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中国化纤行业智能制造系统技术及应用会议在杭

作者:沙龙电游 发布日期:2021-01-07 16:16



  自动化、信息化、数字化、智能化、工业互联网、5G……当前,这些充满科技感的词汇在包括纺织工业在内的传统制造业领域高频出现。有他们的赋能和“加持”,制造业的转型和升级才能形成新驱动力。

  ◆工业互联网究竟连接起了哪些环节的哪些数据,这些数据是“活的”还是“死的”?

  11月20日,以“创新、融合、挑战、合作——赋能化纤行业智能制造”为主题的“中国化纤行业智能制造系统技术及应用会议(杭州优时2020)”在杭州萧山召开。

  本次会议由中国化学纤维工业协会科技部和杭州优时软件有限公司联合主办。中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽、陈新伟,工信部消费品工业司纺织处主任吴桐,中国纺织科学研究院有限公司研究员赵庆章,中国信息通信研究院政策研究部副主任秦业,杭州市萧山区经信局主任陈锋,杭州优时软件有限公司(以下简称“优时软件”)总经理方建斌,以及来自联想数据智能业务集团、阿里云智能事业群数字产业发展部、中国移动嘉兴分公司、桐昆集团恒云智联有限公司等国内知名科技和互联网公司、智能制造系统提供商和化纤企业的相关代表会聚一堂,就以上热点问题进行了深入探讨。

  按照大家普遍认可的定义,信息化是以现代通信、网络、数据库技术为基础,把研究对象的各要素汇总至数据库,与工作、学习、辅助决策等人们的各种行为相结合的一种技术。使用信息化技术后,能够极大地提高人们各种行为的效率。

  联想数据智能业务集团(DIBG)智能制造业务总经理张秋生指出:“信息化主要是减少或消除人的行为带来的不确定性,是实现数字化和智能化的基础之一。”

  功能较强、稳定性较高的基于互联网技术的信息化软件系统,则是支撑制造企业实现信息化管理和升级的基石。在化纤行业,实现信息化的一个重要手段,是对信息软件系统的高效应用,覆盖到企业生产运营的全流程。

  1991年在浙江大学计算机专业硕士毕业的方建斌,是国内较早学习计算机专业,并从事信息软件这一“专业对口”工作的一批人中的一个典型代表。“学而优则商”,此后他创立了优时软件,在国内较早地进行信息软件的行业化和可重构性研究。

  方建斌介绍,多年来,公司坚持行业化发展路线,为不同细分行业的公司提供具有针对性的解决方案,化纤是公司服务的众多行业中的一个。公司研发了可重构、全集成化纤信息管理系统,中间层采用Apache网页服务器,可实现混合架构与微应用服务器结合,覆盖了产线控制、工厂的生产执行系统(MES)、产供销人财物公司管理等各环节。而且,软件系统支持跨端跨屏,能帮助化纤企业实现办公系统的扁平化。

  作为我国聚酯行业的龙头企业之一,桐昆集团较早引进了信息化软件系统,尤其是近几年,高度重视全流程的信息化管理。该集团自2003年起开始与优时软件合作,目前已经进行了信息化软件系统的多次迭代升级。

  桐昆集团恒云智联有限公司总经理许燕辉介绍,目前,优时软件的信息化系统覆盖了桐昆集团的多板块、多公司、多地点、多业态;在化纤板块,覆盖了采购管理、原辅料库存管理、合同管理、销售管理、成品库存、应收及票据管理、应付及票据管理、外贸管理,以及人事管理等多个环节。

  据介绍,桐昆集团纳入优时软件信息系统的行业领域达到10个,纳入系统的核算主体达到约100个。通过使用信息化系统,该公司的合同履约率提升了大约5%,对产能、物资计划的准确性提供了支撑根基;有效联动了销售、在纺产品和产品闲置情况,优化了产品结构,助力调整营销策略,有效降低了产品闲置量和库存天数。以发货环节为例,通过运用优时软件研发设计的条码系统,桐昆集团形成了“先进先出”的发货模式。这样,可以有效杜绝人工发货的差错,减少企业库存占比,也能保证下游织造客户使用涤纶长丝时的质量较“先进后出”模式更稳定。

  “我们目前在已经实现的人力、财务、供应链、生产、销售等传统业务类应用的基础上,正努力实现协同创新类应用的新一代信息化,涵盖移动应用、销售预测、智能采购、机器视觉、智能运营等等方面,将建设新一代信息化基础设施,目标是为业务提供高可用、高扩展的敏捷能力。”许燕辉说。

