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浙江省智能制造专家委员会深入印染企业生产第一线调研天富案例

发布日期:2018-11-14

为深入实施“中国制造2025”浙江行动和“互联网+”行动计划,突出抓好智能制造工作,实现制造与制造服务的数字化、智能化,参照国务院设立制造强国建设战略咨询委员会的做法,浙江省委、省政府于2017年5月31日决定成立浙江省智能制造专家委员会。天富科技在浙江省的众多成功案例,引起了省智能制造专家委员会的关注。为推动浙江省印染行业智能制造转型升级,浙江省智能制造专家委员会两次组织到印染企业现场调研天富科技在印染行业的案例。

天富科技20余年专注于纺织印染行业智能制造,在全国纺织印染集聚区都建有分支机构,自有20000 多平方建筑面积的研发办公生产场地,环境优美,是国内外纺织印染智能研究主要基地之一。浙江省智能制造专家委两次调研天富科技案例。前次是2018年7月27日,省智能制造专家委员会在主任毛光烈、副主任卢耀辉的带领下莅临浙江盛发纺织印染有限公司开展考察调研活动,长兴县副县长马天毅、县经信委主任徐义方及夹浦镇党委书记陈剑峰等陪同调研,盛发公司杨文龙董事长接待了省智能制造专家委员会一行。

2018年7月27日,省智能制造专家委员会在主任毛光烈莅临浙江盛发纺织印染有限公司

省智能制造专家委员会在主任毛光烈现场察看天富助剂自动配送系统

2018年11月9日,浙江省智能制造专家委员会姜迎新、张生舟、林赛君、胡珊珊四位主任莅临浙江新中纺实业有限公司调研天富染整智能工厂整体解决方案。新中纺领导全程对企业ERP、MES、染色机中控、称量配送、定型机监控、设备和质量管理等方面做了全程讲解,特别对具鲜明新中纺特点的计划和工艺两大中心及如何刚性执行对产品质量提升、节能降耗的意义做了生动细致的阐述。

染色监控中心

工艺计划中心

现场MES终端

新中纺染色机T7电集中控制现场

定型机监控

检验包装流水线

会议室总结项目建设情况及下一步智造计划安排

本文案例实际记录了一个中小染整企业务实的智造历程,藉此分享天富科技染整智能工厂整体解决方案。

【摘要】

面料时尚个性化使得染整企业面临小批量多品种的市场需求,即使是先前优秀的管理团队,保持和提升执行力现在也将面临极大的考验。智能制造不是纷呈的信息化、自动化方案产品的堆彻,不能搞成千岛湖形成信息鸿沟,而是要多系统协调作为整体方法来推动执行力的提高。对现在的中小染整企业来说,如何选择适合于自己企业的智造路径很大程度上决定了企业的发展走向。其实染整行业需求也不是说很复杂,围绕对关键的染色、定型等关键工段进行执行力提升的智造整体解决方案,一定能让质量显著上一个台阶,立在市场竞争的前列,取得显著的经济和社会效益。中小企业还可以通过天富云计算PaaS模式低成本、快速导入信息化管理变革,紧跟智能制造步伐。

【关键词】中小染整企业 执行力 智造整体解决方案 云计算

【引言】

新中纺自2016年开始分阶段持续引入天富科技染整企业智能制造整体解决方案,面对柔性生产的趋势发展,以及能源和原材料成本的高企压力,团队执行力继续得到保证和提升,企业盈利能力在同类企业明显继续得到强化。

【背景介绍】

染整企业现在基本上是来料加工模式,成本主要包括水电气、染化料、人工等,主要分前处理、染色、后整理等三大类的工段,关键机台是染色机和定型机。作为高能耗、高排放行业,总体染整企业能源等成本占比在30%以上,染化料成本占比在25%以上。与其他行业显著不同,成本越高,质量越是更加不可靠,只有努力把控各个环节的质量,才能降低生产成本。企业如果没有把握好质量管理,回修一次等于多消耗一次能源,生产成本翻倍不说,多次回修后面料会变性易脆,如果再造成客户船期延误,将面临巨额的客户索赔。

染色虽说是古老的传统产业,但随新时期民众对服饰的追求愈来愈时尚个性化,虽然新材料、新技术、新装备不断涌现,但很多企业尚对面临的柔性制造要求认识不足,环保压力又迫使各方面成本高企,业内企业加剧分化明显。

