化纖巨頭新鳳鳴的智能制造與物流改善—訪新鳳鳴集團股份有限公司副總裁趙春財

文/ 本刊記者 王 玉

中國化纖產(chǎn)量已占全球三分之二以上，智能制造成為中國由化纖大國向化纖強國邁進的重要路徑。作為化纖行業(yè)“智能轉(zhuǎn)型”的代表，新鳳鳴在智能制造探索實踐中的工作思路、實施步驟和應(yīng)用技術(shù)，特別是其內(nèi)部物流自動化與智能化升級改造的成功經(jīng)驗值得參考借鑒。

趙春財新鳳鳴集團股份有限公司副總裁

紡織工業(yè)作為我國傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，重要的民生產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造國際化新優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)，正處于轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵期。新鳳鳴集團股份有限公司（以下簡稱“新鳳鳴”）作為國內(nèi)規(guī)模最大的滌綸長絲制造企業(yè)之一，是唯一一家入選我國“2019年智能制造標(biāo)桿企業(yè)”的化纖企業(yè)，是化纖行業(yè)“智能制造轉(zhuǎn)型”的典型代表。為此，我們采訪了新鳳鳴股份有限公司副總裁趙春財，請他結(jié)合新鳳鳴的智能制造探索，分享了化纖行業(yè)企業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型過程中的生產(chǎn)物流痛點、難點，以及新鳳鳴的成功變革經(jīng)驗，以期給行業(yè)企業(yè)提供有價值的參考。

記者：請您介紹一下我國化纖行業(yè)的發(fā)展概況，以及行業(yè)企業(yè)普遍面臨的發(fā)展瓶頸。

趙春財：化纖行業(yè)是典型的勞動密集型產(chǎn)業(yè)。其中，滌綸長絲是紡織工業(yè)的重要原料，2018 年國內(nèi)總產(chǎn)能超過3100 萬噸，占化纖總量60%以上，產(chǎn)值超過2800 億元。

滌綸長絲生產(chǎn)流程長、產(chǎn)品品質(zhì)一致性要求高，傳統(tǒng)作業(yè)模式主要依靠人工。近年來，勞動力成本快速上升，企業(yè)用工成本增加，加上新建工廠位置越來越偏僻，生活配套設(shè)施、交通配套設(shè)施不足，企業(yè)面臨招工難題，同時高強度體力勞動導(dǎo)致員工離職率高，尤其是春節(jié)前后，一線生產(chǎn)人員探親、離職更是給正常生產(chǎn)帶來了很大困難。此外，工人的素質(zhì)及責(zé)任心問題，由人工搬運和碼垛造成部分絲餅損壞，人工按級分揀漏誤也會造成潛在質(zhì)量損耗。“缺”（缺員）、“低”（效率低）、“耗”（損耗大）、“散”（管理分散）成為制約化纖行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸。

記者：針對以上瓶頸，新鳳鳴制定并實施了哪些相關(guān)發(fā)展戰(zhàn)略？取得了哪些成效？

趙春財：早在2003年，新鳳鳴就開始了自動化生產(chǎn)體系建設(shè)；2009年啟動了“機器換人”項目，是中國大陸首家在熔體直紡長絲領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用自動落筒和自動包裝系統(tǒng)的企業(yè)，公司參與的《面向紡織典型行業(yè)的機器人自動化生產(chǎn)線示范應(yīng)用》項目還被列入國家重點研發(fā)計劃“智能機器人”。

“機器換人”項目，雖然初衷是“換人”，但實則是紡織企業(yè)和行業(yè)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級的重要手段之一，帶來的作用是綜合的、多方面的，不僅緩解勞動力成本上漲帶來的壓力，而且提高了生產(chǎn)效率，降低單位時間內(nèi)的成本，提升了產(chǎn)品品質(zhì)，從而增大盈利空間，使生產(chǎn)車間達到了“黑燈車間”標(biāo)準(zhǔn)。

近年來，新鳳鳴以打造“行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)第一品牌”為目標(biāo)，啟動了以“互聯(lián)網(wǎng)+”為主線的“55211”智能化工程，力爭2025年底前全面完成智能工廠建設(shè)，打造行業(yè)一流的信息化能力。2017年，集團總裁親自掛帥，CIO具體負責(zé)，由78名信息顧問、25名軟硬件工程師和39名關(guān)鍵用戶組成信息團隊，計劃到2025年，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為主線有序建成經(jīng)營管理、生產(chǎn)營運、客戶服務(wù)、基礎(chǔ)技術(shù)四大平臺，構(gòu)建信息化標(biāo)準(zhǔn)和信息安全2個體系，建立一套信息化管控機制，打造行業(yè)一流的信息化能力，最終全面建成智能工廠。