  谈及化纤行业近几年整体在信息化方面取得的成绩,贺燕丽指出:“‘十三五’期间,我国化纤企业积极探索大数据、ERP、MES、互联网+、云平台、物联网、工业机器人等先进技术在化纤行业设计、生产、营销、物流等环节深入应用,推动生产模式向柔性化、智能化、精细化转变,推动传统生产制造的升级转型。”

  有统计数据显示,2019年工业自动化的市场规模为1152亿元,而2017年时为829亿元,增长迅猛。

  自动化通常是指研制代替人或辅助人的系统,去完成人们生产、生活和管理活动中的特定任务,减少或减轻人的体力和脑力劳动,提高工作效率、效益和效果。

  我国化纤行业推进自动化的典型体现,就是“机器换人”。贺燕丽介绍,“十三五”期间,智能落筒系统、智能铲板系统、智能喷丝板检测和组装组件系统、在线质量监测及管理系统、智能包装系统、智能自动化立体仓库、输送系统等一批自动化先进设备,在我国涤纶和锦纶龙头企业中得到了广泛应用。

  其中,机器视觉技术近几年逐渐得到应用。该技术运用计算机模拟人眼的视觉功能,从图像或图像序列中提取信息,对三维景物和物体进行形态和运动识别。

  智能外观检测设备就运用了该技术,这也是杭州慧知连科技有限公司的拿手产品。该公司研发生产的智能外观缺陷检测系统,集机械、电子、光学、计算机、软件工程于一体,运用机械视觉设备代替人工完成检测、测量、判断,具有非接触、可重复、可靠、精度高、连续性、效率高等优点,可以用来检测化纤丝饼的直径,或检测化纤丝的一些缺陷。

  该公司商务部经理王征介绍:“一台设备大约长3米、高2米,机器上安装有多个摄像头。当化纤丝饼从中间通过,设备就会从不同角度拍摄丝饼的各种缺陷,并通过后台计算逻辑,把有缺陷的产品挑出来。”

  据介绍,使用该设备可以大大提升效率,同时,能统一外检标准,有效规避因不同人员检测而出现不同标准的情况,从而有效提升了产品品质。

  “我们的设备可以检测出毛丝、绊丝、有油污的产品等,挑DTY最快可以做到2秒/锭,大致速度处于2秒/锭~3秒/锭之间。用设备后,可以大大降低人工漏检的数量。依据统计,人工漏检的数量大约是机器漏检数量的5~10倍。”王征说。

  该设备还可以检测化纤丝饼外观缺陷,新旧纸管外观缺陷,托盘、发泡盒外观缺陷等。通过检测,形成化纤丝饼外观缺陷数据统计报表,包括批次号、班次、时间、缺陷数量、缺陷种类。根据统计报表,相关工作人员就可以查找生产工艺、包装工艺等生产流程中的问题。

  工业机器人技术这几年也在化纤行业中大量应用。杭州君辰机器人有限公司便抓住了这一市场机遇。该公司将机器视觉核心技术、激光雷达技术和相关算法等智能技术,应用在工业智能制造装备领域。该公司研发的智能巡检机器人,能够针对化纤纺丝设备出现的断丝、串丝、飘丝等异常问题,采用“行走机器人+机器视觉算法+数据可视化系统”的方式,改进现场检测流程,提高错误发现率,也具有及时性,能达到“省人增效”的效果。

  该公司还研发出了一种纸管智能检测设备。君辰机器人公司创始人邵碧璐介绍:“一些大型化纤企业,每天使用的纸管数量在百万只左右。公司研发生产的纸管智能检测设备,高效稳定,具有选配码垛、进行纸管质量检测等多重功能,涵盖多尺寸、多规格,还能24小时无间断配合产线生产。化纤企业使用后,可以省去在该环节原本需要的大量操作员,有效应对招工难、用工贵的问题。”

  “在本质上,自动化的主要目的,就是减少或替代劳动力。自动化与信息化一样,都是制造业实现数字化、智能化的基础。”张秋生强调。

  “第四次工业革命”的本质是数字化、网络化和智能化。阿里云智能事业群数字产业发展部数字工业业务总监朱金童指出:“工业数字化转型升级的技术路径,是信息化-数据化-智能化-智慧化。”

  “全世界目前都已经认识到了数字化对制造业的重要性。智能化最主要的是要干什么?是要减少或替代脑力劳动,希望技术未来能帮助大家做决策。”张秋生说。

  数字化、网络化和智能化涵盖什么?将融合目前最热门、最新的大数据分析、云计算、工业互联网、移动互联网、5G通信技术、工业IoT(Internetof Things)和人工智能等技术。

