化纖巨頭新鳳鳴的智能制造與物流改善—訪新鳳鳴集團股份有限公司副總裁趙春財

文/ 本刊記者 王 玉

中國化纖產量已占全球三分之二以上，智能制造成為中國由化纖大國向化纖強國邁進的重要路徑。作為化纖行業“智能轉型”的代表，新鳳鳴在智能制造探索實踐中的工作思路、實施步驟和應用技術，特別是其內部物流自動化與智能化升級改造的成功經驗值得參考借鑒。

趙春財新鳳鳴集團股份有限公司副總裁

紡織工業作為我國傳統支柱產業，重要的民生產業和創造國際化新優勢的產業，正處于轉型升級的關鍵期。新鳳鳴集團股份有限公司（以下簡稱“新鳳鳴”）作為國內規模最大的滌綸長絲制造企業之一，是唯一一家入選我國“2019年智能制造標桿企業”的化纖企業，是化纖行業“智能制造轉型”的典型代表。為此，我們采訪了新鳳鳴股份有限公司副總裁趙春財，請他結合新鳳鳴的智能制造探索，分享了化纖行業企業向智能制造轉型過程中的生產物流痛點、難點，以及新鳳鳴的成功變革經驗，以期給行業企業提供有價值的參考。

記者：請您介紹一下我國化纖行業的發展概況，以及行業企業普遍面臨的發展瓶頸。

趙春財：化纖行業是典型的勞動密集型產業。其中，滌綸長絲是紡織工業的重要原料，2018 年國內總產能超過3100 萬噸，占化纖總量60%以上，產值超過2800 億元。

滌綸長絲生產流程長、產品品質一致性要求高，傳統作業模式主要依靠人工。近年來，勞動力成本快速上升，企業用工成本增加，加上新建工廠位置越來越偏僻，生活配套設施、交通配套設施不足，企業面臨招工難題，同時高強度體力勞動導致員工離職率高，尤其是春節前后，一線生產人員探親、離職更是給正常生產帶來了很大困難。此外，工人的素質及責任心問題，由人工搬運和碼垛造成部分絲餅損壞，人工按級分揀漏誤也會造成潛在質量損耗。“缺”（缺員）、“低”（效率低）、“耗”（損耗大）、“散”（管理分散）成為制約化纖行業高質量發展的瓶頸。

記者：針對以上瓶頸，新鳳鳴制定并實施了哪些相關發展戰略？取得了哪些成效？

趙春財：早在2003年，新鳳鳴就開始了自動化生產體系建設；2009年啟動了“機器換人”項目，是中國大陸首家在熔體直紡長絲領域開發應用自動落筒和自動包裝系統的企業，公司參與的《面向紡織典型行業的機器人自動化生產線示范應用》項目還被列入國家重點研發計劃“智能機器人”。

“機器換人”項目，雖然初衷是“換人”，但實則是紡織企業和行業實現結構調整和轉型升級的重要手段之一，帶來的作用是綜合的、多方面的，不僅緩解勞動力成本上漲帶來的壓力，而且提高了生產效率，降低單位時間內的成本，提升了產品品質，從而增大盈利空間，使生產車間達到了“黑燈車間”標準。

近年來，新鳳鳴以打造“行業工業互聯網第一品牌”為目標，啟動了以“互聯網+”為主線的“55211”智能化工程，力爭2025年底前全面完成智能工廠建設，打造行業一流的信息化能力。2017年，集團總裁親自掛帥，CIO具體負責，由78名信息顧問、25名軟硬件工程師和39名關鍵用戶組成信息團隊，計劃到2025年，以工業互聯網為主線有序建成經營管理、生產營運、客戶服務、基礎技術四大平臺，構建信息化標準和信息安全2個體系，建立一套信息化管控機制，打造行業一流的信息化能力，最終全面建成智能工廠。

目前，新鳳鳴已將機器人廣泛應用于聚酯檢測、飄絲識別、紡絲落筒、自動包裝、立體存儲等關鍵工藝環節，實現從原料入庫、聚合、紡絲、卷繞、包裝、成品倉儲到物流跟蹤的全鏈條自動化作業和智能化管理；此外，用 5G 技術逐步取代傳統車間的通訊手段，滿足智能車間內多種作業設備的信息互通、多路視頻信息同步等要求，增強了生產管理能力，提升了企業生產效率，五年人均產量提升1倍，相當于每年減少7億元工資支出，同時產品質量大幅提升。

AGV自動落筒( 5G車間)

