諾信持續(xù)創(chuàng)新，助力“衛(wèi)”來“智”造

編者按：諾信公司成立于1954年，總部位于美國俄亥俄州。半個(gè)多世紀(jì)以來，諾信已發(fā)展成為一個(gè)全球性公司，為各行各業(yè)提供廣泛的精密技術(shù)解決方案。在一次性衛(wèi)生用品行業(yè)，諾信并非是一家單純供應(yīng)熱熔膠噴涂設(shè)備的制造商，而是為客戶提供熱熔膠系統(tǒng)解決方案的企業(yè)，全套解決方案意味著諾信不僅供應(yīng)設(shè)備，還提供市場服務(wù)和技術(shù)改進(jìn)創(chuàng)新方案等。本篇為《生活用紙》雜志向諾信（中國）有限公司約稿的技術(shù)類文章，該文詳細(xì)闡述了在面對(duì)衛(wèi)品行業(yè)市場需求迭代加速時(shí)，諾信公司如何積極應(yīng)對(duì)生產(chǎn)中的痛點(diǎn)、難點(diǎn)問題，順應(yīng)趨勢而完成各項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)和升級(jí)。

化繁為簡+高性能+靈活性

諾信公司推出的Harmony一體化槍體秉持著“化繁為簡”的設(shè)計(jì)理念，將全系列熱熔膠施膠應(yīng)用，刮槍平臺(tái)與噴槍平臺(tái)整合為一體，可以提供連續(xù)或間斷接觸式刮涂，及連續(xù)或間斷非接觸式噴涂，是一款更能節(jié)省材料、更符合低碳經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新產(chǎn)品。

高性能，主要表現(xiàn)在超高速的間斷模塊上。Harmony配備了標(biāo)準(zhǔn)間斷及超高速間斷兩款間斷反抽模塊。其中，超高速間斷反抽模塊可以實(shí)現(xiàn)最快1.5萬次/min循環(huán)的間斷操作，比目前諾信的SpeedCoat高速間斷模塊的運(yùn)行速度高66%，更能適應(yīng)未來市場高速生產(chǎn)線的需求。同時(shí)，超高速的間斷模塊為新的施膠應(yīng)用及設(shè)想提供設(shè)備基礎(chǔ)。例如背膠工位，由于間斷反應(yīng)更快，因此背膠離型紙間斷位置可以設(shè)置得更短，減少背膠離型紙的用量。另外，在膠槍對(duì)膠水的熱傳導(dǎo)效果上，與普通槍體比較，Harmony槍體熱傳導(dǎo)效果更好，噴膠膠型更穩(wěn)定。

靈活性，主要表現(xiàn)在客戶可以根據(jù)自身的產(chǎn)品需求，更換連續(xù)模塊或者間斷模塊，整個(gè)平臺(tái)內(nèi)的零部件通用，所有產(chǎn)品都可以通過便捷套件完全重建，降低設(shè)備的采購成本。

操作簡單，是指客戶通過一個(gè)工具，可以對(duì)Harmony槍體的各個(gè)部件進(jìn)行基本的拆裝，減少工具的使用，從而降低總生產(chǎn)成本，日常維護(hù)也便捷很多。

從“只能”到“智能”的物聯(lián)網(wǎng)智能化管理

傳統(tǒng)衛(wèi)生用品生產(chǎn)線中的熱熔膠噴涂設(shè)備，在開機(jī)提速過程中，通常會(huì)因膠槍無膠或者膠量不足而產(chǎn)生廢品。即使在穩(wěn)定生產(chǎn)的過程中，局部膠量的不均或者隨機(jī)發(fā)生的膠量偏差，也會(huì)導(dǎo)致隨機(jī)的廢品進(jìn)入銷售渠道，最終引起消費(fèi)者的不滿甚至投訴。

為了彌補(bǔ)這一傳統(tǒng)設(shè)備運(yùn)營的短板，諾信熱熔膠流量精確智能管理與實(shí)時(shí)閉環(huán)控制應(yīng)運(yùn)而生。

