化纖巨頭新鳳鳴的智能制造與物流改善—訪新鳳鳴集團(tuán)股份有限公司副總裁趙春財(cái)

文/ 本刊記者 王 玉

中國(guó)化纖產(chǎn)量已占全球三分之二以上，智能制造成為中國(guó)由化纖大國(guó)向化纖強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)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(shí)踐中的工作思路、實(shí)施步驟和應(yīng)用技術(shù)，特別是其內(nèi)部物流自動(dòng)化與智能化升級(jí)改造的成功經(jīng)驗(yàn)值得參考借鑒。

趙春財(cái)新鳳鳴集團(tuán)股份有限公司副總裁

紡織工業(yè)作為我國(guó)傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，重要的民生產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造國(guó)際化新優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)，正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵期。新鳳鳴集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“新鳳鳴”）作為國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的滌綸長(zhǎng)絲制造企業(yè)之一，是唯一一家入選我國(guó)“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(cái)，請(qǐng)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(guò)程中的生產(chǎn)物流痛點(diǎn)、難點(diǎn)，以及新鳳鳴的成功變革經(jīng)驗(yàn)，以期給行業(yè)企業(yè)提供有價(jià)值的參考。

記者：請(qǐng)您介紹一下我國(guó)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(cái)：化纖行業(yè)是典型的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)。其中，滌綸長(zhǎng)絲是紡織工業(yè)的重要原料，2018 年國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能超過(guò)3100 萬(wàn)噸，占化纖總量60%以上，產(chǎn)值超過(guò)2800 億元。

滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)流程長(zhǎng)、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(lái)，勞動(dòng)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(lái)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(shí)高強(qiáng)度體力勞動(dòng)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(lái)了很大困難。此外，工人的素質(zhì)及責(zé)任心問(wèn)題，由人工搬運(yùn)和碼垛造成部分絲餅損壞，人工按級(jí)分揀漏誤也會(huì)造成潛在質(zhì)量損耗?！叭薄保ㄈ眴T）、“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(duì)以上瓶頸，新鳳鳴制定并實(shí)施了哪些相關(guān)發(fā)展戰(zhàn)略？取得了哪些成效？

趙春財(cái)：早在2003年，新鳳鳴就開(kāi)始了自動(dòng)化生產(chǎn)體系建設(shè)；2009年啟動(dòng)了“機(jī)器換人”項(xiàng)目，是中國(guó)大陸首家在熔體直紡長(zhǎng)絲領(lǐng)域開(kāi)發(fā)應(yīng)用自動(dòng)落筒和自動(dòng)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(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線示范應(yīng)用》項(xiàng)目還被列入國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能機(jī)器人”。

“機(jī)器換人”項(xiàng)目，雖然初衷是“換人”，但實(shí)則是紡織企業(yè)和行業(yè)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要手段之一，帶來(lái)的作用是綜合的、多方面的，不僅緩解勞動(dòng)力成本上漲帶來(lái)的壓力，而且提高了生產(chǎn)效率，降低單位時(shí)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(dá)到了“黑燈車間”標(biāo)準(zhǔn)。

近年來(lái)，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(dòng)了以“互聯(lián)網(wǎng)+”為主線的“55211”智能化工程，力爭(zhēng)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(tuán)總裁親自掛帥，CIO具體負(fù)責(zé)，由78名信息顧問(wèn)、25名軟硬件工程師和39名關(guān)鍵用戶組成信息團(tuán)隊(duì)，計(jì)劃到2025年，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為主線有序建成經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)營(yíng)運(yùn)、客戶服務(wù)、基礎(chǔ)技術(shù)四大平臺(tái)，構(gòu)建信息化標(biāo)準(zhǔn)和信息安全2個(gè)體系，建立一套信息化管控機(jī)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(jī)器人廣泛應(yīng)用于聚酯檢測(cè)、飄絲識(shí)別、紡絲落筒、自動(dòng)包裝、立體存儲(chǔ)等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)從原料入庫(kù)、聚合、紡絲、卷繞、包裝、成品倉(cāng)儲(chǔ)到物流跟蹤的全鏈條自動(dòng)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(qiáng)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(shí)產(chǎn)品質(zhì)量大幅提升。

AGV自動(dòng)落筒( 5G車間)

記者：請(qǐng)您結(jié)合新鳳鳴的升級(jí)發(fā)展過(guò)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(huì)面臨的哪些難題？

