专题参与大咖:
纺织智造升级 设备互联先行
台达集团-中达电通纺织行业处经理 冯伟
消除信息孤岛,建立一体信息化平台
易往信息技术有限公司市场部总监 刘刚
自动化与信息化融合,打造纺织“透明工厂”
宜科(天津)电子有限公司大客户经理 柳小川
纺织智能化,首要调研信息化能力与改变的决心
力控元申综合事业发展板块总经理 刘继线
纺织智造升级 设备互联先行
台达集团-中达电通纺织行业处经理 冯伟:
纺织产业在中国是一个历史悠久的产业,也是最早工业化的产业,产业链发展相当完善。随着产业规模与市场的持续扩大,也带来了这个产业制造设备参差不齐、系统繁杂、品牌多、种类多的现象。在智能制造转型升级的当前,纺织产业要成功转型,迈向智能制造首先需要解决的问题便是实现设备互联、消除信息孤岛。
对此,台达集团-中达电通纺织行业处经理冯伟表示,作为华人自动化领域的领军企业,台达在解决设备联网、实时数据采集方面有着丰富的产品和解决方案:台达有多种通信模块,除了标准的MODBUS、CAN、DeviceNet、ProfiBus外,还有支持各种自由口协议,可实现各种非标的控制器链接;其次,针对纺织行业台达有着各种不同的现场解决措施,来实现数据采集。同时,冯伟还表示,要真正消除信息孤岛,还需要有国家能统一标准,来解决不同品牌的兼容性问题。
纺织智造工厂实践方案正在完善
当前,国内纺织工厂的智能化改造处在初步发展阶段,很多工厂开始意识到数据对生产管理的重要性,但是在实践中还是缺乏标杆性方案的实践成果。同时,当前的纺织行业还是一个低利润的产业,智能化工厂改造投入较大,能带来的效果还没有规模性实践认证,整个行业的智能制造模式转型还处于观望状态。有实力的企业开始实施的也只是设备的互联互通、数据的采集及分析、全线设备的智能调节、在线监测等,但仍需要一个提升和完善的过程。
在设备密集的纺织工厂里,要实现数据信息互联,冯伟认为可从以下几个方面着手:
一是各厂商之间要确定标准的行业设备通信接口和协议,这是诸多设备实现互通数据共享的重要一步;
二是工厂各工序环节的梳理归纳,明确需要解决的管理或生产问题,纺织行业MES系统的设计不仅仅是数据的罗列呈现,更重要的是有重点的数据分析,用数据呈现解决实际需求的点或方法。
三是大量数据被采集后,需要优秀的载体将信息呈现出来,这就需要MES系统在设计之初就要考虑和融入工艺信息,从而使呈现的数据体现工艺特点,方便用户操作与分析,做到真正地用数据解决实际生产中的问题。
四是全流程监管。单纯的对一个工序或者几个工序实行监管所实现的效果可能会降低很多,不利于问题的分析。做就必须做到从仓储、维护检修、人员管理、产量计划等全流程监管。
台达MES全过程方案应对纺织信息化挑战
与时俱进、实现企业转型升级是当前任何行业不可避免的发展过程,而该过程也给工业自动化行业带来新的商机,也对自动化产品技术带来新挑战:
一是同品牌自动化产品新旧版本间的差异,有可能会造成通讯上的兼容性问题;
二是前后不同品牌间交替更换,由于数据地址、总线选择、通讯协议、端口设置等不同,可能会造成通讯困难。
三是在转型升级过程中软件的升级更改也是不可避免的,可能会造成数据地址变动,甚至遗失数据地址,而无法获取数据。
面对这一机遇与挑战,台达从产品与行业两个方面,能够为纺织行业智能化改造提供丰富的解决方案:
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台达拥有完善的自动化产品链,丰富的产品种类可为设备的更新换代、升级改造以及推动纺织工厂的智能化改造提供有力支持;
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台达自动化产品在纺机设备上有着广泛的应用,多种通讯模块支持主流MODBUS/CANOpen/DeviceNet、ProfiBus以及自由通讯协议,可以有效避免系统兼容性问题,为设备的升级改造及智能制造的实现奠定了基础;
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台达纺织行业处多年来深耕于纺织行业,在纺纱、织造、印染等产线设备的有诸多成熟系统方案,对工艺和生产积累的丰富经验更有利于在实现纺织智能制造上发挥自己的优势;
