导 读
本文为“2020年度中国智能制造最佳实践奖”参评案例，全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等，分享建设过程中的经验，供广大制造业行业企业学习供鉴。
本文篇幅较长，建议大家收藏起来慢慢阅读呀！
企业简介
武汉裕大华纺织服装集团公司创立于1919年，迄今已发展成为一家集纺纱、织造、面料、服装、汽车内饰布生产和经营于一体的国有纺织企业集团。武汉裕大华纺织有限公司是集中裕大华集团、江南集团的优良资产、人员，于2015年底整合而成的纺织企业，现有职工839人。
图1 武汉裕大华纺织服装集团公司
公司能生产60S至120S精梳纯棉纱线，生产不同规格、不同档次的大提花面料及家纺用布、工业用布和服装面料。公司是湖北省目前唯一一家智能纺纱工厂，是全国最先完成100%国产化的全流程智能纺纱工厂。
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企业在智能制造方面的现状
企业目前的智能制造及信息化应用状况包括：智能工厂总体规划设计、智能纺纱3D可视化仿真系统、企业资源与协同管理系统、智能工厂运行管理系统、智能制造装备创新集成系统、智能工厂工业互联网架构。形成了从接受订单开始、到产品设计、工艺、制造、检测、物流等生产全周期和环节的全流程智能化应用。实现全业务的数字化、信息化、智能化集成与协同。通过打造全流程智能纺纱工厂，探索和实践有效的智能纺纱经验和智能工厂复制标准，树立行业标杆，实现全流程智能纺纱工厂新模式示范和推广。
◉ 全流程智能纺纱工厂总体规划设计。
采用仿真技术、智能传感、智能物流、高档数控及工业机器人等关键技术和工艺仿真、运行控制、企业资源计划等应用系统，实现从生产计划、制造过程、仓储物流、质量检测等多个维度整体规划，实现智能纺纱工艺可视化仿真、企业资源及协同管理、智能工厂运行控制、智能制造装备集成等系统功能。
根据生产工艺流程，将生产线布置在公司现有纺纱主厂房一楼。“全流程智能化纺纱工厂”包括智能化主机设备（设备层）、车间智能监控管理系统（网络和传感层）、智能物流系统（物流层）、经纬E系统（含数据智能分析预测系统，信息层）。
◉ 基于精益生产的工艺流程设计，建立纺纱工艺数学模型，对智能纺纱工艺进行仿真和模拟生产。优化设计智能化纺纱工艺流程，实现传统纺纱工艺的全周期全流程的智能再造。
◉ 建设包括智能监控、设备管理、生产运行管理在内的生产管理系统，实现生产流程可视化、生产工艺可预测优化。
智能纺纱管理系统形成以生产运行和产品质量实时状态为基础的智能化分析，以物流、调度和自动配棉为基础的协同化新型生产制造系统，通过大量数据的自动化采集及生产信息的追溯、信息流与物流协同的管控，达到以精益、精确、精准为核心的智能纺纱车间，打造智能制造协同创新管控平台。
◉ 建设全流程智能物流输送系统，实现传感、射频技术、智能导航、工业机器人、AGV等智能装备与生产管理系统的高度集成。
◉ 应用生产管理系统、ERP系统，高度集成全流程智能设备、生产管理、物流输送和网络系统，智能管控产品设计、工艺、制造、检测、物流、服务等环节，实现全业务全流程的数字化、信息化、智能化集成与协同。
高度融合ERP、经纬E系统。智能工厂制造管理系统作为智能工厂的大脑和中枢，一方面要与上层的ERP系统进行集成，接收计划及工艺信息，另一方面要与底层智能装备深度融合，实现对设备的监控、在制品的跟踪等，以达到信息流驱动任务流、信息流与实物流保持一致的目标。
◉ 探索智能纺纱经验和工厂复制标准，树立行业标杆，完成全流程智能纺纱工厂新模式示范和推广。
参评智能制造项目详细情况介绍
3.1 项目背景介绍
（1）总体目标
项目以打造全面自动化、信息化、数据化、智能化相融合的全流程智能化纺纱示范工厂为目标，高度集成国产最新的先进智能棉纺成套装备、管理和控制系统，实现全流程智能装备、智能物流、智能远程运维和智能管理系统在纺纱生产中的应用，实施纺纱生产在线检测能力建设，提高整个车间对生产各环节和质量的感知能力，实现车间管理可视化。智能升级纺纱工厂的管理系统，实现纺纱工厂具备分析、推理、决策、控制能力。创新应用生产数据的自动化采集、生产信息双向追溯，以及信息流与物流协同管控等技术，搭建集成智能制造执行系统；建立以生产线运行和产品质量实时状态为基础的智能化分析、以智能化仓储物流和服务化调度为基础的协同化控制等为特征的一套信息物理融合制造系统新模式，最终提升纺纱生产全过程自动化、信息化、智能化水平，实现物流、工艺流、信息流的全面集成，达到国内领先、国际先进水平，引领纺纱生产方式全流程智能化转型升级。