趙春財(cái)：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(huì)面臨以下問(wèn)題。

問(wèn)題一，在滌綸長(zhǎng)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(jì)劃，進(jìn)行不同品種卷裝的成型，卷繞機(jī)完成卷裝卷繞成型后，由人工進(jìn)行落絲作業(yè)并按批號(hào)分類存儲(chǔ)并裝車送出車間。前紡車間是滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)作業(yè)中工人勞動(dòng)強(qiáng)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(gè)前紡車間每天3班生產(chǎn)，單個(gè)卷裝的重量為8或15公斤，一套60萬(wàn)噸裝置每天生產(chǎn)60多個(gè)批號(hào)合計(jì)10萬(wàn)個(gè)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(dòng)完成以外，其余作業(yè)包括生產(chǎn)任務(wù)下達(dá)，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(wèn)題二，在滌綸長(zhǎng)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(hào)、等級(jí)進(jìn)行包裝作業(yè)。包裝作業(yè)包括：絲餅分級(jí)、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)、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(duì)托盤裹膜后送入倉(cāng)儲(chǔ)車間。包裝作業(yè)是滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)作業(yè)中工人勞動(dòng)強(qiáng)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(dá)，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(wèn)題三，在倉(cāng)儲(chǔ)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(kù)進(jìn)行原料和成品的存放或是廠區(qū)露天下的隨機(jī)堆放，土地利用率很低，成品包裝易受損。入庫(kù)的作業(yè)方式是通過(guò)叉車將包裝后成品從包裝車間運(yùn)送到平庫(kù)，出庫(kù)也是由人工清點(diǎn)出庫(kù)，庫(kù)存管理全部由紙質(zhì)記錄或者簡(jiǎn)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(chǔ)存方式還會(huì)因儲(chǔ)存過(guò)程中的貨物倒塌、木架損壞等原因帶來(lái)的非生產(chǎn)性產(chǎn)品降等，帶來(lái)額外的損失。傳統(tǒng)的平庫(kù)存儲(chǔ)方式存在場(chǎng)地占用大，庫(kù)存記錄不準(zhǔn)確，信息化水平低，人工成本高，效率低下，倉(cāng)儲(chǔ)損耗高等諸多弊端。

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

記者：針對(duì)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(dá)到了怎樣的效果？

趙春財(cái)：以智慧物流為抓手，實(shí)現(xiàn)滌綸長(zhǎng)絲工藝設(shè)計(jì)、卷裝作業(yè)、質(zhì)量管控、生產(chǎn)管理、動(dòng)力工程等生產(chǎn)關(guān)鍵工序環(huán)節(jié)的自動(dòng)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(dòng)化物流系統(tǒng)出問(wèn)題將會(huì)造成車間/工廠停產(chǎn)，對(duì)公司造成極高損失，因此對(duì)自動(dòng)化物流系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求非常高。

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

解決方案1：

應(yīng)用北自科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)的貫通前紡車間落絲、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝車全過(guò)程的全自動(dòng)落絲工藝流程，通過(guò)專用的全自動(dòng)落絲機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)存儲(chǔ)設(shè)備、自動(dòng)裝車設(shè)備、同紡絲設(shè)備卷繞機(jī)軟硬件接口、絲餅信息處理、排產(chǎn)、落絲機(jī)智能調(diào)度軟件等，實(shí)現(xiàn)了多批號(hào)產(chǎn)品自動(dòng)排產(chǎn)、自動(dòng)落絲、裝運(yùn)、分批存儲(chǔ)、裝車、自動(dòng)生成并傳遞卷裝信息、實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行信息和產(chǎn)品生產(chǎn)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、分析實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，完成了單線多機(jī)、多線多品種協(xié)同運(yùn)行的統(tǒng)一調(diào)度、管理，實(shí)現(xiàn)了滌綸長(zhǎng)絲前紡的穩(wěn)定自動(dòng)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(shí)獲取生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)指導(dǎo)，并可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)。

北自科技為新鳳鳴打造的自動(dòng)落筒系統(tǒng)

北自科技為新鳳鳴打造的智能倉(cāng)儲(chǔ)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(guò)絲車上線區(qū)，由上線機(jī)器人將絲車上面的絲餅抓取到入庫(kù)輸送線體上，入庫(kù)區(qū)控制系統(tǒng)將絲餅存入立體倉(cāng)庫(kù)。在車間智能MES指導(dǎo)下執(zhí)行出庫(kù)作業(yè)，出入庫(kù)機(jī)器人對(duì)絲餅指定出庫(kù)揀選作業(yè)，在出庫(kù)區(qū)將絲餅分類輸送。再由裝箱機(jī)器人在紙箱包裝區(qū)進(jìn)行絲餅包裝，紙箱進(jìn)入碼垛區(qū)后，由碼垛機(jī)器人對(duì)多品種紙箱碼垛。在車間各個(gè)工位，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息跟蹤、記錄和傳遞自動(dòng)化。

