棉花出入库的信息化管理,提高了仓库管理效率;在纱厂配棉时通过使用自动配棉系统,实现原棉领用及配棉自动化和原棉质量数据系统化管理;利用系统中配棉方案历史数据,提高配棉合理性和科学性;真正做到优棉优用,保证了成纱质量的稳定性。

1.2 生产信息管理系统

生产信息管理系统(以下简称 SMIS )主要包括:自动配棉管理、订单排单出货、生产调度、车间生产管理、仓库管理、工艺管理、保全管理、质量管理等模块,实现所有订单的生产全流程系统管理。各工序的产量、停机时间、停机原因、生产效率、上下机的品种安排、成品的出入库、半制品及成品的检测、原棉及成品的投诉等信息,通过人工录入SMIS 系统,并且和单锭监测系统直接对接,安装系统查看所需要的信息,真正实现纱厂生产信息公开化。此外我公司还将生产 SMIS 系统对下游织造厂公开,使织造厂也能直接得到纱线的相关信息。生产过程中任何一个品种的生产情况都可以通过系统自动筛选导出,特别是在线产量、故障原因、成品出入库等数据信息,导出后可以进行分析和指导生产。关于用户反馈的问题能够从系统中快速查找出当时的生产情况,寻找解决问题的办法。该系统使用方便,数据存储量大。

1.3 细纱单锭监测系统

单锭检测系统是在每个纱锭前面安装磁性传感监测装置,用来实时在线检测每个锭子的工作状况,磁性传感器是根据钢丝圈运动传感原理检测到实时断头及锭子速度,它不会受到飞花遮挡的影响,通过检测锭子的运转速度发现低速纱锭并计算出每个锭子的真实产量。除此之外还有落纱监控、牵伸监控和电源监控,实现对工艺质量和能耗的实时掌握。机台所有的检测数据和服务器采用无线通讯连接,安装快、维护量低。

为提高细纱车间的效率,方便挡车工快速地完成细纱接头,及时处理慢锭、坏锭,实时监控细纱产量、生产效率以及细纱的各类断头情况和细纱机台工艺等,我们在 K44 型细纱机上安装了普瑞美公司的单锭检测系统。通过机台的指示灯可以直接找到断头锭子、故障锭子,方便了挡车工接头和修机工维修坏锭 。机台尾部有一个小屏可以对断头多的机台报警,挡车工可以根据报警先接断头多的机台,然后接断头少的机台。车间悬挂一块显示屏,可以显示车间当前效率、断头、闲置断头情况(如图 2 所示)。单锭监测系统拥有强大的管理功能和信息反馈功能,可以监控管理车间生产过程,管理考核细纱挡车工;可以提高工作效率,断头处理时间减少 90% ;配备粗纱自动切断装置,可明显减少回花;多方位监控,提高设备管理的效率。

1.4 络筒专家系统

USTER QUANTUM EXPERT3 型络筒专家系统是将全部络筒清纱器联网,对每个清纱装置的设置和质量数据进行实时采集并连续呈现,利用数据库存储和管理所有信息,同时人机对话界面简洁直观,操作方便。通过数据集成直接导到终端电脑上,可用于分析数据、识别趋势和潜在问题等,实现对络筒工序的全面控制。同时在终端电脑上可以查看各机台的生产状况、工艺参数以及调整工艺。为便于工作人员实时了解络筒效率等数据,我们把络筒专家系统的部分实时数据直接显示在一块显示屏上,悬挂于车间。络筒专家系统实现了对络筒工序的全面在线质量监控,有助于提高成纱质量和实时过程控制。

1.5 空调自动控制系统

LUWA 空调自动控制系统的优点是能够自动、快速地调节车间温湿度,节能环保。这套系统可以灵敏感应车间温湿度变化,迅速反应,智能调节,确保车间温湿度稳定。以我公司为例,通过使用 LUWA 空调车间实现节能 13% ;该空调能够真正实现无人值守,自动化和智能化控制。

2 自动化智能化生产设备

2.1 C70 型梳棉机

C70 型梳棉机是一种满足高速、大容量生产的机型,一般情况下机台车速可以开到110m / min~120 m / min,使用的条筒直径达到 1m ,这种梳棉机产量高,条筒容量大,而且最高产量下梳棉稳定性良好。这种大条筒设计可以保证更高的梳棉效率,减少换筒次数,减少后工条子接头数量,条子质量更稳定。

2.2 E80 型精梳机及自动换卷装置

传统精梳机在换卷生头时,都是靠人工把卷子头拉薄拉匀,互相对接搭好,然后开车生产,精梳挡车工需要定期测定精梳机的生头质量(即搭头位置纺出条子的重量偏差);而 E80 型精梳机采用了自动换卷装置,通过自动换卷装置将卷子头自动搭好开车,搭头位置的条子由自动换卷装置控制,纺出的条子重量均匀,不会出现重量偏差大的情况。同时 E80 型精梳机加大了锡林的梳理弧长,提高了梳理能力,使精梳条质量明显提高,纱疵减少 20%~30% 。 E80 型精梳机还可以减少挡车工换卷的工作量,减少工作强度,提高生产效率,目前精梳用工量为 1 人/ 10 台(传统精梳机为 1 人/ 6 台),达到了减少用工的目的。

