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0755-88840386發(fā)布時(shí)間:2020-07-02 09:09:29 |來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
在以工廠智能化為目標(biāo)的第四次工業(yè)革命大潮中,對(duì)于各生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō),抓住“ 機(jī)器換人” 機(jī)遇和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、信息化、智能化的“ 三化融合” 已成為發(fā)展的關(guān)鍵。 尤其,當(dāng)前國(guó)內(nèi)化纖紡織業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中,化纖企業(yè)要保持自己的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,必須依靠科技力量,解放勞動(dòng)力,降低生產(chǎn)成本,跨越發(fā)展瓶頸,提升發(fā)展品質(zhì)[1] 。
在傳統(tǒng)的滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)過(guò)程中,自落絲、絲餅運(yùn)輸、包裝至倉(cāng)儲(chǔ)管理的全流程作業(yè)需要由大量的人力完成,不僅存在人員安全隱患問(wèn)題,而且,其產(chǎn)品防護(hù)問(wèn)題始終困擾著許多化纖企業(yè),如因碰毛、混批、成品包鏟破等人為問(wèn)題導(dǎo)致的產(chǎn)品品質(zhì)投訴頻發(fā),產(chǎn)品得不到下游客戶的認(rèn)可,甚至無(wú)法進(jìn)入高端市場(chǎng)。 桐昆集團(tuán)作為化纖行業(yè)的巨頭,在實(shí)現(xiàn)“ 機(jī)器換人”、智能制造方面再次走在了行業(yè)的前列,公司恒邦項(xiàng)目投資近 1 億建成了由自動(dòng)落筒 - - 包裝系統(tǒng)( Automated Doffing and Packaging System,簡(jiǎn)稱 ADPS)、自動(dòng)化立體庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)( Automated Storage / Retrieval System,簡(jiǎn)稱 AS / RS) 組成的滌綸長(zhǎng)絲柔性化智能包裝倉(cāng)儲(chǔ)流水線( 簡(jiǎn)稱智能化流水線),實(shí)現(xiàn)了全流程無(wú)人工觸碰絲餅的智能化過(guò)程,為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)提供了保障。
線實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)線集成,配備大量傳感器。
[3] 和無(wú)線射頻系統(tǒng)( 簡(jiǎn)稱 RFID) 進(jìn)行信息檢測(cè)、目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換,運(yùn)用人機(jī)交互技術(shù)[4] 使智能設(shè)備更自然地與人類反應(yīng)及處理過(guò)程同步,采用工業(yè)以太網(wǎng)和 SQL SERVER 數(shù) 據(jù) 庫(kù), 結(jié) 合 工 業(yè) 軟 件 與PLC[5-6] 組成控制系統(tǒng)。 在作業(yè)過(guò)程中,由控制系統(tǒng)指揮自動(dòng)化落筒機(jī)、機(jī)器人、自動(dòng)化堆垛機(jī)、自動(dòng)化輸送機(jī)等智能化設(shè)備完成相關(guān)作業(yè)任務(wù),從而實(shí)現(xiàn)流水線的自動(dòng)化、信息化、互聯(lián)化和智能化。
本項(xiàng)目為一套 900 t / d 的滌綸 POY 長(zhǎng)絲生產(chǎn)裝置,共 12 條生產(chǎn)線,ADPS 由意大利某公司設(shè)計(jì)并指導(dǎo)安裝,設(shè)計(jì)日包裝產(chǎn)量為 1 096 t。
ADPS 由自動(dòng)落筒、自動(dòng)外檢稱重、絲餅自動(dòng)運(yùn)輸和自動(dòng)包裝 4 個(gè)區(qū)域組成,真正實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化落筒、自動(dòng)化包裝的一體化。 各區(qū)除配備相關(guān)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備以外,還包括Siemens S7 系 PLC、工業(yè)軟件和數(shù)據(jù)系統(tǒng)等,其控制系統(tǒng)以 PLC 為控制中心,PC電腦經(jīng)以太網(wǎng)與 PLC 進(jìn)行連接通信,共同完成對(duì)電機(jī)、變頻器、接觸器等設(shè)備的控制,同時(shí)也可通過(guò)人機(jī)界面與設(shè)備進(jìn)行信息交互。