簡單來講，處于“閉環(huán)”工作的流量檢測設(shè)備采用工控行業(yè)常用的PID微積分控制方式。如圖1所示，通過流量監(jiān)測設(shè)備判斷出實(shí)際的熱熔膠流量與目標(biāo)設(shè)定值的差異，再通過集成在熱熔膠機(jī)內(nèi)部的軟件控制系統(tǒng)，來執(zhí)行實(shí)時(shí)偏差矯正。

由此，當(dāng)生產(chǎn)線處于開機(jī)提速階段時(shí)，流量計(jì)設(shè)備會(huì)檢測到熱熔膠槍端無膠，熱熔膠機(jī)內(nèi)部的軟件系統(tǒng)判斷出與目標(biāo)值出現(xiàn)差異，因此會(huì)瞬時(shí)提升電機(jī)的轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)齒輪泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)大膠量的快速輸送。當(dāng)這些熱熔膠被快速輸送至膠槍端以后，軟件系統(tǒng)再瞬時(shí)降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，維持與目標(biāo)膠量一致的齒輪泵轉(zhuǎn)速。這一系列動(dòng)作都是通過PID算法來快速跟蹤和補(bǔ)償?shù)摹Ｈ绻麤]有集成這一套閉環(huán)控制的流量計(jì)設(shè)備，則熱熔膠機(jī)在常規(guī)的0～10V模式下工作，齒輪泵通常都是處于勻速的工作狀態(tài)，且并不隨與目標(biāo)膠量差異的變化而發(fā)生改變。下面引用一組現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)的流量檢測數(shù)據(jù)來進(jìn)一步闡述：

這組數(shù)據(jù)正好反映出當(dāng)前行業(yè)內(nèi)的熱熔膠輸送工況，傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備開機(jī)提速的時(shí)間段，熱熔膠槍基本上處于無膠的狀態(tài)，圖中顯示差不多足足等待了5min，膠量輸出才達(dá)到了目標(biāo)值。相反，一旦有PID流量閉環(huán)控制的介入，開機(jī)提速的瞬間膠量輸送基本達(dá)到正常（紅線和黑線貼合代表熱熔膠輸出與目標(biāo)一致）。因此，PID流量閉環(huán)控制可以幫助生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)快速的熱熔膠膠量跟蹤。當(dāng)然，在生產(chǎn)階段以及停機(jī)階段，該系統(tǒng)同樣可以對(duì)膠量輸出實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，保證每片產(chǎn)品的無差別膠量輸出。

融合智能物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)化管理創(chuàng)新

諾信VersaBlue系列膠機(jī)和全新升級(jí)優(yōu)化的AltaBlue Plus膠機(jī)，以及即將問世的下一代全新VB膠機(jī)，均可以連接到諾信的云服務(wù)平臺(tái)，諾信對(duì)設(shè)備提供遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)，可以有效縮短設(shè)備維護(hù)時(shí)間，方便聯(lián)機(jī)操作及故障排除。

面對(duì)舊款膠機(jī)的生產(chǎn)線，公司也有相應(yīng)的升級(jí)方案。工業(yè)聯(lián)網(wǎng)集中控制系統(tǒng)，可以應(yīng)用在熱熔膠設(shè)備終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，精準(zhǔn)控制。

傳統(tǒng)生產(chǎn)線在生產(chǎn)過程中，常常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)營管理大數(shù)據(jù)的缺失，而多臺(tái)熱熔膠機(jī)設(shè)備通常也會(huì)難以集中管理。如何收集多臺(tái)熱熔膠設(shè)備的熱熔膠消耗數(shù)據(jù)，用以分析和提煉出精益生產(chǎn)所需的數(shù)據(jù)支持，以及如何在運(yùn)營過程中同時(shí)設(shè)定和匯總多臺(tái)熱熔膠機(jī)系統(tǒng)的工作參數(shù)，都是當(dāng)前生產(chǎn)企業(yè)面臨的問題。

