新一代环锭纺质量管控流程架构图。
新一代环锭纺质量管控流程架构图。
针对环锭纺工厂质量管控要求,本文深入挖掘智能制造潜力,以工业互联网和生产管理系统为纽带,在协同管控、机台数据获取和智能仓储的基础上,实现新一代环锭纺的质量管控流程。

放眼全球,各国制造企业都面临稳定质量、增加制成率、降低成本、提高效率、环境保护等问题,同时需要不断满足市场日益增长的个性化需求。

纺织行业的进一步发展正面临巨大的机遇与挑战,迫切从劳动密集型转为技术密集、创新升级和智能制造。

作为纺纱产业中最通用且数量最大的纺纱形式,环锭纺的智能制造水平以及质量管控流程水平直接影响其市场占有率。

尤其是在当前纺织行业整体环境接受考验的条件下,各企业比拼已从原始的价格竞争,转到质量的竞争,质量价值日益成为下游客户看中的核心指标。

在智能制造新模式下,通过生产管理系统及工业互联网平台的整合,新一代环锭纺质量控制流程包含了四大模组,即:1. 原棉质量管控;2. 生产程序控制;3. 成纱质量管控;4. 管理报表系统。

原棉质量管控

协同管控平台是原棉质量管控的重要一环,也是纺纱企业与上游轧花厂之间沟通的桥梁。
在传统原棉抽检、原棉入库等环节上,通过智能协同管控平台与上游企业供应链系统的协同,实现资源分享、质量透明、效率提升。

原棉质量管制系统

原料各项指标是决定纱线质量中重要因素,阻止不合格原料进入生产车间是保障纱线质量稳定的关键。

原棉质量管制系统通过每个原棉唯一的ID码,查询原料在期货市场上的质量数据,全程管控原棉质量;同时,试验室将原棉进行抽检,得到抽检质量数据。

将期货市场质量数据与抽检质量信息数据进行对比,若对比结果差距过大,则通过协同管控平台将对比结果回馈至供应商,杜绝不合格原料进入生产环节;若对比结果差距不大,则将实测信息数据推送至配棉管理系统,进行后续生产。

原棉供应链系统

智能制造已渗透到设计、研发、生产、行销、服务等纺织供应链的各个环节,深刻改变了行业的组织模式、生产模式和管理模式,极大增强了纺织供应链应对需求端变化的回应能力。

在原棉工艺一端,供应链系统打通了纺织企业与上游轧花厂之间的环节,通过数据介面实现订单状态、物流状态的实时互通;在质量管控方面,实现了原棉质量数据的实时共用。

根据不同的上游企业的规模和业务需求,供应链系统可以通过数据介面方式提供数据,也可以通过协同管控网站直接录入业务数据来实现。

异纤管理系统主介面。
生产过程管控

新一代生产过程管控的基础是机台数据获取系统,通过设备与智能制造结合,实现异纤管控、质量管控以及生产管控。生产工序不同,会涉及的各种生产子系统也各不相同。

新一代生产过程管控需要借助各个工序之间的关联性,通过数据分析,打通数据之间的壁垒,实现质量和生产实时可控。

异纤管控系统

针对目前订单量小、换批频繁、原棉异纤差异大的特点,通过线上检测异纤机喷花次数及喷花重量检验原棉异纤含量,为后续异纤管控提供数据依据。

其中,乌斯特优析异纤机利用新型传感器VTECT和图像识别技术,线上检测棉流中存在的各类异纤。传感器和图像识别技术将捕捉到的纤维信号回馈给控制电脑进行对比,若发现异纤,喷嘴会喷出高速气流将异纤从排杂风口吹出落入收集袋。

线上质量系统

络筒工序线上质量系统主介面。络筒工序采用乌斯特USTER QUANTUM EXPERT 3是纱线质量的保障,每段细纱都经过电子清纱器的监测,保证纱线质量稳定一致性好。

面对目前纱线市场包漂白包染色的高要求,USTER QUANTUM EXPERT 3对异纤机漏喷的深色异纤、丙纶丝和植物性异纤进行监测,控制纱线异纤含量,控制切纱次数来满足客户个性化需求。

乌斯特专家系统可实时反映并记录生产数据和质量数据,通过人为设置限值实现清纱曲线的进一步优化。络筒设备可根据专家系统提供的捻结异常锭位及工厂运行管理中心(POC系统)提供的低效定位数据查找问题锭位元,提高络筒单锭捻结成功率及效率。

生产子系统

智能配棉系统:纺织企业一般采用多种原棉搭配使用进行纺纱,以达到合理使用原棉、保持生产和纱线质量的相对稳定,以及节约原棉降低成本的目的。

长期以来,配棉工作都是由人工计算完成的,常有片面性、偶然性。电脑优化配棉系统以自动配棉为核心,以成纱质量预测为控制手段进行优化配棉,同时兼顾了原棉库存情况和原棉性质的分析。电脑优化配棉系统,不仅提高效率,降低成本,更标志着传统人工作业向智能制造迈进一大步。

纺纱主机POC系统:卓郎赐来福络筒机和青泽粗纱机和细纱机均配备POC系统,该系统可进行产量及质量的统计。

系统可提供产量、机器效率、接头总数、捻结红灯百分比、机器生产能力等360多种系统历史数据和实时数据。

数据能及时准确定位设备或某一锭子的实时生产状况,辅助管理人员精确管理设备,实现实时有效的智能化数据回馈,进而提高效率和产量,节约能耗,实现数据获取到智能化。

立达蛛网系统:SPIDERweb蛛网纱厂监控系统,针对立达纺机进行产量及质量的统计。系统可提供班次产量、班次效率和机器效率等数据,供统计人员使用分析;同时也可提供RQM等质量数据和图表,供技术人员进行质量跟踪统计;系统还可以提供条桶更换数、故障回馈信息等,方便管理人员进行纱厂管理。