2.3 粗细联

传统的细纱铺车是靠工人将粗纱推到待铺细纱机旁,取下细纱纺完的粗纱“把子暠,用满粗纱铺台,然后穿头生头开车;整个铺车过程工人劳动强度大,效率低且细纱机必须停车,严重影响生产效率;粗纱经过几次装进装出容易起毛,影响粗纱质量。安装粗细联之后,满纱/空管置换装置可以将粗纱工序纺好的满粗纱直接转移到导轨上,导轨携带满粗纱移动进入储纱库待命,纱库全貌如图 3 所示。当细纱需要铺车时,由专人操作控制面板将粗纱、纱库、细纱机品种设置好,在对应的细纱机台按下要纱键,粗纱就可以自动走到待铺细纱机,由专人完成换纱。

我公司安装粗细联设备后,使用时还存在不小难度,主要是整个运行过程都是通过光电控制监测粗纱、粗纱管的正确运行,光电控制处共有300 多个;如果粗纱、粗纱管运行不畅,往往是光电控制处被挡住了,初期使用人员很难快速找到问题点,影响粗纱正常运行;前期培训和熟练操作耗时较长(共 4 个月 ~5 个月)。该系统在使用初期不能急于求成,培训工作必须细致,分批分组,以正确掌握各工序品种对应设置和检查方法,熟练整个操作流程。熟练掌握粗细联设备之后,一改传统的铺纱方式,细纱机采用宝塔分段的换纱方式(分段以粗纱锭数 120 锭位一节),只需由一人就可以完成,减少铺车用工 3 人 ~5 人,而且不需要停车换纱,不影响实际生产;粗纱空满管全部储存在输送轨道上,节省了地面空间,提高了车间的现场管理水平;通过自动运输和处理粗纱小纱“把子”,减少了粗纱在操作、工序间运送等过程中的触摸、摩擦、碰撞,消除了粗纱的人为损伤,有效保证了后续成品纱的质量。

2.4 细纱自动落纱小车

以我公司为例,原先使用的 G5 / 1 型细纱机采用人工落纱方式,落纱工人的劳动强度较大。通过改造,在原有机台上配置了自动落纱小车实现了落纱自动化,降低了工人劳动强度,提高了落纱效率,达到了减员增效的目的。

2.5 自动导航运输小车

纺纱厂有很多半制品需要从上一个工序运输到下一个工序,原来都是靠人工用平板小车推送,劳动强度大且效率低。目前我公司引进了自动导航小车(以下简称 AGV )(如图 5 所示),主要用于细纱到 络 筒 工 序 间 的 运 输,只 需 设 定 好 程 序,AGV 小车就会将半制品从上个工序自动送到下个工序,明显降低了推纱工的劳动强度,达到了减员增效的目的。

2.6 自动理管机

通过给每台络筒机机尾配置自动整理机,可以实现两种品种细纱管色的自动整理。自动理管机可以将本机的两种纱管自动分色分拣,设置好后自动进行分类和整理纱管,减少了理管工作量,提高了工作效率。

2.7 智能化托盘包装

传统的成品纱包装流程长,工作量大,一般每个筒纱需先套内袋,再套衬袋,最后套外袋;根据品种需要,选用纸箱或者编织袋,进行打包和刷唛。品种区分主要是通过打包带的颜色进行区分。由于我公司产品品种多,包装材料杂,操作工序繁琐,易出错;打包工工作强度较大,流失率高;成品纱入库出库点纱、找纱时间较长;纱线在运输过程中,翻倒次数过多,纱线有磨损现象。

针对成品纱包装的问题,我公司引进安装了智能化托盘包装,把每个筒纱放在有孔洞的隔板上,靠上下隔板压紧固定筒纱,每个独立包装通常可以装 8 层 ~9 层,将装好的筒纱整体放在托盘上,操作智能缠绕机用薄膜进行包缠,形成一个独立大包装(如图 6 所示),使用叉车整体搬运。所有的隔板及大包装材料在后工序用完后可以回收再次使用,同时纱线在运输过程中不容易磨损,这种智能化托盘包装可以大大节约成本,减少了包装工作量和劳动强度,达到了减员增效的作用。

3 日常管理

随着纺织企业集团化、规模化的发展,对员工的出勤考核提出了更多要求。我公司放弃原有的指纹考勤机,引进打考勤速度更快的打卡式智能考勤机,考勤记录直接与人力资源信息系统连接,人力资源信息系统可以按时间将考勤数据锁定,定时上传集团公司,实现跨地域人事、考勤、薪酬信息系统集成管理,显著提高了工作效率和数据准确率。该智能考勤机还实现了电子工资条的实时查询功能,同时还可以手机下载工资文件,输入工号和密码及时了解自己的工资情况。

4 结束语

我公司通过自动化、智能化、物联网改造和引进,实行有效的生产管理和人员管理,达到了“减员增效”的目的,生产效率和经济效益大幅提升;引入物联网技术等信息化技术,提升了企业流程化、标准化、信息化建设水平;生产流程、产品质量实时监控,实现了精细化控制管理;同时企业的日常管理中引入智能化、信息化的管理手段可以显著提高工作效率。通过实践,我们深刻体会到自动化、智能化、物联网技术给企业带来的竞争优势,但要想实现纺织企业的可持续发展,还需要不断引进、创新、研发新技术、新设备和新产品,建立企业的自主品牌。