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建設智慧型工廠實現機器換人的思考與實踐

作者：百檢網 時間：2021-12-16 來源：互聯網

? ?摘 要：文中從建設智慧型工廠實現機器換人的思考入手，由淺入深地闡述了紡織行業實現機器換人的契機。分析了針織行業織造、染整、印花、服裝企業實現智能化、自動化的切入點，并提出勞動*密集的服裝制作流水線實現智能化機器換人的關鍵技術要素。重點闡述了通過引進智能化高端裝備建設智慧型服裝生產流水線的實踐經驗，驗證了機器換人提高生產效率的重要性，為緩解企業招工難、勞動力成本上升提供了解決辦法。
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? ?“機器換人”是推動傳統制造業實現產業轉型升級的一項重要舉措，是以現代化、智能化、自動化、數字化的裝備提升傳統產業，推動技術紅利替代人口紅利、資源紅利、出口紅利的轉型，新的產業優化升級和經濟增長的動力之源。“機器換人”是利用“智能化、自動化”的機器手、自動化控制設備或自動化流水線對企業進行智能化技術改造，建設智慧型工廠，實現“減員、增效、提質、保安全”之目的。“機器換人”就是在用工緊張和資源有限的情況下，通過提升機器智能化的辦事效率，提高企業的產出效益。
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? ?對企業來說，“機器換人”是提高生產效率的妙招，更是應對招工難、缺少工人的良方，也是各地政府當前經濟轉型升級的有力助手。
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? ?1 紡織行業實現機器換人的思考
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? ?紡織行業在《國民經濟行業分類》(GB/T 4754-2011)中屬于第二產業，是典型的傳統制造業、勞動密集型行業、高耗能高污染行業。
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? ?1.1 思考一
? ?“機器換人” 換來的是勞動密集的紡織行業節省人工、穩定質量、便于管理，不受人為情緒變化，提高生產工作效率。但是，作為企業初期智能化設備投入較高，對操作工人技術水平、軟件控制水平都有較高的要求。
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? ?1.2 思考二
? ?“機器換人”替代的是人海戰術，解決企業招工難，用工難，留住員工更難的實現問題。
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? ?1.3 思考三
? ?“機器換人”不是企業想做不想做，而是不得不做的問題。
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? ?在20世紀的80年代，中國打開**之時也是承接全球第三次制造業大轉移到第三世界國家之勢。當時多數人的工資只有幾十元到二三百元，而進口的紡織機器可以用天價來形容。例如：一臺日本原裝進口的數控織布機要35-45萬元人民幣，一臺高速片梭織機達到l50-152 0173 3840萬元人民幣，一臺電腦針織提花橫機140-l80萬元，一臺針織提花大圓機在150-200萬元，一臺德國進口定形機在1200萬元以上。進口設備每年還要引進外籍專家進行維護維修，加上備件達到2-4萬元的維護成本(當時人民幣與美元兌換達到8.8元換l美元)。
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? ?當時面臨中國具有充足的廉價勞動力，大量的農民工進城成為中國企業盈利的主要原因。企業面對昂貴的進口設備不是沒有需求，而是“人”一直比智能“機器”便宜，只能說“不”。到2004年之后，隨著民營企業的增多，獨生子女家庭也越來越多，導致“民工荒”越演越烈。同時由于供需的變化，各地區用工的規范化，加上政府強迫必繳的各類保險，用工成本呈現3-5倍甚至更多的增長。
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? ?隨著人民幣的升值，國際流通貨幣的貶值，加上引進裝備消化吸收和國內企業的自主創新，目前進口和國產機器價格已經大幅度下降，一臺國產電腦橫機10-15萬元，一臺劍桿織機5-8萬元，一套進口的服裝自動吊掛線48萬元，一臺自動裁床117萬元。所以“機器換人”不是企業想不想做，而是不得不做。
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? ?1.4 思考四
? ?“機器換人”是經濟轉型不可逆轉的趨勢。隨著招工難、勞動力成本上漲，中國“人口紅利”的消失(有專家稱2015年前后將宣告人口紅利期結束)。而機器換人*終會比人力成本便宜，像美國一樣進入“再工業化”的格局。
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? ?1.5 思考五
? ?“機器換人”是新一輪科技革命到來前夜的必由之路。作為向“世界工廠”開放的中國企業，如果不主動改變經濟崛起很可能被中斷。
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? ?1.6 思考六
? ?“機器換人”對主動迎接挑戰的企業來說是一種改造的機會、手段、升級的措施。對另一部分被動的企業來說是沖擊、是淘汰、是生存、是轉型。
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? ?2 建設智慧型針織染整服裝工廠的分析
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? ?2.1 針織制造企業
? ?**，面對的是單臺針織緯編大圓機操作，換一次品種需要調試一次機。“機器換人”的核心分析是：低端換高端，手動換數碼，人工調線上機換真空吸線上機，靠“人”控制換成由電腦控制，自動化程度低的換智能化高的針織機。
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? ?2.2 針織染整企業