目前，新鳳鳴已將機器人廣泛應(yīng)用于聚酯檢測、飄絲識別、紡絲落筒、自動包裝、立體存儲等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，實現(xiàn)從原料入庫、聚合、紡絲、卷繞、包裝、成品倉儲到物流跟蹤的全鏈條自動化作業(yè)和智能化管理；此外，用 5G 技術(shù)逐步取代傳統(tǒng)車間的通訊手段，滿足智能車間內(nèi)多種作業(yè)設(shè)備的信息互通、多路視頻信息同步等要求，增強了生產(chǎn)管理能力，提升了企業(yè)生產(chǎn)效率，五年人均產(chǎn)量提升1倍，相當(dāng)于每年減少7億元工資支出，同時產(chǎn)品質(zhì)量大幅提升。

AGV自動落筒( 5G車間)

記者：請您結(jié)合新鳳鳴的升級發(fā)展過程，分析總結(jié)傳統(tǒng)作業(yè)模式下，化纖企業(yè)的工廠/車間生產(chǎn)物流環(huán)節(jié)通常會面臨的哪些難題？

趙春財：傳統(tǒng)作業(yè)模式下，大多數(shù)化纖企業(yè)在工廠/車間生產(chǎn)的物流方面會面臨以下問題。

問題一，在滌綸長絲生產(chǎn)前紡車間：主要的生產(chǎn)工藝是不同卷繞頭按照生產(chǎn)計劃，進行不同品種卷裝的成型，卷繞機完成卷裝卷繞成型后，由人工進行落絲作業(yè)并按批號分類存儲并裝車送出車間。前紡車間是滌綸長絲生產(chǎn)作業(yè)中工人勞動強度大、用工最多、產(chǎn)品損耗最大、作業(yè)環(huán)境最差的車間之一。新鳳鳴的整個前紡車間每天3班生產(chǎn)，單個卷裝的重量為8或15公斤，一套60萬噸裝置每天生產(chǎn)60多個批號合計10萬個以上的卷裝，傳統(tǒng)作業(yè)模式下，除卷繞成型由卷繞頭自動完成以外，其余作業(yè)包括生產(chǎn)任務(wù)下達，產(chǎn)品質(zhì)量管理、產(chǎn)品信息管理、落絲作業(yè)、物流作業(yè)全部由人工完成。

問題二，在滌綸長絲生產(chǎn)包裝車間：主要的生產(chǎn)工藝是根據(jù)絲餅不同的品種、批號、等級進行包裝作業(yè)。包裝作業(yè)包括：絲餅分級、存儲、轉(zhuǎn)運、揀選、絲餅套袋、碼托盤、放置隔板等工序。包裝完成后，由人工對托盤裹膜后送入倉儲車間。包裝作業(yè)是滌綸長絲生產(chǎn)作業(yè)中工人勞動強度最大、用工多、產(chǎn)品損耗大的車間之一。傳統(tǒng)作業(yè)模式下，包括生產(chǎn)任務(wù)下達，產(chǎn)品質(zhì)量管理、產(chǎn)品信息管理、包裝作業(yè)、物流作業(yè)全部由人工完成。

問題三，在倉儲環(huán)節(jié)：化纖產(chǎn)品的產(chǎn)品銷售季節(jié)性明顯，工廠一般均采用面積很大的平面?zhèn)}庫進行原料和成品的存放或是廠區(qū)露天下的隨機堆放，土地利用率很低，成品包裝易受損。入庫的作業(yè)方式是通過叉車將包裝后成品從包裝車間運送到平庫，出庫也是由人工清點出庫，庫存管理全部由紙質(zhì)記錄或者簡單的電腦登記，人工處理完成，用工量大，工作繁重，效率低下。這樣傳統(tǒng)的儲存方式還會因儲存過程中的貨物倒塌、木架損壞等原因帶來的非生產(chǎn)性產(chǎn)品降等，帶來額外的損失。傳統(tǒng)的平庫存儲方式存在場地占用大，庫存記錄不準(zhǔn)確，信息化水平低，人工成本高，效率低下，倉儲損耗高等諸多弊端。

