煙花爆竹機械化自動化 減人增效更安全

邊姬

機械化自動化生產線不僅能大大減少操作工人、提升生產效率、節約企業成本，更能讓生產過程更加安全、大大降低安全事故發生。湖南省瀏陽市華冠出口花炮有限公司，完成了組合煙花13個生產工序智能化、自動化、遠程控制方面的升級。

湖南省瀏陽市華冠出口花炮有限公司（以下簡稱“華冠花炮”）成立于2003年，系瀏陽市華冠花炮集團核心母公司，集煙花科研、生產、銷售于一體，年產量6 000萬發組合煙花，是瀏陽市花炮銷售、燃放二十強企業，產品主銷山東、遼寧、內蒙古、河北、江蘇、浙江、湖南、云南、廣西等9省自治區。

傳統工藝 升級改造

傳統的組合煙花制作工藝采用的是手工卷筒、筑泥底、組筒插引、裝填發射藥、壓紙片，效果內筒插引線壓泥底、裝填效果藥、開炸藥、填充物、封口劑、內外筒組裝、封裝等工序。

人工操作需要耗費大量的時間，工作效率低，需要人工直接接觸藥物操作，危險性高，且手動操作失誤率較高。完成這樣一套生產工序，至少需要操作工人400人、管理人員60人。

為實現組合煙花生產自動化，華冠花炮投入8 500萬元用于生產線改造，完成了組合煙花13個生產工序智能化、自動化、遠程控制方面的升級，改變了傳統生產工藝操作產能效率低下、產品質量不穩定、需要大量工人手工操作、人員傷亡安全事故時有發生的局面，實現了組合煙花生產“機械化換人、自動化減人”的目標，工人使用總數、土地占用面積、廠房建造面積均節省了95%，僅需操作工人20人、管理人員6人。

亮珠生產工藝中的稱單藥、粉碎、混合、亮珠芯制造、制作亮珠、亮珠干燥、收、涼、入庫等環節是組合煙花生產工序中涉藥量相對較大、危險性較高、生產安全事故發生最為頻繁的環節，通過自動化改造，將人工操作改為化工原材料粉碎、篩藥和藥造粒干燥機，解決了煙花亮珠生產中普遍存在的藥物混合不均勻、亮珠干燥效率低、亮珠生產過程的防爆隔爆等問題。

在內外筒切紙機和分紙機使用環節、外筒打泥底、外筒連點火引、組裝成盆、內筒打泥底、運輸、儲存等工序，均改用內、外筒模壓機生產，單班工作人員由245人減少至10人，減少比例達到95.92%。

內筒裝亮珠、開苞炸藥、開苞炸藥粉碎、篩、混合等環節，改用有藥內筒灌裝機，內筒點防潮劑、點尾藥、點軍工硝粉末等環節改用內筒效果點尾機。這2處改造共減少37名員工，解決了國內現有組合煙花內筒裝藥普遍存在的藥物輸送與添料的高危性、推拉板與藥物直接摩擦、裝藥工序勞動力需求大等問題，解決了組合煙花生產工序中最復雜、勞動力依賴最大環節的機械化、自動化問題。

外筒內上發射藥，由人工操作改為發射藥灌裝機操作；外筒內裝有孔紙隔環節，改用外筒下紙隔填裝機；外筒內填裝有藥效果內筒工序，由人工操作改為內筒填裝機自動填裝；外筒填裝無孔紙隔固定內筒并運輸到包裝車間，改用外筒上紙隔填裝機。這4處工序原需70名操作人員，經改造后，僅需要4名員工即可完成全部操作。

在組裝成型后的煙花包裝、組合煙花包裝，直到最終封裝成箱，均將人工操作改為包裝貼標機操作，員工數量由30人減少至1人，減少比例高達96.67%，有效降低了組合煙花生產中人藥直接接觸產生的安全風險。

安全管理 初見成效

華冠花炮組合煙花自動化生產線的所有工序均實現了遠程智能化控制、人藥分離、人機分離。所有涉藥工序均采用安全監控點、安全報警及聯鎖、設備故障自診斷及安全防護等安全設計，PLC控制系統（可編程控制器：PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱PC，與個人計算機的PC相區別，用PLC表示）作為控制核心，搭配人機界面，通過采集外部的各種傳感器信號來控制液壓馬達、防爆電機和氣缸的自動化運行，完成各工序制作。

整條生產線上的各工序都安置高清防爆攝像頭，通過顯示屏監控每道工序是否有異常情況，特別是裝藥工序由防爆泄爆墻體分隔，并加裝了溫度、濕度及熱光源紅外線等傳感器檢測，當生產線任何一道工序出現異常時，都會自動停機，且監控室控制處理器有報警器閃爍并發出蜂鳴聲，以提醒操作員。設備運行時，如有人進入抗爆區域內，紅外線感應器會自動報警，切斷整機電源，立即自動停機。

針對煙花外筒中火藥有無、紙板有無、紙板傾斜及包裝缺陷，在線檢測系統設計了全自動多相機機器視覺監測系統，進行在線監測和分揀。系統在不影響原有生產線的運行速度的情況下，使用多套工業相機加近同軸照明系統進行目標圖像采集，通過高速圖像處理計算機進行分析處理，計算機通過IO控制卡將最終得出的處理結果發送給分揀執行機械手，機械手將包裝缺陷的產品從生產線上可靠分離。

組合煙花全自動化裝藥生產工序是整個組合煙花生產過程中一個至關重要的涉藥工序。機械化生產線作業產量大、產品質量穩定，但是操作人員違規作業就會帶來安全隱患，要從根本上杜絕組合煙花生產各環節違規行為，該生產線各工序采用網絡攝像機通過互聯網進行遠程監控、管理。

它利用了移動寬帶網絡來實現遠程視頻傳輸，通過互聯網的傳輸，監控人員可以在值班室對生產企業實行實時監控，一旦發現有安全隱患，還可以通過系統中的通話功能予以警示；對惡意違規生產崗位，可以采取遠程控制停機及鎖機功能。

從成本效益來看，一條組合煙花自動化生產線的預計售價為1 000萬元。按傳統生產工藝，年產6 000萬發組合煙花至少要400名工人，需要管理人員60余人。使用此全自動化生產線后，每條線只需20名工人和6名管理人員。如每個工人按3萬元/年工資計算，每年可節省工人工資1 140萬元。每名管理人員按5萬元/年工資計算，可減少管理人員工資270萬元。再加上員工福利等開銷，使用全自動化組合煙花全自動生產線后，一條生產線每年可為企業節省工資、保險、福利開支1 953萬元。企業可以在一年時間內，除收回購買生產線的投入外，還增加了953萬元的利潤，經濟效益非常可觀。

此外，自動化生產線的投入可以減少占地面積95%，減少廠房建筑面積90%，降低企業的廠房建造投入。而且組合煙花自動化生產線生產的產品質量更穩定、效果更好、包裝更美觀。

編輯 畢文婷