全流程智能化紡紗質(zhì)量管理系統(tǒng)的應(yīng)用探討

解艷芳

（武漢裕大華紡織有限公司，湖北武漢，430415）

1 質(zhì)量管理系統(tǒng)

2018年武漢裕大華紡織服裝集團(tuán)有限公司投資3.6億元于10萬(wàn)錠全流程智能紡紗項(xiàng)目。該智能化項(xiàng)目硬件實(shí)現(xiàn)了全流程智能紡紗、全流程回花/回絲智能收付及自動(dòng)物流輸送；軟件實(shí)現(xiàn)了全流程質(zhì)量檢測(cè)追溯。下面以質(zhì)量管理系統(tǒng)在全流程智能化紡紗中的應(yīng)用進(jìn)行初步探討。

1.1 全流程智能化紡紗工藝流程

JWF1011型往復(fù)抓棉機(jī)→JWF1107型單軸流開(kāi)棉機(jī)→JWF1109型單軸流開(kāi)棉機(jī)（帶間道）→JWF1027?6?160型多倉(cāng)混棉機(jī)→JWF1115?160型清棉機(jī)+FA 055?160型立式纖維分離器→精靈8D型異纖分揀機(jī)+精靈8C型異纖分揀機(jī)→FT 202A T型分配器→FT 301B型連續(xù)喂棉控制器→JWF1213型梳棉機(jī)→JWF1313型并條機(jī)→JWF1383型條并卷+JWF1286型精梳機(jī)→JWF1316T型并條機(jī)→JWF1458A型粗紗機(jī)（配粗細(xì)聯(lián)）→JWF1572?1200型細(xì)紗機(jī)（細(xì)絡(luò)聯(lián)）→VCRO?I型細(xì)絡(luò)聯(lián)自動(dòng)絡(luò)筒→自動(dòng)打包系統(tǒng)

1.2 質(zhì)量管理系統(tǒng)組成及功能

全流程智能化紡紗質(zhì)量管理系統(tǒng)主要由三部分組成。一是設(shè)備在線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)/監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)相關(guān)質(zhì)檢信息，生成圖表及趨勢(shì)圖并在系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示［1］；二是在線(xiàn)質(zhì)量追溯系統(tǒng)；三是QCC質(zhì)量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)離線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析查詢(xún)及統(tǒng)計(jì)。質(zhì)量管理系統(tǒng)的功能：在系統(tǒng)中記錄了原材料、半成品及成品批次檢驗(yàn)信息，利用設(shè)備在線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)/監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、在線(xiàn)質(zhì)量信息追溯及離線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)判，便于采取糾正措施，為生產(chǎn)工藝調(diào)整提供依據(jù)。

2 質(zhì)量管理系統(tǒng)的功能實(shí)踐

2.1 在線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)、監(jiān)測(cè)與追溯

2.1.1 單機(jī)臺(tái)在線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)單元

智能化紡紗在線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)組成：一是JWF1213型梳棉機(jī)在線(xiàn)檢測(cè)生條重量不勻率［2］；二是JWF1316T型并條機(jī)在線(xiàn)檢測(cè)條干變異系數(shù)、重量不勻率；三是細(xì)絡(luò)聯(lián)采用USTER QUANTUM EXPERT 3型專(zhuān)家系統(tǒng)提供較全面的管紗在線(xiàn)數(shù)據(jù)，給生產(chǎn)過(guò)程提供全方位質(zhì)量監(jiān)控等；四是自動(dòng)打包系統(tǒng)檢測(cè)筒紗標(biāo)識(shí)、色差、外觀疵點(diǎn)等。

單機(jī)臺(tái)在線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)單元通過(guò)經(jīng)緯E系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)等系統(tǒng)功能。E系統(tǒng)功能包括設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)視、電量監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制、生產(chǎn)調(diào)度、訂單管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、能源管理、人員管理以及與ERP系統(tǒng)集成等。

