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　　原標題：紡織服裝行業(yè)信息化成果獎?wù)故緗武漢裕大華：全流程智能紡紗信息化實踐

　　獲獎單位：武漢裕大華紡織服裝集團有限公司

　　獎項名稱、等級：紡織行業(yè)信息化成果獎(創(chuàng)新應(yīng)用獎)一等獎

　　獲獎成果：全流程智能紡紗信息化實踐

　　武漢裕大華紡織服裝集團有限公司是一家擁有百余年歷史的國有紡織企業(yè)，前身是創(chuàng)立于1919年的武昌裕華紗廠。2015年，經(jīng)過整合重組，公司走上了轉(zhuǎn)型發(fā)展的快車道。通過智能化改造，公司實現(xiàn)了從紡紗到服裝的全產(chǎn)業(yè)鏈智能化升級，形成了國內(nèi)領(lǐng)先的智能化生產(chǎn)能力。2020年，公司實現(xiàn)銷售收入42.5億元，連續(xù)三年榮登武漢市制造業(yè)、中國棉紡織行業(yè)競爭力及中國棉紡織行業(yè)主營業(yè)務(wù)收入百強榜單，排名不斷上升。

　　項目背景

　　本項目以打造全面自動化、信息化、數(shù)據(jù)化、智能化相融合的全流程智能化紡紗示范工廠為目標，創(chuàng)新應(yīng)用4大類15種智能紡紗制造關(guān)鍵技術(shù)裝備、5種工業(yè)軟件、2套工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)，采用2種服務(wù)平臺，并在工藝參數(shù)優(yōu)化、智能物流配送、設(shè)備智能維護3種場景采用人工智能技術(shù)，形成了從接收訂單開始、到產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、檢測、物流等生產(chǎn)全周期和環(huán)節(jié)的全流程智能化應(yīng)用，實現(xiàn)了全業(yè)務(wù)的數(shù)字化、信息化、智能化集成與協(xié)同。

　　項目建設(shè)內(nèi)容

　　(1)核心智能紡紗生產(chǎn)裝備系統(tǒng)

　　針對國內(nèi)高端紡紗主要依賴采購國外先進設(shè)備，由于語言、技術(shù)保護等限制，采購的設(shè)備不能實現(xiàn)真正的智能化生產(chǎn)這一瓶頸，本項目創(chuàng)新采用全國產(chǎn)智能紡紗設(shè)備，最新研制的全流程智能紡紗物流輸送系統(tǒng)、輸送換卷接頭全自動精梳機、單臺單錠單眼的智能故障檢測及遠程運維系統(tǒng)、全流程智能回花收付，均為國內(nèi)首創(chuàng)，達到國際先進水平，攻克了行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)短板，擺脫了國內(nèi)智能紡紗生產(chǎn)流程對進口設(shè)備的依賴。

　　(2)全流程智能物流輸送系統(tǒng)

　　針對紡企用工多、招工難，智能紡紗物流運輸存在間斷的問題，項目使用傳感器、條碼、射頻識別、工業(yè)機器人、自動導(dǎo)航和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)實現(xiàn)全流程智能物流輸送，改變了紡紗各個工序需要大量人工搬運的傳統(tǒng)方式，大大減少用工、增加效率，有效解決了勞動力成本不斷提高，嚴重制約紡織企業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。采用自動化立體倉庫進行存儲和智能管控，通過AGV、標準托盤、自動堆垛機和導(dǎo)軌輸送系統(tǒng)，進行自動化搬運、存儲和智能管控，解決了物料及產(chǎn)品缺少智能存儲和管理問題。

　　(3)智能紡紗生產(chǎn)輔助系統(tǒng)

　　為了滿足對車間現(xiàn)場作業(yè)狀態(tài)、設(shè)備運行狀態(tài)和工藝執(zhí)行參數(shù)等信息的集中監(jiān)控需要，項目運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，按照車間工藝布局和生產(chǎn)線的機床配置，通過圖形化方式實時顯示機床的運行狀態(tài)、紗線的狀態(tài)和現(xiàn)場各種報警信息；通過虛擬可視化仿真平臺幫助決策層、管理層全面掌控車間運行情況，并進行指揮調(diào)度。

　　(4)全流程智能回花收付系統(tǒng)

　　針對紡紗生產(chǎn)回花多，安全隱患大的問題，項目建成了包含棉卷、棉條、粗紗、細紗、管紗、筒紗的全流程回花收付系統(tǒng)，實現(xiàn)了回花收付的循環(huán)利用，大大提高了原料利用率，降低了紡紗原料成本。

　　(5)智能紡紗工廠管理系統(tǒng)

　　針對目前生產(chǎn)線缺乏全流程智能管理過程支持的問題，項目面向多設(shè)備、多工序、多產(chǎn)品的高效、自動生產(chǎn)需求，基于高精度自動化生產(chǎn)裝備進行智能性擴展，建立與生產(chǎn)管理系統(tǒng)融合的自動化高效生產(chǎn)系統(tǒng)，解決了異構(gòu)信息系統(tǒng)存在的數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)交換、異構(gòu)系統(tǒng)之間的單點登錄等問題，實現(xiàn)了異構(gòu)信息系統(tǒng)之間的高效協(xié)同集成。

