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1、华纺智能制造交流材料华纺股份有限公司 盛守祥一、 制造业发展面临的机遇与挑战在当前经济形势下，传统纺织印染企业面临着诸多困境，在供给侧改革的政策指引下，裁减过剩产能，成为企业面临的生存问题。劳动力短缺、成本增加、产能过剩及全球经济的疲软制约了企业的发展。来自全球的竞争在逐渐蚕食着中国“世界工厂”的地位。低端制造正快速从中国向其他低成本国家转移，而高端制造向发达国家回流对中国制造企业来说无疑更是雪上加霜。面对种种压力，转型升级已经成为企业的当务之急。基于互联网技术的产品创新、精益制造、柔性生产以及供应链集成，成为未来中国制造业发展的主基调。智能制造技术的发展为制造企业的转型升级带来了机遇。将智能
2、制造为核心的信息技术的应用与企业战略、组织、流程和管理控制系统相融合，帮助企业提高产品设计和生产的自动化水平,实现产品设计与生产的智能化、敏捷化、柔性化和精益化，成为生产高附加值产品的平台。进而，促进企业管理与组织模式的变革，带来企业管理水平和经济效益的大幅度提高；促进企业组织结构的扁平化，将市场信息、技术信息和生产活动结合起来，使企业管理者能够迅捷的对市场做出反应，制定出正确、科学的决策，使企业的人力、物力、财力资源更加有效的配置，为企业创造核心的竞争能力提供最有效的保障。 二、 华纺主要开展的工作(一) 把握智能制造的发展趋势智能制造正在世界范围内兴起，它是制造技术发展，特别是制造信息技术
3、发展的必然，是自动化和集成技术向纵深发展的结果。智能制造系统的发展，一般沿着智能装备单一技术点智能化、面向智能装备的组线技术、高度自动化与柔性化的智能生产线、基于中央管控和智能调度的智能工厂、异地协同的智能联盟的路径发展。因此，从智能制造系统的技术基础和实施规模来看，智能制造系统可以划分为装备级、生产线级、车间级、工厂级和联盟级。德国工业4.0 提出以信息物理系统（Cyber-Physical System，CPS）为基础，由智能工厂、智能生产和智能物流三个子系统构成的互联网环境下的智能制造框架，将CPS 作为智能制造的底层基础设施，力图引导德国成为智能制造技术的主要供应商和CPS 技术及产品
4、的领先市场。可以说，德国工业4.0 的内涵与中国政府提出的工业化与信息化深度融合本质一致，都是力图在底层或应用层实现制造技术与信息技术的深度融合。美国提出的再工业化或工业互联网则是基于美国在互联网技术领域，尤其在智能制造领域的全球竞争优势提出的，通过互联网与制造业的紧密结合，以数据整合实体来推进智能制造，本质上也是推进工业化与信息化的深度融合，只是美国依据自身优势选择了与德国不同的实施路径。智能制造的本质，是通过信息技术与制造技术深度融合实现自感知、自诊断、自优化、自决策、自执行的高度柔性生产方式。或者说，智能制造是从独立设备的机器智能到制造过程系统智能演进发展的生产方式，具有动态感知、实时分
5、析、自主决策和精准执行四个典型特征。智能制造体系（Intelligent Manufacturing System, IMS）就是建构在制造技术与通讯信息技术深度融合基础上的集感知、分析、决策和执行于一体的智能化制造体系，力图解决以往工业化进程中人类脑力劳动自动化效率低的难题。在1870 1980 年的100 多年工业化进程中，生产过程效率提高了20 倍，但生产管理效率只提高了1.8-2.2 倍，而产品设计仅提高了1.2倍。智能制造的目标之一就是提高人脑的自动化，智能制造体系唯有与人的智能活动联系在一起，才构成真正意义的智能制造体系，因为智能制造技术的应用和执行过程就是制造技术与企业战略、营销