（2）具体分项目标
在裕大华集团阳逻基地纺纱主厂房内实施，通过购置国产新型清梳联合机、智能并条机、高速精梳机、数控粗纱机（粗细联）、多功能细纱机和自动络筒机（细络联）等设备形成纺纱生产设备平台，与传统纺纱技术相比，生产效率提高22%，运营成本降低25%，产品升级周期缩短40%，产品不良品率降低42%，单位产值能耗降低14%，产品质量在满足客户要求的条件下，达到（2013年）乌氏特公报5%以内水平、达到Oko-Tex Standard 100和HJBZ 30生态纺织品的要求，处于国际先进水平。
（3）技术路线原则
本项目围绕纺纱生产制造的需求，借助联合体单位在智能制造装备、智能物流装备、工业软件等领域已有技术、产品、经验的积累，以裕大华集团纺织公司阳逻生产基地现有厂房，技术及产品为基础，定制开发具有行业特色工业软件、关键工序自动化与智能化装备、检测装备等，完成全流程智能纺纱项目的构建。
– 首先，构建智能工厂的整体运行模型，并对车间总体设计和布局进行数字化建模仿真；
– 其次，利用图像识别、工业机器人和RFID等技术，开展清梳联、粗细联、细络联、梳棉-并条、并条-条并卷、精梳-末并、末并-粗纱、打包-仓储等关键工序专用数控技术及装备、智能检测技术及装备、智能物流技术及装备等，以及具有棉纺行业特色的生产管理E系统和质量工艺配棉QCC系统的研发、数字化数采平台的构建等工作，同时进行车间物流供应系统的构建；
– 最后，通过实现生产管理E系统与车间物流供应系统的集成，构建全流程智能纺纱工厂，实现项目目标。项目的整体技术路线如下图所示。
图2 智能纺纱工厂技术路线图
3.2 项目实施与应用情况详细介绍
3.2.1 虚拟可视化仿真平台
虚拟可视化仿真平台是根据本项目的需要，整合视频监控图像，音视频实时通讯，文件上传管理的综合应用系统，系统的建设给管理部门提供了直观、快速的工具，无论是在指挥中心，还是通过本地服务器配置IP的PC设备，通过虚拟可视化仿真平台可实时了解前端现场的情况，并进行指挥调度。
虚拟可视化仿真平台以工程可视化管理应用为核心，同时集成远程有线无线监控、图像传输等应用功能，系统兼容IP或专线方式网络部署，提供了一体化的视频通信应用平台。
虚拟可视化仿真平台将远程管理推向全面可视化时代。管理人员不再是在固定位置办公，瞬息之间即可巡视各方，如同亲临现场，日常巡查，应急时辅助决策。
（1）3D可视化
在3D可视化总览图中，系统整合各类资源到统一平台，并可与现场装备生产数据进行实时对接，通过设计师灵动设计的场景模型与现实设备进行数据互通与联动，真正实现3D可视，能快速方便的调度各类所需的装备资源，统一呈现。
图3 3D可视化总览图
图4 运转数据和统计数据的视图
①生产数据看板：生产数据看板可以分析装备生产数据，分别显示细纱机、粗纱机、末并机和梳棉机的相关字段信息，输入框可输入对应机型号，若输入错误则会出现对应的错误提示0。
图5 生产数据看板
②对外订货看板：该板块与ERP数据对应，可查看近期车间使用原棉的品种、批号、原产地等信息，对经营采购原棉供应提供更为直观的说明。
图6 对外订货看板
③设备维保看板：设备维修与保养的结合。为防止设备性能劣化或降低设备失效的概率，按事先规定的计划或相应技术条件的规定将数据提前上传，当产线设备故障后，机修人员和领导可以直观及时了解产线设备状况。平台操作者可以第一时间迅速通知设备维护人员前来维护，提高设备技术管理时效性。
图7 设备维保看板
④能耗指标看板：能耗指标看板可以通过切换细纱的品种信息，查看当前品种的平均锭速、平均断头数等。还实时展现清花到络筒各个流程的实时开台数和平均用工数。车间的空调温室度信息也可以通过区域切换进行实时查询。
图8 能耗指标看板