  其中,工业互联网与智能制造是什么关系?秦业指出,当前,互联网创新发展与“新工业革命”形成历史性交汇,互联网由消费领域向生产领域、虚拟经济向实体经济快速延伸,催生出工业互联网。工业互联网作为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,是新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过“人、机、物”的全面互联,全要素、全产业链、全价值链的全面连接,推动形成全新的生产制造和服务体系。

  相关统计数据显示,2018年~2019年,我国工业互联网产业经济规模(包含数字化装备、网络、安全、软件及带动的周边产业)分别为1.42万亿元、2.13万亿元,占GDP的比重分别为1.5%、2.2%;预计今年全年其规模将增至3.1万亿元,占GDP的比重将增至2.9%。

  “工业互联网建设是智能制造的基础之一,将引发制造业3大变革,包括打造数据集成闭环、创新商业模式,以及构建基于平台的新型协作关系与产业组织形式,能够加速制造业转型升级,实现提质、降本、增效。”秦业说。

  秦业还强调:“工业互联网不是一张简单的‘网’,而是一种生态,将带来生产方式、生活方式、管理模式的全面变革。它的意义在于要把‘死’的数据变成‘活’的数据。过去‘一招鲜吃遍天的情况’,在工业互联网领域很难实现,因为工业互联网讲求的是个性化。工业互联网能够实现物理资产加数字资产协同管理的方式,实现资产的保值和升值,它是把整个行业的生态联合起来,使制造企业可以集中力量办大事,赋能的不只是单点企业,而是赋能整条价值链,为全产业赋能、提升。”

  张秋生强调:“自动化、信息化如何过渡到智能化?其实对于企业来说,比较难的是对数据资产的挖掘。当前,不少企业已经能把数据采集起来,存储也越来越多,但往往不知道如何去用这些数据、数据能发挥什么价值。数据的全量化,并不是全部数据的意思,因为没价值的数据放在那里只会增加存储。企业接下来要做的,是把有价值的数据采集到,通过核心平台去挖掘数据的价值,帮助企业做决策。”

  朱金童指出:“工业互联网是技术,已成为企业资源配置、优化新的核心驱动力;产业互联网则是业务,是企业从核心优势业务向产业链延伸、创新发展的新动能。不过,不能把技术和业务混为一谈,大家要思考如何把技术运用在产业变革中。”

  如何理解?“企业要把各种规则都数字化,就好像搭建起一个‘工业大脑’。比如,平台记录的数据有没有变成企业的核心资产,能够帮企业做决策吗?如何去解释海量数据,把数据变成建模语言,最终把数据变成企业资产?传统工厂一般是做不到这些的。智能化要重点解决如何结合企业在工厂管理中积累的经验,把既有经验变成知识,并和海量数据集成,让‘工业大脑’真正帮企业做决策。”朱金童说。

  数字化和智能化浪潮显然已经汹涌澎拜。作为具有资本密集型和制造业双重属性的行业,紧紧把握住数字化和智能化发展机遇,已成为驱动化纤产业新一轮升级和实现高质量发展的“重头戏”。

  聚酯行业是这场“科技升级战”中的排头兵。当前,聚酯市场竞争不断加剧,炼化一体化发展模式已成为龙头企业不约而同的选择,以龙头企业为典型代表的产能规模扩张依然在持续。同时,行业整体面临着用工紧张和人力成本高企、能源成本高等成本压力。在此背景下,过往相对粗放的经营模式难以为继,行业和企业,尤其是龙头企业越来越深刻地意识到,必须加速推进数字化转型,才能更好地应对“升级版”竞争。

  桐昆集团在这方面已把握了先机。在其制定的新战略发展目标中,“数字化能力”被赋予重要价值。2019年,该集团启动了新一轮数字化转型;今年11月,该集团携手联想正式成立了浙江恒云智联数字科技有限公司,致力于打造工业科技服务领域的行业标杆。

  “从工业3.0到工业4.0,向数字化转型是产业发展的必然趋势,也是企业顺应数字时代的必经之路。目前,我们公司已经实现了一定的信息化、自动化和逐步的智能化,但是随着企业规模的快速扩张也业务板块的不断增多,已有的东西面临着有而不强的问题,管控越来越难,管控过程中的痛点、难点、盲点也较多,对于外部信息的利用也不够充分。同时,大数据、云计算、人工智能等新技术也快速发展。在这样的背景下,桐昆集团将数据智能作为转型发力点,深入推进智能化与信息化融合,全力实现从传统制造业到现代高端新兴产业的智慧转型。”许燕辉说。

