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未来的智能印刷工厂,从这四方面来建设!

 

 

未来的智能印刷工厂,从这四方面来建设

 

工业4.0如狂风暴雨般席卷全球,引发了各行各业的强烈反响,高效、环保、绿色的发展理念成为大家的共识;如何改进当前生产模式、提升工厂效益已是全社会思考和讨论的焦点,那么信息化和自动化程度相对较低的印刷包装涂布行业该如何改变来应对新时代发展的挑战,答案就是向智能工厂方向转变!

 

智能印刷工厂是在数字化工厂的基础上,利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务,提高生产过程可控性、减少生产线人工干预,以及合理计划排程。同时,集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体,构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。个人认为智能印刷工厂的建设需要从以下几个方面着手:

 

1. 合理的生产布局

 

对于印刷工厂来讲,合理的生产布局就是要按照生产工艺流向对设备、物料和物流进行“U”型布局,这样可以减少不必要的物流交叉达到最佳的物料流通效果,让生产过程更加流畅。不过,智能工厂的生产布局应该考虑更多元素:

 

设备层面,国家政策的要求下,环保设备必不可少,所以排放设备(印刷复合等)要尽可能集中排布,并根据其排风管道的布置综合考虑环保设备的合理位置;

 

仓储系统,智能工厂的仓储必定会引入立体库,存量大空间利用率高且自动化程度高,同时可以与物流系统自动对接。规划立体库形式和位置时需要充分考虑生产工艺的要求,比如软包和涂布车间有洁净与非洁净之分,那就需要在两个区域分别设计立体库,而车间的立体库只用于物料临时周转缓存,量值可以小,但位置要非常讲究,方便大部分工段取送料;铝箔和熟化后的卷料不能接触托盘,就需要悬空挂放,这样最小单元体积变大,就需要多布置巷道(堆垛机);等等。

 

物流系统,智能工厂的物流系统就是要实现车间所有物料的全自动拉动,主要包含AGV、提升机、输送平台等,AGV运行的通道要比人工物流的通道宽,不同形式AGV运行通道也不近相同,所以在物流规划时要根据实际情况(现有车间大小、物流的规格等)选择合适的车型确定物流通道的大小,比如陕西北人研发的背驮AGV通道要求较小,而叉车AGV要求的空间相对较大。如果车间是跨楼层,则需要考虑布置提升机;自动化包装产线会引入输送平台、码垛机器人等等。

 

智能配套系统,智能工厂所涉及的智能配套系统,如自动上下料装置,智能视觉翻转机器人,智能熟化系统,自动称重装置,智能包装产线等都需要被考虑在布局范围之内。称重装置需要合理的设计在物流路线当中,熟化系统应该加在复合工段之后分切制袋工段之前等等。

 

所以智能工厂的生产布局就是对整个车间及空间的全新考量,并最终把全面的生产元素合理分配,这是智能工厂的基础建设,对其后期的顺利运行有着重要的作用。

 

2. 数字化网络化

 

车间数字化是智能工厂的基本条件,只有把车间生产信息数字化才能被采集系统自动采集,逐渐积累大数据,为生产分析奠定坚实的基础。车间数字化就是要赋予人员、物料、订单工单编码信息,能把设备的状态和工艺参数、车间环境、能耗等信息自动采集,并通过网络系统将数据存储。

 

新设备一般都具备智能基因,设备所有的数据都能被快速采集。对于相对老旧的设备,必须进行改造升级,给PLC加网络模块,机械信号加装智能传感器转换成电信号,车间加装温湿度控制系统,车间或设备加装智能电表,设备加装智能配套模块:在线检测,粘度控制仪,油墨色彩控制仪等,总之数字化就是将车间流动的重要生产信息全部转换成计算机可识别的数据。

 

3. 信息化

 

信息化就是利用软件来实现管理思想,当前印刷工厂信息化水平较低,大部分也只上线了简单功能模块的ERP,在生产中难以发挥更大的作用。智能工厂的信息化建设包含以下模块:ERP系统,MES系统,WMS系统,WCS系统,AGV系统等ERP系统作为企业资源计划系统,需要涵盖业务、财务、订单、计划、工艺、物料、能源等模块;MES系统是ERP系统与底层设备的连接,接收计划层订单并全程监控订单执行和自动采集生产信息,确保生产数据及时准确,为生产分析和高层决策提供支持;WMS系统是对ERP物料管理模块的补充,实现对物料过程和精细化管理,保证物料信息实时准确;AGV系统是WMS系统的延伸和执行,负责把生产需要物料及时准确配送给指定生产设备。

 

所以信息化建设最终就是一个多系统、设备、人员、物料互联互通的智能生产系统,通过布置在生产现场的专用设备(PDA、生产看板、条码采集器、PLC、智能传感器、远程 I/O、RFID、PC等硬件设备),以电子方式实现对从原材料采购到成品出库的生产过程进行实时数据采集、控制和监控。

 

4. 精益生产

 

精益生产与智能生产是两个领域的概念,侧重点也不尽相同,精益生产主要是强调了生产过程中的管理理念与实现方法,智能生产更侧重技术实现,但两者是相辅相成的关系。

 

精益生产中的很多理念都指导着智能生产系统的建设,比如标准作业,我们在MES系统首先定义了标准作业流程,规范了产品的生产过程,而信息化的方式更容易但更严格地控制生产过程,保证产品质量;智能生产流程里增加了来料扫描确认环节,这也是减少不必要浪费的体现;后工序拉动也是智能生产系统里订单运行的思路。另外,精益生产里的快速切换、减少浪费、可视化生产等理念,也是智能生产要实现的过程目标。同样,智能生产中的设备互联互通、高级排产、过程协同、质量过程管控、大数据分析、可视化、预测性维护等方法与手段,都有助于促进精益生产的落地与提升。

 

所以智能工厂的布局、信息化不是简单的复制一种生产模式,而是要在精益生产理念和方法的指导下,深入剖析生产布局和产品工艺,并做出行之有效的改进,比如,对流程中各种浪费进行梳理和改善,库存量要反复优化再确定立体库的大小,物料存储方式要改变才能减少不必要的重复劳动,物料存储以及流转方式要确定清楚再决定AGV与立库的对接方式,避免不必要甚至错误的投入等等。

 

只有深刻剖析和改变,又充分利用智能生产的技术优势,最终实现高效、环保、绿色、互联互通的生产与服务模式。

 

总结

 

在智能工厂的热潮下,企业不宜盲目跟风,建设智能工厂,应该围绕企业的中长期发展战略,结合自身产品、工艺、设备和订单的特点,合理规划智能工厂建设蓝图。在推进规范化、标准化的基础上,从企业自身当前最紧迫需要解决的矛盾出发,逐步推进智能工厂的建设。


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