⑤打包机：打包机看板可以通过桁架、拆垛、堆垛、设备状态和信息等页面的切换，实时当前打包区域的运转情况。
图9 打包机
3.2.2 生产调度自动排产
该板块实现自动排产功能，即生产计划和物料清单自动匹配核算，对物料生成预测单安排采购，通过生产订单核算，自动进行时间推算与生产能力平衡，可实现快速应对插单、急单。自动根据排程规则，安排生产订单的开始时间、生产车间、生产线以及结束时间，自动调度替代人工排产，效率更高，错漏更少，避免车间管理混乱。
图10 生产调度自动排产
3.2.3 信息物理系统服务平台
图11 信息物理系统服务平台
页面左侧是经纬纺机专备件网上商城，可进行专备件的实际购买，页面右侧展示近期机配件、专件、油、传动、工具、包装等常用物料的库存、消耗、采购明细。该板块除了能完成与ERP机物料采购数据的对接之外，还能通过外部链接与网上商城互动，做到供销一体化。
3.2.4 纺纱大数据服务平台
该板块整合了系统内ERP订单数据分析情况，展示当前产品订单需求信息及近期需求趋势及公司下游大客户采购趋势。
图12 纺纱大数据服务平台
3.2.5 纺纱自动配棉系统
基于HVI数据的计算机配棉技术研究是棉花质量检验体制改革的重要组成部分，有效地利用HVI数据对棉纺企业稳定并提高产品质量、降低原料成本、提高经济效益具有较大的促进作用。
该系统主要包括基于原棉仓储管理、基于棉包分类分组和自动配棉、棉包上级排包图的优化、棉纱质量预测以及以配棉为中心的数据库系统等内容。
3.2.6 全流程智能纺纱工厂管理系统
智能纺纱管理系统形成以生产运行和机台运行实时状态为基础的智能化分析、以物流、调度和质量追溯为基础的协同化新型生产制造系统，通过大量数据的自动化采集及生产信息的汇总、信息流与物流协同的集成，达到以精益、精确、精准为核心的智能纺纱车间，打造智能制造协同创新管控平台。模块主要包括：生产监控、生产管理、综合效率、设备管理、人员管理、在线质量管理、实验室数据管理、电量管理、温湿度管理、细纱单锭管理、车间看板管理、员工用APP、车间管理、粗细联管理、打包机管理、导航页、系统维护模块。
（1）监控系统方案详细说明
为了满足对工厂现场作业状态、设备运行状态和工艺执行参数等信息的集中监控需要，运用物联网技术，按照当前车间的工艺布局和生产线的机台配置，通过图形化方式实时显示机台的运行状态、纱线的状态和现场各种报警信息；通过数据采集及统计分析，决策层、管理层能够全面掌控工厂运行情况。
①生产线设备监控
如所示，现场监控主要功能包括：
– 对设备状态及参数统一管理监控，实现现场数据的快捷、有效的采集。
– 实时显示智能制造设备的运行状态。
– 对生产过程异常进行报警。
– 对生产过程各类现场数据进行归档、查询。
– 对生产过程中运行指标进行统计分析，提供决策基础数据。
图13 中控室的生产设备监控大屏
②能源监控
电耗能源，是车间成本的主要构成要素之一。要降低能源消耗，提高能源利用率，首先需要对能耗数据进行采集和分析，了解各种能源的使用情况和成本、设备实际耗能数据，才能分析提高设备能源利用率。工厂能源监控的主要功能包括：
– 能源采集。实时采集智能电表数据，形成能源产耗信息。系统可配合部署在不同位置智能仪表，以固定周期采集能耗数据，或者按设备、按加工的产品进行能耗的采集。
– 电能集抄系统。取代手工抄表，实时监控电网运行状态。
– 空压机联网监控采集。自动控制空压机设备运行、节电、节汽。
– 能源消耗分析。依据实时采集能源消耗数据，计算各项能源消耗的指标与参数，对影响工厂的能源消耗进行分析，生成相应的能源报表与分析图表，为工厂提高能源利用率，降低能源消耗提供支持。
图14 各智能纺纱设备的耗能分析
③环境监控
工厂环境直接影响生产安全及产品质量，应尽可能保证消防安全、提高工厂温湿度控制稳定性等生产因素。工厂环境监控的主要功能包括：
◉ 自动消防。
自动检测车间烟、火情况，并可自动隔离或扑救。
◉ 智能化空调。
首先将车间温室感应所监测温湿度情况，传输中控室。然后再根据实际情况和纺纱智能分析，做出自动调整。
图15 中控室监控纺纱设备运行的温湿度情况
可根据生产纱线的品种智能调节车间温湿度，实现空调除尘的全过程自动控制、故障预警和远程控制。
