漆包線產(chǎn)業(yè)智能制造展望

徐 波，黃代忠，馬紅杰

（1. 珠海格力電器股份有限公司，廣東 珠海 519110；2. 珠海格力電工有限公司，廣東 珠海 519110）

1 引言

漆包線由導(dǎo)體和絕緣層兩部分組成[1］，屬于電線電纜產(chǎn)品中的繞組線類別。漆包線一般用于繞制電磁線圈，廣泛應(yīng)用于電磁轉(zhuǎn)化部件中，包括航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、新能源汽車、家用電器等領(lǐng)域，是重要的工業(yè)配套原材料之一。中國是漆包線生產(chǎn)大國，歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，無論是產(chǎn)能規(guī)模、品類數(shù)量，還是產(chǎn)業(yè)自動化、信息化、智能化應(yīng)用水平，均走在全球行業(yè)的發(fā)展前列。

漆包線生產(chǎn)主要分為拉絲、漆包[2］兩大工序，具有流程短、工序少的特點。漆包線原材料和半成品物料的標(biāo)準(zhǔn)化，以及承載物的通用化，為智能制造的實施打下了良好的基礎(chǔ)。未來20～30年內(nèi)，漆包線仍是金屬導(dǎo)體+聚合物絕緣漆膜結(jié)構(gòu)，而絕緣漆涂覆的基本原理也不會發(fā)生根本性變化。因此，漆包線行業(yè)推行數(shù)字化工廠建設(shè)，具有廣闊前景。隨著互聯(lián)網(wǎng)以及信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，結(jié)合漆包線行業(yè)對人才需求、人員管理、設(shè)備管控、工藝設(shè)計、材料開發(fā)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總分析、檢測技術(shù)、倉儲物流等多方面的需求，通過專業(yè)觀察和系統(tǒng)分析，認(rèn)為漆包線行業(yè)極有可能率先實現(xiàn)全行業(yè)信息化，進(jìn)而帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展。本文結(jié)合智能制造的目標(biāo)，從生產(chǎn)設(shè)備、倉儲物流、檢測分析、質(zhì)量管理四個方面，對漆包線制造行業(yè)已經(jīng)取得的成果進(jìn)行匯總研究，并對未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

2 漆包線行業(yè)發(fā)展歷程

2.1 漆包線生產(chǎn)設(shè)備

2000年以后，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備制造技術(shù)的提升，漆包線生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了儀器儀表控制向PLC控制的轉(zhuǎn)變，自動化程度和生產(chǎn)效率越來越高。特別是在“十三五”期間，實現(xiàn)了諸如拉絲過程小拉機自動換盤，毛氈機成品線自動換盤，漆包線自動上下盤、線盤自動清洗等自動化升級。諸多企業(yè)通過開放數(shù)據(jù)端口、地址、通訊協(xié)議，實現(xiàn)了生產(chǎn)工藝參數(shù)的本地實時存儲和設(shè)備遠(yuǎn)程控制。

2.2 倉儲物流

2.2.1 物流工具

漆包線生產(chǎn)企業(yè)早期的內(nèi)部物流均使用手動叉車或柴油叉車，安全、時效、環(huán)保以及標(biāo)準(zhǔn)化管理都存在一定的漏洞，進(jìn)入“十三五”后，部分龍頭企業(yè)已經(jīng)完全啟用了電動叉車，為生產(chǎn)協(xié)同控制創(chuàng)造了條件。

2.2.2 物流配送

物料需求采用模糊推送方式，需求準(zhǔn)確度不高，容易產(chǎn)生過多的中間物料。成品倉儲普遍采用系統(tǒng)輔助管控，地面分區(qū)域多層擺放，出貨時需要在現(xiàn)場配貨，難以做到物料100%先進(jìn)先出。鑒于以上問題，部分漆包線龍頭企業(yè)提出利用信息技術(shù)實現(xiàn)物料按需自動配送，如珠海格力電工有限公司、廣東精達(dá)里亞特種漆包線有限公司，采用拉絲裸銅線智能物流方式，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)物流向自動物流方式的跨越轉(zhuǎn)變。然而，行業(yè)內(nèi)大部分企業(yè)配送模式剛剛完成從原始機械入庫向全（半）自動打包入庫轉(zhuǎn)變。

2.3 檢測

工業(yè)化產(chǎn)品的檢測一般分為過程檢測和出廠檢測。

2.3.1 過程檢測

漆包線過程檢測的發(fā)展變化見表1。2015年－2020年，檢測技術(shù)在漆包線行業(yè)得到快速發(fā)展，主要體現(xiàn)在模具機在線檢測設(shè)備和毛氈機在線檢測設(shè)備的應(yīng)用和推廣，可實現(xiàn)如下檢測功能：

