傅雙利

摘要：“中國制造2025”規(guī)劃中突出強調“智能制造”，將傳統(tǒng)制造業(yè)與互聯(lián)網融合將是中國制造新一輪發(fā)展的制高點。印染是紡織行業(yè)中提高附加值的最重要環(huán)節(jié)，隨著印染智能化水平的不斷提高，將印染技術與網絡技術、數(shù)字技術和智能技術集成應用于坯檢、前處理、退漿、染色、退捻、拉幅、拉毛、剪毛、定型、成檢、包裝等印染全生命周期，通過智能化實現(xiàn)印染業(yè)的轉型升級。

關鍵詞：印染行業(yè)；智能化；系統(tǒng)

一、我國印染行業(yè)智能化狀況

我國印染工藝歷史悠久，我們的祖先在六、七千年前的新石器時代，就能利用赤鐵礦粉末把坯布染成紅色。居住在諾木洪地區(qū)的原始部落已經能夠織出紅、黃、藍、褐等多種顏色的彩色條紋毛巾。商朝時期，隨著染色工藝的不斷提高，宮廷中已經出現(xiàn)專門負責染色工作的官吏。上世紀80年代至上世紀末，我國印染行業(yè)出現(xiàn)一波快速發(fā)展期，這個階段很多民營企業(yè)以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)都有非常不錯的表現(xiàn)。進入新世紀以后，隨著原材料、能源、人工成本以及客戶需求和環(huán)保要求的不斷提高，印染行業(yè)出現(xiàn)兩極分化，傳統(tǒng)印染企業(yè)發(fā)展陷入低谷，成功轉型的印染企業(yè)靠智能化之路實現(xiàn)快速增長。

如今我國已是當之無愧的紡織印染大國，印染行業(yè)經過多年的高速發(fā)展，印染加工能力穩(wěn)居世界首位。近年來，印染行業(yè)的技術改造受到國家的重點支持，技術研發(fā)、綠色環(huán)保印染等方面都受到政策的大力支持，我國印染企業(yè)在技術工藝、質量效益和國際競爭力上均有所提高。國家發(fā)改委明確提出“要用信息化和高新技術改造傳統(tǒng)行業(yè)”，顯然這也是對印染行業(yè)發(fā)展的政策導向，指明了印染行業(yè)發(fā)展的智能化之路。

二、浙江省印染行業(yè)智能化狀況

（一）印染行業(yè)是浙江省傳統(tǒng)優(yōu)勢制造業(yè)之一

截至2017年，浙江省共有六百多家印染企業(yè)。自從改革開放以來，尤其是中國加入WTO以后，浙江省印染業(yè)實現(xiàn)了持續(xù)速增長，全省的印染布產量自2005年以來已達到了全國產量的50%以上，近年來該比例更是超過了60%。

（二）產業(yè)集聚效應顯著

2012年以來，浙江省全面啟動實施印染產業(yè)集聚和升級項目，完善基礎設施配套。各地結合經濟特點，突出產業(yè)特色，集聚工作成效顯著。浙江印染行業(yè)主要集中在紹興、杭州、嘉興、湖州等地區(qū)，產能分別占浙江省的54%、14%、10%，9%，四地合計占浙江省87%以上。

（三）平臺建設完善

產業(yè)與市場良性互動，柯橋中國輕紡城、義烏針織市場、海寧家紡市場等專業(yè)市場基礎設施不斷完善。其中柯橋中國輕紡城是亞洲最大的，市場交易額連續(xù)24年居全國紡織品專業(yè)市場首位。

（四）環(huán)保水平顯著提高

浙江省各地廢水COD排放量削減都在25-30%以上；印染廢水重復利用率達到35-50%以上，先進的廢水深度處理技術得到廣泛推廣；印染裝備水平大幅提升，淘汰浴比1：10染色機，先進的低浴比染色裝備得到廣泛應用；全面實施定型機消煙除塵、VOCs的去除；排污口實施自動電子監(jiān)控、刷卡排污等。

（五）智能化水平逐步提升

工業(yè)智能制造得到了積極推進，自動化、連續(xù)化和低污染新型印染裝備得到廣泛應用，80%以上的印染設備已達到或接近國際先進水平。重點印染企業(yè)廣泛應用計算機控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)，同時“工業(yè)物聯(lián)網”和“工業(yè)4.0”也得到快速發(fā)展。

三、迎豐科技智能化建設經驗

浙江迎豐科技股份有限公司是一家專業(yè)從事紡織品印染業(yè)務的企業(yè)，公司管理團隊高度重視智能化建設工作，圍繞短流程、無水少水印染這個關鍵節(jié)點開展全面的信息化改造工作，并取得了良好的效果，被認定為國家高新技術企業(yè)，浙江省綠色制造企業(yè)，成為浙江省印染行業(yè)智能化建設的標桿企業(yè)。

