設(shè)備、倉儲、物流……關(guān)于智能印廠的建設(shè)要點(diǎn)，今天一次性解答了！
工業(yè)4.0如狂風(fēng)暴雨般席卷全球，引發(fā)了各行各業(yè)的強(qiáng)烈反響，高效、環(huán)保、綠色的發(fā)展理念成為大家的共識。如何改進(jìn)當(dāng)前生產(chǎn)模式、提升工廠效益已是全社會思考和討論的焦點(diǎn)，信息化和自動化程度相對較低的印刷包裝涂布行業(yè)該如何改變以應(yīng)對新時(shí)代發(fā)展的挑戰(zhàn)，答案就是向智能工廠方向轉(zhuǎn)變!
智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù)，以及合理計(jì)劃排程;同時(shí)，集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。下面，筆者以軟包裝印刷為例，談?wù)?span id="oek4ugkki" class="wiki" style="line-height: 32px;">軟包裝智能工廠的建設(shè)要點(diǎn)。
合理的生產(chǎn)布局
對于軟包裝企業(yè)來講，合理的生產(chǎn)布局就是要按照生產(chǎn)工藝流向?qū)υO(shè)備、物料和物流進(jìn)行“U”型布局，這樣可以減少不必要的物流交叉，達(dá)到最佳的物料流通效果，讓生產(chǎn)過程更加流暢。軟包裝智能工廠整體布局如圖1所示，包括各種設(shè)備、倉儲系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、智能配套系統(tǒng)等。
1.設(shè)備
從設(shè)備層面來說，在國家政策的要求下，環(huán)保設(shè)備必不可少，所以排放廢氣的設(shè)備(印刷復(fù)合等設(shè)備)要盡可能集中排布，并根據(jù)排風(fēng)管道的布置綜合考慮環(huán)保設(shè)備的合理位置。
2.倉儲系統(tǒng)
智能工廠的倉儲必定會引入立體庫，存量大、空間利用率高且自動化程度高，同時(shí)可以與物流系統(tǒng)自動對接。
規(guī)劃立體庫形式和位置時(shí)需要充分考慮生產(chǎn)工藝的要求，比如軟包裝印刷和涂布車間有潔凈與非潔凈之分，那就需要在兩個(gè)區(qū)域分別設(shè)計(jì)立體庫，而車間立體庫只用于物料臨時(shí)周轉(zhuǎn)緩存，量值可以小，但位置要非常講究，方便大部分工段取送料;鋁箔和熟化后的卷料不能接觸托盤，需要懸空掛放，這樣最小單元體積就會變大，就需要多布置巷道(堆垛機(jī));等等。
3.物流系統(tǒng)
智能工廠的物流系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)車間所有物料的全自動拉動，主要包含AGV、提升機(jī)、輸送平臺等。
AGV運(yùn)行通道要比人工物流通道寬，不同形式AGV運(yùn)行通道也不盡相同，所以在物流規(guī)劃時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況(現(xiàn)有車間大小、物流規(guī)格等)選擇合適的車型，確定物流通道大小，比如陜西北人研發(fā)的背馱AGV通道要求較窄，而叉車AGV空間要求相對較大。如果車間跨樓層，則需要考慮布置提升機(jī)。自動化包裝生產(chǎn)線須引入輸送平臺、碼垛機(jī)器人等。
4.智能配套系統(tǒng)
智能工廠所涉及的智能配套系統(tǒng)如自動上下料裝置、智能視覺翻轉(zhuǎn)機(jī)器人、智能熟化系統(tǒng)、自動稱重裝置、智能包裝生產(chǎn)線等，這些都需要考慮在布局范圍之內(nèi)。比如，自動稱重裝置需要合理地設(shè)計(jì)在物流路線當(dāng)中，智能熟化系統(tǒng)應(yīng)該加在復(fù)合工段之后、分切制袋工段之前等。
總之，智能工廠的生產(chǎn)布局就是對整個(gè)車間及空間的全新考量，并最終把所有生產(chǎn)元素進(jìn)行合理分配。這是智能工廠的基礎(chǔ)建設(shè)，對其后期的順利運(yùn)行有著重要作用。
數(shù)字化
數(shù)字化是智能工廠的基本條件。車間生產(chǎn)信息只有數(shù)字化，才能被采集系統(tǒng)自動采集，為生產(chǎn)分析奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)字化就是要賦予人員、物料、訂單工單編碼信息，自動采集設(shè)備狀態(tài)和工藝參數(shù)、車間環(huán)境、能耗等信息，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存儲。
新設(shè)備一般都具備智能基因，設(shè)備所有數(shù)據(jù)都能被快速采集。對于相對老舊的設(shè)備，必須進(jìn)行改造升級，給PLC加網(wǎng)絡(luò)模塊，并加裝智能傳感器，將機(jī)械信號轉(zhuǎn)換成電信號，車間加裝溫濕度控制系統(tǒng)，車間或設(shè)備加裝智能電表，設(shè)備加裝智能配套模塊(如在線檢測、黏度控制儀、油墨色彩控制儀等)?？傊?，數(shù)字化就是將車間流動的重要生產(chǎn)信息全部轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識別的數(shù)據(jù)。