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台达推出的纺织行业MES系统,先后成功应用于纺织行业的并条车间和细纱车间,帮助客户实现了工序多机台互联组网、设备状态及故障在线监控、工艺及产量数据上传分析、自动生成产量日/周/月/年报表等功能。
本着稳定、实用、先进、可靠的原则,台达向业界分享其纺织行业MES系统解决方案:
1.1系统架构(硬件)
1.2 功能说明
1)纺织现有生产管理流程及产线布置,台达纺织MES系统基于分工厂级层、车间级层、设备级层共3层个层面。设备层与车间层可以根据现场备用接口及成本考虑灵活选用通讯总线RS485/CAN/DEVICENET/ETHERNE;
2)新建产线或车间可以规划优选通讯总线及数据上传方式,针对产线机台遇有通讯困难、数据地址不清楚,甚至没有备用通讯端口情况,可通过采用通讯转换、数据采集传感器等方式建立新的数据采集通道;
3)对于单产线或车间根据数据总量选择不同PLC做数据汇总处理,这样不仅可以保证数据传输的实时性、准确性,亦有利于后期系统维护和升级;
4)台达纺织MES系统采用模块化设计,划分前纺工序、并条工序、细纱工序、络筒工序四个工序模块,按照工序特点及需求设计模块功能及报表规格,模块之间可互联也可以单独运行使用,灵活方便;
5)功能可实现基础信息管理、物料信息管理、机台在线监控、数据报表及打印、产能效率统计分析,数据归纳存储于SQL SERVER/ACCESS数据库可实时查询;
6)通过台达多功能电力仪表及读取驱动器电压电流可实现机台及产线能耗统计分析,以能耗管理模块的方式呈现在系统中;
7)台达纺织MES系统数据可根据客户需求上传至台达云平台,实现数据的远程共享,以网页或手机APP的方式方便客户远程监理工厂信息。
消除信息孤岛,建立一体信息化平台
易往信息技术有限公司市场部总监 刘刚:
消除信息孤岛是实现纺织智能化的必经步骤,我们首先要做的就是实现设备互联,要让设备在运转过程中产生的信息和数据可视、可传递、可读取,这些都是生动的机器语言,我们实现设备之间直接对话;这就涉及到数据采集,这需要软硬件的高度集成,既要有智能设备的支持也要有软件的传递,设备需要有可供采集的数据端口和开放协议,软件读取准确信息并传递到合理的节点上,唯有这样才能打破企业生产过程中的信息孤岛,将整个工厂连接成一个整体。这需要工厂搭建起一套信息化平台,只有当整个工厂使用同一种语言,才能达到这个效果。易往信息的精益生产运行管理平台FlexEngine正为了解决这一难题而设立,我们用MES生产制造执行系统来获取和传递设备的信息数据,将其传输到云平台上,SCM、APS、WMS各个产品模块也能从云平台中读取对自身有价值的数据,从而支持整个工厂的良好、高效的运行。
从两大环节,开启纺织信息化进程
在具体如何实现全面信息化,打造纺织产业的“透明工厂”方面,我们将设备生产和物流仓储销售这两个环节分开来谈:
从设备生产环节来看,设备互联建立在线监测系统的基础上,要求工厂能充分采集生产进度、现场操作、质量检验、设备状态等现场信息,易往信息运用三维建模使得用户可以直观的观察到整个场景,便于用户设计和还原真实的场景。用户还可以在多个场景之间进行对比,观察场景之间的差异。目前主要提供工厂场景和供应链场景,用户可以新建场景、编辑场景、保存场景和导入场景;建立生产过程实时数据库,并与过程控制、生产管理系统实现集成;能够对生产计划、调度实现生产模型化分析,进行过程的量化管理,成本的在线动态跟踪。
从物流仓储销售环节来看,通过移动互联网的技术,实现个性化定制,客户可全程参与订单的生产过程增强客户的互动。通过物流仓储管理系统实现仓储物流的动态管理。实现基础数据共享,工艺流程改造,实时在线优化,全面提升企业的生产资源优化配置水平以及智能物流仓储的配送。
除此之外易往信息还从订单全生命周期、原材料全生命周期、设备/工装夹具/模具全生命周期、人员全生命周期、工艺/工艺路线全生命周期等到个维度打通数据的互通共享。
当前纺织行业的设备普遍采用了数字化的控制技术,如plc、数字信号处理芯片、变频器等,很多也配置了网络接口和在线监测装置,达到了一定的数字化、自动化水平。但是在生产制造环节的数字化、智能化还有待突破。
供应链模块,协同推进纺织智造