（一）印染智能化系統(tǒng)的整體思維

迎豐科技的印染智能化系統(tǒng)由五層架構組成，即網絡層、企業(yè)層、管理層、控制層、設備層組成，通過設備層自動化數(shù)字設備收集基礎數(shù)據(jù)（機臺工藝參數(shù)、報工數(shù)據(jù)、能源參數(shù)等），傳輸給管理層經過制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）計算提供給企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）分析計算。結合企業(yè)層的供應鏈管理系統(tǒng)（SCM）和客戶關系管理系統(tǒng)（CRM）進行分析處理進行決策，形成最終指令進行下達，如圖1所示。

（二）印染智能化系統(tǒng)的具體介紹

公司整套系統(tǒng)整合了ERP管理思想、MES車間執(zhí)行體系，結合印染助劑自動配送系統(tǒng)，搭建了完整的印染數(shù)字化生產平臺，把企業(yè)的決策管理層、生產執(zhí)行層和設備運作層整合到一起，實現(xiàn)了資源的統(tǒng)一利用和無縫對接，讓管理不再是空中樓閣，細化落實到每個環(huán)節(jié)與流程，從而大幅提高企業(yè)的核心競爭力。其中核心主要通過ERP系統(tǒng)、SFC系統(tǒng)和MES系統(tǒng)的串聯(lián)，通過管理、生產、與執(zhí)行相互關聯(lián)，起到承上啟下的作用，有效解決了計劃層和生產層之間的信息斷層問題。

① ERP系統(tǒng)

ERP（Enterprise Resource Planning），即企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（如圖2所示）。ERP建立在信息技術基礎上，是以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺。ERP 應用于印染企業(yè)，起到人力資源、財務資源、物質資源和信息資源的同步管理的作用，是一款可以實現(xiàn)人流（人力資源管理）、物流（物資資源管理）、資金流（財務資源管理）、信息流（信息資源管理）集成一體化的企業(yè)管理軟件。ERP系統(tǒng)通過集成整合，最終實現(xiàn)對印染企業(yè)的供應鏈、印染、庫存、質量、銷售、客服、財務等模塊的智能化管理，有效地把客戶需求與企業(yè)內部生產制造活動以及供應商的制造資源整合在一起，通過事前計劃和同步工程思想，對整條完整的供應鏈資源進行整合管理。

我們的體會是ERP系統(tǒng)固然好，但是一定要根據(jù)實際情況設計出一套適合印染企業(yè)的系統(tǒng)并有效實施才能達到事半功倍的效果，否則只會勞民傷財，給企業(yè)添亂。首先要做好前期調研工作，選擇適合企業(yè)的系統(tǒng)。ERP產品可選擇性非常多，印染企業(yè)可以根據(jù)自身的戰(zhàn)略目標、企業(yè)規(guī)模、發(fā)展階段、產品結構、市場定位、管理模式以及ERP系統(tǒng)預期投入等因素，選擇適合自己ERP供應商。第二，ERP系統(tǒng)的實施，將會在一定程度上改變和優(yōu)化員工的工作習慣和操作方式，所以針對包括高管、中層管理人員以及一線工人在內的整個印染企業(yè)職工的培訓工作至關重要。第三，ERP系統(tǒng)是一個周期長、投資大的系統(tǒng)性工程，所以要從系統(tǒng)的角度、科學的角度建立健全系統(tǒng)的運行機制，確保系統(tǒng)的成功實施。第四，如今已進入網絡時代，ERP系統(tǒng)也不能固守成規(guī)，一味地停留在企業(yè)內部管理層面。我們印染企業(yè)也面向大量的外國客戶，所以要實現(xiàn)ERP系統(tǒng)與電子商務的整合，助力印染企業(yè)的電子商務發(fā)展。

② SFC系統(tǒng)

SFC（Shop Floor Control），生產流程控制系統(tǒng)，一般用于印染企業(yè)產品線，用來記錄產品過程信息，便于產品出現(xiàn)問題時進行追蹤處理。

通過SFC系統(tǒng)可實現(xiàn)印染車間的染化料和助劑等化學品的自動稱量、自動輸送，這將直接帶來三大好處。第一，采用自動設備替代人工，有效解決用工難問題，并且還大大提高了勞動生產率；第二，使染化料、助劑等化學品的稱量更加精確，減少不必要的浪費，并且還能減少環(huán)境污染、減少能耗；第三，自動化過程將大大提高印染工藝水平和管理水平，制造出的產品更能滿足客戶需求、獲得客戶認可。

SFC系統(tǒng)中，通過自動傳感器在線實時采集生產設備的工藝參數(shù)，比如水、點、煤氣、蒸汽、濕度、溫度、燃料濃度、幅度等一系列數(shù)據(jù)信息，再充分結合自動控制系統(tǒng)，按照工藝技術的要求對參數(shù)進行相應調整，最終印染出高質量的產品。

③ MES 系統(tǒng)

MES（Manufacturing Execution System），即生產過程管理系統(tǒng)，是一個位于上層企業(yè)資源計劃系統(tǒng)與基層生產流程控制系統(tǒng)之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠為管理人員和操作工人呈現(xiàn)印染計劃的執(zhí)行和跟蹤情況，并能反映出印染設備、機物料、客戶需求等當前狀態(tài)。