信息化
信息化就是利用軟件來實(shí)現(xiàn)管理思想。當(dāng)前印刷工廠信息化水平較低，大部分只上線了具有簡單功能模塊的ERP，在生產(chǎn)中難以發(fā)揮更大作用。智能工廠的信息化建設(shè)包含ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)等。
ERP系統(tǒng)作為企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)，需要涵蓋業(yè)務(wù)、財(cái)務(wù)、訂單、計(jì)劃、工藝、物料、能源等模塊;MES系統(tǒng)是ERP系統(tǒng)與底層設(shè)備的連接，接收計(jì)劃層訂單并全程監(jiān)控訂單執(zhí)行和自動采集生產(chǎn)信息，確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確，為生產(chǎn)分析和高層決策提供支持;WMS系統(tǒng)是對ERP物料管理模塊的補(bǔ)充，可實(shí)現(xiàn)對物料過程的精細(xì)化管理，保證物料信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確;AGV系統(tǒng)是WMS系統(tǒng)的延伸和執(zhí)行，負(fù)責(zé)把生產(chǎn)需要的物料及時(shí)準(zhǔn)確配送給指定生產(chǎn)設(shè)備。
總之，信息化系統(tǒng)就是一個(gè)多系統(tǒng)、設(shè)備、人員、物料互聯(lián)互通的智能生產(chǎn)系統(tǒng)，通過布置在生產(chǎn)現(xiàn)場的專用設(shè)備(如PDA、生產(chǎn)看板、條碼采集器、PLC、智能傳感器、遠(yuǎn)程I/O、RFID、PC等硬件設(shè)備)，以電子方式實(shí)現(xiàn)對從原材料采購到成品出庫的生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、控制和監(jiān)控。
精益生產(chǎn)
精益生產(chǎn)與智能生產(chǎn)是兩個(gè)領(lǐng)域的概念，側(cè)重點(diǎn)不同。精益生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)過程中的管理理念與實(shí)現(xiàn)方法，智能生產(chǎn)更側(cè)重技術(shù)實(shí)現(xiàn)，兩者相輔相成。
精益生產(chǎn)中的很多理念指導(dǎo)著智能生產(chǎn)建設(shè)，比如標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。我們在MES系統(tǒng)中首先定義了標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，規(guī)范了產(chǎn)品生產(chǎn)過程，這種方式更容易也更嚴(yán)格地控制生產(chǎn)過程，保證產(chǎn)品質(zhì)量。智能生產(chǎn)流程里增加來料掃描確認(rèn)環(huán)節(jié)，可提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少不必要浪費(fèi)，這正是借用了精益生產(chǎn)提倡的“零浪費(fèi)”理念。
另外，精益生產(chǎn)里的快速切換、減少浪費(fèi)、可視化生產(chǎn)等理念，也是智能生產(chǎn)要實(shí)現(xiàn)的過程目標(biāo)。同樣，智能生產(chǎn)中的設(shè)備互聯(lián)互通、高級排產(chǎn)、過程協(xié)同、質(zhì)量過程管控、大數(shù)據(jù)分析、可視化、預(yù)測性維護(hù)等方法與手段，都有助于促進(jìn)精益生產(chǎn)的落地與提升。
總之，智能工廠的生產(chǎn)布局、信息化不是簡單復(fù)制精益生產(chǎn)模式，而是要在精益生產(chǎn)理念和方法的指導(dǎo)下，深入剖析生產(chǎn)布局和產(chǎn)品工藝，并做出行之有效的改進(jìn)。比如，對流程中各種浪費(fèi)進(jìn)行梳理和改善，反復(fù)優(yōu)化庫存量后再確定立體庫的大小;改變物料存儲方式以減少不必要的重復(fù)勞動;確定物料存儲以及流轉(zhuǎn)方式后再決定AGV與立體倉庫的對接方式，以避免不必要甚至錯(cuò)誤的投入等。
在智能工廠的建設(shè)熱潮下，企業(yè)不宜盲目跟風(fēng)，而是應(yīng)該圍繞企業(yè)的中長期發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合自身產(chǎn)品、工藝、設(shè)備和訂單的特點(diǎn)，合理規(guī)劃智能工廠建設(shè)藍(lán)圖，并在推進(jìn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，從自身當(dāng)前最緊迫需要解決的矛盾出發(fā)，逐步推進(jìn)智能工廠建設(shè)。
(本文作者供職于陜西北人印刷機(jī)械有限責(zé)任公司)