6、和管理工作的系统性协调变革过程。(二) 整合企业精益管理的思想和经验企业40年来的发展，始终走在行业的前列，企业的信息化建设也与时俱进，与企业战略和企业管理思想相辅相成。2013年，企业根据多年的信息化发展经验，结合企业推行的精益生产管理思想，提出了智慧企业的发展构想，其时，恰逢中国制造2025和工业4.0概念的提出，相互印证，更坚定了企业向智能制造方向发展的决心。“智慧华纺”的信息化发展新模式，以智能工厂为核心，打造基于客户需求自组织生产的智慧企业。(三) 研发创新的智能制造技术生产参数的快速检测与控制技术、染化料助剂的精准配送技术、生产计划的自动排程技术是实现全流程数字化印染生产的关键技术
7、，拟围绕这三方面技术进行研究，主要内容主要包括：1）研究印染生产过程在线监测技术，建立生产过程在线监测体系，实现生产过程闭环自动控制。对生产设备软硬件接口、数据进行建模，完成数据的抽象和形式化描述，建立生产全过程工艺参数和监控数据的统一集成存储。通过对企业的生产运转情况的实时显示和工艺对照监控进行自动反馈。通过离线数据挖掘等技术构建工艺数据关联的“印染数据链”，将布料、工序、工艺、设备、人员进行全方位的关联互动，应用类比分析、关联分析、聚类分析、反演分析等方法构建“自积累工艺知识库”，优化工艺及生产实施。2）研究染化料助剂自动配送及控制技术，包括在线滴定间接测量技术和比重差压间接测量技术，实现
8、工作液浓度的在线精确监测及控制。研究总线式管路输送技术，实现多种染化料助剂单管道的多点高效配送。研究单套转子泵对不同粘度染化料助剂的精确定量输送技术，建立基于不同染化料助剂粘度、配送压力、流量与转子泵转速关系的多纬度多阶变量曲线数学控制模型，从而实现在配送压力要求不变的情况下单套转子泵对不同粘度染化料助剂的准确计量输送。进一步根据在线计量的结果，结合前置反馈和后置反馈，实现在线实时自校功能，以保证染化料助剂的可靠精确在线计量。3）研究生产计划自动排程技术，设计基于大数据的可插拔式通用印染生产计划自动排程的调度模型，搭建支持多目标生产调度（包括效率和能耗）、高效（快速求解）、可扩展（基于统一数据
9、编码和存储结构，支持不同算法）的生产计划自动排程系统，构建基于 RFID 的多代理技术的实时反馈调度控制系统。(四) 建立智能工厂探索转型升级之路华纺智能工厂以实施智能制造系统为基础，通过准确感知企业、车间、设备、系统的实时运行状态，来获取企业实时的运行数据，并对这些数据进行加工、识别、处理等分析，进而根据数据分析的结果，按照设定的规则，自动做出判断和选择，实现系统的自主决策。同时系统可以精准的执行决策，对设备状态、车间和生产线的计划做出调整。实现部分的代替人的脑力劳动，形成人的智能与机器智能的互相配合，相得益彰的人机一体化系统。运用车间制造执行系统（MES）实现计划、调度、质量、设备、生产、
10、能效的全过程闭环管理。与企业资源计划系统（ERP）的整合，实现供应链、物流、成本等企业管理的优化。提供从生产订单到产品完成的全部生产活动的优化管理；运用及时、准确的采集信息，指导、启动、响应并记录管理工厂的生产活动，从而能够对环境的变化做出迅速的响应、减少非增值活动、提高工厂运作过程的透明度和执行效率。系统不但可以改善设备投资回报率，而且有助于及时交货、加快库存周转、提高收益和现金流的绩效，更重要有助于企业产品质量的提高和持续改进，以便最大限度的提高客户满意度，提升企业品牌形象和核心竞争力。三、 当前产生的效果华纺智能工厂项目的应用解决了企业面对市场新环境下产生的生产管理问题，同时为企业的发展
11、带来的效益，对企业管理水平的提升起到了根本的促进作用。(一) 优化工艺执行，保障质量稳定印染行业工艺执行是生产管理中的一个重点和难点。系统的应用，从工艺下发、工艺执行、工艺分析三个方面提升了生产工艺管理的质量。首先，生产过程中，技术部门制定好的工艺，在系统中根据生产计划自动下发到生产机台和自动配送料设备，工艺无错漏。其次，工艺参数直接下发给设备，实时监控参数运行情况，实时报警，超限停机。产品质量稳定性大幅提升。最后，系统自动记录工艺参数运行曲线，自动对应产品。分析报表有助于技术人员优化工艺。精益化工艺管理得以实现。(二) 染化料自动配送，保证配方精确执行染化料配方的精确与否，直接决定的产品的质