1.智能化流水線簡(jiǎn)介及流程
1. 1 流水線簡(jiǎn)介
滌綸長(zhǎng)絲智能化包裝倉(cāng)儲(chǔ)流水線是結(jié)合了機(jī)械、信息和電子 3 種技術(shù)的綜合高技術(shù)產(chǎn)品,由動(dòng)力系統(tǒng)、電動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)控制、傳感器技術(shù)和執(zhí)行元器件六大部分組成[2] 。 整個(gè)智能化流水立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)、往復(fù)式穿梭車系統(tǒng)、自動(dòng)化堆垛機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)化輸送機(jī)系統(tǒng)、入出庫(kù)托盤輸送系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成化物流管理系統(tǒng)等組成,可自動(dòng)完成入庫(kù)、單雙出庫(kù)、盤庫(kù)、搬庫(kù)、指定點(diǎn)、指定入庫(kù)和指定出庫(kù)等多種作業(yè)任務(wù)[11-12] 。 AS / RS 中的各移動(dòng)設(shè)備通過(guò)各自獨(dú)立的 PLC 進(jìn)行控制并各自完成功能,地面設(shè)備采用集成工業(yè)以太網(wǎng) PROFINET 現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)完成分布式控制;AS / RS 的計(jì)算機(jī)管理及監(jiān)控系統(tǒng)由倉(cāng)庫(kù)管理信息系統(tǒng)( 簡(jiǎn)稱 WMS) 和自動(dòng)化立體庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)( 簡(jiǎn)稱 WCS) 兩大系統(tǒng)組成,其中 WMS 對(duì)物流傳輸過(guò)程實(shí)施全程快速的信息跟蹤和信息反饋, 并與上級(jí) ERP 信息系統(tǒng)連接,以保證系統(tǒng)信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性;WCS,一方面具有添加、優(yōu)化作業(yè)任務(wù)和指揮自動(dòng)堆垛機(jī)等設(shè)備作業(yè)順序的功能,另一方面 WCS 的所有人機(jī)交互指令都會(huì)反饋給 WMS,再由 WMS 生成作業(yè)任務(wù)列表, 以便于人員操作。WMS 的軟件結(jié)構(gòu)如圖 1 所示,WCS 的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。
圖 1 WMS 軟件結(jié)構(gòu)示意圖
智能化流水線的 ADPS 由1 個(gè)自動(dòng)落絲區(qū)、1 個(gè)外檢區(qū)、2 個(gè)中間暫存區(qū)、2 套打包系統(tǒng)組成,待成品包打包完成后選擇棧道進(jìn)入 AS / RS。
AS / RS 智能流水線主要由自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)落絲、絲餅存至吊車、吊車自動(dòng)化運(yùn)輸、自動(dòng)稱重貼標(biāo)、吊車中間儲(chǔ)存、機(jī)器人抓絲至包裝流水線、自動(dòng)套袋及堆垛,根據(jù)產(chǎn)品批號(hào)選擇棧道、自動(dòng)輸送、自動(dòng)堆垛機(jī)接絲入庫(kù)、成品絲選擇區(qū)域存放及出庫(kù)等流程組成。在以上智能化流程中,全程實(shí)現(xiàn)無(wú)人工觸碰絲餅,只需通過(guò)人機(jī)界面輕松地控制開關(guān),即可實(shí)現(xiàn)以上所有作業(yè)任務(wù)的自動(dòng)化操作與控制,產(chǎn)品精度 0. 2 級(jí), 避開了傳統(tǒng)生產(chǎn)中靠老師傅的“ 感覺(jué)” 進(jìn)行控制的局面,真正實(shí)現(xiàn)了化纖生產(chǎn)線的自動(dòng)化與物流智能化的結(jié)合。
1.3智能化流水線運(yùn)行效果分析
