摘要：探討半精紡智能制造體系建設(shè)中的注意事項(xiàng)。針對(duì)半精紡生產(chǎn)的特點(diǎn)以及所面臨的困境和需求，將智能制造引入半精紡生產(chǎn)，通過智能地組織生產(chǎn)和調(diào)整工藝，提高設(shè)備和瓶頸資源的利用率，提升生產(chǎn)應(yīng)變能力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的可追溯性。指出：通過構(gòu)建半精紡智能化生產(chǎn)管理體系，可以給決策者帶來更真實(shí)、全面的數(shù)據(jù)參考。認(rèn)為：引入智能化生產(chǎn)管理體系對(duì)半精紡的發(fā)展以及整個(gè)紡織行業(yè)有著舉足輕重的作用。

　　關(guān)鍵詞：半精紡;自動(dòng)化;信息化;智能化;生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)

　　紡織行業(yè)是一項(xiàng)人員密集型的傳統(tǒng)行業(yè)。現(xiàn)行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為把智能化生產(chǎn)技術(shù)引入紡織行業(yè)的時(shí)代已經(jīng)到了，智能化是實(shí)現(xiàn)紡織行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的有力手段。智能化生產(chǎn)對(duì)紡織企業(yè)來講，它除了涉及紡織企業(yè)內(nèi)部的信息，還與紡織企業(yè)外部的供應(yīng)鏈及上下游企業(yè)息息相關(guān)，它主要包含生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、物流等多方面的自動(dòng)化和信息化，能夠進(jìn)行智能計(jì)算、分析與決策等。從宏觀上就是要使產(chǎn)業(yè)鏈的上下游企業(yè)建立共贏共創(chuàng)的平臺(tái)，使上下游的用戶參與進(jìn)來，留下更多的數(shù)據(jù)信息。而對(duì)企業(yè)本身來講，智能化生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)從手工到自動(dòng)化的過程，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)的智能管控與決策。

　　智能化生產(chǎn)將紡織產(chǎn)業(yè)與信息、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合在一起，應(yīng)用于生產(chǎn)、供應(yīng)、營(yíng)銷在內(nèi)的各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的相互聯(lián)通[1-3]。半精紡的生產(chǎn)立足于棉紡設(shè)備和毛紡設(shè)備的有機(jī)結(jié)合，將棉紡工藝與毛紡工藝融為一體，是一種新型的多組分混色紡工藝技術(shù)，同時(shí)又是以多品種小批量為主，因此更加需要智能化生產(chǎn)管理體系的引入。本研究針對(duì)半精紡生產(chǎn)所涉及的情況和需求，淺述半精紡智能化生產(chǎn)的設(shè)想與實(shí)踐。

　　1半精紡生產(chǎn)的特點(diǎn)與需求

　　1.1半精紡生產(chǎn)特點(diǎn)

　　半精紡生產(chǎn)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(1)小批量、多品種、產(chǎn)品個(gè)性化強(qiáng)。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)翻改品種多、工藝更改頻繁、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定。因此要求有一種科學(xué)、智能的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)去完善整個(gè)生產(chǎn)過程。(2)大多是訂單模式，交期較緊。要求充分發(fā)揮工藝和設(shè)備技術(shù)管理人員的潛能，提升設(shè)備利用率，提高生產(chǎn)效率和工作節(jié)奏，尋求質(zhì)量與產(chǎn)量的契合，達(dá)到智能化排單和科學(xué)組織生產(chǎn)。

　　(3)半精紡產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。要求最大限度提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。必須同時(shí)掌握半精紡領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品流行趨勢(shì)、紗線質(zhì)量和風(fēng)格需求等數(shù)據(jù)信息，并對(duì)其進(jìn)行智能分析，才能不斷地開發(fā)出符合半精紡市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品，以提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