流量閉環(huán)控制技術(shù)，搭配工業(yè)聯(lián)網(wǎng)集中控制技術(shù)，可以使傳統(tǒng)熱熔膠機(jī)設(shè)備脫胎換骨，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)收集及規(guī)模化運(yùn)營管理。通過工業(yè)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以將車間內(nèi)的單臺(tái)膠機(jī)以聯(lián)網(wǎng)的方式，與主機(jī)共享流量數(shù)據(jù)以及運(yùn)營參數(shù)。例如，某個(gè)粘接工位的熱熔膠月度消耗情況、某臺(tái)熱熔膠機(jī)設(shè)備遠(yuǎn)程更改參數(shù)設(shè)定、主機(jī)一鍵設(shè)定所有熱熔膠機(jī)的工作溫度參數(shù)、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)等，大大減少了操作工人在膠機(jī)參數(shù)設(shè)置上需要的時(shí)間，讓生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化管理和生產(chǎn)，而采集的運(yùn)營數(shù)據(jù)則可幫助決策層判斷如何實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。

Starter Kit聯(lián)網(wǎng)集中控制板則是高速智能、數(shù)字化生產(chǎn)的應(yīng)用體現(xiàn)，適用于目前市場上所有的新老款諾信膠機(jī)，操作人員能夠在生產(chǎn)線主機(jī)界面實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)、控制膠機(jī)設(shè)備，并可在線升級(jí)通訊板的軟件系統(tǒng)。

BluNet工控一體機(jī)，可以與多臺(tái)膠機(jī)組網(wǎng)通訊，完成工控機(jī)與膠機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互，在工控機(jī)上實(shí)現(xiàn)監(jiān)控膠機(jī)的功能，簡化了客戶的聯(lián)網(wǎng)編程工作。

機(jī)器學(xué)習(xí)，精益生產(chǎn)

除了流量閉環(huán)控制技術(shù)，以及工業(yè)聯(lián)網(wǎng)集中控制技術(shù)，還有一類是對(duì)設(shè)備本身運(yùn)轉(zhuǎn)工況監(jiān)測的閉環(huán)控制技術(shù)，即諾信的OptiStroke的熱熔膠槍閥針行程監(jiān)測與控制系統(tǒng)，見圖4：

這套系統(tǒng)的工作原理是采用光電傳感器對(duì)噴頭內(nèi)部的閥針運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)測，專用的監(jiān)測軟件可以實(shí)時(shí)獲取閥針的運(yùn)行軌跡是否發(fā)生偏離。在經(jīng)過數(shù)月的運(yùn)行后，閥針往往已經(jīng)出現(xiàn)了局部磨損而發(fā)生了位移，此時(shí)OptiStroke系統(tǒng)便可自行感知到異常，并聯(lián)動(dòng)膠型控制器做相應(yīng)的開、關(guān)槍補(bǔ)償，保證熱熔膠在產(chǎn)品上的粘接位置不會(huì)發(fā)生前后移位，這一過程被稱為閥針設(shè)備的閉環(huán)控制。

當(dāng)閥針徹底磨損失效，OptiStroke系統(tǒng)便即刻觸發(fā)報(bào)警信號(hào)給生產(chǎn)線。因此，在當(dāng)前行業(yè)內(nèi)高速運(yùn)行的生產(chǎn)設(shè)備上，這套系統(tǒng)可以充分減少因設(shè)備磨損而帶來的生產(chǎn)效率下降，以及降低無法監(jiān)測的次品的發(fā)生率，確保用戶做到精益生產(chǎn)。

向安全、可持續(xù)方向不斷前行

從服務(wù)高端化市場到服務(wù)多元化市場，諾信公司始終不變的是對(duì)市場商機(jī)的敏銳洞察。環(huán)保、安全和可持續(xù)是衛(wèi)生用品市場的發(fā)展方向，諾信主要圍繞5個(gè)方面踐行ESG戰(zhàn)略——減少碳足跡、提供負(fù)責(zé)任的產(chǎn)品、培育包容的文化、履行誠信生產(chǎn)責(zé)任，以及協(xié)助客戶優(yōu)化生產(chǎn)經(jīng)營成本、提升用戶體驗(yàn)并開發(fā)高附加值的技術(shù)。這些已經(jīng)落實(shí)到諾信公司新設(shè)備研發(fā)及制造環(huán)節(jié)中，通過提升設(shè)備的兼容性、升級(jí)不同類型的施膠模塊技術(shù)等，助力客戶安全生產(chǎn)、效率提升并降低成本。