生产车间里的智造妙招

  一个纺织车间内，一台经编机上有近3万根比头发丝还细的纱线，上千台经编机就是数千万根纱线。如何快速定位瑕疵点？

  一个电器车间内，原材料种类多、体积大，靠人工搬运、放置，效率不高还容易出错。如何高效中转？

  一个汽车变速器车间内，用于切削作业的刀具有600余种2000余把，每把刀具的寿命从几小时到几百小时不等。如何确保刀具处于正常作业状态？

  “4号机台异常，请前往查看。”在位于福建泉州晋江市的华宇织造有限公司智能车间，工人听到系统自动提示后，迅速来到指定机台查看。不到2分钟，设备回到正常状态运转。

  放眼车间，上千台经编机快速运行，每台经编机上都安装了十几个工业级高清摄像头。车间中央的数字大屏上，每台设备的运作时的状态实时显示。

  “断纱、瑕疵直接影响产品质量。以前，只要机器开始作业，每台设备前都要确保有1名工人，通过肉眼在近3万根纱线中不断寻找瑕疵点，不但费时费力，也很难保证效果。”华宇织造相关负责人苏成喻说。

  断纱、瑕疵的快速定位不只困扰华宇织造，更是纺织行业的普遍痛点。想改造却缺少借鉴，怎么办？

  缺方向，晋江市工信局工作人员上门指导；缺技术，晋江引进高校与企业组织合作……经过4年反复试验，智能化视觉检测系统成功落地。

  苏成喻介绍，通过高清摄像头进行图像抓取、算法识别、后台图像分析，哪台设备的第几根纱线出现瑕疵，系统能自动定位、巧妙识别，效率远胜肉眼判别。工人只应该要依据指令赶到机器前处理即可，整个车间每个班次只需要3名工人值守。

  如今，从生产端的视觉检测、自动找布、自动排产系统，到自动仓储和自动物流配送系统，华宇织造实现了全流程智能化改造。据介绍，经编机的台运转效率从70%提高至85%，产品研制周期从平均30天缩减到15天，产品不良率和设备能耗也大幅降低。

  2015年，泉州启动智能制造推进工作，明白准确地提出将发展人机一体化智能系统作为加快产业提质增效的重要抓手，大力推动智能场景、智能工厂建设，鼓励有突出贡献的公司建设行业领先、覆盖公司制作管理全流程的人机一体化智能系统示范工厂。截至目前，泉州累计推广应用自动化产线多条，公司制作效率提高50%，全市23家企业入选国家人机一体化智能系统相关项目、46家企业获评省级人机一体化智能系统示范工厂和优秀场景。

  走进美的家用空调事业部广东广州工厂生产车间，工业机器人正在有条不紊地作业。“每一批原材料进入生产线前，都会被自动贴上类似身份证的条形码，通过高空物流运输系统轨道，运送到生产线上的指定位置，生产效率大幅度的提高。”工厂工程部部长孙惠海说。

  据介绍，工厂最初对单个设备或流程进行自动化改造时，由于各环节没有打通，效率提升有限。打通生产环节，进一步提升物料中转效率，成为企业的现实需求。

  现在，工厂引入自动输送线、自动化立体库、自动导引运输车等一系列物流设备，对每一个工件、每一项流程自动扫码、生成数据。产品组装完成后，搬运机器人进行搬运，有效提升了物流作业的安全性和准确性。系统还能对物流数据来进行采集、处理、分析，及时有效地发现潜在问题。

  “物联网、AI和数据分析等技术的融合应用，让物流管理运作更高效、准确、灵活。”孙惠海说。最近，他正忙着布置新的产线，“我们利用数字孪生技术，在系统上模拟运转产线的工作场景，模拟到最佳状态再投产。”

  走出车间，记者跟着孙惠海来到监控室，只见数字大屏上的各项生产数据实时更新。“厂区内布有约5000个传感器，不仅能充分调配使用资源，还能实时发出警报、减少隐患。”工厂计划物流部相关负责人吕柱慰说。

  近年来，广州积极开展人机一体化智能系统示范工厂、示范项目培育工作，鼓励高端装备制造企业率先向数字化和智能化转型，已培育形成具有区域特色的高端装备制造产业链。

  目前，广州市有3个全球“灯塔工厂”，7家企业入选工信部人机一体化智能系统示范工厂揭榜任务单位，28个场景入选工信部人机一体化智能系统优秀场景，还打造了国家级智能装备产业集群和新型工业化产业示范基地。

  陕西西安高新区，在汽车变速器企业法士特高智新工厂的数据分析室，工程师龙彬轻敲键盘，就能查看所有设备的运作情况。龙彬介绍：“就拿加工刀具等耗材的磨损来说，以前主要靠一线工人预估刀具进行多少次生产后就得更换。有时不准确，等出现废件才更换刀具，不仅造成原料浪费，还会耽误生产进度。”

  现在，通过智能化改造，系统能对每一把加工刀具时时刻刻做“体检”。“我们在每把刀具上都安装了传感器，刀具常规使用的寿命殆尽时，系统会向现场工人发出提醒。”法士特高智新公司CEO赵建林说，“机床主轴的负载电流的大小就像‘心电图’，我们对这些电流数据来进行收集分析，通过不同特征可以对刀具‘望闻问切’，简直太精妙了。”

  通过系统智能算法，刀具的常规使用的寿命可以实现精确预估。“这样我们就能在保证加工质量的同时，将刀具使用率发挥至最大，另外也能确保黑灯生产不会因刀具寿命受一定的影响，让产线的质量、成本、效率均处于最佳状态。”赵建林说。

  大到厂区环境的温度、噪声等数据，小到每一把刀具的寿命数据，工厂产线上的传感器源源不断将各项数据汇集到“智能大脑”中，每秒采集数据达10万条以上。赵建林介绍，相比传统制造模式，法士特高智新工厂通过数字孪生、万物互联、智能决策等技术，实现生产效率提升80%，能耗下降20%，产品交付周期缩短30%，人均产值提升5.2倍。

  近年来，西安市大力推进制造业数字化转型，出台工业互联网创新发展行动计划、两化融合提升三年行动计划等。截至目前，全市累计培育32个工业网络站点平台，28个企业工业互联网项目获得工信部试点示范认定。