　　(4)勞動(dòng)用工越來越緊張。應(yīng)充分挖掘設(shè)備和生產(chǎn)人員的潛能，提高自動(dòng)化程度與生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，加強(qiáng)績(jī)效管理機(jī)制。(5)技術(shù)含量較高、創(chuàng)新性強(qiáng)。其生產(chǎn)過程實(shí)際上就是產(chǎn)品開發(fā)的過程，然而實(shí)際的生產(chǎn)情況沒有系統(tǒng)、現(xiàn)存的理論和經(jīng)驗(yàn)可依。這就需要收集大量的生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行智能分析和形成生產(chǎn)工藝的調(diào)整決策，提高生產(chǎn)過程和開發(fā)產(chǎn)品時(shí)翻改品種的效率，以便精確地進(jìn)行技術(shù)改造。(6)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的要求比較高，因此需要一項(xiàng)實(shí)時(shí)精細(xì)的設(shè)備狀態(tài)管理，對(duì)設(shè)備運(yùn)行要有智能系統(tǒng)地分析，可明顯降低生產(chǎn)成本和提高設(shè)備生產(chǎn)效率。

　　1.2困境與需求分析

　　根據(jù)半精紡生產(chǎn)的現(xiàn)狀與特點(diǎn)，如何用更短的時(shí)間、更少的人，顯著提高生產(chǎn)效率和開發(fā)出更多高性價(jià)比的新產(chǎn)品，已成為企業(yè)考慮的重點(diǎn)。尤其是排單排產(chǎn)作為紡紗生產(chǎn)展開的開端，其靈活性、共享性變成了半精紡生產(chǎn)企業(yè)日益突出的問題。其主要需求如下。

　　(1)企業(yè)高層管理者的決策，需要有精細(xì)化的生產(chǎn)管理和經(jīng)營(yíng)管理以及對(duì)上下游產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集和智能分析等功能的管理執(zhí)行體系提供支撐。

　　(2)企業(yè)管理必須掌握實(shí)時(shí)產(chǎn)能數(shù)據(jù)，并預(yù)測(cè)與真實(shí)產(chǎn)能的偏差、需求和計(jì)劃生產(chǎn)是否合理，規(guī)劃實(shí)施是否協(xié)調(diào)等，同時(shí)應(yīng)對(duì)生產(chǎn)的整個(gè)過程追蹤、監(jiān)控，并加以研究。

　　(3)半精紡產(chǎn)品的銷售形式大多是訂單，期望可以借助智能體系獲得業(yè)內(nèi)訂單的實(shí)時(shí)需求和所有用戶訂單規(guī)劃的實(shí)時(shí)狀況以及已處于生產(chǎn)階段的訂單實(shí)時(shí)進(jìn)度、公司真實(shí)的產(chǎn)能狀況等。如今大部分半精紡生產(chǎn)企業(yè)都欠缺標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)實(shí)施體系，業(yè)務(wù)員難以獲悉有關(guān)方面的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，與計(jì)劃、采購(gòu)等部門間的協(xié)同較為滯后，使信息傳遞的管理不準(zhǔn)確和不及時(shí)。

　　(4)生產(chǎn)的實(shí)際管理能夠借助智能體系了解生產(chǎn)的實(shí)時(shí)規(guī)劃、負(fù)載狀況等，從而便于及時(shí)甚至提前安排好與此有關(guān)的生產(chǎn)準(zhǔn)備事宜。更重要的是要通過智能系統(tǒng)及時(shí)了解計(jì)劃的完成情況、工序之間不同品種的生產(chǎn)平衡，或造成工序生產(chǎn)的負(fù)荷瓶頸及異常等相關(guān)情況。

　　(5)在物料控制與采購(gòu)控制方面，大多企業(yè)未能密切銜接物料供需分析與生產(chǎn)規(guī)劃，未能精準(zhǔn)計(jì)算物料的需求情況以及其采購(gòu)狀況等，借助智能體系，供應(yīng)鏈可以與企業(yè)本身進(jìn)行智能連接。

　　2半精紡引入智能化生產(chǎn)體系的目的與任務(wù)

