王曉春 法比奧百利怡機械設(shè)備（上海）有限公司

中國政府在2015年提出“中國制造2025”的戰(zhàn)略目標。從2015年到2025年，這是中國實施制造強國戰(zhàn)略第一個10年的行動綱領(lǐng)，制造業(yè)將會加速進行轉(zhuǎn)型升級，中國將逐步實現(xiàn)從制造大國到制造強國的轉(zhuǎn)變。在歐洲，正在實施中的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略被認為是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。“工業(yè)4.0”通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。

順應(yīng)國內(nèi)外這一制造業(yè)發(fā)展趨勢，在生活用紙生產(chǎn)領(lǐng)域，百利怡也提出了“Digital Tissue”，即數(shù)字化紙業(yè)生產(chǎn)方式。百利怡提出智能機器、智能應(yīng)用、智能服務(wù)三大智能紙業(yè)生產(chǎn)理念，將信息技術(shù)、云服務(wù)、傳感技術(shù)等引入生活用紙制造業(yè)，達到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的目的，同時幫助企業(yè)管理人員獲得全面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，打造真正的“數(shù)字化紙業(yè)工廠”。

1 百利怡數(shù)字化紙業(yè)解決方案

百利怡數(shù)字化紙業(yè)方案有三個重要組成部分：即智能機器、智能應(yīng)用及智能服務(wù)。

圖1 百利怡數(shù)字化紙業(yè)方案

（1）智能機器Smart Machine：能夠執(zhí)行智能應(yīng)用所發(fā)出指令的高度自動化機器設(shè)備，操作人員可通過智能應(yīng)用在本地或遠程管理整條生產(chǎn)線的運行。

百利怡最新推出了Constellation星座復(fù)卷機、Catalyst S6自動換卷壓花單元、179AX自動換刀切紙機，以及Carbon T全自動裹包機等智能設(shè)備。

（2）智能應(yīng)用 Smart Application：管理生產(chǎn)線的軟件。它可在最少人工干預(yù)的情況下優(yōu)化生產(chǎn)，使產(chǎn)出最大化。并且能夠搜集分析直接來源于機器的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，生成KPI報告。

針對智能機器的操作及智能工廠的管理，百利怡設(shè)計了三種智能應(yīng)用程序。All-in-One是將復(fù)卷生產(chǎn)線和包裝生產(chǎn)線進行聯(lián)動管理的人機操作程序；Condition Monitoring機器狀態(tài)監(jiān)測能夠?qū)崟r監(jiān)測機器的使用狀態(tài)，對關(guān)鍵零部件的更換提前預(yù)警，減少因突發(fā)故障引發(fā)的機器停機；Tissue Data紙業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)控，將收集紙廠所有生產(chǎn)線的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并計算出整機運行效率O.E.E（Overall Equipment Efficiency）等關(guān)鍵指標（KPI）供紙廠管理者參考。

（3）智能服務(wù)Smart Service：針對機器維護及工藝流程改進而提供的新型、高效的服務(wù)工具。

百利怡目前可以提供Weareable頭戴式遠程技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)、Pivot實驗室服務(wù)及在線備件銷售、在線技術(shù)專家咨詢服務(wù)。

2 百利怡數(shù)字化紙業(yè)技術(shù)在中國的應(yīng)用

針對國內(nèi)數(shù)字化紙業(yè)的需求，百利怡（上海）引入了多項國外領(lǐng)先的數(shù)字化技術(shù)。目前，X7及X10復(fù)卷生產(chǎn)線及X系列包裝生產(chǎn)線都可根據(jù)客戶需求，進行數(shù)字化生產(chǎn)的改造。

（1） All-in-One復(fù)卷及包裝系統(tǒng)優(yōu)化軟件

All-in-One是將百利怡復(fù)卷生產(chǎn)線和包裝線的操作整合在一起的系統(tǒng)優(yōu)化軟件。在整條復(fù)卷包裝生產(chǎn)線的每一臺機器上，都將采用統(tǒng)一的人機界面。

All-in-One 改變了傳統(tǒng)的“一機一界面”的人機操作方式，復(fù)卷和包裝聯(lián)合控制，可以實現(xiàn)以下功能：

● 實時生產(chǎn)布局

圖2 All-in-One 顯示界面

在主要機器設(shè)備，例如復(fù)卷機、切紙機、包裝機、捆包機的人機界面上，都可以實時顯示生產(chǎn)線上機器的運行狀態(tài)（運行/停機/報警），實際運行速度，原材料消耗情況，儲紙架的負荷狀態(tài)等主要生產(chǎn)參數(shù)。

● 一鍵式產(chǎn)品換型操作

All-in-One 可將生產(chǎn)產(chǎn)品進行預(yù)先設(shè)置，當產(chǎn)品換型時，操作人員不需對每臺機器的參數(shù)進行設(shè)置，只需在任意一臺機器的操作面板上將要生產(chǎn)的產(chǎn)品菜單調(diào)出，產(chǎn)品換型的信號會發(fā)送至生產(chǎn)線上的所有機器，待所有機器的運行參數(shù)更改后，生產(chǎn)線會開始新產(chǎn)品的生產(chǎn)。