  许燕辉介绍,桐昆集团数字化转型的框架,包括智能化、数字化、自动化和信息化。其中,智能化包括感知智能和认知智能;数字化包括数据展现、数据资产、核心平台和数据资源,对应着工业互联网、新基建和智能制造。在这其中,企业处理数据的能力至关重要,包括数据采集能力、数据汇聚能力、数据分析能力、数据应用能力和数据治理能力。

  何为感知智能?是指通过语音、图像、视频、触点等获取更多数据价值,涵盖了机器视觉、工业物联网、AR/VR、智能识别和智能检测。何为认知智能?包括智能决策、精准营销、智能供应链、高级排程等,这涉及到分析、思考、理解和判断。要从感知智能向认知智能迈进,需要通过计算智能,实现数据价值交付。

  “在我们的数字化转型中,信息化、自动化是基础,数字化是必需手段,智能化是终极目标;要把IT与OT(Operational Technology)相结合,并以工业互联网和基础设施作支撑,且业务、技术和组织转型缺一不可。我们既要构建起决策中心这一企业‘大脑’,又要有信息化系统这样的‘手脚’去感知和管控,做到整体规划,分步实施,试点应用。”许燕辉解释道。

  据介绍,桐昆集团的数字化转型将分几个阶段实施。许燕辉表示:“我们先建设数智运营中心作为桐昆的‘大脑’,第一阶段实现全局可视,并逐步实现智能可析,最终实现智慧运营。最终,我们要实现一点掌控全局、精细化管理、业务和财务一体化、上下游产业链协同发展和智能决策的目标。总之,通过数字化转型,我们要提升桐昆集团的全局掌控能力和科学决策水平。”

  另一家聚酯龙头企业新凤鸣也开始探索。2019年被称为是“5G元年”。中国移动嘉兴分公司运用5G通信技术与新凤鸣合作,“建立了一张又快又好又安全的专网”。

  中国移动嘉兴分公司5G行业总监孙宇豪介绍,中国移动利用5G SA组网,结合MEC,打造了“企业专属私网”,实现了5G+在新凤鸣的四大应用场景。一是代替企业传统网络,解决了IGV机器人通信不稳定的问题,实现了5G信号覆盖全车间,扩展了IGV机器人的行走范围,实现了灵活调度。同时,通过8K高清监控,扩大了监控范围,更好地实现了车间管理。二是提出基于5G+巡检机器人的飘丝、飘杂解决方案,8K视觉检测、5G回传视频、AI系统识别相结合,实现“机器换人”,提高产品优品率。三是通过AR远程维护,减少出差,维护“一对多”,降低成本。四是采用单点信息接入技术,实现数据采集数字化、网格化、智能化,摆脱有线部署。

  据介绍,新凤鸣车间当前使用的5G质检机器人,可以通过头顶的8K高清摄像头在0.2秒内就能识别出飘丝、飘杂等问题。通过该机器人24小时值班,新凤鸣每年能够直接减少损失约1000万元。

  值得注意的是,在化纤工业中,涤纶、锦纶等不同子行业间的行业属性、企业发展水平、经营规模不尽相同。在此情况下,不同子行业和企业实现数字化、智能化升级的步伐也应有所区别。

  南京南戈特智慧科技有限公司总裁殷润民表示:“智能制造首先是基于传统制造业,其次才是在物联网和人工智能的加持之下,呈现出的一种新生产格局。也要注意,智能制造的确可以给企业赋能,但不同类型的企业需要依据实际情况,考虑分阶段实施,否则企业在升级过程中就容易陷入一种‘试点困境’。比如,一些中小型企业需要很多机器人吗?未必。化纤企业的智能化升级,可以先从设备更新开始,解决生产过程中的一些瓶颈;再进行做智能化产线升级;然后再培育数据导向的协同能力,借助成熟的数字化平台和工具,完成信息总线的升级。不过,每个阶段如何切割、区分,就需要管理者去做好决策。”

  毫无疑问,数字化、智能化将成为我国化纤行业决胜未来的“利剑”。那么即将到来的“十四五”期间,化纤行业在智能制造领域将重点开展哪些工作?

  贺燕丽介绍:一是按照国家智能制造的总体部署,明确下一步化纤行业智能制造的重点和方向,并积极争取国家相关政策的支持;二是继续推进智能制造标准的制定工作,完成锦纶等产品智能车间/工厂标准编制,启动由化纤生产企业、装备制造企业以及软件系统等企业共同参与制定《化纤装备间互联互通及互操作标准研究与试验验证》项目;三是推进化纤智能制造示范工厂建设工作;四是开展智能制造建设效果评价工作;五是开展智能制造成果推广活动。

  “我们希望化纤企业、装备制造企业、系统提供商和协会能紧密合作,形成合力,携手推动化纤行业智能制造迈向新高度。”贺燕丽说。

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