　　利用信息化、自動(dòng)化、智能化的技術(shù)，精準(zhǔn)實(shí)時(shí)掌握半精紡生產(chǎn)線的生產(chǎn)進(jìn)展、設(shè)備運(yùn)行狀況和產(chǎn)品的實(shí)時(shí)質(zhì)量狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、高效、合理、智能地計(jì)算并及時(shí)組織生產(chǎn)和工藝調(diào)整，以達(dá)到生產(chǎn)排產(chǎn)、生產(chǎn)進(jìn)度和工藝質(zhì)量等智能的把控，提高設(shè)備和瓶頸資源的利用率，提升生產(chǎn)應(yīng)變能力，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的可追溯性，這樣給決策者帶來真實(shí)、全面的數(shù)據(jù)參考，進(jìn)而構(gòu)建先進(jìn)、合理并且具備前瞻性的當(dāng)代智能化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)[4]。

　　3半精紡智能化生產(chǎn)的設(shè)想

　　智能化生產(chǎn)體系的總體思路是以促進(jìn)部分的自動(dòng)化、信息化和智能化。在生產(chǎn)環(huán)境中運(yùn)用生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱MES)及智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng);利用ERP系統(tǒng)對(duì)企業(yè)所有的人、財(cái)、物、信息、時(shí)間和空間等綜合資源進(jìn)行平衡和優(yōu)化管理;在面向用戶和合作企業(yè)方面，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)、數(shù)據(jù)中心與工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、個(gè)性化定制和服務(wù)化延伸[5]。這種智能化生產(chǎn)的設(shè)想是符合半精紡生產(chǎn)特點(diǎn)和實(shí)際情況需求的。

　　首先，ERP只是為了實(shí)現(xiàn)過程和信息管理，達(dá)不到實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集和智能的決策分析。要實(shí)現(xiàn)智能化，除ERP外，先要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的有效采集，自動(dòng)化與智能化必須是統(tǒng)一的，然后才可能進(jìn)行一系列的智能分析和優(yōu)化，達(dá)到部分的智能化生產(chǎn)。其次，要實(shí)現(xiàn)部分智能化，首先要實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)化，其次才是信息化。因此自動(dòng)化是紡紗廠實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)系統(tǒng)的前提。對(duì)于現(xiàn)階段大部分紗廠來講，主要還是要通過改造實(shí)現(xiàn)部分工序之間物流自動(dòng)化、擋車工部分操作自動(dòng)化及生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。充分利用無人駕駛有軌運(yùn)輸車(以下簡(jiǎn)稱RGV)和無人駕駛無軌運(yùn)輸車(以下簡(jiǎn)稱AGV)技術(shù)，進(jìn)行各工序之間橋聯(lián)的改造。

　　在智能化生產(chǎn)系統(tǒng)中，信息化和自動(dòng)化是關(guān)鍵，然而更關(guān)鍵的是要讓工廠有一個(gè)“合作的大腦”來收集數(shù)據(jù)，然后通過“大腦”進(jìn)行智能分析和控制，實(shí)現(xiàn)智能決策和運(yùn)營(yíng)的目的。因此，工廠的最頂層應(yīng)該有數(shù)據(jù)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)，下一層應(yīng)該有基礎(chǔ)的ERP和覆蓋系統(tǒng)(包括供應(yīng)、銷售、存儲(chǔ)、財(cái)務(wù)系統(tǒng))，生產(chǎn)管理執(zhí)行層應(yīng)有MES系統(tǒng)，并應(yīng)包括資源(電、熱、水)等基礎(chǔ)設(shè)施的管理制度。

　　4半精紡紡紗智能化生產(chǎn)體系項(xiàng)目的實(shí)踐

　　4.1確定精細(xì)化生產(chǎn)管理模式

　　智能化生產(chǎn)的核心其實(shí)就是實(shí)現(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)，即確保員工以最高效的方式進(jìn)行協(xié)同和操作，消除一切浪費(fèi)，挖掘一切瓶頸資源。精準(zhǔn)地按訂單與用戶需求安排生產(chǎn)，使小批量、多樣性品種的生產(chǎn)方式得以滿足。智能工廠應(yīng)精準(zhǔn)適時(shí)配送各種物料以及原料，及時(shí)依照訂單交貨期限安排生產(chǎn)，構(gòu)建生產(chǎn)車間的電子屏幕，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)生的各種問題。促進(jìn)精細(xì)化生產(chǎn)的過程即漫長(zhǎng)又不可間斷，還必須與促進(jìn)自動(dòng)化、信息化相關(guān)的工作密切結(jié)合在一起進(jìn)行。要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)，必須先進(jìn)行自動(dòng)化和信息化的改造。