● 自動速度匹配

在All-in-One控制下的機器，可以平衡各機器間的生產(chǎn)速度，例如當貯紙架裝滿時，復(fù)卷機就會降低生產(chǎn)速度；或當貯紙架緩沖區(qū)紙卷條超過參考值時，切紙機和包裝機將提高分切和包裝速度。

（2） Tissue Data紙業(yè)云數(shù)據(jù)分析

Tissue Data Cloud紙業(yè)云數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)整合分析類軟件。此軟件將能夠與機器的PLC相連，以獲得機器的所有運行數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至云服務(wù)器。然后運用分析工具生成直觀的圖形表格，用來進行生產(chǎn)KPI，特別是整機運行效率O.E.E的分析。

Tissue Data Cloud紙業(yè)云數(shù)據(jù)軟件可以將多個工廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)集合在一個軟件中查看，每個工廠內(nèi)又可以監(jiān)控所有生產(chǎn)線的實時運行情況。在獲得所需的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析報告后，可將分析數(shù)據(jù)分享到ERP軟件或是指定的Email。

圖3 Tissue Data Cloud紙業(yè)云數(shù)據(jù)分析

（3）Condition Monitoring 機器狀態(tài)檢測

Condition Monitoring機器狀態(tài)監(jiān)測可通過預(yù)設(shè)的傳感器，檢測故障及進行故障預(yù)警。達到始終保持機器的良好狀態(tài)、減少停機時間、提高生產(chǎn)效率的目的。

（4）Process Control 過程控制

通過對生產(chǎn)線上的機器加裝傳感器后，對生產(chǎn)中的卷紙產(chǎn)品也可以進行實時在線檢測，包括紙卷定量檢測，直徑檢測。

3 百利怡智能工廠案例

百利怡的云端目前已接入了70多條歐洲的生產(chǎn)線，客戶可以遠程實時監(jiān)測生產(chǎn)線的狀態(tài)。

例如百利怡的歐洲客戶A.C.M.E公司，該公司采用車速800m/min的復(fù)卷機，配兩條分切包裝生產(chǎn)線。其主要問題是單品種類較多，需要經(jīng)常更換產(chǎn)品的類型、壓花花型以及包裝的尺寸和顏色，整體O.E.E生產(chǎn)效率只有45%。

百利怡對其開展的改進項目包括：

（1）All-in-One操作系統(tǒng)

整條生產(chǎn)線采用All-in-One系統(tǒng)，通過協(xié)調(diào)前后設(shè)備的生產(chǎn)速度，達到設(shè)備之間更科學(xué)的車速匹配，減少了不可預(yù)測狀態(tài)下的產(chǎn)能損失。比如，在改進前，包裝機的額定車速160包/min，在原紙及包裝膜更換時都按此車速生產(chǎn)。改進后，All-in-One系統(tǒng)可使生產(chǎn)線在換膜以后自動調(diào)整車速，從160包/min提升到220包/min，以加速處理由換膜造成的產(chǎn)品堆積，無需人工干預(yù)，使整線生產(chǎn)效率提高5%。

（2）Tissue Data Cloud

對所有生產(chǎn)設(shè)備進行實時運行數(shù)據(jù)采集，傳送到云端進行分析，分析影響整線運行效率的故障原因。通過Tissue Data Cloud進行問題排查，提供建議，使整線生產(chǎn)效率提升3%。

（3）Catalyst和Trolley One Touch

采用Catalyst自動換卷壓花單元和Trolley One Touch包裝機。原來壓花換花型時，需要進行人工換壓花輥的操作。改用百利怡公司的Catalyst壓花單元，實現(xiàn)自動換壓花輥。同樣，Trolley One Touch包裝機也不需要人工操作，只需在數(shù)字操控電腦上進行參數(shù)的錄入，就可以自動完成包裝換型操作。通過這些設(shè)備改進，使整線生產(chǎn)效率提升8%。

（4）Tissue Data分析報告

通過Tissue Data分析報告，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線在換刀片、換原紙時浪費了較多時間，造成了生產(chǎn)效率的損失。百利怡提供了自動換原紙的退紙架和自動換刀的切紙機，使整線生產(chǎn)效率提升了15%。

（5）原材料的物流運輸

百利怡除了可以提供的設(shè)備以外，Tissue Data的分析報告還發(fā)現(xiàn)該公司原材料的物流運輸時間過長，比如膠水、原紙、最終產(chǎn)品等入庫時，由于工廠物流瓶頸造成了效率降低。通過改進這些非后加工生產(chǎn)線所造成的O.E.E影響因素，使整線生產(chǎn)效率提高8%。

全部改造完成以后，使整線生產(chǎn)效率從45%提升到84%，提升了近一倍的產(chǎn)能。

圖4 百利怡對A.C.M.E公司的生產(chǎn)線及物流效率提升

通過A.C.M.E的案例，可以實現(xiàn)大幅提高生產(chǎn)線的O.E.E，生產(chǎn)操作更為簡單，整個智能化工廠、智能化生產(chǎn)線不再依賴于人工操作。同樣，此案例經(jīng)驗可以在全球任意一家工廠實現(xiàn)復(fù)制。