12、量。系统的应用，从配方下发、配方执行、用料输送、用料分析四个方面来保障配方的精确执行。工厂实验室在制订好工艺配方后，根据计划排产，通过系统自动下发到配送料系统。系统根据预先准备好的染化料原液按照收到的配方自动进行配料，生产用料的准确性和及时性得到保障。根据计划排产，配好的染化料自动通过管道输送，准确及时清洁。同时，系统自动统计分析，各个产品的用料情况，实时准确，为决策提供支持。(三) 过程状态全面记录，生产透明进度可控及时掌握在制品的生产状态，通过计划排程，可以有效的提升车间的运行效率。通过对在制品进行条码标识，实时记录每一个生产过程。可以全面的掌握所有在制品的状态、数量、停留时间。进而自动产
13、生订单的进度报表。随时关注车间生产的异常状态，随时调整生产任务，以保障车间运行的高效。能源消耗是印染成本的重要组成部分，准确、及时的掌握每个订单、每个产品的能源消耗情况，车间每台设备的能源消耗情况，有助于我们分析影响成本的主要因素，进而提升管理效率，系统的应用，可以及时准确采集订单产品的能源消耗，为节能减排提供决策支持。(四) 促进管理变革，全面价值提升在应用系统的过程中，我们也深刻的认识到系统的应用，不是单纯的技术革新，必须将旧的、不适应新的技术环境的管理思维和管理方法进行变革，并形成一套基于智能制造的管理模式，才能达到企业提升管理水平的目的。在变革的过程中，我们取得了以下的管理成果：1、
14、管理层面管理模式的得到了升级，通过智能工厂系统的使用，改变滞后式管理模式为即时化管理，带动转型升级；可即时发现异常、快速改善异常，促进管理闭环，实现流程和机制的优化，提升执行力；数据信息准确实时，加速信息的快速流转，改变滞后的信息流模式；生产力得到提升，即时发现瓶颈和问题，现场得到即时反馈和改进，提高作业效率；订单准时交付、缩短周期，即时发现订单进展异常，消除缺料、待工、流转等环节的问题；品质异常减少，实时核算和统计品质情况；缩减了作业周期，作业数据实现了实时性，有利于实时动态掌握作业情况，实现对产品全过程的可视化管理；2、 顾客层面工作效率的提升，出错率的降低，从而会使客户抱怨减少，客户忠诚
15、度增加，客户投诉率快速追溯反馈，提高满意度。3、 战略层面信息系统的使用大大提升管理水平和工作效率，它带动企业核心竞争力的提升；数据准确率提升和信息流的加速，对决策的准确制定提供了很大支持。基于中国制造2025及工业4.0的发展思路和精益生产的管理思想，结合企业的基础现状，探索一条传统印染企业的转型升级之路，是本文所要阐述的重点，从企业实践的情况来看，确定目标，掌握趋势，结合实际来进行整体规划、分步实施，以适用性为原则，有效的帮助企业进行升级的，同时为行业发展探索出一条创新之路。四、 未来的规划华纺充分的研究到了当前经济形势的现状，认识到了社会生产力发展的趋势，清晰的定位了华纺未来的发展目标，
16、制定了智能制造的发展规划。把打造自主知识产权的纺织产业链中央集控系统（HFCPS）为核心，进而带动整个纺织行业向智能制造转型升级。规划通过卓越绩效管理思想和先进信息技术结合，建立全产业链的信息平台，来整合各个产业的全部资源，统筹全产业链的生产、运营、销售等业务，以达到提高效率、降低成本、提高利润的目的。纺织产业链中央集控系统（HFCPS）是，基于全互联的数字化环境下，以生产系统的数字化标准规范、接口（API）标准规范、配套系统的自动对接、全局的安全防护等技术规范为基础，以智能工厂为核心，从产品最开始的购买意向，到后续的定单提交、产品设计、供应链采购、生产制造、物流交付、后续服务与产品质量跟踪，直至产品寿命终止的，全生命周期流程进行智能化的协调管理的产业链智能协作平台。未来的华纺是“百年华纺，智慧华纺”，未来的中国纺织产业发展，也将为中国制造2025规划划上浓重的一笔。