　　4.2廠房的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

　　智能工廠的廠房設(shè)計(jì)首先考慮在基建中有相關(guān)智能化需要的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，如水、電、汽、網(wǎng)絡(luò)、通信等管線的設(shè)計(jì)，針對(duì)舊車間改造也要首先進(jìn)行這一項(xiàng)配套設(shè)計(jì)。其二，廠房配套的設(shè)計(jì)包含了視頻監(jiān)視體系、采光體系、空氣調(diào)節(jié)體系、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等相關(guān)智能化的改造。

　　4.3智能化生產(chǎn)線的規(guī)劃

　　生產(chǎn)線是規(guī)劃智能工廠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，大規(guī)模坯紗生產(chǎn)基本上是同一類型的品種，而半精紡所生產(chǎn)的品種類型是隨著市場(chǎng)的變化而經(jīng)常不斷變化的，企業(yè)就需要根據(jù)半精紡銷售產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息、市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求的數(shù)據(jù)信息及未來相關(guān)的產(chǎn)品趨勢(shì)數(shù)據(jù)信息，對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、產(chǎn)能及各種品質(zhì)要求等進(jìn)行規(guī)劃，可采用價(jià)值流圖等智能方法來合理規(guī)劃其生產(chǎn)線，確保整個(gè)工廠生產(chǎn)設(shè)備橫向和縱向的配套，使生產(chǎn)效率達(dá)到最大化。

　　因此，在實(shí)際規(guī)劃生產(chǎn)線時(shí)，就要更大限度地考慮減少用工以及員工工作強(qiáng)度，盡可能對(duì)每一道工序進(jìn)行智能檢測(cè)，進(jìn)而提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)。因此，應(yīng)對(duì)所有工作是否可運(yùn)用智能設(shè)施等進(jìn)行具體分析。若是該工位高度重復(fù)且沒有變化則可選用智能設(shè)施，反之則應(yīng)選用人工。此外，對(duì)于人工作業(yè)部分應(yīng)盡可能提供智能提醒，使人機(jī)協(xié)作得以全面實(shí)現(xiàn)。如現(xiàn)行細(xì)紗機(jī)上的單錠檢測(cè)裝置就是一種方便人工操作的智能提示裝置。

　　紡織論文投稿期刊：棉紡織技術(shù)(月刊)創(chuàng)刊于1973年，是由陜西省紡織科學(xué)研究所和中國(guó)紡織信息中心主辦、全國(guó)棉紡織科技信息中心和《棉紡織技術(shù)》期刊社編輯出版的科技期刊，國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，半精紡是傳統(tǒng)紡織行業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的結(jié)果，它的存在主要以生產(chǎn)多品種、小批量、個(gè)性化產(chǎn)品為主，這也是紡織產(chǎn)業(yè)一種新型的生產(chǎn)模式。顯然，這種生產(chǎn)模式對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的管理要求更高。引入智能化生產(chǎn)管理體系對(duì)半精紡的發(fā)展以及整個(gè)紡織行業(yè)有著舉足輕重的作用。然而規(guī)劃與改造智能化生產(chǎn)線是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

　　首先要從企業(yè)文化、行業(yè)未來、經(jīng)營(yíng)思路、技術(shù)進(jìn)步、生產(chǎn)的靈活性、各管理系統(tǒng)間的復(fù)雜性等多個(gè)方面進(jìn)行綜合規(guī)劃;實(shí)施綜合考慮企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)、管理、工藝、設(shè)備、自動(dòng)化和IT等多個(gè)部門的職能并實(shí)現(xiàn)協(xié)同合作，才能規(guī)劃和建設(shè)出真正具有可操作性和實(shí)效性的智能工廠。

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　　作者：周衛(wèi)忠