問題四：多個車間連續(xù)協(xié)同生產(chǎn)，各個車間管理分散，產(chǎn)品信息流、物流不連續(xù)、容易出錯。

記者：針對以上生產(chǎn)與物流方面的難題，新鳳鳴采取了哪些高效的解決方案？達到了怎樣的效果？

趙春財：以智慧物流為抓手，實現(xiàn)滌綸長絲工藝設(shè)計、卷裝作業(yè)、質(zhì)量管控、生產(chǎn)管理、動力工程等生產(chǎn)關(guān)鍵工序環(huán)節(jié)的自動化、數(shù)字化、智能化是解決以上難題的有效途徑。但由于化纖生產(chǎn)為連續(xù)性生產(chǎn)行業(yè)，物流環(huán)節(jié)主要在后端，后端自動化物流系統(tǒng)出問題將會造成車間/工廠停產(chǎn)，對公司造成極高損失，因此對自動化物流系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求非常高。

經(jīng)過謹慎的選擇，我們近年來與北自所（北京）科技發(fā)展有限公司（以下簡稱“北自科技”）一起研制了滌綸長絲智能化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備，形成了長絲卷裝作業(yè)的全流程一體化解決方案。針對上述各個難題的解決方案細分如下：

解決方案1：

應(yīng)用北自科技創(chuàng)新設(shè)計的貫通前紡車間落絲、轉(zhuǎn)運、裝車全過程的全自動落絲工藝流程，通過專用的全自動落絲機、轉(zhuǎn)運存儲設(shè)備、自動裝車設(shè)備、同紡絲設(shè)備卷繞機軟硬件接口、絲餅信息處理、排產(chǎn)、落絲機智能調(diào)度軟件等，實現(xiàn)了多批號產(chǎn)品自動排產(chǎn)、自動落絲、裝運、分批存儲、裝車、自動生成并傳遞卷裝信息、實時采集設(shè)備運行信息和產(chǎn)品生產(chǎn)信息進行存儲、分析實現(xiàn)質(zhì)量控制，完成了單線多機、多線多品種協(xié)同運行的統(tǒng)一調(diào)度、管理，實現(xiàn)了滌綸長絲前紡的穩(wěn)定自動化、數(shù)字化生產(chǎn)。其中，定制化的MES和專家系統(tǒng)軟件讓我們能夠及時獲取生產(chǎn)運行維護指導(dǎo)，并可以實現(xiàn)遠程運行維護。

北自科技為新鳳鳴打造的自動落筒系統(tǒng)

北自科技為新鳳鳴打造的智能倉儲系統(tǒng)

解決方案2：

絲餅加工完成后，滿載絲餅的絲車經(jīng)過絲車上線區(qū)，由上線機器人將絲車上面的絲餅抓取到入庫輸送線體上，入庫區(qū)控制系統(tǒng)將絲餅存入立體倉庫。在車間智能MES指導(dǎo)下執(zhí)行出庫作業(yè)，出入庫機器人對絲餅指定出庫揀選作業(yè)，在出庫區(qū)將絲餅分類輸送。再由裝箱機器人在紙箱包裝區(qū)進行絲餅包裝，紙箱進入碼垛區(qū)后，由碼垛機器人對多品種紙箱碼垛。在車間各個工位，系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)信息跟蹤、記錄和傳遞自動化。

在生產(chǎn)過程中，這個解決方案可實現(xiàn)數(shù)十種品種絲餅同時包裝，裝載數(shù)十種批號、不同等級絲餅的絲車可在調(diào)度系統(tǒng)和MES的管理下交替上線。絲車上線前采用人工復(fù)檢，檢驗信息無錯誤后，絲車由鏈?zhǔn)綑C運送到機器人抓取位置，絲餅信息與置紗盤信息自動綁定。在置紗盤經(jīng)過自動稱量系統(tǒng)時，置紗盤信息和絲餅重量信息綁定，然后在外檢臺，完成外觀自動檢測，判定絲餅等級并提交到車間智能MES。出入庫的機器人將絲餅抓取到立體倉庫的托盤上，將絲餅信息與立體倉庫托盤信息綁定，完成絲餅的入庫作業(yè)。待染色判定等級后即可出庫包裝。