表1 漆包線過程檢測的發(fā)展變化

（1）有效檢測針孔（微缺陷），同時能檢測出漆包線表面突起粒子（漆瘤）；

（2）實現(xiàn)本地存儲，能夠存儲每盤線的檢測結(jié)果；

（3）通過設(shè)定報警參數(shù)，可實現(xiàn)在線報警，提醒操作工及時應(yīng)對異常情況；

（4）建立報警數(shù)據(jù)與入庫質(zhì)量控制之間的攔截聯(lián)動，確保入庫產(chǎn)品質(zhì)量合格；

（5）開放檢測設(shè)備端口，實現(xiàn)過程檢測數(shù)據(jù)的截取，為后期數(shù)據(jù)應(yīng)用及分析打下基礎(chǔ)。

國內(nèi)模具機在線檢測產(chǎn)品的功能，已經(jīng)趕超國外同類產(chǎn)品。國內(nèi)設(shè)備廠家通過與漆包線廠家開展聯(lián)合攻關(guān)，大大推進(jìn)了漆包線產(chǎn)業(yè)的智能化步伐。生產(chǎn)廠家和檢測設(shè)備廠家通過聯(lián)合開發(fā)，設(shè)計出適合毛氈機用的微細(xì)線在線檢測儀，采用接觸或非接觸兩種方式，成功實現(xiàn)了對微細(xì)線針孔、漆瘤的成功檢測。

2.3.2 出廠檢測

“十三五”前，出廠檢測主要是按比例抽檢，以抽測結(jié)果來確定盤線質(zhì)量，不可避免地存在錯漏情況。使用的檢驗儀器基本上為獨立測試設(shè)備，很多設(shè)備只顯示數(shù)據(jù)，不能存儲測試結(jié)果，更不能對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、應(yīng)用和輸出?！笆濉逼陂g，部分檢測儀器廠家聯(lián)合漆包線生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)，實現(xiàn)了檢測數(shù)據(jù)自動錄入和分析處理，但由于系統(tǒng)相對封閉，應(yīng)用推廣受阻，特別是數(shù)據(jù)端口不開放直接限制了檢測儀器的通用化。

2.4 質(zhì)量管理

進(jìn)入21世紀(jì)，國內(nèi)漆包線企業(yè)開始引入軟件系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量的管控，經(jīng)過20多年的探索，質(zhì)量管理技術(shù)取得了很大的進(jìn)步。其中，質(zhì)量管理軟件化分為四個發(fā)展階段，如表2所示。

表2 質(zhì)量管理軟件發(fā)展階段

3 漆包線智能制造展望

3.1 生產(chǎn)設(shè)備的自動化、信息化以及智能化

“十三五”期間，漆包線生產(chǎn)及檢測設(shè)備實現(xiàn)了自動化升級[5-6］，但是離智能制造還有很大的差距。后續(xù)通過產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的聯(lián)合攻關(guān)和協(xié)同創(chuàng)新，有望在“十四五”期間實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的信息化和智能化。

3.2 倉儲物流智能化

對物料按需自動配送，實現(xiàn)逆向承載物自動物流[7］，保證物料先進(jìn)先出，完善無人智能運輸工具的協(xié)同作業(yè)，同時利用區(qū)塊鏈技術(shù)提高物料跨車間自動交接數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，最終實現(xiàn)物流過程的智能化和無人化。

倉儲入庫采用全自動包裝、按需入庫、預(yù)排（測）入庫方式。存儲采用智能貨架，可實現(xiàn)成品打包后自動上架，出庫可實現(xiàn)按訂單自動配貨、智能取貨，自動對倉庫進(jìn)行盤點，有效建立生產(chǎn)過程中對物料、計劃的管控。通過以上手段最終實現(xiàn)倉儲、物流的智能化以及倉儲資料的信息化。

3.3 檢測技術(shù)的信息化

隨著檢測技術(shù)的發(fā)展， “十四五”期間有望實現(xiàn)漆包線100%在線檢測。通過諸如SCADA等系統(tǒng)讀取在線檢測過程數(shù)據(jù)，對異常數(shù)據(jù)可以實時監(jiān)控、快速響應(yīng)，并通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)整體質(zhì)量變化趨勢的預(yù)測。生產(chǎn)檢測儀器廠家開放數(shù)據(jù)接口，實驗室抽檢測試數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動錄入，測試數(shù)據(jù)條碼及測試結(jié)果被讀取到企業(yè)MES系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行處理和應(yīng)用，在線檢測數(shù)據(jù)和抽檢數(shù)據(jù)深度“融合”，可以大幅度降低實驗室檢測的抽檢比例，下游客戶還可以讀取漆包線條碼，讀取開放的基本信息并與生產(chǎn)過程進(jìn)行匹配。