图16 智能化空调系统模块
◉ 智能照明
照明分普通过道灯光照明、故障机台和故障操作点的LED直射照明，将做为无人值守工厂的功能配置。
图17 智能化的照明系统模块
（2）智能设备管理详细方案
系统建立设备台账，管理设备基础信息；制定完善的设备维保计划，保证机台的开工率；管理备品备件，并对设备维护周期分析。
图18 中控室的智能设备管理模块
（3）智能工厂生产制造运行管理方案
建设面向现代集成化企业管理的ERP，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台，体现事前计划、事中控制的思想，将设计、制造、销售、物流运输等通过集成来并行地进行各种相关作业，为企业提供对产品质量、客户满意等关键问题的实时分析能力。
图19 ERP系统框架图
采用MES、ERP等系统，智能工厂制造执行系统（MES）作为智能工厂的大脑和中枢，一方面要与上层的ERP系统进行集成，接收计划及工艺信息，另一方面要与底层智能装备深度融合，实现对设备的监控、在制品的跟踪等，以达到信息流驱动任务流、信息流与实物流保持一致的目标。总体上其系统功能可分成三个层次：执行管理层、作业层、监控层。它们分别对应了车间的管理层面、作业层面和设备层面，各层面实现数据交互，上层所下达的生产计划由低层功能负责执行，底层返回的数据是上层功能执行的基础。
智能工厂制造运行管理系统业务功能通过开放的信息系统接口与企业ERP等系统连接，通过统一的设备接口连接底层控制系统，实现制造过程的全面集成。系统支持与多种数据采集终端连接，进行数据采集。系统支持电脑、移动设备等多种应用终端的交互方式。系统功能结构如图28所示。
图20 全流程智能纺纱工厂生产制造运行管理系统
①工厂运行的基础管理
构建智能工厂管控基础信息平台，利用制造运行系统的基础管理来实现设备、产品、工艺、组织等生产要素信息的集中维护，完成支撑工厂运行的数字化资产管理。
基础管理主要功能包括：
◉ 进行工厂建模，工厂模型是对工厂布局和设备的抽象描述，系统工厂建模功能将对生产区域、各类加工设备及设备连接关系、线边库、缓存区等进行物理建模。
◉ 产品生产规则定义，用于定义在工厂中产品如何生产，包括工艺过程和工艺参数、生产步骤、作业指导、要求检验的工序等，同时定义产品生产所需要的所有资源的列表，可包括：物料、人员、设备、能源及消耗品，资源清单可以反映各生产步骤的资源需求。
◉ 维护组织机构与人员信息，维护系统中的业务实体，如工厂、车间、工段、班组及其之间的关系，以及人员基本信息，包括岗位、资质等，以便在系统中控制不同人员对系统功能和业务数据的操作。
图21 集成到生产管理系统的人员管理板块
◉ 创建工厂日历，用于对生产时间进行管理，包括生产时间的制定及执行，如设定工作日、非工作日、工作时段、同时可设定每个班次的工作时间，根据工作日历安排班次生产。
◉ 其他基础数据，包括计量单位、班次、工种、物料等，作为系统运行和执行的数据基础。
②计划管理
计划管理功能能够实现生产管理方式优化，改善传统生产的生产计划执行情况不透明现状，解决从编制、下达到反馈完全依靠人工传递，效率低、反馈滞后、设备的负荷不均等问题。
③现场作业管理
◉ 作业过程管理
通过车间现场作业管理可执行车间现场的作业计划，并对作业现场的运行过程进行管控。现场作业管理是协同作业机制的核心：通过以现场为中心的协同作业机制提高生产效率；通过工单数字化流转提升作业标准化水平；通过完善的数据采集手段、完整过程记录、便捷反馈机制，打破车间生产的黑箱。
现场作业人员可以完成上岗登录、交接班、操作过程记录等日常作业环节的数字化记录。
◉ 现场问题处理
为满足车间日常管理过程中对现场的异常问题快速处理的需要，可通过现场问题处理功能便捷记录现场各类异常问题和处理结果，并将异常问题通过信息化手段如看板系统及时发布到相应的岗位或人员，以加快问题处理的速度。
④生产中的物流管理
◉ 物流调度与输送
为了实现车间配送智能化的需要，利用条码或RFID等对智能工厂物料进行ID编码实现物料追踪，基于物料编码系统，实现智能调度与输送，减少生产准备时间，降低物流成本。系统可结合信息化采集设备，对物流调度与输送的各个细节进行记录，对输送时间、输送设备和输送人员等信息进行统计分析，为输送管理提供决策支持。