JWF1213型梳棉機(jī)在線(xiàn)檢測(cè)生條重量不勻率。通過(guò)對(duì)喂棉箱壓力、喂入延棉厚度和出條直徑的檢測(cè)，分別控制棉箱和梳棉機(jī)喂棉羅拉速度，保證輸出延棉均勻。且與E系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控每臺(tái)梳棉機(jī)的生條重量不勻率，并形成每臺(tái)的曲線(xiàn)圖，實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)控每臺(tái)梳棉機(jī)的重量?jī)?nèi)不勻率，具體指標(biāo)控制在1.5%以?xún)?nèi)。同時(shí)結(jié)合人工定期抽檢機(jī)臺(tái)生條重量外不勻率，具體指標(biāo)控制在2.0%以?xún)?nèi)。

JWF1316T型并條機(jī)在線(xiàn)檢測(cè)條干變異系數(shù)、重量不勻率。JWF1316T型并條機(jī)采用高速短片段自調(diào)勻整技術(shù)，經(jīng)凸凹羅拉棉層檢測(cè)機(jī)構(gòu)速度傳感器和嵌入勻整算法的伺服驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)機(jī)構(gòu)，直接控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)勻整。采用該勻整技術(shù)后，末并條條干變異系數(shù)控制在3.0%以?xún)?nèi)，重量不勻率控制在0.8%以?xún)?nèi)。

通過(guò)控制生條、末并條質(zhì)量，使得我公司生產(chǎn)的JC 7.4 tex~JC 14.8 tex集聚紡系列品種的百米重量偏差率控制在±1.0%以?xún)?nèi)，百米重量變異系數(shù)控制在1.5%以?xún)?nèi)。

USTER QUANTUM EXPERT 3型專(zhuān)家系統(tǒng)提供較全面的在線(xiàn)數(shù)據(jù)，給生產(chǎn)過(guò)程提供全方位質(zhì)量監(jiān)控。一方面依據(jù)紗體和用戶(hù)需求實(shí)時(shí)和遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)控；另一方面實(shí)時(shí)、有效監(jiān)控異常，如異常機(jī)臺(tái)、異常管紗、異常單錠等。自動(dòng)絡(luò)筒PP切疵異常案例分析：自2020年6月開(kāi)始，自動(dòng)絡(luò)筒118#~120#區(qū)域機(jī)上清紗器監(jiān)控PP切疵異常，跟蹤單機(jī)臺(tái)發(fā)現(xiàn)PP切疵車(chē)頭明顯高于車(chē)尾，且該區(qū)域機(jī)臺(tái)均呈現(xiàn)同樣趨勢(shì)。USTER公司工程師通過(guò)遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)也是如此。于是他們到現(xiàn)場(chǎng)與我們共同調(diào)查車(chē)頭、車(chē)尾PP切疵異常原因；并動(dòng)態(tài)跟蹤該區(qū)域溫濕度變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)118#車(chē)頭平均相對(duì)濕度為71.3%，車(chē)尾平均相對(duì)濕度為77.7%，車(chē)頭平均相對(duì)濕度比車(chē)尾高6.4%。后續(xù)USTER公司工程師再次到現(xiàn)場(chǎng)，將82臺(tái)車(chē)清紗器軟件從V 2.01.11升級(jí)到V 2.02.23，上述問(wèn)題依然沒(méi)有徹底解決。綜合分析初步得出結(jié)論：出現(xiàn)車(chē)頭、車(chē)尾PP切疵異常與車(chē)頭、車(chē)尾相對(duì)濕度差異相關(guān)?，F(xiàn)場(chǎng)觀察溫濕度送風(fēng)裝置，確實(shí)存在空調(diào)出風(fēng)口正對(duì)清紗器后半段的情況。采取措施：一是調(diào)整空調(diào)出風(fēng)口位置；二是在自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)車(chē)頭加裝塑料簾子。后續(xù)跟蹤觀察離線(xiàn)、在線(xiàn)監(jiān)控PP切疵正常。

2.1.2 在線(xiàn)質(zhì)量追溯系統(tǒng)

在生產(chǎn)過(guò)程中，新增了條筒芯片、條筒托盤(pán)芯片、粗紗管芯片、細(xì)紗管托盤(pán)芯片、筒紗紙管條形碼識(shí)別等。使用傳感器、條碼、射頻識(shí)別，通過(guò)E系統(tǒng)采集/存儲(chǔ)原料信息、機(jī)臺(tái)信息、條筒信息、暫存信息、紗管信息等，形成從半成品到成品入庫(kù)的在線(xiàn)質(zhì)量追溯系統(tǒng)。