該智能化包裝倉(cāng)儲(chǔ)流水線自正常運(yùn)行 4 個(gè)月以來(lái),運(yùn)行情況良好,已基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 現(xiàn)就本智能化流水線的運(yùn)行、效益情況與同廠區(qū)的另一套半自動(dòng)包裝倉(cāng)儲(chǔ)生產(chǎn)線( 簡(jiǎn)稱半自動(dòng)生產(chǎn)線) 進(jìn)行對(duì)比分析。 需要說(shuō)明的是,半自動(dòng)生產(chǎn)線的生產(chǎn)產(chǎn)量為 850 t / d,2 套生產(chǎn)線均采用意大利某公司的自動(dòng)化落筒、包裝系統(tǒng)設(shè)備,但該半自動(dòng)生產(chǎn)線由人工完成貼標(biāo)簽、質(zhì)檢、計(jì)量、搬絲、拉絲和記賬等作業(yè)任務(wù),完成打包后成品包被存入普通倉(cāng)庫(kù),出入庫(kù)需人工駕駛鏟車完成。 2 生產(chǎn)線的運(yùn)行、效益情況對(duì)比分析具體如下。
2.1 人力成本
與半自動(dòng)化生產(chǎn)線相比,包括落絲工、拉絲工、計(jì)量員、質(zhì)檢員、打包工、搬絲工、鏟車工、庫(kù)管人員等在內(nèi)的用工情況,智能化流水線預(yù)計(jì)可減員 103 人,若以平均每年 5 萬(wàn)元/ 人的工資水平,每年可節(jié)省用工成本 515 萬(wàn)元。
2. 2 土地使用量
智能化流水線 AS / RS 的庫(kù)容量 1. 1 萬(wàn) t,其長(zhǎng)、寬、高約為 100 m、60 m、24 m 左右,占地面積為 6 000 m2 ,而同庫(kù)容量的普通倉(cāng)庫(kù)則至少需要 14 000 m2 以上,因此節(jié)約了 8 000 m2 的空間。 故立體庫(kù)的建成,大大節(jié)約了土地使用量,實(shí)現(xiàn)了“ 向高度要空間” 的愿望,達(dá)到了節(jié)省項(xiàng)目用地購(gòu)置費(fèi)、土建費(fèi)及賦稅的目的。
2. 3 作業(yè)效率
智能化流水線設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)之一在于其極大提高了作業(yè)效率, 主要體現(xiàn)在以下 2 個(gè)方面: 絲餅的自動(dòng)化輸送避開了許多不可控的人為因素; 另一方面, 經(jīng)過(guò)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析可知, 智能化立體庫(kù)的平均入庫(kù)耗時(shí)可節(jié)約 1 / 3 , 平均出庫(kù)耗時(shí)可節(jié)約 1 / 2 。 AS / RS 的平均入出庫(kù)效率見表
2. 4 客戶反饋情況
該智能化流水線自正常運(yùn)行 4 個(gè)月以來(lái),暫未收到因落筒、包裝和倉(cāng)儲(chǔ)問(wèn)題產(chǎn)生的產(chǎn)品品質(zhì)投訴, 下游客戶反饋良好,而對(duì)于半自動(dòng)化生產(chǎn)線來(lái)說(shuō),由上述原因?qū)е碌漠a(chǎn)品品質(zhì)投訴平均每月約 5 起,因此智能化流水線有效提高了產(chǎn)品的包裝品質(zhì)。
2. 5 設(shè)備費(fèi)用投入
該智能化流水線減少了鏟車、絲車等設(shè)備的投入量,這不僅減少了設(shè)備及備品備件的投入費(fèi)用及其維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用,而且使裝卸成本降低。行 4 個(gè)月的生產(chǎn)情況可知,該智能化流水線的建成,大大節(jié)約了項(xiàng)目土地使用量,降低了人力成本和設(shè)備投入費(fèi)用,顯著提高了流水線的運(yùn)行效率和產(chǎn)品包裝品質(zhì), 真正做到了產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)“ 先進(jìn)先出、后進(jìn)后出” 的管理要求,下游客戶反饋良好,經(jīng)濟(jì)效益提升顯著。
2. 6 其他
該立體庫(kù)的全部作業(yè)由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn),存取產(chǎn)品真正滿足了 “ 先進(jìn)先出、后到后出” 的要求,而這一點(diǎn)是普通倉(cāng)庫(kù)因諸多人為因素而無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)的。
3.結(jié)語(yǔ)
本滌綸長(zhǎng)絲智能化包裝倉(cāng)儲(chǔ)流水線, 實(shí)現(xiàn)了自卷繞落絲、包裝至產(chǎn)品出庫(kù)全程無(wú)人工觸碰的自動(dòng)化、智能化和管理流程的信息化。
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