◉ 物料跟踪
为了满足车间对在制品透明化管理的需要，可对纱桶等进行实时跟踪，实时掌握在制品状态和位置信息。通过对在制品的数字化信息标识的跟踪，严格记录在制品在车间流转的完整路径。
物料跟踪主要功能包括：
车间在制品查询，在制品的输送、在各工序之间的流转信息进行查询。
生成产品的制造档案，对完工的产品批次自动收集整理加工过程数据：质量检查记录、相应的班次班组记录，生成产品的制造档案，以供质量追溯。
具有统计、汇总、分析功能，实现管理可视化。
⑤质量管理
质量管理的主要职能是为实现质量目标，制定完善的技术和管理方法，实施全过程质量的跟踪，通过质量控制，确保整个过程稳定受控，并有效促进质量的改进。质量管理主要功能包括：
质量要求制定，建立质量规范信息，形成质量控制规范，包括产品半成品、成品的检测项目、质量要求标准、检测方法等。通过与现场作业子系统、目视化管理子系统的关联，实现检验任务的通知功能。质量检测执行，在制造执行系统下，根据质检计划对产品半成品、成品进行检验，充分发挥在线质检作用，及时发现生产过程中的质量缺陷，将以事后检查与纠正为主的模式向以事前预防与控制为主的模式转化，避免大面积不合格品的产生。
质量过程控制，利用质量电清对生产过程进行实时监控，科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出报警，及时监控过程的情况以防止不合格品的发生，达到提高和控制质量的目的。
不合格品管理，实现不合格品处理相关业务，触发相关返工、让步、报废等流程，完成不合格品的闭环管理。
质量档案追溯，系统将关键工位自动采集的质量数据或人工录入的质量数据准确归集到产品，建立可追溯的产品质量档案，实现质量追溯。
质量统计分析，针对充分利用系统中存储的大量质量数据，运用统计分析工具，系统自动生成控制图、饼图、趋势图等，直观的反映生产过程质量控制现状，分析当前的主要质量问题，为质量改进提供依据，同时为质量改进前后效果进行验证，有效促进整个企业质量水平提升。
图22 质量统计分析系统
⑥生产运行的现场监控
为了满足车间对现场作业状态、设备运行状态和工艺执行参数等信息的集中监控需要，运用物联网技术，按照当前车间的工艺布局和生产线的机床配置，通过图形化方式实时显示机床的运行状态、产品的状态和现场各种报警信息；通过数据采集及统计分析，帮助决策层、管理层全面掌控工厂运行情况。
图23 生产现场监控以及单锭追踪
⑦生产运行相关的设备管理
系统建立设备台账，管理设备基础信息；制定完善的设备维保计划，保证机床的开工率；统一管理设备的维修标准、维修工单和维修记录；管理备品备件，并对设备维护成本进行核算和分析。设备管理主要功能包括：
设备基础信息管理。设备基础信息管理是在系统中对设备进行定义，是设备管理的基础。
设备维保管理。设备的点检、巡检、润滑等称为设备维保。系统针对企业设备制定完善的维保规则，并根据维保规则自动生成设备的点检、巡检、润滑计划，同时实现自动提示或任务预警功能，保养人员或机修人员在系统中查看维保任务，任务执行完成后，将维保数据维护到系统中。系统自动通过维保结果计算漏检率，并做出相应的考核措施。
设备维修管理。系统中维护完善的维修标准，包含维修作业标准和维修技术标准，实现对故障名称标准化、维修作业流程规范化、资源配置合理化、服务优质化，避免故障处理不彻底、不及时、安全事故等现象发生。当现场发生故障后，维修人员根据现场故障现象，准确的定位故障原因，生成标准维修工单，根据维修工单，调配相关资源，进行维修作业。维修过程将在系统中进行记录，故障及维修数据将形成企业的故障知识库，用于指导企业的设备维修保养工作。
备品备件管理。建立完整、准确的备品备件台帐，运用条码扫描技术实现备品备件的入库、存储、领用操作，采用这一技术，减少备品备件库管理人员日常工作量，提升备品备件库存信息的准确性。为备品备件设置合理储备量值，实现安全库存管理功能，保证备品备件的及时供应。当库存量小于合理储备量时，自动触发备件采购订单生成，进行备品备件补库。通过对设备动态数据、备件采购周期等数据分析，逐步优化备品备件合理库存量值，从而降低备品备件库备件量。