記者：請您結合新鳳鳴的升級發展過程，分析總結傳統作業模式下，化纖企業的工廠/車間生產物流環節通常會面臨的哪些難題？

趙春財：傳統作業模式下，大多數化纖企業在工廠/車間生產的物流方面會面臨以下問題。

問題一，在滌綸長絲生產前紡車間：主要的生產工藝是不同卷繞頭按照生產計劃，進行不同品種卷裝的成型，卷繞機完成卷裝卷繞成型后，由人工進行落絲作業并按批號分類存儲并裝車送出車間。前紡車間是滌綸長絲生產作業中工人勞動強度大、用工最多、產品損耗最大、作業環境最差的車間之一。新鳳鳴的整個前紡車間每天3班生產，單個卷裝的重量為8或15公斤，一套60萬噸裝置每天生產60多個批號合計10萬個以上的卷裝，傳統作業模式下，除卷繞成型由卷繞頭自動完成以外，其余作業包括生產任務下達，產品質量管理、產品信息管理、落絲作業、物流作業全部由人工完成。

問題二，在滌綸長絲生產包裝車間：主要的生產工藝是根據絲餅不同的品種、批號、等級進行包裝作業。包裝作業包括：絲餅分級、存儲、轉運、揀選、絲餅套袋、碼托盤、放置隔板等工序。包裝完成后，由人工對托盤裹膜后送入倉儲車間。包裝作業是滌綸長絲生產作業中工人勞動強度最大、用工多、產品損耗大的車間之一。傳統作業模式下，包括生產任務下達，產品質量管理、產品信息管理、包裝作業、物流作業全部由人工完成。

問題三，在倉儲環節：化纖產品的產品銷售季節性明顯，工廠一般均采用面積很大的平面倉庫進行原料和成品的存放或是廠區露天下的隨機堆放，土地利用率很低，成品包裝易受損。入庫的作業方式是通過叉車將包裝后成品從包裝車間運送到平庫，出庫也是由人工清點出庫，庫存管理全部由紙質記錄或者簡單的電腦登記，人工處理完成，用工量大，工作繁重，效率低下。這樣傳統的儲存方式還會因儲存過程中的貨物倒塌、木架損壞等原因帶來的非生產性產品降等，帶來額外的損失。傳統的平庫存儲方式存在場地占用大，庫存記錄不準確，信息化水平低，人工成本高，效率低下，倉儲損耗高等諸多弊端。

問題四：多個車間連續協同生產，各個車間管理分散，產品信息流、物流不連續、容易出錯。

記者：針對以上生產與物流方面的難題，新鳳鳴采取了哪些高效的解決方案？達到了怎樣的效果？

趙春財：以智慧物流為抓手，實現滌綸長絲工藝設計、卷裝作業、質量管控、生產管理、動力工程等生產關鍵工序環節的自動化、數字化、智能化是解決以上難題的有效途徑。但由于化纖生產為連續性生產行業，物流環節主要在后端，后端自動化物流系統出問題將會造成車間/工廠停產，對公司造成極高損失，因此對自動化物流系統的穩定性要求非常高。

經過謹慎的選擇，我們近年來與北自所（北京）科技發展有限公司（以下簡稱“北自科技”）一起研制了滌綸長絲智能化生產關鍵技術與裝備，形成了長絲卷裝作業的全流程一體化解決方案。針對上述各個難題的解決方案細分如下：

解決方案1：

應用北自科技創新設計的貫通前紡車間落絲、轉運、裝車全過程的全自動落絲工藝流程，通過專用的全自動落絲機、轉運存儲設備、自動裝車設備、同紡絲設備卷繞機軟硬件接口、絲餅信息處理、排產、落絲機智能調度軟件等，實現了多批號產品自動排產、自動落絲、裝運、分批存儲、裝車、自動生成并傳遞卷裝信息、實時采集設備運行信息和產品生產信息進行存儲、分析實現質量控制，完成了單線多機、多線多品種協同運行的統一調度、管理，實現了滌綸長絲前紡的穩定自動化、數字化生產。其中，定制化的MES和專家系統軟件讓我們能夠及時獲取生產運行維護指導，并可以實現遠程運行維護。

