未來(lái)的智能印刷工廠(chǎng)，從這四方面來(lái)建設

【快印客導讀】工業(yè)4.0如狂風(fēng)暴雨般席卷全球，引發(fā)了各行各業(yè)的強烈反響，高效、環(huán)保、綠色的發(fā)展理念成為大家的共識；如何改進(jìn)當前生產(chǎn)模式、提升工廠(chǎng)效益已是全社會(huì )思考和討論的焦點(diǎn)，那么信息化和自動(dòng)化程度相對較低的印刷包裝涂布行業(yè)該如何改變來(lái)應對新時(shí)代發(fā)展的挑戰，答案就是向智能工廠(chǎng)方向轉變！

智能印刷工廠(chǎng)是在數字化工廠(chǎng)的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監控技術(shù)加強信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過(guò)程可控性、減少生產(chǎn)線(xiàn)人工干預，以及合理計劃排程。同時(shí)，集初步智能手段和智能系統等新興技術(shù)于一體，構建高效、節能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠(chǎng)。個(gè)人認為智能印刷工廠(chǎng)的建設需要從以下幾個(gè)方面著(zhù)手：

1.合理的生產(chǎn)布局

對于印刷工廠(chǎng)來(lái)講，合理的生產(chǎn)布局就是要按照生產(chǎn)工藝流向對設備、物料和物流進(jìn)行“U”型布局，這樣可以減少不必要的物流交叉達到最佳的物料流通效果，讓生產(chǎn)過(guò)程更加流暢。不過(guò)，智能工廠(chǎng)的生產(chǎn)布局應該考慮更多元素：

設備層面，國家政策的要求下，環(huán)保設備必不可少，所以排放設備（印刷復合等）要盡可能集中排布，并根據其排風(fēng)管道的布置綜合考慮環(huán)保設備的合理位置；

倉儲系統，智能工廠(chǎng)的倉儲必定會(huì )引入立體庫，存量大空間利用率高且自動(dòng)化程度高，同時(shí)可以與物流系統自動(dòng)對接。規劃立體庫形式和位置時(shí)需要充分考慮生產(chǎn)工藝的要求，比如軟包和涂布車(chē)間有潔凈與非潔凈之分，那就需要在兩個(gè)區域分別設計立體庫，而車(chē)間的立體庫只用于物料臨時(shí)周轉緩存，量值可以小，但位置要非常講究，方便大部分工段取送料；鋁箔和熟化后的卷料不能接觸托盤(pán)，就需要懸空掛放，這樣最小單元體積變大，就需要多布置巷道（堆垛機）；等等。

物流系統，智能工廠(chǎng)的物流系統就是要實(shí)現車(chē)間所有物料的全自動(dòng)拉動(dòng)，主要包含AGV、提升機、輸送平臺等，AGV運行的通道要比人工物流的通道寬，不同形式AGV運行通道也不近相同，所以在物流規劃時(shí)要根據實(shí)際情況（現有車(chē)間大小、物流的規格等）選擇合適的車(chē)型確定物流通道的大小，比如陜西北人研發(fā)的背馱AGV通道要求較小，而叉車(chē)AGV要求的空間相對較大。如果車(chē)間是跨樓層，則需要考慮布置提升機；自動(dòng)化包裝產(chǎn)線(xiàn)會(huì )引入輸送平臺、碼垛機器人等等。

智能配套系統，智能工廠(chǎng)所涉及的智能配套系統，如自動(dòng)上下料裝置，智能視覺(jué)翻轉機器人，智能熟化系統，自動(dòng)稱(chēng)重裝置，智能包裝產(chǎn)線(xiàn)等都需要被考慮在布局范圍之內。稱(chēng)重裝置需要合理的設計在物流路線(xiàn)當中，熟化系統應該加在復合工段之后分切制袋工段之前等等。

所以智能工廠(chǎng)的生產(chǎn)布局就是對整個(gè)車(chē)間及空間的全新考量，并最終把全面的生產(chǎn)元素合理分配，這是智能工廠(chǎng)的基礎建設，對其后期的順利運行有著(zhù)重要的作用。

2.數字化網(wǎng)絡(luò )化

車(chē)間數字化是智能工廠(chǎng)的基本條件，只有把車(chē)間生產(chǎn)信息數字化才能被采集系統自動(dòng)采集，逐漸積累大數據，為生產(chǎn)分析奠定堅實(shí)的基礎。車(chē)間數字化就是要賦予人員、物料、訂單工單編碼信息，能把設備的狀態(tài)和工藝參數、車(chē)間環(huán)境、能耗等信息自動(dòng)采集，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )系統將數據存儲。

