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智能化直击中国纺织工业“痛点”
作者:周婕 发表时间:2020年07月14日

   从建立伊始至今,中国化纤行业走过了辉煌的工业化历史,数字化是整个行业下一步发展的重要支撑。在三联虹普数据科技有限公司(以下简称三联虹普)董事、常务副总经理张敏喆看来,智能化是为未来纺织行业做出贡献的新发展方向。

 

  智能化可解决行业痛点

  从生产工艺上看,化纤生产的丝束非常长。目前能检测的只有丝卷表面的一小段,无法洞察丝路的全过程,也无法分析质量数据。“这导致需要大量人工从事产品质量检验工作。”张敏喆对记者指出。

  当前下游企业对纤维品质的要求越来越高,非常多的精细化需求也随之出现。张敏喆举例道:“比如有的客户希望布的光泽织得更好一点,这是一个非常难以解答的问题。怎样将客户的需求真正与工艺控制参数结合?怎样定义和有针对性地去使生产装置达到这样的生产目标?”

  此外,由于合成纤维属于流程行业,需要大批量生产产品,企业往往追求批次一致性而不是单品的卓越性。因此,保证批次中质量的持续性成为了生产企业追求的目标。

  而新一代数字化、智能化的技术,是否能成为解上述问题的途径?

  对此,张敏喆认为,通过数据汇聚可以实现对生产控制系统的追踪,以及对产品质量相关性的关联。比如通过生产控制系统,可以更有效地针对库存的产品进行有效组合,能让下游客户买到质量更稳定的产品。而且,根据客户的需求、产线状态以及产品的状态,可以进行针对性的分发与配送,实现客户定制化的需求,还可以形成批次更好的整合,并根据监测设备来优化整个产品质量。

  “这一‘黄金批次’适合流程行业的定义,可指引企业通过对于产线的控制,实现对目标批次或者目标性能的可追溯、可还原与可复制。”为打造化纤行业的数字化基础,需要多领域的共同合作,也需要工业OT和ICT的协作——而工业和ICT则牵涉深度融合的问题。

  “端—边—云”数据链

  张敏喆指出,控制系统的核心是为了结果,但为了过程采集大量的数据显然是不可能的。“要做新一代数字化的基础,就需要结合ICT领域的基础设施,去补全我们的基础能力,这也是为什么选择行业AI来补足功能的需求。”

  OT的核心是将工艺融入核心装备以及核心控制系统,是一个工程化的体系,同时希望能做到行业的工艺整合,打破设备之间的孤岛边界,并实现一站式交付,让客户直接享受到智能化集成和产品服务。

  化纤行业发展经历了漫长的时期,所有的产线并不处于同一水平线,通过工程补齐产线不同的差异化,为它们进入数字化做好准备——这在张敏喆看来很重要,“OT帮助实现高部署,ICT则实现能力,在新的时代也需要新的方案和结构才能实现”。

  首先从设备上要建立有效快捷的连接,才能真正把目标导向的相关数据,即采集与汇聚特定情节需要的数据。张敏喆分析:“流程行业对生产系统的网络安全要求,使得企业要把数据分析放在产线旁边,放在工厂中。我们在产线侧搭建智能化设施,让它能调用数据、分析数据,并在本地进行安装。这其中的工艺是开放的,流程更是开放的。”

  流程以不断变化的方式来应对产品与设备的波动,这种开放性使得算法要不断适应产线的变化。将这些问题都放在边缘侧本地解决,显然是不现实的,而且还需要更大的计算资源支撑对于变化的识别。

  “因此我们打造了以端—边—云整体数据链贯通的体系,通过设备感知到模型的训练,使得预测优化能作为决策并反馈给系统。”张敏喆说。

  合作开拓智能化工作

  近五年来,三联虹普在自动化和信息化方面开展了许多工作,张敏喆以三联虹普和TMT合作举例道:“我们的第一个目标是希望通过工艺专长,尽量帮助企业消除断点;第二希望帮助企业汇聚纺丝和卷绕的信息,并真正有效地使用这些信息,通过我们消除断点和解决人工等这些工作,再通过数据汇聚,希望改变后道检验流程。”

  中国化纤行业发展至今,其产品在全球已经具备较强的竞争力,但后道检验付出了很多无效的工作,浪费了大量人工,也带来物流自动化系统的庞大复杂。

  “所以我们希望通过纺丝和卷绕数据的融合汇聚形成整个全流程可预测,如果整个是可靠的,就可以带来后道检验优化,只是对不信任、有波动的产品进行检测,从中把2%和5%的不合格产品挑出来。这样带来场内物流系统还有人工检验环节的一个减负。”张敏喆说。

  当前,化纤行业对于自动化系统也有了全新的要求。原来自动化更多解决的是“机器换人”的问题,并提升了效率。但事实上,自动化是感知的源头。

  以数据行业为例。很多的行业人员都是在用眼睛感知,而这项工作通过自动化也可以完成。通过感知的增强可以在边侧带来更多维、更全面的数据信息,通过端—边—云的协同进行特征的挖掘,以及对于产线变化的洞察,将这些实时的动态模型部署其中。

  “很多的优化是高频实时的,而这些决策让人来做是不可能的,所以设备代替人做了一些辅助工作,将闭环打通。”张敏喆分析道。

  新一代的化纤生产解决方案提升效益

  三联虹普和TMT通过一年多的合作,目前已经打造出一系列产品。比如智能一体柜就是在边缘侧打造一个从工业3.0到4.0能力的基础设施。通过智能一体柜的配合,实现产线智能数据以及对应用模型的调用和指令下达。

  此外,三联虹普、TMT也为行业打造了消除断点的高度自动化设备,如挂丝机器人解决挂丝问题、原丝架机器人解决安装以及接尾的问题,同时它们也承担视觉的功能即感知的入口。

  通过“看”来代替巡检员的工作,通过“看”将实时生产的状态信息与产线数据信息汇聚,最终实现预测和规划应用支撑。

  随着产线规模的扩大,园区内整个物流流程也在完善。通过不同物流的自动化设备,将所有的生产环节串联起来。

  以锦纶为例,三联虹普研发出一套自动化的自动输送系统,这套系统能使纺丝等几个环节实现常用业务贯通和自动化装料。“我们希望通过与华为的合作,利用机器视觉技术来加强场内自动化的成功率和执行效果。当然我们还是有一些环节需要人配合来完成。”张敏喆说。

  每一个主机位可以打造标签,通过与物流自动化结合,实现所有标签产品的分检与组合;通过系统的持续优化,可以做到缺峰填补。

  同时,通过对产线自动化的洞察,减少后道的检验环节检验工作量,把被认为有问题的产品分配到检验线上进行检验;而被认为没有问题的产品,可以跳过后道检验环节,直接进入存储仓进行存放。

  张敏喆表示:“最终通过这套系统,可以把我们认为性能更相近批次更相同的产品组合在一起。”

  此外,有一部分的产品要进入后纺流程。过去后纺流程中的自动化很少,存在许多的业务断点和自动化断点,而三联虹普数据公司提供了全新的自动化解决方案,改造了原丝架并配备了专属原丝架机器人。

  张敏喆总结道:“我们也为DTY(拉伸变形丝)打造了专属的物流系统,因为DTY要求精度更高,所以我们改造了这样一个功能,来实现DTY自动化系统的打通,当然DTY也需要通过前面全网的质量检测工作。这就是我们给行业提供的新一代的化纤生产解决方案,希望可以削减基本建设的投资以及提升效益,最终产品将打包发往下游客户。”

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