设备维护成本管理。以设备维保及维修记录为基础，通过统计设备维护中消耗的备品备件、耗用人工工时、能源以及其他各种费用，结合各种消耗的费用单价，可以计算设备维护的成本。结合企业设定的设备维护标准成本定额，按照机台、班组和日期等条件，与计算得到的实际维护成本进行对比，查看设备维护中成本的分布情况，分析维护成本高的原因，实现对设备维护的成本管理。
3.3 效益分析
3.3.1 隐形效益
(1)社会效益
“全流程智能纺纱工厂新模式”具有生产运营系统感知、决策、执行功能，符合国家高端装备制造业的重点发展方向，是信息化与工业化深度融合的重要体现、符合纺织工业“十三五”的基本发展思路是：坚持市场导向、创新驱动、结构优化、绿色发展原则，主动适应和引领经济发展新常态，利用纺织工业自身良好的产业基础，加快结构调整和产业升级步伐，着力提高发展质量和效益，创造互联网+时代和国际化发展的纺织新优势，成为科技、品牌、可持续发展和人才实力都不断增加的世界纺织强国。
通过本项目实施，实现全流程智能装备、智能物流、智能回花收付、智能质量追溯、智能远程运维和智能管理系统在纺纱生产中的应用，提升生产制造过程整体自动化、信息化、智能化水平，实现物流、工艺流、信息流的全面集成，达到国内外领先水平，引领纺纱生产方式智能化转型升级，提升纺织产品附加值，增强纺织产品的科技含量，对缓解经济压力、促进我国纺织行业的发展进步具有十分重要的意义。本项目建设了国际先进的全流程智能纺纱示范工厂新模式，结合武汉裕大华百年企业形象，树立行业标杆，并在全行业进行示范推广，对其他传统工业行业智能制造改造起到了启发和示范作用，引领行业智能制造发展水平，紧跟“中国制造2025”的战略发展方向，不仅对提高企业知名度、品牌美誉度有很强的促进作用，而且对国内外纺织工厂转型升级起到积极和重要的示范和引领作用。
(2)对国产智能制造核心技术装备及智能制造系统解决方案的带动作用
本项目通过牵头单位和包括国内智能制造标杆企业、高校等在内的联合体成员单位之间的协同创新，紧密结合纺纱产品和工艺特点，构建了全流程纺纱智能制造新模式。通过该模式的使用及其在纺织行业的推广应用，带动项目相关国产核心智能制造装备及工业软件在该行业及相关行业的创新应用。
本项目的实施，将多种国产核心智能装备及工业软件创新应用到全流程纺纱行业，并进行了创新集成及定制开发，突破清梳联合机（含清花设备、异性纤维分拣机以及梳棉机）、条筒自动输送系统、预并并条机、条筒自动输送系统、条并卷联合机、棉卷自动输送系统、精梳机、条筒自动输送系统、末并并条机→条筒自动输送系统、自动落纱粗纱机、粗纱自动输送系统、集体落纱环锭细纱机、细络联型自动络筒机、筒纱自动输送包装系统等创新技术与装备，实现高端数控设备与工业机器人、智能传感与控制装备、智能检测、智能物流与智能仓储等领域实现十余种核心智能制造装备的创新应用，可有效的带动数控设备制造领域、工业机器人制造领域、智能检测与装备领域以及智能物流与仓储等领域装备制造业的发展，促进各个行业的集成创新。与此同时，带动了核心智能装备及工业软件在全流程纺纱行业及相近行业的创新应用，树立了纺纱行业智能制造标杆示范效应，为纺织产业的转型升级，提供了可供参考的智能制造核心技术装备及智能制造系统解决方案。
(3)对提升行业国际竞争力的作用
纺织业作为劳动密集型制造业，其竞争力的关键因素是生产成本。相对于大部分东南亚发展中的出口国，我国在工资、生产率增长、能源成本和汇率等方面成本优势已大大减弱。我国是世界上最大的纺织生产国和出口国，纺织业既是传统支柱产业，更是重要的民生产业和创造国际化新优势的重要产业。特别是受生产要素成本提高、消费高端化、价值链复杂化和全球经济波动性的影响，我国纺织制造业竞争力逐渐减弱。英国、德国、美国等相继提出“再工业化”战略，进一步加大了我国纺织制造业压力。