新設備一般都具備智能基因，設備所有的數據都能被快速采集。對于相對老舊的設備，必須進(jìn)行改造升級，給PLC加網(wǎng)絡(luò )模塊，機械信號加裝智能傳感器轉換成電信號，車(chē)間加裝溫濕度控制系統，車(chē)間或設備加裝智能電表，設備加裝智能配套模塊：在線(xiàn)檢測，粘度控制儀，油墨色彩控制儀等，總之數字化就是將車(chē)間流動(dòng)的重要生產(chǎn)信息全部轉換成計算機可識別的數據。

3.信息化

信息化就是利用軟件來(lái)實(shí)現管理思想，當前印刷工廠(chǎng)信息化水平較低，大部分也只上線(xiàn)了簡(jiǎn)單功能模塊的ERP，在生產(chǎn)中難以發(fā)揮更大的作用。智能工廠(chǎng)的信息化建設包含以下模塊：ERP系統，MES系統，WMS系統，WCS系統，AGV系統等ERP系統作為企業(yè)資源計劃系統，需要涵蓋業(yè)務(wù)、財務(wù)、訂單、計劃、工藝、物料、能源等模塊；MES系統是ERP系統與底層設備的連接，接收計劃層訂單并全程監控訂單執行和自動(dòng)采集生產(chǎn)信息，確保生產(chǎn)數據及時(shí)準確，為生產(chǎn)分析和高層決策提供支持；WMS系統是對ERP物料管理模塊的補充，實(shí)現對物料過(guò)程和精細化管理，保證物料信息實(shí)時(shí)準確；AGV系統是WMS系統的延伸和執行，負責把生產(chǎn)需要物料及時(shí)準確配送給指定生產(chǎn)設備。

所以信息化建設最終就是一個(gè)多系統、設備、人員、物料互聯(lián)互通的智能生產(chǎn)系統，通過(guò)布置在生產(chǎn)現場(chǎng)的專(zhuān)用設備（PDA、生產(chǎn)看板、條碼采集器、PLC、智能傳感器、遠程I/O、RFID、PC等硬件設備），以電子方式實(shí)現對從原材料采購到成品出庫的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)數據采集、控制和監控。

4.精益生產(chǎn)

精益生產(chǎn)與智能生產(chǎn)是兩個(gè)領(lǐng)域的概念，側重點(diǎn)也不盡相同，精益生產(chǎn)主要是強調了生產(chǎn)過(guò)程中的管理理念與實(shí)現方法，智能生產(chǎn)更側重技術(shù)實(shí)現，但兩者是相輔相成的關(guān)系。

精益生產(chǎn)中的很多理念都指導著(zhù)智能生產(chǎn)系統的建設，比如標準作業(yè)，我們在MES系統首先定義了標準作業(yè)流程，規范了產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，而信息化的方式更容易但更嚴格地控制生產(chǎn)過(guò)程，保證產(chǎn)品質(zhì)量；智能生產(chǎn)流程里增加了來(lái)料掃描確認環(huán)節，這也是減少不必要浪費的體現；后工序拉動(dòng)也是智能生產(chǎn)系統里訂單運行的思路。另外，精益生產(chǎn)里的快速切換、減少浪費、可視化生產(chǎn)等理念，也是智能生產(chǎn)要實(shí)現的過(guò)程目標。同樣，智能生產(chǎn)中的設備互聯(lián)互通、高級排產(chǎn)、過(guò)程協(xié)同、質(zhì)量過(guò)程管控、大數據分析、可視化、預測性維護等方法與手段，都有助于促進(jìn)精益生產(chǎn)的落地與提升。

所以智能工廠(chǎng)的布局、信息化不是簡(jiǎn)單的復制一種生產(chǎn)模式，而是要在精益生產(chǎn)理念和方法的指導下，深入剖析生產(chǎn)布局和產(chǎn)品工藝，并做出行之有效的改進(jìn)，比如，對流程中各種浪費進(jìn)行梳理和改善，庫存量要反復優(yōu)化再確定立體庫的大小，物料存儲方式要改變才能減少不必要的重復勞動(dòng)，物料存儲以及流轉方式要確定清楚再決定AGV與立庫的對接方式，避免不必要甚至錯誤的投入等等。

只有深刻剖析和改變，又充分利用智能生產(chǎn)的技術(shù)優(yōu)勢，最終實(shí)現高效、環(huán)保、綠色、互聯(lián)互通的生產(chǎn)與服務(wù)模式。

總結

在智能工廠(chǎng)的熱潮下，企業(yè)不宜盲目跟風(fēng)，建設智能工廠(chǎng)，應該圍繞企業(yè)的中長(cháng)期發(fā)展戰略，結合自身產(chǎn)品、工藝、設備和訂單的特點(diǎn)，合理規劃智能工廠(chǎng)建設藍圖。在推進(jìn)規范化、標準化的基礎上，從企業(yè)自身當前最緊迫需要解決的矛盾出發(fā)，逐步推進(jìn)智能工廠(chǎng)的建設。