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

　　獲獎(jiǎng)單位：武漢裕大華紡織服裝集團(tuán)有限公司

　　獎(jiǎng)項(xiàng)名稱、等級(jí)：紡織行業(yè)信息化成果獎(jiǎng)(創(chuàng)新應(yīng)用獎(jiǎng))一等獎(jiǎng)

　　獲獎(jiǎng)成果：全流程智能紡紗信息化實(shí)踐

　　武漢裕大華紡織服裝集團(tuán)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(shí)現(xiàn)了從紡紗到服裝的全產(chǎn)業(yè)鏈智能化升級(jí)，形成了國內(nèi)領(lǐng)先的智能化生產(chǎn)能力。2020年，公司實(shí)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(qiáng)榜單，排名不斷上升。

　　項(xiàng)目背景

　　本項(xiàng)目以打造全面自動(dòng)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(biāo)，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(tái)，并在工藝參數(shù)優(yōu)化、智能物流配送、設(shè)備智能維護(hù)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(jì)、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(shí)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(xiàng)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(jìn)設(shè)備，由于語言、技術(shù)保護(hù)等限制，采購的設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)真正的智能化生產(chǎn)這一瓶頸，本項(xiàng)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(dòng)精梳機(jī)、單臺(tái)單錠單眼的智能故障檢測及遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)、全流程智能回花收付，均為國內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)到國際先進(jìn)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(jìn)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(yùn)輸存在間斷的問題，項(xiàng)目使用傳感器、條碼、射頻識(shí)別、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)導(dǎo)航和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)實(shí)現(xiàn)全流程智能物流輸送，改變了紡紗各個(gè)工序需要大量人工搬運(yùn)的傳統(tǒng)方式，大大減少用工、增加效率，有效解決了勞動(dòng)力成本不斷提高，嚴(yán)重制約紡織企業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。采用自動(dòng)化立體倉庫進(jìn)行存儲(chǔ)和智能管控，通過AGV、標(biāo)準(zhǔn)托盤、自動(dòng)堆垛機(jī)和導(dǎo)軌輸送系統(tǒng)，進(jìn)行自動(dòng)化搬運(yùn)、存儲(chǔ)和智能管控，解決了物料及產(chǎn)品缺少智能存儲(chǔ)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(yùn)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(xiàng)目運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，按照車間工藝布局和生產(chǎn)線的機(jī)床配置，通過圖形化方式實(shí)時(shí)顯示機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)、紗線的狀態(tài)和現(xiàn)場各種報(bào)警信息；通過虛擬可視化仿真平臺(tái)幫助決策層、管理層全面掌控車間運(yùn)行情況，并進(jìn)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(xiàng)目建成了包含棉卷、棉條、粗紗、細(xì)紗、管紗、筒紗的全流程回花收付系統(tǒng)，實(shí)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(xiàng)目面向多設(shè)備、多工序、多產(chǎn)品的高效、自動(dòng)生產(chǎn)需求，基于高精度自動(dòng)化生產(chǎn)裝備進(jìn)行智能性擴(kuò)展，建立與生產(chǎn)管理系統(tǒng)融合的自動(dòng)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(diǎn)登錄等問題，實(shí)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(xiàng)目多，難度大的問題，項(xiàng)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(shí)時(shí)檢測產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)器狀態(tài)，自動(dòng)進(jìn)行工藝和參數(shù)選擇，對設(shè)備進(jìn)行智能管理，自動(dòng)完成所有項(xiàng)目測試并自動(dòng)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(xiàng)目的實(shí)施實(shí)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(jī)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(shí)現(xiàn)端對端的深度融合。

　　(1)構(gòu)建全員生產(chǎn)維護(hù)體系

　　項(xiàng)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(yuǎn)程運(yùn)維，大幅降低了紡紗設(shè)備的操作和維護(hù)難度，同時(shí)減少了設(shè)備維護(hù)和修理的用工，不斷完善TPM全員生產(chǎn)維護(hù)體系。