新中纺成立于2004年,多年来专注于麂皮绒中高档面料的染色加工,生产工艺还是比较复杂。员工三百余人,地处杭州大江东临江工业园区。总经理是位朴素但又善于严格管理的土著,自建厂以来,一直能深入一线,带领的团队以执行力强著称,产品交期承诺和质量都明显好于同类企业,多年来声誉一直较好。总体上行情好的时候价格比同行要高些,行情不好的时候企业照样生产不停息,一年到头基本都没有停歇的时间。

新中纺是浙江中纺控股集团成员企业,早期集团公司已经统一安装了面向库存、财务的统一结算信息化系统。考虑到生产管理的多样性,集团对各个成员企业的生产管理信息化没有做统一的安排。

新中纺管理团队多年来在总经理的悉心打磨下,团结善战,执行力强,凡事有计划,凡事有着落。随着生产批量越来越小的态势不断演化,新中纺团队发现沿用先前传统的管理和生产方法,要保证较好的交期和质量承诺,再努力也是越发困难。先前一天做十几个品种,现在每天都在80个品种以上,而且交期比先前更紧促,计划制定和执行越来越困难,回修率开始逐年增加,高企的能源和染化料成本在销售额的占比也在攀升。善于学习的总经理认识到信息化自动化手段能显著提高企业柔性制造水平,能帮助企业适应多品种小批量的生产。为此他多次走出去了解其他行业智造情况,带队学习了一些如海尔等先进企业。通过现场实际观摩询问和长时间思索,认识到染整行业生产也可以走智能化的道路。虽然有了认识,多年来的生产管理经验告诉他,只是简单的照搬照套囫囵吞枣地引用别人的做法未必能取得好的效果。

向来不是人云亦云的总经理敏锐发现,不少企业引进的信息化产品、自动化设备之间并没有做好融合,存在大量的信息孤岛。人员没有减少,产能没有提高,生产成本还是高居不下,一定程度上还会时常因为供应商维护服务跟不上导致生产中断。有些企业虽然要求不同供应商之间做对接,其实很多是表面现象,没能真正实现信息的即时无缝交互传递,发生问题时又是互相扯皮,久拖不决,企业花了大钱,先进的设备系统没能创造应有的价值。

行业里有企业选型盲目,甚至于期望通过组合国内外一流的软硬件一举成为业界一流企业,而忽略了整体性考虑。一家规模比较接近的企业,早期就推行ERP,当时信息化水平处于同业领先水平,也确实为企业带来来了实实在在的效益。随着时间的推移,又相继组织实施了高端的APS、PDM、MES、OA、染色中控及配送系统等,每一样都是来自不同的供应商。一旦系统出现故障,需要多家供应商联合判断才能找出问题和原因;系统需要升级时,多家供应商须协调一致来开发。最纠结的是一些情况需要国内外多方在现场环境才能调试,一个问题能耗上几个月甚至于一两年。公司IT人员也是疲于不同系统之间的对接、升级工作,效果不理想,不断离职换人,加上国外系统的服务不及时,甚至有技术封锁,各系统至今也没有能够真正实现所谓的融合对接,是名副其实的‘千岛湖’工程。早期的ERP不适应发展变革已成鸡肋,原先ERP服务商也早已转战其他行业,系统得不到升级和基本的维护服务,能够勉强使用已经是勉为其难,不要说ERP能作为中枢系统与其他系统的融合对接。数据多处反复录入,信息冲突不断,关键的是企业产品质量和产量也明显下滑,管理团队也是一茬一茬的换,与当初的设想差之千里。

这些给新中纺领导留下了深刻的印象。他在思考一个重要的判断,作为中小企业,面对各方面的不足,如果能脚踏实地,选择一家持续发展、综合实力强、有全面产品线的智能工厂服务商,应该会有不一样的效果。这样在将来多个系统投入运行后的维护升级责任清楚,便捷、成本低。