在生產(chǎn)過(guò)程中，這個(gè)解決方案可實(shí)現(xiàn)數(shù)十種品種絲餅同時(shí)包裝，裝載數(shù)十種批號(hào)、不同等級(jí)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(yàn)信息無(wú)錯(cuò)誤后，絲車由鏈?zhǔn)綑C(jī)運(yùn)送到機(jī)器人抓取位置，絲餅信息與置紗盤信息自動(dòng)綁定。在置紗盤經(jīng)過(guò)自動(dòng)稱量系統(tǒng)時(shí)，置紗盤信息和絲餅重量信息綁定，然后在外檢臺(tái)，完成外觀自動(dòng)檢測(cè)，判定絲餅等級(jí)并提交到車間智能MES。出入庫(kù)的機(jī)器人將絲餅抓取到立體倉(cāng)庫(kù)的托盤上，將絲餅信息與立體倉(cāng)庫(kù)托盤信息綁定，完成絲餅的入庫(kù)作業(yè)。待染色判定等級(jí)后即可出庫(kù)包裝。

在車間智能MES安排生產(chǎn)任務(wù)后，由緩存自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)調(diào)度及監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度堆垛機(jī)執(zhí)行出庫(kù)任務(wù)，堆垛機(jī)同時(shí)執(zhí)行入庫(kù)和出庫(kù)任務(wù)。出入庫(kù)機(jī)器人可揀選出庫(kù)，出庫(kù)的絲餅分成五個(gè)等級(jí)，部分絲餅由裹膜機(jī)自動(dòng)裹膜，裝箱機(jī)器人完成自動(dòng)裝箱，滿箱自動(dòng)稱重、貼標(biāo)、封箱、打包后，紙箱按絲餅級(jí)別自動(dòng)分道，碼垛機(jī)器人將滿箱抓取到對(duì)應(yīng)的托板上，碼垛作業(yè)完成后，由智能分配車完成自動(dòng)滿垛下線和運(yùn)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(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)，結(jié)合了從生產(chǎn)包裝線-產(chǎn)品-儲(chǔ)存-銷售出庫(kù)；生產(chǎn)線-臨時(shí)存儲(chǔ)-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(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的技術(shù)特點(diǎn)，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(chǔ)存需求。這對(duì)行業(yè)傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)方式來(lái)說(shuō)是一個(gè)新變革。

解決方案4：

應(yīng)用了卷裝作業(yè)全流程實(shí)時(shí)智能管控系統(tǒng)。解決了長(zhǎng)絲卷裝作業(yè)全流程海量信息高效實(shí)時(shí)處理與高準(zhǔn)確率難題，實(shí)現(xiàn)了落卷、轉(zhuǎn)運(yùn)、檢測(cè)、包裝、倉(cāng)儲(chǔ)等全流程均衡協(xié)同作業(yè)和智能調(diào)度，以及生產(chǎn)對(duì)象、裝備和信息智能管控的高效生產(chǎn)運(yùn)行等 。

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

趙春財(cái)：智能車間的高效運(yùn)行離不開(kāi)高帶寬、低時(shí)延、可靠性高、部署簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，車間設(shè)備需要端到端低時(shí)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(jī)器視覺(jué)等對(duì)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(yùn)行和維護(hù)成本高、安全管理能力不足等問(wèn)題一定程度上阻礙了智能車間高效運(yùn)行。

新鳳鳴在智能生產(chǎn)車間應(yīng)用了 5G技術(shù)方案，對(duì)車間網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時(shí)延、安全性保障方面帶來(lái)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(yùn)行更加穩(wěn)定，運(yùn)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(guò)程是否正常，借助5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬和低延時(shí)特性，實(shí)時(shí)傳輸傳感器數(shù)據(jù)到本地?cái)?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(hù)成本，縮短了工程周期。

新鳳鳴還建成了一個(gè)集“主數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)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(tái)“鳳平臺(tái)”，依托“鳳平臺(tái)”，實(shí)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(shí)現(xiàn)了智能+辦公、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、能源、銷售和輔助決策等應(yīng)用。

基于此，“5G+鳳平臺(tái)”將逐步替代工廠內(nèi)傳統(tǒng)的有線布線方式，實(shí)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(dá)”(智慧物流)、“敦煌易購(gòu)”(電子商務(wù)及供應(yīng)鏈金融)和“五疆發(fā)展”(信息科技)三個(gè)平臺(tái)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(jìn)公司高質(zhì)量發(fā)展。