在車間智能MES安排生產(chǎn)任務(wù)后，由緩存自動化立體倉庫調(diào)度及監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度堆垛機執(zhí)行出庫任務(wù)，堆垛機同時執(zhí)行入庫和出庫任務(wù)。出入庫機器人可揀選出庫，出庫的絲餅分成五個等級，部分絲餅由裹膜機自動裹膜，裝箱機器人完成自動裝箱，滿箱自動稱重、貼標(biāo)、封箱、打包后，紙箱按絲餅級別自動分道，碼垛機器人將滿箱抓取到對應(yīng)的托板上，碼垛作業(yè)完成后，由智能分配車完成自動滿垛下線和運送空托板任務(wù)。

解決方案3：

應(yīng)用于數(shù)字化車間的智能倉儲物流系統(tǒng)，結(jié)合了從生產(chǎn)包裝線-產(chǎn)品-儲存-銷售出庫；生產(chǎn)線-臨時存儲-生產(chǎn)線；原料-生產(chǎn)線-成品等方面的工藝技術(shù)流程，以及自動化立體倉庫的技術(shù)特點，滿足不同原料、成品、半成品等快速、高效和準(zhǔn)確的生產(chǎn)儲存需求。這對行業(yè)傳統(tǒng)倉儲方式來說是一個新變革。

解決方案4：

應(yīng)用了卷裝作業(yè)全流程實時智能管控系統(tǒng)。解決了長絲卷裝作業(yè)全流程海量信息高效實時處理與高準(zhǔn)確率難題，實現(xiàn)了落卷、轉(zhuǎn)運、檢測、包裝、倉儲等全流程均衡協(xié)同作業(yè)和智能調(diào)度，以及生產(chǎn)對象、裝備和信息智能管控的高效生產(chǎn)運行等 。

記者：除了生產(chǎn)物流改善外，新鳳鳴還進行了哪些相關(guān)探索？取得了怎樣的成果。未來還有哪些發(fā)展規(guī)劃？

趙春財：智能車間的高效運行離不開高帶寬、低時延、可靠性高、部署簡單的網(wǎng)絡(luò)，車間設(shè)備需要端到端低時延、高穩(wěn)定性及可靠性的網(wǎng)絡(luò)，尤其是高清視頻監(jiān)控，機器視覺等對帶寬要求高，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能不足，加上結(jié)構(gòu)復(fù)雜，布線、運行和維護成本高、安全管理能力不足等問題一定程度上阻礙了智能車間高效運行。

新鳳鳴在智能生產(chǎn)車間應(yīng)用了 5G技術(shù)方案，對車間網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時延、安全性保障方面帶來飛躍式的提升，例如，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)相比，在5G網(wǎng)絡(luò)下，AGV小車的掉線率大幅降低，運行更加穩(wěn)定，運輸效率得到了提升；在生產(chǎn)車間內(nèi)有大量的傳感器數(shù)據(jù)需要回傳到數(shù)據(jù)中心，從而監(jiān)控生產(chǎn)過程是否正常，借助5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬和低延時特性，實時傳輸傳感器數(shù)據(jù)到本地數(shù)據(jù)中心，提升了數(shù)據(jù)采集的效率，減少了布線和維護成本，縮短了工程周期。

新鳳鳴還建成了一個集“主數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、ERP、MES、大數(shù)據(jù)及輔助決策和工業(yè)APP”等于一體的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺“鳳平臺”，依托“鳳平臺”，實現(xiàn)內(nèi)外部互聯(lián)互通，打通了業(yè)務(wù)鏈、數(shù)據(jù)鏈和決策鏈，實現(xiàn)了智能+辦公、生產(chǎn)、經(jīng)營、能源、銷售和輔助決策等應(yīng)用。

基于此，“5G+鳳平臺”將逐步替代工廠內(nèi)傳統(tǒng)的有線布線方式，實現(xiàn)5G全廠廣覆蓋、深覆蓋數(shù)據(jù)采集和一體化融合通訊。此外，“絲路易達”(智慧物流)、“敦煌易購”(電子商務(wù)及供應(yīng)鏈金融)和“五疆發(fā)展”(信息科技)三個平臺也正在完善，以更好地支撐向上拓展產(chǎn)業(yè)鏈、橫向打通供應(yīng)與物流鏈、向下延伸金融與服務(wù)鏈，有序構(gòu)建以互聯(lián)網(wǎng)+化纖的數(shù)字新生態(tài)，持續(xù)推進公司高質(zhì)量發(fā)展。