具體追蹤流程：首先進(jìn)行自動(dòng)打包系統(tǒng)檢測(cè)，主要剔除部分外觀疵點(diǎn)、避免錯(cuò)管；再進(jìn)行過(guò)程質(zhì)量追蹤，即通過(guò)對(duì)管紗托盤(pán)中的芯片進(jìn)行寫(xiě)數(shù)據(jù)操作，進(jìn)行細(xì)紗錠號(hào)的標(biāo)記。具體寫(xiě)入的內(nèi)容：該托盤(pán)對(duì)應(yīng)的細(xì)紗機(jī)錠號(hào)、細(xì)紗機(jī)落紗完成的年、月、日、時(shí)、分，共計(jì)6個(gè)數(shù)據(jù)。當(dāng)自動(dòng)絡(luò)筒報(bào)警顯示某個(gè)有問(wèn)題的管紗時(shí)，人工將該管紗對(duì)應(yīng)的托盤(pán)放置到RFID讀碼器正上方，讀碼器讀出該托盤(pán)上的管紗信息，再到上位機(jī)或E系統(tǒng)中查找當(dāng)前信息，即該細(xì)紗機(jī)錠號(hào)對(duì)應(yīng)的粗紗車(chē)號(hào)、錠號(hào)、落紗時(shí)間以及粗紗機(jī)后末并條的車(chē)號(hào)、落紗時(shí)間。

2.2 離線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

在E系統(tǒng)中，我們建立了QCC質(zhì)量系統(tǒng)。根據(jù)檢測(cè)中心（負(fù)責(zé)公司產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、監(jiān)督、控制）的試驗(yàn)儀器構(gòu)成及檢測(cè)質(zhì)量數(shù)據(jù)要求，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了質(zhì)量離線(xiàn)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、分析軟件［3］。檢測(cè)質(zhì)量數(shù)據(jù)使用儀器包括USTER HVI MF100型棉花檢測(cè)儀、PREMIER aQura2型棉結(jié)和短纖維測(cè)試儀、USTER ME6型條干檢測(cè)儀、YG063G型自動(dòng)強(qiáng)力檢測(cè)儀、YG156N型自動(dòng)捻度檢測(cè)儀等。數(shù)據(jù)采集采用儀器檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入及人工錄入兩種方式，采集的數(shù)據(jù)包括原料、半成品、成品管紗及筒紗的檢測(cè)數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)查詢(xún)可通過(guò)品種、時(shí)間等多路徑實(shí)現(xiàn)。還可以運(yùn)用表格及趨勢(shì)圖，參照成紗USTER 2018公報(bào)中條干變異系數(shù)、細(xì)節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)、毛羽H值的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)實(shí)測(cè)品種達(dá)到USTER公報(bào)標(biāo)準(zhǔn)5%、25%、50%水平的合格率。結(jié)合USTER QUANTUM EXPERT 3型專(zhuān)家系統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，綜合分析原料、半成品、成品檢測(cè)質(zhì)量數(shù)據(jù)相關(guān)性及變化趨勢(shì)，為合理配棉及工藝調(diào)整提供依據(jù)。

3 基于訂單管理的全過(guò)程質(zhì)量信息管理系統(tǒng)

訂單管理具體流程：營(yíng)銷(xiāo)公司依據(jù)合同下達(dá)訂單，生產(chǎn)部門(mén)根據(jù)訂單產(chǎn)質(zhì)量要求采購(gòu)原料及組織生產(chǎn)；檢測(cè)中心及時(shí)進(jìn)行原料檢驗(yàn)，并將檢驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳至QCC質(zhì)量系統(tǒng)，生產(chǎn)部門(mén)根據(jù)QCC質(zhì)量系統(tǒng)中原料檢測(cè)數(shù)據(jù)合理配棉，組織生產(chǎn)。

生產(chǎn)過(guò)程半成品質(zhì)量監(jiān)控：利用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)半成品條干不勻率或重量不勻率，結(jié)合離線(xiàn)抽檢實(shí)現(xiàn)半成品條干不勻率、重量不勻率檢測(cè)/監(jiān)測(cè)；離線(xiàn)定期抽檢半成品棉結(jié)、雜質(zhì)等，實(shí)現(xiàn)半成品棉結(jié)、雜質(zhì)等質(zhì)量監(jiān)控。