品特细纱单锭检测:品特细纱单锭检测就是细纱机钢领外侧安装的速度传感器,实时检测并记录单锭的转速,根据锭子状态进行分类,实时并记录单锭状态。传感器装有指示灯,红灯表示此段有异常,无异常则灯灭。

挡车工可根据指示灯提示快速定位异常锭位,高效解决异常锭位。细纱是环锭纺车间产量和质量的重要工序,因此细纱单锭检测为管理人员提供更多的数据基础。

细纱单锭检测系统提供班次报告、班组报告、人员报告、断头报告、停车报告、落纱报告等,可以记录各班次的细纱单锭运行状态、运行时间、停车时间、停车次数、落纱时间、产量、断头数、空锭数、效率、电量、无效锭子、弱捻锭数、弱捻时间等,实现异常显示简单化、管理数据化、操作高效化。

单锭数据为细纱设备提供数据依据,定向维修短板锭子,综合单锭能耗、效率等数据,以实现工艺优化、节能降耗、增加制成率。

纺位识别系统:纺位识别系统是卓郎纺机细络联中安装在络筒机面板上监测细纱锭位元异常的系统。通过监测连续三落细纱进行数据分析,发现异常锭位元,并根据设置好的报警门限显示落后锭子。工艺及细纱设备科根据提示信息检查落后细纱锭位元,提高细纱整体锭子管理。

精亚智能温湿度管控系统:空气调节是控制纺纱厂中半成品和成品回潮率的关键。传统纺纱厂工序间存在隔墙,空调管理较为简单。现代纺纱企业仅将清花工序单独隔开,其余工序串联,这无疑增加了空调的难度。精亚智能温湿度管控系统使用电脑控制和网络通讯,操作简单可靠性高,其温湿度控制精度在±2℃和±3%。

专件管控系统:从原料开松、除杂、梳理、牵伸、加捻和卷绕,纺织专件在纺纱各工序中占据举足轻重的地位。专件的使用周期及更换频次直接影响纱线质量,因此建立专件的全生命周期管理变得尤为重要,专件管控系统应运而生。

首先先将各专件的使用规定和使用周期确定下来,然后将指定专件上机提醒,每10天提醒一次,把专件名称、专件号码及上机时间、上机状态推送至车间专件管理员及技术员,实现专件的敏捷回馈,稳定纱线质量。

综合效益线上分析:万锭用工、吨纱耗棉、吨纱耗电、吨纱成本等指标,一直是纺纱企业重要的综合效益考核标准。线上质量监测、能耗监测、产量监测等为日常管理提供数据基础,同时为未来毛利率核算、能耗降低、制成率提高、操作管理等指引发展方向。

成纱质量管控

自动打包系统

为降低打包劳动强度,提高工作效率,国内大部分纺织企业均配备自动打包机。目前市面上采用的打包机可实现多种打包形式,但是必须单品种独立打包,而通常纺纱厂使用不同筒色区分不同品种。对于打包失误造成的错支、混批会威胁客户的直接利益,引发客户投诉。

在实践过程中,某工厂通过对自动打包机进行改造,在自动打包机上增加了视频监控模组,对于自动打包过程中的纱管验收进行识别,有效解决质量控制方面的难题。 

条码出入库系统

环锭纺车间在生产过程中除了生产纱线外,会产生一部分的梳棉落棉、回条和精梳落棉等。回条和精梳落棉可根据质量要求进行搭配使用,而梳棉落棉可委托外企业进行加工后进行二次使用,提高制成率。

为实现产品可追踪,避免人为书写字迹不清晰,便于数据统计的准确性及完整性,自动打包机可配备印表机,打印成包含重量、日期等信息的条码,贴在外包装上。

质量管控报表系统

质量异常回馈及处理

根据质量异常回馈的物件可分为两部分:对外异常回馈和对内异常回馈。对外回馈主要为供应商及客户回馈,针对供应商和客户会提前在合同中约定好参照产品质量及参照标准,便于后期质量回馈及纠纷。

对内回馈主要通过建立检查标准和奖罚措施,形成工序间防疵捉疵的氛围,达到人人都是质量员,严把质量关的目的。

质量记录与追溯

及时、准确、完整的记录质量数据为数据分析及未来质量追踪提供保障。同时,定期数据归档整理及安全存储也是质量记录重要的组成部分。传统的质量数据存储和共用存在较大的安全风险和较高的资源投入。建立质量管控报表系统,为每个有需求的人设置有许可权的帐户,便于数据存储及统计。

结语

质量管控是一个永恒的话题,即使在未跨入智能制造的时代,各企业也会采用各种传统的质量管控手段,如全面质量管制、质量体系认证等方式将质量管控的思想宣贯到各个工序。

在智能制造模式下,面对环锭纺工厂的新一代质量管控要求,纺纱厂要实现一致的质量管控目标,可以采用新的思维方式,深入挖掘智能制造潜力。   
                             
(李瑞是新疆利泰丝路投资有限公司工艺工程师;朱开玉博士是该公司信息部总监;关欣是该公司信息系统工程师。)