【主题内容】

天富科技成立与1997年,20余年来专注于纺织印染行业,针对染整企业已经形成智能工厂整体解决方案,有成熟丰富的全线产品,在全国行业集聚区都设有分支机构。天富信息化产品线有生产ERP、过程执行MES、移动、能源、大数据及看板管理等系统,智能化装备有染色机中央控制和染料助剂的全自动称量配送等系统。天富科技研发团队凭借长期对纺织印染行业的深刻理解及研究,坚持自主研发、自主创新,整体技术处于国内领先水平,所有产品技术都拥有自主知识产权。现有35多种产品在国内外市场销售及应用,“天富”已经成为国内行业知名和领先品牌。

新中纺对天富案例进行多次深入细致的考察。特别是天富对染整行业有全线的产品布局以及本地化服务能力,这两点引起了新中纺领导很大的关注。双方经过多次接触沟通,达成了长期合作的意向。新中纺认为智能工厂建设不是一蹴而就,不是一朝一夕就能做好的事情,应该是整体考虑,分阶段持续按效益驱动原则先后组织实施,但要保证前后实施系统间信息一致性、连贯性。

第一阶段:染色机中央监控改造工作

染色工段是染整工厂的最核心所在。新中纺经过多年发展,为适应不同品种的 特性需要添置了多种类型的染色机,配置的染色机电脑也是各不尽同,无法实现统一的集中管理,单机人工操作情况比较多,人为因素造成的色差、浪费水电蒸汽现象在所难免。为此,2016年上半年将约40台染色机电脑统一升级更换成天富T7型号,统一在天富中控系统实现工艺配方管理,并进一步通过网络实现中央监控。

天富染色机中央监控系统使每台染色机生产的如升降温、进水排水、水洗、加染料、加助剂等每个作业可以得到程序化控制,控制更精密、准确,可以以一个规范、标准化的生产流程完成一缸染色生产作业,各个步骤相比人工操作更具重现性。可以在科学合理的前提下进行对工艺优化、压缩,以达到缩短工时提高单位工时产质量的目的。工艺时间少了,相应对水电蒸汽能源做到节省,并可以进一步减少废水排放量,降低废水治污成本。中控能实现排放废水自动实现“清污分流”,即由程序设定根据染色排放废水性质,在每个排水步骤上设定清废水、浓废水不同分流方式,实现清、污分别不同流向,以方便进一步处理或再利用。还能帮助实现从排放废水中提取热能,实现废热回收再利用目的。

项目确定后新中纺染色团队与天富项目小组仔细梳理分析现有的染色工艺,进行优化,建立染色工艺和配方数据库,在系统调试设定好。多所有染色机进行联网监控,一台电脑完全掌握染色全过程的控制权,大大减少染色控制过程中人为因素造成的色差,染色一次通过率显著提高。这次改造所带来的节省是很可观的,有如下清楚的经济效益:

1. 染色工艺运行误差控制在3%以内,显著提高一次染色成功率;

2. 每缸通过工艺优化平均缩短15分钟,仅此项染色车间平均综合能耗成本下降12%;

3. 用水总量基本降低35%以上,大幅度降低水资源消耗,电和蒸汽也有相应下降;

4. 染化料消耗减少15%左右,大幅度减少废水排放。减少排污费同时还能间接扩大产量。

第二阶段:建立染整生产ERP管理系统

前面染色工段取得明显经济效益,进一步增强了新中纺对天富方案产品的信心。新中纺生产的品种畅销国内外,新形势下单量却越来越小。企业必须面对这样的现实,需要转型实现高效的柔性生产,需要一套能帮助企业建立快速反应体系的生产ERP管理系统。为此,总经理挂帅组织双方多次会议,凭借多年生产管理实战经验,不完全照搬照套其他企业做法,亲自拟定适合于新中纺生产特点的业务点色、计划排产、工艺参数、全程质量、设备管理等关键控制点信息化方案。并始终强调一点,生产ERP管理系统制定的排程时间、加工顺序和工艺参数必须得到刚性执行,需提前将待生产的布车找到并排好序。如果生产ERP系统的排程和工艺得不到现场的严格执行,做摆设不如不做。同时系统要能即时处理好急单、回修单的工作,将加急、回修同样纳入系统计划排程的严格管理。

1. 业务点色后,系统根据有限产能将主生产计划排程到关键工段和生产日期,即时下发通知到车间管理及现场终端。这样车间有较多的时间,为准时作业做好各项预备工作。比如机台、物料、人员、工艺参数核对的各项准备工作,并适时安排机台轮番停机检修等。