本项目首次创建和应用了100%国产化设备全流程智能纺纱工厂，全流程智能纺纱工厂具有自动化、信息化、网络化的特点，具备节约人工、加强质量控制和生产流程智能管理等功能；制定了可复制推广的技术标准，发挥经纬公司推广营销平台，应用推广性强。本项目提升了公司技术管控水平，树立了公司品牌形象，为中国纺织制造向纺织智能制造转型增补了典型案例，促进棉纺行业发展，将新一代信息技术与纺织服装行业融合，推动纺织服装产业向绿色低碳、数字化、智能化和柔性化等方向发展，适应了纺纱工厂生产模式急需升级的需求，提高我国国际竞争力。
3.3.2 显性效益
(1)直接经济效益
本项目的技术成果具有如下四大意义：
– 突破了“关键智能纺纱装备存在短板，依赖进口”关键技术瓶颈，解决了全流程智能纺纱核心装备的国产化难题；
– 突破了全流程智能纺纱物流输送系统存在间断的关键瓶颈，创建了从头并-条并卷-精梳-末并-粗纱国产全自动轨道式智能纺纱输送系统；
– 解决了“国内外纺纱忽略了物料智能收付和回用”的问题，首次实施了全流程智能回花收付系统；
– 彻底消除了智能管控系统的信息孤岛，建设了全方位、全流程国产智能纺纱车间。
具有“装备全智能、物流无间断、回花全收付、信息无死角”的原创技术带动企业转变经济效益模式，走上可持续、高增长、低能耗的发展道路。项目成果的应用，直接实现了产品周期缩短40%、产品不良率降低61.54%、产品质量工艺100%可追溯、生产效率提升24.40%、万锭用工降低72.08%。
(2)智能制造经验和模式应用推广情况
本项目通过全流程智能纺纱示范工厂的建设，集中攻克生产、加工智能制造相关技术，通过用户单位、智能制造关键技术研究单位、软件开发商、关键智能制造装备制造企业联合攻关，应用实施了适用于全流程智能纺纱产业的智能制造新技术、新装备；建立全流程纺纱智能制造新模式；起草制定智能工厂标准草案；制定完善的智能制造方案；培养稳定的智能制造专业化人才队伍；并通过示范应用不断向行业推广和应用，对于提升行业产品的智能制造技术及装备整体水平。项目牵头单位、联合体成员单位，对本项目实施中取得的智能制造相关经验和模式、突破的智能制造核心技术装备及工业软件、部分关键共性技术等进行了应用推广，并取得了良好的效果。
记者 杨兴华
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没有豪华的办公楼，没有气派的厂房厂区，踏踏实实做产品。这是梁山大和纺织有限公司总经理董茂强给《中国纺织报》记者留下的第一印象。
梁山大和纺织有限公司
总经理董茂强
梁山大和纺织有限公司位于山东省济宁市梁山县，主要从事纺纱、浆纱及各种家纺坯布的织造。目前，公司拥有环锭纺产能2.2万锭，浆纱生产线2条，280型喷气织机108台，年产坯布800万米。公司总经理董茂强介绍：“目前，公司的拳头产品为纯棉40支防羽布133×100系列、140×110系列，各种缎布、方格、斜纹、缎纹坯布在市场上也越来越受到欢迎。”
梁山大和纺织公司总经理董茂强（右）正在向《中国纺织报》记者介绍公司的产品。
从一家仅有360台老式有梭织机的小企业，发展到年产800万米的现代型纺织厂，梁山大和纺织公司成为纺织行业转型升级大背景下的一个缩影。可以说，大和纺织公司发展的每一步，都与纺机设备的更新分不开。
技改投入力度大
2011年以前的大和纺织只是一个仅拥有360台老式有梭织机的小企业，生产工艺落后，装备水平低端，仅能生产出口非洲的低端人棉坯布，落后的生产工艺、低端的装备水平严重制约了公司的发展。董茂强很清楚，公司想要发展，就要提高技术生产水平，提升生产效率。所以自2011年起，梁山大和纺织公司进行了大规模的技术改造投资。
2011年~2012年，梁山大和公司投资2100万元上马具有国内先进水平的精梳紧密环锭纺生产线，到2012年底，公司精梳紧密环锭纺生产生产能力达到2.2万锭，年产优质棉纱3000多吨。董茂强表示，这为公司下一步喷气织机项目的改造打下坚实基础，公司装备水平大大提升，生产链条得以向前延伸。