　　(6)智能質(zhì)量追溯系統(tǒng)

　　針對紡紗生產(chǎn)測試項目多，難度大的問題，項目通過安裝傳感器在線測試質(zhì)量和設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)，實時檢測產(chǎn)品質(zhì)量和機器狀態(tài)，自動進行工藝和參數(shù)選擇，對設(shè)備進行智能管理，自動完成所有項目測試并自動生成測試結(jié)果，測試數(shù)據(jù)通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)智能管控，以解決紗線質(zhì)量管理問題。

　　服務(wù)能力與模式創(chuàng)新

　　項目的實施實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部從產(chǎn)品研發(fā)、規(guī)劃到生產(chǎn)、銷售、物流等不同層面生產(chǎn)系統(tǒng)的縱向集成，通過數(shù)據(jù)化的處理，將紡紗生產(chǎn)中的智能機器、倉庫管理、生產(chǎn)設(shè)備和各類信息相連，優(yōu)化供應(yīng)鏈和生產(chǎn)周期管理，實現(xiàn)端對端的深度融合。

　　(1)構(gòu)建全員生產(chǎn)維護體系

　　項目著重建設(shè)工廠的設(shè)備感知力、設(shè)備問題和故障自我診斷及預(yù)警能力、在線生產(chǎn)監(jiān)控能力，整體提升設(shè)備的智能操控性和遠程運維，大幅降低了紡紗設(shè)備的操作和維護難度，同時減少了設(shè)備維護和修理的用工，不斷完善TPM全員生產(chǎn)維護體系。

　　(2)實現(xiàn)質(zhì)量生產(chǎn)雙追溯

　　項目著重建設(shè)質(zhì)量在線檢測、車間物流跟蹤系統(tǒng)相融合的質(zhì)量生產(chǎn)雙追溯系統(tǒng)，大幅降低了不良品率，避免了產(chǎn)生批量性和持續(xù)性的產(chǎn)品問題，切實體現(xiàn)“質(zhì)量第一、客戶至上”的產(chǎn)品理念。

　　(3)研發(fā)能力提升

　　項目著重落腳到企業(yè)研發(fā)能力的提升?；诒卷椖?，公司與武漢紡織大學(xué)、經(jīng)緯紡機中央研究院、華科大等科研院校加強深度合作，共同組建湖北省智能化紡紗技術(shù)企校聯(lián)合創(chuàng)新中心，成立院士專家工作站及科創(chuàng)專家工作站。

　　(4)技術(shù)成果推廣應(yīng)用

　　項目強調(diào)知識產(chǎn)權(quán)的輸出，展現(xiàn)技術(shù)成果。項目申報專利13項(授權(quán)發(fā)明專利3項、授權(quán)實用新型專利4項)，登記軟件著作權(quán)5項，制定企業(yè)標準5項，發(fā)表論文2篇。本項目部分專利技術(shù)產(chǎn)品已批量生產(chǎn)，并在多家用戶進行批量使用，使用性能穩(wěn)定，滿足高效率、少人工的智能化紡紗用戶使用要求，有效支撐了紡紗行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級與長遠發(fā)展。

　　成果應(yīng)用效果

　　全流程智能紡紗信息化實踐項目的建設(shè)和示范運用，給企業(yè)帶來切實的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　(1)智能裝備及全流程物流輸送系統(tǒng)的創(chuàng)新應(yīng)用，大幅降低萬錠用工

　　本項目應(yīng)用全自動精梳機、全流程智能物流輸送系統(tǒng)等，分別將關(guān)鍵工序復(fù)雜動作進行自動化精確機械完成、將工序間人工運輸全部轉(zhuǎn)變成無人化AGV小車、軌道輸送、管道輸送系統(tǒng)，大幅降低生產(chǎn)車間的用工人數(shù)。單臺單眼單錠檢測設(shè)備及數(shù)字化智能管理系統(tǒng)，可以定位單臺、單眼、單錠故障或斷頭問題，擋車工不需巡回，人均看臺量倍增，萬錠用工降低。全流程回花/回絲智能收付系統(tǒng)，采用管道式無人化回花收付和運輸，取消各種回花打包運輸?shù)扔霉?。企業(yè)原萬錠用工53人，該項目應(yīng)用后，萬錠用工減少至15人，降低了72%。

　　(2)消減傳統(tǒng)車間中間物聯(lián)工序用品，降低物料損耗

　　全流程智能紡紗車間在生產(chǎn)運行中，條桶、粗紗管、細紗管、筒管等機物料數(shù)量大幅降低，減少占地面積、節(jié)約使用和維護成本；同時智能車間取消了人工手推車，車間更整潔、機物料消耗進一步減少。特別地，本項目采用纖維條斷頭停喂、細紗斷頭粗紗停喂裝置，各個紡紗關(guān)鍵環(huán)節(jié)安裝傳感器，全面監(jiān)控紡紗生產(chǎn)狀況，做到故障自停，杜絕了非正常紡紗浪費原料的現(xiàn)象，有效保護和節(jié)約了原料。