2. 生产ERP中将相同品种颜色加工单排列在一起,下发到染色机中控系统,减少中控系统录入工作量。染色作业顺序也得到管控,连续生产能大幅度减少缸差,减少洗缸时间。中控反馈ERP染色作业进度,染色产量不用再行报工,并且更准确合理。

3. 定型工段也是如此,相同品种、工艺要求的加工单按组织好的顺次生产,机器不用频繁的升降温,能明显降低待机时间,提高能源使用效率,减少回修,产品质量也有提高。

4. 通过现场作业终端,加工前员工能知晓生产作业任务和工艺参数,完成后报工即能清楚产量工资多少,透明化鼓舞了工作的热情。同时反馈了各个订单的作业进度到到ERP,形成闭环以制定精确的主计划和机台排产顺序。

5. 通过在线报障系统,结合大屏幕显示,建立设备维修作业标准流程,什么时间报障、什么时间处理,什么时间确认,都有明确的记录。对维修人员进行量化绩效奖励,极大提高了维修效率,做到设备故障一日一清。

6. 回修直接会造成能源成本的成本翻倍增加。员工利用报工的终端,对在制品全程进行质量跟踪登记,谁发现质量问题即给予奖励,并防止疵布流转到下个工序,造成更多的无效加工。在成品检验环节,简捷的可视化操作对不同疵点产生的原因进行记录归类,ERP后台模块再进行责任评定。

第三阶段:定型机工艺监控配送MES系统

热定型是染整企业除染色外最重要的工段,也是提高产品附加值最关键的环节,面料的风格、手感、光泽、防水、门幅克重等要求都是在这个环节实现。定型机设备昂贵,能耗高,但不少企业缺乏对此工段的精细管理,是多数染整企业的生产瓶颈所在。

定型机有很多重要工艺参数,比如热定型的温度、车速、超喂、风量、门幅、张力及助剂用量等,目前市场上定型机的参数是由人工根据工艺要求去手动调整设置的。现在大多数企业一方面没有严格的定型工艺单下达到现场,很大程度上是操作工值班长凭工作经验在进行,另一方面机台运行的实际工艺也没有完整连续记录在案。定型加工后出现质量问题,企业无法厘清是当初工艺制定还是实际工艺执行问题,往往是技术生产各打三十大板,导致工艺人员、操作人员都很难有严谨的工作精神,中高档面料产品的质量稳定性很难得到有效保证。

对于染整企业来说,真正意义上只有两个管理核心---计划管理和工艺管理,企业做好这两个核心工作,必然是订单多多、利润多多。两个管理核心在ERP系统里虽已经有很好的的数据管理,但是如何要让生产上落地得到刚性执行,必须要通过车间生产执行系统MES来实现。

ERP计划排台作业和制定的工艺参数通过MES终端下发到现场。操作时对布车号与加工顺序匹配,不符合排产顺序将不允许生产;实时在线采集的工艺参数与理论值对比,超过误差允许范围分级发送报警信息,甚至是向机台发送急停信息,并且可以方便回溯。通过这些刚性的措施,厘清了计划工艺制定与执行的责任界线,并奖罚分明,增强了各自岗位工作的严谨性,产品的质量稳定性无疑是能得到有效的保证。

随着人们对自身健康的关注提高,越来越多的员工对工作环境要求高起来。工厂如果还是沿用先前传统的染化料人工搬运送料方法,一方面劳动工作强度大,另一方面会有腐蚀性气味透出,将很难找到合适的员工长期坚持岗位。而且因为人工配料加料,人为误差也在所难免,同批手感品质不一,一定程度上还存在助剂浪费的情况。

通过几次研习,新中纺决定对9台定型机工段引入工艺监控MES同时推行助剂自动配送系统。当前定型机助剂自动配送方法,主要有两种。一种是简单的直接在现场终端录入配料数据,将助剂从储料桶定量呼叫配送过来。这种方法数据还是人工录入,只是现场环境有所改善,浪费、误差的情况继续存在;还有一种是在终端上通过扫描ERP料单,引入配料数据,配送后还有数据记录,可以回溯核查和统计分析。