自此以后，大和公司每年都在进行设备更新。2013年，梁山大和公司投资1300万元购进青岛环球集团股份有限公司的具有国内先进水平的宽幅280型喷气织机，54台及相关配套设备，淘汰了全部的老式有梭织机。当年，公司的新增产品销售收入达5200万元，新增利税600万元。2014年公司投资460万元对生产工序也实施了技术改造，对纺纱车间细纱工序的落纱环节实施智能落纱系统，将原来的人工操作变为机器人性质的智能落纱，升级自动络筒系统，并配备2套异性纤维分离器，使异性纤维的分拣率达到85%，大大提高了纱线质量。2015年初，公司继续投资1500多万元购进青岛环球集团股份有限公司的280型喷气织机54台，相关配套设备50台套，使公司喷气织机的数量达到108台，形成了年产800万米的高档家纺纯棉坯布的生产能力，为继续配套国内知名品牌的家纺公司提供保障。
设备选择要求高
设备的更新，是推动大和纺织公司发展升级的重要力量，也是公司产业链得以顺利延伸的重要保证。董茂强说道：“坯布是我们的主要产品，所以当初更换新型织机时，我是慎重又慎重，考察了很多家纺机企业。”
当前，大和公司的108台喷气织机全部为青岛环球集团的280型喷气织机。董茂强笑称：“其实在当初更新设备时，公司并没有打算购买青岛环球集团的设备，因为当时青岛环球集团的喷气织机名气并没有粗纱机名气响，环球集团喷气织机的市场占有率也并不是很高。”据董茂强介绍，在2012年，公司打算上新型喷气织机后，先后考察过几家国内的纺机公司，但是都不是很理想。“当时，国产的喷气织机的关键部分是依赖进口的，只是织机的框架自己生产，所以设备长时间运转以后，如果框架质量不过关，那么织机的生产效率就会下降，产品质量也会不过关。”当时考察的几家企业，因为很多零部件生产都被外包，所以董茂强觉得并不满意。
让董茂强至今都津津称道的是，当时认识了青岛环球集团的销售人员，并受邀到环球集团去考察。“环球集团的总经理赵传福非常热情，给我详细介绍了环球集团的情况，并认真的参观了他们的生产车间，环球集团有自己的铸造车间，除少数关键部件进口外，剩下的零部件几乎都是自己生产，这就保证了设备的质量稳定，我看了非常激动，当天就跟环球集团签订了框架协议。”董茂强如此说道。
在环球集团喷气织机市场占有率不高的情况下，能够让董茂强当场决定选购环球集团产品的原因，除了靠谱的产品质量外，环球集团的发展理念也与大和纺织不谋而合。“赵传福总经理的经营理念我非常认同”，董茂强回忆：“记得当时赵总跟我说过，‘喷气织机的业务发展宁可慢一点，也要把产品质量做好。’这是吸引我购买他们设备非常重要的一点。”
“2012年开始考察，2013年设备开始开台。这几年用下来，感觉自己没有选错。”董茂强表示，喷气织机不论是从产品的产量、质量，还是品种适应性上，都非常好。目前，环球集团的喷气织机市场占有率在不断扩大，也说明了这是禁得住市场考验的产品。2017年，公司计划在增加72台340型喷气织机，大和纺织依然会选择环球集团的设备。
产品销售有市场
大和纺织公司每年不间断地进行设备升级，背后是公司产品稳定的市场。“产品销售的好不好，主要是有两方面的原因，一是产品质量，另一方面是价格。产品价格合理，质量过关，产品就肯定会有市场。”董茂强如此说道。为了严格把关产品质量，大和纺织把产业链延伸到上游，把原来的外购棉纱转为自纺自用，利润空间进一步加大。
长期以来，大和纺织公司没有一名销售人员，只靠总经理董茂强一个人，公司的产品就打开了稳定的销路。董茂强介绍，公司已经和愉悦家纺、江苏金太阳、江苏沙印集团、上海丝绸集团等建立起长期战略合作伙伴关系。
“很多纺纱厂就是单纯的纺、或者织，甚至有专门的浆纱厂，但是每个环节都是需要利润的，这样一来，采购坯布的成本就会高很多，但是我们公司本来是织布厂，产业链往前端延伸，一方面是为了节约成本，增加利润，另一方面也是为了更好地控制质量。因为织布需要什么样的棉纱，自己是很清楚的，买回来的可能也能够满足我们的使用要求，但是自己生产，能够把质量控制得更好。”董茂强认为，“从纺纱到织布，有3部分利润，如果市场情况不好，那我可以放弃一部分，保证另外的部分，那么市场情况好，可能公司的利润会稍高，市场情况不好，利润稍差，但总体来说，不会存在停产、限产的情况。”
董茂强深知纺纱设备对产品质量的影响，所以在当年公司上马纺纱产能时，去环球集团考察过后，在已经购买了另外一家企业的两台粗纱机的情况下，转而把余下的粗纱机换成青岛环球集团的产品。“我对环球集团的产品非常信任。2018年，公司打算继续扩大纺纱产能1万锭，仍然毫不犹豫地选择青岛环球集团的设备。”