当前自动化技术随着市场需求的变化在不断的提高,纺织机械电气控制系统的自动化程度越来越高,而单机自动化已无法满足纺织行业发展的需求,纺织行业正在朝系统自动化、车间自动化和工厂自动化方向发展。自动化技术又一次承担了推动纺织工业向前发展的重要角色。
易往信息通过智能工厂整体解决方案实现工厂全面衔接,将设备自动化与管理自动化有效的链接起来;让工厂、车间管理人员能够了解实时生产状况,如班产、车速等;让工厂、设备管理者在办公室了解设备状况,追踪设备运行、停机、维修等情况;生成管理报表,实现和工程ERP系统链接;传输工艺数据,简化工程师工作。
近年来,纺织机械行业经历着一次次巨大的技术变革的洗礼。首先对于设备的互联,即面向整厂的设备集成,将设备之间的生产关系进行最优布局,并监控整个生产过程,这样不仅对生产中品质的影响因素进行质检跟踪与工艺改善。并且能够对能源消耗进行整体布局的观测并进行优化,能够面向整个生产而非局部机器进行优化和改善,提升整体生产效率。
在提供纺织产业智能制造改造关键环节方案上,我们用一种新型的供应链管理模块来为纺织行业的智能制造提供支持,主要是一种新型的协同关系,这也是供应链管理的基本功能。跨行业跨企业,跨系统跨平台,跨模式跨管理。分为五种需要协同工作的企模式:集团工厂与分厂之间并行,订单可以任意分配到某一工厂生产;集团工厂与分厂之间串行,生产有前后关联;集团工厂与多分厂之间既有串行,亦有并行;单一工厂内计划多层次,多线组;外协协同、客户协同、供应商协同。
在协同模式上有规划协同,如产能设置、订单需求预测前期分配—人工为主,系统辅助;计划协同,如订单分配,生产需求分配—系统为主,人工辅助;生产协同,如生产速度匹配—系统为主,人工辅助;产供销协同,如围绕核心企业的供需平衡。
通过APS和MES的协同作用做到计划排程、计划评估、统计分析、质量管理、制造异常应对、制造执行/监控,最终实现智能化柔性制造。
自动化与信息化融合,打造纺织“透明工厂”
宜科(天津)电子有限公司大客户经理 柳小川:
纺织行业信息化、智能化的时代已经来到。随着人口红利的逐渐消失,很多纺织业大佬已经迈出了转型升级的脚步,例如实现了清梳联、粗细联、细络联的设备与设备有机工艺衔接,大幅减少用工,缩减人力资源成本,提高产品利润。这是从硬件自动化设备的提升上规避了人口红利消失带来的企业压力。另一方面,随着信息化和自动化的有效融合,纺织业逐渐将信息化作为工作重点,利用成熟的计算机数据采集与分析能力,融合传感器技术、信息技术、人工智能等,为设备注入“生命”,打通各个生产环节。比如,对纺织过程中的各种工艺参数、设备运行状态等进行实时监测和自动调节,实现设备的自主排产、故障预判、远端提示等,打造全自动智能化的纺织车间。那么,就目前智慧工厂方案实践探索的成果来看,如何来打造这个自动智能化的纺织车间?
智能制造讲的是让生产智能化、管理智能化,逐步实现从订单下达到成品派送的全流程透明化。那么,到底如何透明?如果用一个公式来概括,则可得:
MES系统+ElcoPad+电子看板+通讯手段=数据采集+生产指导+监控+分析
信息化要实现的目的就是将生产的全过程用数据体现,物料、设备、产品、员工,都像是环环相扣的齿轮,任何一个齿松懈了、故障了、不匹配了,立刻会在看板上显示出来。如此一来,物料供给不足的就赶紧提供,设备出现故障的就迅速维修,工作节奏太慢的就加快速度,缩减流程浪费,生产效率自然就提高了。在产量稳步增长的同时,随着生产工艺的进一步改善,产品品质的提升也是水到渠成。
近年来,宜科致力于通过自动化与信息化技术的融合,帮助企业提高设备效能,优化工艺流程,进而使企业的生产效率、管理水平等获得提升。而当前宜科推出的物联网技术能够弥补自动化和信息化未能涉及的难点,通过数据采集技术和大数据分析技术,将生产中的设备状态、工艺参数、人员信息、生产环境检测、能源检测等数据集成到云平台进行分析,并将分析结果发送到移动终端。一方面,企业管理者可以通过定制App随时随地进行远程监控,有效降低管理成本;另一方面,数据分析结果将成为管理者做决策的重要依据,便于“对症下药”地改进生产流程、优化生产工艺,在大幅提高生产效率的同时,为企业带来创新的商业模式和可观的利润。
随着纺织制造设备的不断转型升级,为了能够更好地获得新的市场效益,我们不断加强研发力量,根据老客户反馈的问题或需求,有针对性地对产品进行改进。基于与纺织企业的大量合作经验,我们逐渐摸索出了更加适合纺织产业现场应用的相关产品性能,并据此做出改善,使产品不断满足企业在发展中日益增长的应用需求。