生產(chǎn)過(guò)程成品質(zhì)量監(jiān)控：在線(xiàn)采集管紗、筒紗條干變異系數(shù)、細(xì)節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)、紗疵、異纖等質(zhì)量數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)分析監(jiān)控報(bào)警，結(jié)合離線(xiàn)抽檢實(shí)現(xiàn)成品質(zhì)量的檢測(cè)/監(jiān)測(cè)。出現(xiàn)質(zhì)量異常報(bào)警時(shí)，在“成紗質(zhì)量追蹤系統(tǒng)”中進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)上工序的質(zhì)量追溯。QCC質(zhì)量系統(tǒng)可追溯到某一時(shí)間段具體機(jī)臺(tái)和錠位，還可進(jìn)一步追溯到細(xì)紗機(jī)臺(tái)單錠質(zhì)量的詳細(xì)信息，減少不合格半成品的連續(xù)產(chǎn)生，降低質(zhì)量損失，提高成品質(zhì)量一致性。與傳統(tǒng)紡紗方式相比，不需要從前、后工序采用人工固定供應(yīng)標(biāo)識(shí)追溯，可節(jié)省人力物力，且追溯準(zhǔn)確、效率高。

通過(guò)QCC質(zhì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)/分析，根據(jù)檢測(cè)原料斷裂強(qiáng)度、紗線(xiàn)斷裂強(qiáng)度、原料及生條棉結(jié)與成紗棉結(jié)的相關(guān)性，對(duì)成紗相關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)估，依據(jù)原料及半制品檢測(cè)數(shù)據(jù)適時(shí)調(diào)整配棉及紡紗工藝。對(duì)比同品種管紗、筒紗質(zhì)量變化趨勢(shì)，若出現(xiàn)異常就及時(shí)追蹤查找原因。采用離線(xiàn)檢測(cè)與在線(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在線(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生活狀況、設(shè)備狀態(tài)等變化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量管理控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，滿(mǎn)足用戶(hù)訂單需求。

通過(guò)利用ERP系統(tǒng)、E系統(tǒng)、QCC質(zhì)量管理系統(tǒng)的信息化管控，從簽訂合同到售后的用戶(hù)質(zhì)量反饋形成閉環(huán)質(zhì)量管理系統(tǒng)。在滿(mǎn)足用戶(hù)合同產(chǎn)品質(zhì)量要求條件下，運(yùn)用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控、在線(xiàn)質(zhì)量追溯等數(shù)據(jù)信息設(shè)置在線(xiàn)報(bào)警提示。運(yùn)用離線(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，指導(dǎo)配棉及紡紗工藝調(diào)整，實(shí)現(xiàn)訂單質(zhì)量預(yù)控預(yù)測(cè)，通過(guò)大數(shù)據(jù)積累和統(tǒng)計(jì)分析為決策提供依據(jù)。

4 總結(jié)

全流程智能化紡紗質(zhì)量管理系統(tǒng)在智能化、信息化、系統(tǒng)化等軟件硬件的支持下，實(shí)現(xiàn)了從原料、半成品到成品的在線(xiàn)質(zhì)量監(jiān)控、全流程質(zhì)量追溯、離線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)等閉環(huán)質(zhì)量管理及大數(shù)據(jù)運(yùn)用，將以事后檢查與糾正為主的模式向以事前預(yù)防與控制為主的模式轉(zhuǎn)化，避免大面積不合格品的產(chǎn)生。該系統(tǒng)具有很好的推廣應(yīng)用前景。

全流程智能化紡紗質(zhì)量管理系統(tǒng)投入運(yùn)行至今，始終是我公司產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的保證。目前配棉采用機(jī)采細(xì)絨棉，生產(chǎn)JC 7.4 tex~JC 14.8 tex集聚紡系列品種，其紗線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到USTER 2018公報(bào)5%~50%水平，生產(chǎn)累計(jì)6 000多t紗線(xiàn)無(wú)用戶(hù)投訴索賠，保持產(chǎn)銷(xiāo)兩旺。該質(zhì)量管理系統(tǒng)還在不斷建設(shè)完善中，目前還沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)半成品質(zhì)量報(bào)警、離線(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)異常提示。