MES 系統(tǒng)通過與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)和基層生產流程控制系統(tǒng)的信息交互，集成企業(yè)所有信息，再對這些數(shù)據(jù)信息進行分析處理，有效指導印染過程，減少沒有附加值的印染活動，進而對從下達訂單到產品完成的整個印染過程進行優(yōu)化管理。MES 系統(tǒng)不是僅僅用于解決某一個生產瓶頸，而是用于印染車間整個印染過程的優(yōu)化管理。

（三）印染智能化系統(tǒng)所起的作用

整個數(shù)字化系統(tǒng)采用分層分布式結構，總體分為三個部分：管理決策端、現(xiàn)場采控端和機臺檢測端，如圖3所示：

管理決策端：主要分布在企業(yè)局域網內，可以在網絡內隨時查看。負責為生產做前期的準備，包括生產單、生產卡、生產工藝、生產計劃等制定。同時在生產過程中，第生產現(xiàn)場進行監(jiān)控，對生產進度進行跟蹤，對異常情況進行處理，對成本、能源能耗進行統(tǒng)計分析等，提供給企業(yè)決策的數(shù)據(jù)支持。

現(xiàn)場端：主要對車間現(xiàn)場各機臺的計劃執(zhí)行進行反饋、對設備的工藝數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)進行采集和監(jiān)控。通過機臺通訊接口實現(xiàn)訂單生產工藝的下達，并對采集到的實時數(shù)據(jù)進行處理，完成實時數(shù)據(jù)的顯示、各種數(shù)據(jù)分析的展示、異常報警、機臺生產報工、產量自動核算、并實現(xiàn)對水和蒸汽閥門的控制，將處理后的數(shù)據(jù)通過網絡傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務器上實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的存儲等。

機臺檢測端：主要對車間的設備各參數(shù)連接的傳感器進行數(shù)據(jù)轉換，為現(xiàn)場端的采集和控制提供數(shù)據(jù)來源。

（四）應用效果

本公司通過將印染設備與信息系統(tǒng)的有效連接與整合，構成智能化染色車間，準確把握車間的每道管理、每步計劃和每道工序，實現(xiàn)計劃任務和生產工藝的實時監(jiān)控，并同步保存數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)庫以備后續(xù)查詢使用。

實際生產中，染色車間將生產指令和工藝配方通過系統(tǒng)傳送至每個機臺，物料隨配送系統(tǒng)傳輸至每臺染缸，系統(tǒng)對染缸的每一個生產數(shù)據(jù)實時采集，管理人員和操作人員可以更加準確、高效地管控印染信息。印染開始前，選定染缸編號并輸入流程卡，通過掃碼即可為流程卡配置出一個流程卡號。只要刷一下流程卡，就能顯示出此流程的配方數(shù)據(jù)和生產工序，并且能知道每一車布當前所處的位置以及進行到了哪道工序。另外，流程卡的運用還有助于快速統(tǒng)計操作工人的工作量，便于精確計算計件工資。

四、印染行業(yè)智能化趨勢

建立數(shù)字化的印染車間是“十三五”期間印染行業(yè)的首要任務。通過對現(xiàn)有印染工藝參數(shù)在線監(jiān)測和系統(tǒng)控制的基礎上，不斷改進、升級以及運用新技術，開發(fā)出能夠覆蓋印染全流程的監(jiān)控系統(tǒng)，建立數(shù)字化印染車間，進而對工藝參數(shù)、機械參數(shù)、機物料消耗、染化料助劑消耗、質量控制、物流管理、客戶服務等全方位進行監(jiān)控，形成閉環(huán)控制。

可以說印染智能化是整個紡織行業(yè)中難度最大的，不僅要實現(xiàn)前處理、染色和后整理等各印染工序之間的銜接，還要完成印染系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的銜接，更要解決染化料、助劑的稱量與傳輸以及三廢的處理和排放問題。隨著智能化的不斷推廣和進步，印染全流程都將得到提升，第一，可以提高清潔印染水平，達到節(jié)能減排的目的；第二，可以一定程度上替代人工，生產效率更加高效；第三，利于提高企業(yè)的管理水平和科技水平；第四，利于提高印染品質，更能滿足客戶需求；第五，更加適應市場，應變能力更強。

隨著印染智能化水平的不斷提高，將印染技術與網絡技術、數(shù)字技術和智能技術集成應用于坯檢、前處理、退漿、染色、退捻、拉幅、拉毛、剪毛、定型、成檢、包裝等印染全生命周期，通過智能化實現(xiàn)印染業(yè)的轉型升級，印染環(huán)節(jié)在紡織行業(yè)中的附加值將更加提高。

五、小結

通過智能化的不斷推進，使印染行業(yè)走上高效、節(jié)能、環(huán)保之路，在質量、品質、效益方面實現(xiàn)全方位提升。智能化是印染行業(yè)必走之路，這不僅關系到印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，甚至關系到未來的生存問題。印染企業(yè)要提高意識，敢于作為，在發(fā)展中不斷提升、不斷突破，推動印染行業(yè)的升級，續(xù)寫印染行業(yè)的輝煌。