3.4 質(zhì)量管理的信息化

質(zhì)量管理信息化主要是打通孤立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈，多方位、多層次、多節(jié)點形成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)信息可隨時調(diào)用，提升管理效率?；邶堫^企業(yè)均已使用ERP、MES、WMS、SCADA、OA、CCL、CRM等系統(tǒng)[8］，將這些孤立系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向及多向打通，可大大提升企業(yè)的管理水平，借助技術(shù)手段實現(xiàn)管理方式的變革，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）質(zhì)量控制手段實現(xiàn)重大創(chuàng)新。質(zhì)量異常參數(shù)由查詢式的被動管控變?yōu)榉植酵扑偷闹鲃庸芸兀|(zhì)量異常的響應(yīng)環(huán)節(jié)也被大大前移，且能夠有效監(jiān)控。同時可對海量質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，有效預(yù)測每條生產(chǎn)線或每個企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的變化趨勢，并且能夠?qū)崟r監(jiān)控到重大質(zhì)量問題及處理過程，杜絕批質(zhì)量異常漆包線流出，逐步實現(xiàn)生產(chǎn)過程中相關(guān)因素的正向及逆向追溯。

（2）實現(xiàn)能耗及設(shè)備管控。通過SCADA系統(tǒng)，可實時掌握生產(chǎn)機臺能耗的變化，異常時快速發(fā)現(xiàn)，主動干預(yù)。通過對設(shè)備參數(shù)的采集處理，能有效掌握設(shè)備狀態(tài)的變化趨勢，實現(xiàn)對設(shè)備的主動性維護(hù)。

（3）實現(xiàn)生產(chǎn)計劃管控。通過ERP、MES、APS、CRM、WMS幾個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交互，可實現(xiàn)訂單、計劃、采購、過程物料、倉儲數(shù)量、交付等相互關(guān)聯(lián)，有效提升全過程管控水平，實現(xiàn)降本增效。

（4） 實現(xiàn)工藝過程無紙化。通過以上幾個系統(tǒng)，可實現(xiàn)作業(yè)指導(dǎo)書、重要工藝參數(shù)的在線點檢，設(shè)備重要參數(shù)點檢實現(xiàn)無紙化。

（5）實現(xiàn)對分析結(jié)果統(tǒng)計的應(yīng)用。各數(shù)據(jù)鏈打通，能夠大幅度減少統(tǒng)計數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入和加工，減少相關(guān)人員工作量，優(yōu)化人力資源配置，同時可以深度開展基于自動采集的質(zhì)量統(tǒng)計工作，開展自動采集設(shè)備效率OEE的應(yīng)用。

（6）實現(xiàn)企業(yè)之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)。在實現(xiàn)本地智能化建設(shè)的基礎(chǔ)上，可考慮打通產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)之間的數(shù)據(jù)交互和整體管控，提升各生產(chǎn)基地之間物料的綜合使用效率。

（7）基于“5G”的應(yīng)用，可開展“VR虛擬現(xiàn)實”培訓(xùn)，同時可推廣各生產(chǎn)基地之間的遠(yuǎn)程診斷應(yīng)用，加強生產(chǎn)協(xié)同，提升整體反應(yīng)處理能力。

漆包線行業(yè)正走向以定制化、自動化、集成化為特征的智能化生產(chǎn)方向，生產(chǎn)過程的智能化程度將越來越高，與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的接軌融合也越來越緊密；管理將由信息系統(tǒng)相互獨立向信息資源整合和業(yè)務(wù)協(xié)同方向發(fā)展，隨著開放信息向上下游延伸，企業(yè)經(jīng)營管理方面的決策智能化程度將越來越高。圖1為某公司已經(jīng)采用的信息業(yè)務(wù)架構(gòu)圖。

圖1 某漆包線企業(yè)信息業(yè)務(wù)架構(gòu)圖

4 結(jié)束語

綜合以上信息，結(jié)合漆包線產(chǎn)業(yè)的工藝特點、工序特點、裝備水平、基礎(chǔ)水平和技術(shù)發(fā)展方向來看，漆包線行業(yè)最有希望率先建成“黑燈工廠”。