纺织智能化,首要调研信息化能力与改变的决心
力控元申综合事业发展板块总经理 刘继线:
纺织产业历史悠久,纺织设备产业的发展与其同样历史源远流长。在行业成熟与技术积累成果的背后,也造成当前纺织车间设备品牌多,设备版本多,使得在智能制造转型升级之际,设备信息融合的难度很大。要想最大限度的消除纺织信息孤岛,前期调研必须要充分,更重要的问题是充分了解企业的综合信息化能力,以及企业改变的决心。
智能制造是国家战略,也是制造型企业的终极目标。特别是纺织行业,这是一个规模化的成熟行业。利润点的水分已经挤干了。在这个是时间点,谁能创造新的利润点,谁就有可能重新占据行业龙头位置。智能制造恰恰是一个机遇,可谓“天赐良机”。业内其实也不乏战略眼光超前的企业家,他们早几年前已经开始尝试信息化升级。但是从效果看,没有起到明显的作用。总之,到目前为止成功的案例不多。
纺织企业想要实现信息化建设,打造“透明工厂”,我认为首先打好基础:实现设备可通讯,全网络化。其次是匹配生产管理系统(广义AMES系统),实现各个环节的信息转换和关联。在此基础之上,根据企业自身特点,逐步实现智能化。从当前的行业发展需求与设备技术发展来看,短期内可实现局部智能化,全面可视化,通过系统的辅助有侧重点的解决企业问题,逐步提升企业的核心竞争力。
从当前纺织设备的智能化进程来看,目前市场上已经有很多成熟单工序纺织制造设备,其智能化程度已经非常高了,但是价格不菲。同时,工序间物料扭转环节,目前人工参与的比较多,工作强度也比较大,我认为这也是一个开启局部智能制造的市场方向。
每个行业对智能制造的理解和需求其实是不同,因此我们应该帮助企业准确理解行业制造特点,共同寻找发现适合的智能制造系统的目标。只有目标准确,方案适合,才能有立竿见影的效果,才能实质性地减轻企业的成本占用。
在纺织行业力控科技也是学生。这些年,力控也着手承担了几个纺织智能化的项目,对这个行业的信息化、智能化改造有了一些心得,在此,从自身视角出发,与行业分享一下我们的经验,愿能给其他企业提供思路或者帮助。
首先方案的综合性要强,以更全面、更高的视角,确保方案的主要目标实现。
其次不盲目追求高标准,基于企业的实际情况出发,从设备层、管理层、信息层、环境层等多方进行考察与考量;
最后就是按照既定计划,分步骤落实。
以新疆利泰纺织厂为例,企业在最初建设的时候采用的就是一些自动化程度相对较高的设备,为此在进行智能化改造方案时,我们第一步解决信息孤岛的问题。通过建立一套整体的数据收集监控平台,将生产设备、辅助设备、公共设备数据汇总,为企业的信息化建设提供数据支撑;第二步深入了解企业生产运营模式,结合实际的生产管理流程,建设符合实际需要的基础生产管理平台;第三步,对企业面临的用工多,员工劳动强度大等问题,深入调研,通过可穿戴设备的应用,在提升单人挡车数量的前提下,大大降低员工的劳动强度;第四步,在基础生产管理平台的基础上进一步优化升级,提供便捷办公理念,通过开发数据接口或者通过标准的数据接口将企业其他信息充分整合,扩展移动终端应用,使管理流程更加人性化与便捷化;第五步,根据企业运营生产所产生的海量历史数据,建立大数据平台,与企业的工艺人员充分交流,建立数学模型,对新品种的生产,质量等进行预测分析。在此过程中,以纺织厂的实际生产改造需求与自动化科技结合进行行业定制化方案,经过细致严密的工作,达到了客户的升级改造目标,获得客户的信赖与赞誉。
编者结语:
纺织产业是中国产业链最长,最完整,发展最长,技术最领先的产业,然而在市场竞争已然从量到质转型的过程中,智能制造是纺织产业老树开新花绕不开的一个发展环节。如何来改造这么庞大的产业,如此众多的设备?工业自动化致力于纺织业智能改造方案的工程师专家们,都提出一个重要的问题就是:企业当前的信息化能力。只有从每个纺织企业、纺织车间的具体情况出发,将每一个角落的设备信息实现数据采集、控制,进行每一个不同的信息孤岛消除方案。想来,无论如何,只要有需求,通过技术手段总是会达到预定目标,解决棘手问题,而重要的是,有没有跟进时代实现智能制造的意愿,有没有改变现状的决心,有没有参与国际纺织业新时代里竞争的野心。有心才有未来!
(文章来源于网络,版权归作者所有)

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