　　(3)物料收付使用，提高原料利用率

　　本項目全流程智能紡紗車間以智能紡紗設(shè)備、清棉濾塵裝置、回花打包機、尾紗清除機為基礎(chǔ)，采用了管道抽吸式收集和運輸智能紡紗設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生的回花/回絲，實現(xiàn)回花收付的循環(huán)利用，大大提高原料利用率，降低紡紗原料成本。

　　(4)智能紡紗管理系統(tǒng)的示范應(yīng)用，優(yōu)化用電、用水、用氣耗能，節(jié)約成本

　　智能紡紗設(shè)備，在每個紡紗機臺安裝電量監(jiān)控系統(tǒng)，不僅監(jiān)控機臺運行狀況，而且利于全面優(yōu)化管理機器用電量，全面平衡用電，使得單位紡紗產(chǎn)量所耗電量降低。智能空調(diào)系統(tǒng)，將洛瓦空調(diào)系統(tǒng)與經(jīng)緯E系統(tǒng)進行全面融合，有效地優(yōu)化和控制各工序溫濕度、空調(diào)用電，節(jié)約電能和用水。創(chuàng)新性地示范應(yīng)用了負壓節(jié)能的脈聚緊密紡系統(tǒng)、經(jīng)緯智能吹吸風(fēng)裝置，有效節(jié)約了用氣消耗。

　　(5)縮短產(chǎn)品升級和研發(fā)周期

　　全流程智能管控系統(tǒng)，采用大數(shù)據(jù)分析、儲存數(shù)據(jù)庫調(diào)度、模擬算法等技術(shù)，對生產(chǎn)流程、機臺配置、工藝參數(shù)設(shè)置等能夠給予快速、便捷、合理的優(yōu)化方案，同時整個產(chǎn)品開發(fā)過程的中間產(chǎn)品、終端產(chǎn)品能夠直接在線檢測和獲取，不需要抽樣到實驗室排隊測試，從而避免了反復(fù)打樣、試驗而拖長研發(fā)周期，最終大大縮短產(chǎn)品升級和研發(fā)周期。

　　(6)一致化的高品質(zhì)紡紗

　　全流程物料輸送系統(tǒng)，全面消除傳統(tǒng)物料運輸對中間產(chǎn)品質(zhì)量影響；單臺單眼單錠檢測設(shè)備，確保臺差、錠差的質(zhì)量波動最小化；智能紡紗空調(diào)系統(tǒng)確保紡紗環(huán)境最優(yōu)化；高品質(zhì)脈聚紡紗、立體集聚紡紗技術(shù)及優(yōu)質(zhì)紡紗工藝技術(shù)應(yīng)用。經(jīng)上述技術(shù)的全面協(xié)同保證，全流程智能紡紗車間的生產(chǎn)效率高達98%，成紗質(zhì)量達到烏斯特公報(2013)5%以內(nèi)水平。

　　(7)為夜間無人值守的高品質(zhì)棉紗智能生產(chǎn)加工提供條件

　　基于上述100%國產(chǎn)化設(shè)備全流程智能紡紗車間的建設(shè)和示范化運營，與公司普通現(xiàn)代化紡紗車間相比，實現(xiàn)了如下技術(shù)目標：生產(chǎn)效率提升24.40%、運營成本降低32.67%、產(chǎn)品周期縮短40%、產(chǎn)品不良率降低61.54%、單位產(chǎn)值能耗降低17.5%。本項目具有“紡紗裝備全智能、物流智能無間斷、回花智能全收付、信息聯(lián)通無死角的特征，完全滿足了夜間無人值守的智能紡紗生產(chǎn)條件。

　　對行業(yè)發(fā)展的促進作用

　　該項目通過建設(shè)全流程智能紡紗工廠運行經(jīng)驗和復(fù)制標準，開創(chuàng)全流程智能紡紗生產(chǎn)模式示范應(yīng)用新局面，尤其在“從自動化向智能化方向轉(zhuǎn)變”、“從數(shù)字化向智能化方向轉(zhuǎn)變”等方面具有示范性的重大帶動作用。

　　本項目對于當前紡紗制造乃至整個中國制造業(yè)存在的數(shù)字化信息與物理化裝備的“兩張皮”脫節(jié)問題，以及多系統(tǒng)業(yè)務(wù)集成下的管理自動化程度不高問題，系統(tǒng)地提出了以生產(chǎn)線運行和產(chǎn)品質(zhì)量實時狀態(tài)為基礎(chǔ)的智能化分析、以智能化倉儲物流和服務(wù)化調(diào)度為基礎(chǔ)的協(xié)同化控制，通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動化采集及生產(chǎn)信息雙向追溯，以及信息流與物流協(xié)同管控，達到以精益、精確、精準為核心的快速響應(yīng)集成制造執(zhí)行運行效果，不僅能夠滿足本項目的需求，而且緊緊抓住了中國制造業(yè)向智能制造邁進過程中共性的痛點和瓶頸問題，在為整個中國制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型方面提供有益的補充案例，具有積極的推進作用。