智能制造带来的生产效率提升

在中国制造2025的概念下，随着产品结构的多样化，生产加工设备的不断更新提速，工厂的生产线布局灵活性、合理性、自动化水平要求越来越高。特别对于高速的生产线，生产线上的瓶颈或者缺陷，在高速生产过程会暴露无遗。对于生产线配套，我们需要关注输送线的速度和灵活性、在线产品质量的检查、产品输送过程的前后加工工序的协调性、减速停机的缓冲和包装线通道的切换、自动机械手臂自动码垛进仓等。

自动化的实现其实相对容易，无疑在于将各个生产流程通过机械自动化方式替代人工操作，而人工的职能转变为设备的监控者和服务者的角色。但是我们也发现在很大大型自动化程度很高的企业，生产线依旧屡屡减速停机，生产效率不高。这便是另外一个层次的问题——智能化生产线的设计。

很多自动化的工厂，面临同样的问题：每一个环节的设备都有装填材料的时间，出现意外故障停机的时间，或者需要停机做必要调整产品结构（换型的时间）。但是因为自动化程度越高的工厂，前后加工工序很长，若干设备串联起来成为一条生产线。但是因为设备与设备之间的协同完全靠人工指挥的时候，我们会发现这样的问题。举例：如设计一条生产线为一台卫卷设备，配置3台小包机，3台中包机，一台大袋机。如果一台小包机卡纸停机，而影响上游卫卷机设备需要及时减速，或者缓冲区间满料只能上游停机，从而影响到其他包装机没有负荷。而沿着下游方向，小包机卡纸停机，下游的中包机待料状态，而大袋机减速运行。造成产能损失。

如果我们有更加优化的设计，自动协调各个设备之间的速度和产能信息便可以避免生产线环节中的停机导致生产线损失。而基于生产线硬件条件下，通过信息化互联优化生产设备之间的协同生产，提高生产效率增加产量的方式也是当前最有效的增产降耗的方案。但其中完善而优异的信息化系统设计是关键。我们以欧洲的设备供应商方案举例。

欧洲Perini公司近年以工业4.0概念为目标，整合自身设备优势设计开发All-In-One系统。该系统整合设备之间信息和控制，生产线与仓储之间的信息互动使得设备OEE水平得到大幅提升。

欧洲Perini公司近年以工业4.0概念为目标，整合自身设备优势设计开发All-In-One系统。该系统整合设备之间信息和控制，生产线与仓储之间的信息互动使得设备OEE水平得到大幅提升。

按照All-In-One系统的实施有以下几个层次：

① 通过生产线上下游设备（复卷机，裁切机，包装机等）的信息的汇总和集中调控，实现系统中控可以调整各个设备之间的速度快慢，依靠复卷机存纸架缓冲，以及各个包装机的速度的快慢协同，可以避免因为原纸的更换，包装膜的更换等情况下的设备停机，从而保持整线设备处于连续运转状态。该项生产线设备间的协同可以提升整线5%的OEE指标。(www.xing528.com)

② 以生产设备连续不停机为标准，通过大数据来预测以及优化产品转换过程的停机时间，避免不合理的安排产品的转换计划，从而优化生产线与生产计划之间的协同。该项可以提升整线3%的OEE指标。

③ 依靠于Perini的压花机设计优势，以Catalyst+Trolley One Touch技术来实现压花辊的自动更换，以及在线清洗压花辊的技术。从而极大限度地减少了压花产品生产过程因为清洗花辊而导致的停机。该项设计可以提升整线8%的OEE指标。

④ 使用Perini自动上纸自动换纸技术+裁切圆刀自动换刀设计可以提升整线15%的OEE。

⑤ 基于以上优化，Perini还设计Material Handing系统，可以整合生产线与原辅料库容管理，避免因为原材料的短缺而出现的停机等待。

从以上可以看到Perini的All-In-One系统可以实现设备之间的自动化，生产线与生产计划的协同，生产线与原辅料系统的协同，从而实现以生产线为核心的工业自动化。

除了Perini公司的智能化系统，欧洲的Pulsar公司也推出了Reds System。其特征是可以兼容生产线上不同公司的设备定制化设计，做到设备之间的生产协同。Reds sys tem能够将生产线从设备组合转化成一个完整的集成系统，其中单台设备之间可以通讯和集成，通过有线网络和一个强大、快速的数学模型实时计算需要分配给生产线单台设备的速度值，并且根据运行状况自动调整设备，减少生产线上单台设备的停机次数，保证复卷机的连续运行，避免因一台设备停机所导致整条生产线停机的状况发生，从而提高生产线的整体效率和产量。此外系统还可保存各设备的生产数据，并实现数据分析及远程监控。这样的智能化系统极大地提升了高自动化程度的各个设备之间的智能化水平。