北自科技為新鳳鳴打造的自動落筒系統

北自科技為新鳳鳴打造的智能倉儲系統

解決方案2：

絲餅加工完成后，滿載絲餅的絲車經過絲車上線區，由上線機器人將絲車上面的絲餅抓取到入庫輸送線體上，入庫區控制系統將絲餅存入立體倉庫。在車間智能MES指導下執行出庫作業，出入庫機器人對絲餅指定出庫揀選作業，在出庫區將絲餅分類輸送。再由裝箱機器人在紙箱包裝區進行絲餅包裝，紙箱進入碼垛區后，由碼垛機器人對多品種紙箱碼垛。在車間各個工位，系統實現生產信息跟蹤、記錄和傳遞自動化。

在生產過程中，這個解決方案可實現數十種品種絲餅同時包裝，裝載數十種批號、不同等級絲餅的絲車可在調度系統和MES的管理下交替上線。絲車上線前采用人工復檢，檢驗信息無錯誤后，絲車由鏈式機運送到機器人抓取位置，絲餅信息與置紗盤信息自動綁定。在置紗盤經過自動稱量系統時，置紗盤信息和絲餅重量信息綁定，然后在外檢臺，完成外觀自動檢測，判定絲餅等級并提交到車間智能MES。出入庫的機器人將絲餅抓取到立體倉庫的托盤上，將絲餅信息與立體倉庫托盤信息綁定，完成絲餅的入庫作業。待染色判定等級后即可出庫包裝。

在車間智能MES安排生產任務后，由緩存自動化立體倉庫調度及監控系統調度堆垛機執行出庫任務，堆垛機同時執行入庫和出庫任務。出入庫機器人可揀選出庫，出庫的絲餅分成五個等級，部分絲餅由裹膜機自動裹膜，裝箱機器人完成自動裝箱，滿箱自動稱重、貼標、封箱、打包后，紙箱按絲餅級別自動分道，碼垛機器人將滿箱抓取到對應的托板上，碼垛作業完成后，由智能分配車完成自動滿垛下線和運送空托板任務。

解決方案3：

應用于數字化車間的智能倉儲物流系統，結合了從生產包裝線-產品-儲存-銷售出庫；生產線-臨時存儲-生產線；原料-生產線-成品等方面的工藝技術流程，以及自動化立體倉庫的技術特點，滿足不同原料、成品、半成品等快速、高效和準確的生產儲存需求。這對行業傳統倉儲方式來說是一個新變革。

解決方案4：

應用了卷裝作業全流程實時智能管控系統。解決了長絲卷裝作業全流程海量信息高效實時處理與高準確率難題，實現了落卷、轉運、檢測、包裝、倉儲等全流程均衡協同作業和智能調度，以及生產對象、裝備和信息智能管控的高效生產運行等 。

記者：除了生產物流改善外，新鳳鳴還進行了哪些相關探索？取得了怎樣的成果。未來還有哪些發展規劃？

趙春財：智能車間的高效運行離不開高帶寬、低時延、可靠性高、部署簡單的網絡，車間設備需要端到端低時延、高穩定性及可靠性的網絡，尤其是高清視頻監控，機器視覺等對帶寬要求高，傳統網絡性能不足，加上結構復雜，布線、運行和維護成本高、安全管理能力不足等問題一定程度上阻礙了智能車間高效運行。

新鳳鳴在智能生產車間應用了 5G技術方案，對車間網絡的帶寬、時延、安全性保障方面帶來飛躍式的提升，例如，與傳統的網絡相比，在5G網絡下，AGV小車的掉線率大幅降低，運行更加穩定，運輸效率得到了提升；在生產車間內有大量的傳感器數據需要回傳到數據中心，從而監控生產過程是否正常，借助5G網絡的大帶寬和低延時特性，實時傳輸傳感器數據到本地數據中心，提升了數據采集的效率，減少了布線和維護成本，縮短了工程周期。

新鳳鳴還建成了一個集“主數據、實時數據、ERP、MES、大數據及輔助決策和工業APP”等于一體的工業互聯網平臺“鳳平臺”，依托“鳳平臺”，實現內外部互聯互通，打通了業務鏈、數據鏈和決策鏈，實現了智能+辦公、生產、經營、能源、銷售和輔助決策等應用。

基于此，“5G+鳳平臺”將逐步替代工廠內傳統的有線布線方式，實現5G全廠廣覆蓋、深覆蓋數據采集和一體化融合通訊。此外，“絲路易達”(智慧物流)、“敦煌易購”(電子商務及供應鏈金融)和“五疆發展”(信息科技)三個平臺也正在完善，以更好地支撐向上拓展產業鏈、橫向打通供應與物流鏈、向下延伸金融與服務鏈，有序構建以互聯網+化纖的數字新生態，持續推進公司高質量發展。