　　(2)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量生產(chǎn)雙追溯

　　項(xiàng)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(shí)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(xiàng)目著重落腳到企業(yè)研發(fā)能力的提升?；诒卷?xiàng)目，公司與武漢紡織大學(xué)、經(jīng)緯紡機(jī)中央研究院、華科大等科研院校加強(qiáng)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(xiàng)目強(qiáng)調(diào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的輸出，展現(xiàn)技術(shù)成果。項(xiàng)目申報(bào)專利13項(xiàng)(授權(quán)發(fā)明專利3項(xiàng)、授權(quán)實(shí)用新型專利4項(xiàng))，登記軟件著作權(quán)5項(xiàng)，制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，發(fā)表論文2篇。本項(xiàng)目部分專利技術(shù)產(chǎn)品已批量生產(chǎn)，并在多家用戶進(jìn)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(jí)與長遠(yuǎn)發(fā)展。

　　成果應(yīng)用效果

　　全流程智能紡紗信息化實(shí)踐項(xiàng)目的建設(shè)和示范運(yùn)用，給企業(yè)帶來切實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(xiàng)目應(yīng)用全自動(dòng)精梳機(jī)、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(dòng)作進(jìn)行自動(dòng)化精確機(jī)械完成、將工序間人工運(yùn)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(tái)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(tái)、單眼、單錠故障或斷頭問題，擋車工不需巡回，人均看臺(tái)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(yùn)輸，取消各種回花打包運(yùn)輸?shù)扔霉?。企業(yè)原萬錠用工53人，該項(xiàng)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(yùn)行中，條桶、粗紗管、細(xì)紗管、筒管等機(jī)物料數(shù)量大幅降低，減少占地面積、節(jié)約使用和維護(hù)成本；同時(shí)智能車間取消了人工手推車，車間更整潔、機(jī)物料消耗進(jìn)一步減少。特別地，本項(xiàng)目采用纖維條斷頭停喂、細(xì)紗斷頭粗紗停喂裝置，各個(gè)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(fèi)原料的現(xiàn)象，有效保護(hù)和節(jié)約了原料。

　　(3)物料收付使用，提高原料利用率

　　本項(xiàng)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(jī)、尾紗清除機(jī)為基礎(chǔ)，采用了管道抽吸式收集和運(yùn)輸智能紡紗設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生的回花/回絲，實(shí)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(gè)紡紗機(jī)臺(tái)安裝電量監(jiān)控系統(tǒng)，不僅監(jiān)控機(jī)臺(tái)運(yùn)行狀況，而且利于全面優(yōu)化管理機(jī)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(jìn)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(fù)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(jí)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(chǔ)存數(shù)據(jù)庫調(diào)度、模擬算法等技術(shù)，對生產(chǎn)流程、機(jī)臺(tái)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(shí)整個(gè)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(shí)驗(yàn)室排隊(duì)測試，從而避免了反復(fù)打樣、試驗(yàn)而拖長研發(fā)周期，最終大大縮短產(chǎn)品升級(jí)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(yùn)輸對中間產(chǎn)品質(zhì)量影響；單臺(tái)單眼單錠檢測設(shè)備，確保臺(tái)差、錠差的質(zhì)量波動(dòng)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(dá)98%，成紗質(zhì)量達(dá)到烏斯特公報(bào)(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(yùn)營，與公司普通現(xiàn)代化紡紗車間相比，實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)目標(biāo)：生產(chǎn)效率提升24.40%、運(yùn)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(xiàng)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(jìn)作用

　　該項(xiàng)目通過建設(shè)全流程智能紡紗工廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)，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(dòng)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(dòng)作用。

　　本項(xiàng)目對于當(dāng)前紡紗制造乃至整個(gè)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(dòng)化程度不高問題，系統(tǒng)地提出了以生產(chǎn)線運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)時(shí)狀態(tài)為基礎(chǔ)的智能化分析、以智能化倉儲(chǔ)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(dòng)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(dá)到以精益、精確、精準(zhǔn)為核心的快速響應(yīng)集成制造執(zhí)行運(yùn)行效果，不僅能夠滿足本項(xiàng)目的需求，而且緊緊抓住了中國制造業(yè)向智能制造邁進(jìn)過程中共性的痛點(diǎn)和瓶頸問題，在為整個(gè)中國制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型方面提供有益的補(bǔ)充案例，具有積極的推進(jìn)作用。