新中纺上项目素来都是经过仔细盘算研究过的,这次照样没有简单的直接引入天富助剂配送系统。团队发现使用的助剂工艺可以通过MES终端从生产ERP引入到定型机现场,这样能同时下达计划和助剂工艺,免去开料单、扫描料单的工作,现场只需要一键确认即可。团队与天富项目组人员仔细沟通,确认了方法的可行性,后面通过精细的安排,确实起到了良好的效果。不仅减少了现场终端的安装数量,也少了很多维护工作量。

现在每天有80多个品种的生产,比早前多了近十倍,定型工段MES也能从容不迫将生产ERP中的排产与工艺的执行落地,精细化管理的计划性得到很好支持。与没有系统相比,定型工艺的精确度,按二十分之一的差错率来算的话,也就是减少了二十分之一的原材料和能源消耗。按定型工段年度产值5000万元/年的计算,一年也能节省250万元。

下阶段工作:染缸染化料配送、数据可视化

虽然距离完整的染整智能工厂还有很多工作要做,双方已在合作的路上都已有不少收获,下步计划尽快实施染色机的染料助剂配送系统。通过染色机中控与染色机染料助剂称量配送系统、生产ERP三位一体的融合,智造水平更进一步提升,到时候整个染色过程包括染化料的称量、化料、送料、加料整套动作全由中控系统接管,终结“手动生产模式”。先前染料及助剂常发生拿错、多称、少称或忘称、混用等错误现象将彻底消失,精确度可以得到严格控制,产品质量可以得到更有明显提高。染料和助剂可以实现自动提前或即时称量、计量和输送,相应消除了人工称量、计量时来回等待、运输等时间,杜绝了无谓生产工时的“消耗”和“浪费”等现象,生产工艺时间可以进一步得到有效缩短。生产效率、能源使用效率会进一步提升,经济效益会更加突出。

数据可视化也是下一步要推进的工作。将在生产现场部署电子看板,通过多维度的看板信息展示,实现生产制造全面可视化。综合ERP/MES/DCS数据,进行大数据处理,实时将生产计划、交期预警、异常情况、能源使用效率、奖罚情况,以可视化看板的形式推送到生产现场,结合语音实时播报、微信实时通知和E-mail推送功能等,呈现给管理人员和作业现场。建立大屏幕生产监控中心,进一步打造透明生产工厂。

新中纺项目的资金都是企业自筹的。项目初始总经理亲自挂帅把关制定项目关键需求和方案,项目过程中碰到困难,总经理总是能及时发现,并与项目双方团队充分讨论并及时拍板。更为可贵的是他能够熟练操作软硬件的关键应用,这点上很多其他企业领导是做不到的。诚然,作为计划整体应用天富科技全线产品的VIP项目,在实施过程中天富团队全程按照新中纺的需求,积极开发,也从中学习和理解了更多,并得到了发展。

新中纺智能化虽然每个步伐迈的不够大,但每一步都是坚实的,每一步都能取得良好的经济效益。各个系统模块因为都是天富染整智能工厂产品线的一部分,实现真正意义上的融合集成,不存在重复录入、信息孤岛和冲突的情况。即使出现异常情况也能迅速排查清楚原因迅速解决,更不存在服务商互相推诿扯皮的情况。在当前环保、能源、染化料和人力等成本高企、企业发展加剧分化的情况下,天富系统为新中纺团队提升执行力,适应新态势下的柔性制造市场需求,在同业中继续保持优势发挥了积极作用。

根据详细的数据统计和分析,在本项目实施至少达到了年度800万元经济效益的效果。一年时间收回相关软硬件的投资。下面是新中纺项目前后实施效益对比:

【结语】

染整企业先前粗放管理的模式将越来越难以为继,资源节约型智能柔性制造必然是中高档面料生产性企业必由之路。中小染整企业智造过程面临着技术、资金和人才难题,选择能系统性解决问题的整体智能工厂服务商是明智之举。天富云平台PaaS解决了产品通用性与客户个性需求的矛盾,中小企业能藉此较低成本导入智造变革。

天富科技在染整智能工厂方案创新发展过程中,一直坚持方案系统化、设计模块化、技术产品化的路线,在方案实施时,执行整体规划、分步实施原则,并总结了染整智能工厂建设模板和规范,能够帮助有较好管理基础的企业快速实施整体智能制造工程。

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