? ?同樣，面對的是單臺機前處理、染色、定形、后整理，難以實現真正的機器換人連續化流水作業。分析建議如下：
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? ?通過網絡信息化、數字化、智能化建立系統平臺。將客戶來樣、電腦配色、打樣處方、客戶確認樣、染化料配方、放樣工藝技術、染化料加料系統、大生產工藝技術儲存到平臺。減少人為的重復勞動、抄錯配方、染化料稱錯、入缸出錯、工藝技術無序變化、操作隨員工不同的責任心而變等問題。
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? ?建立染整生產車間現場工藝管控呼叫中心控制系統。任何機臺出現如何問題，系統通知操作工的同時，中心控制系統報警，及時跟蹤解決。單臺設備控制系統由二名以上工藝員負責密碼，不得隨意改變成熟的工藝流程及工藝參數。
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? ?建立染色一次成功的控制系統。對于回修的做好在線記錄，分析查找原因之后將出現的問題登記，解決方法措施記錄在冊，通過整體技術管理水平。
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? ?建立產品自查、自檢、自驗系統。對每一批產品、每一個品種都有出廠測試報告。建立*終產品檢驗檔案庫，隨時可以調出產品的各項測試指標。
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? ?建立所有產品研發、生產、銷售、客戶跟蹤檔案系統。以備市場反饋或者出現意外問題時，有查找的依據和歷史數據。
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? ? 建立公司全方位的預警機制，確保產品、生產、環保、安全順利進行。
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? ?對于連續式冷軋堆前處理、連續式平幅練漂機新技術、新設備的出現，無疑是實現“機器換人”的*好替代生產設備。但是，新技術從認識到成熟應用還需要一定的時間。
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? ?2.3 針織印花企業
? ?由于印花設備是連續化操作，自動控制系統相對比較完善，用工人相對比較少。重點應該從節能減排、清潔生產工藝，環保的涂料印花、轉移印花、數碼印花新工藝新技術方面，電腦圖案設計、電腦描稿制圖、制版制網方面實現智能化。
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? ?2.4 服裝生產企業
? ?通過實際生產分析，在針織、染整、印花、服裝企業用人*多的還是服裝生產企業。“機器換人”效果*見效的也是服裝加工企業。
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? ?3 勞動*密集的服裝流水線實現智能化機器換人的關鍵要素
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? ?3.1 服裝市場需求
? ?據紡織產業報告統計2013年我國紡織服裝出口較2012年平穩較快的增長。來自海關總署數據2013 年全國紡織服裝總出口2839．9億美元，比2012年增長11．4％。其中紡織品1069．4億美元，增長ll．7％、服裝l770．5億美元，增長ll.3％。
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? ?3.2 服裝生產工藝流程
? ? 傳統工藝流程：面料進廠→人工安排生產計劃→人工打版→人工制版→人工畫樣放樣→人工鋪布→人工排版→人工畫樣→人工裁剪→衣片分類→人工下布→人二次分類→人工檢驗→人工捆扎衣片→人工搬運衣片→人工記賬→人工派送衣片→繡花、印花→人工流水線上多人縫制→人工檢驗→人工熨燙→人工檢針驗針→人工裝袋裝箱→出貨。
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? ?3.3 分析傳統服裝生產流水線，找出“機器換人”的關鍵要點
? ?自動噴墨繪圖機替代人工打版→人工制版→人工畫樣放樣
該工序人工操作工藝復雜，周期長，人工操作時面料利用率低。引進自動噴墨繪圖機自動繪圖，電腦排版，簡單易行，繪圖準確，排版精準、面料利用率提高2％～5％以上。
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? ?傳統手工紙樣、紙板樣人工畫圖裁剪，一床1．5小時×3個人。引進自動繪圖機5分鐘×1個人即可完成，人工減少三分之二，生產效率提高了50倍。
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? ?自動鋪布機替代人工鋪布
? ?該工序沿用3-4人為一組進行鋪布，效率低，勞動強度大，***多鋪5000 m布。引進日本自動鋪布機1人同樣鋪5000 m布，僅需4 h。相當于提高生產效率5倍以上，人工費由3-4人降到1人。
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? ?自動裁床代替手動或半自動裁剪
? ?裁剪工序是服裝行業水平高、技術高、工資高的三高工序。裁剪師水平的高低直接影響到面料的利用率，成衣尺寸大小的穩定性。一般裁一床面料，需要2個人×1 h。引進自動裁床大約15 min×1個人即可完成。用人下降50％，生產效率提高8倍左右。
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? ?吊掛式服裝縫紉流水線
? ?服裝縫紉流水線是用人*密集的工序，需要大量的人力物力，從衣片分類→人工下布→二次分類→人工檢驗→捆扎衣片→搬運衣片→人工記賬→派送衣片→繡花、印花→縫紉流水線→人工檢驗等*繁雜的一個過程。
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? ?引進全自動式吊掛式服裝縫紉流水線，減少很多中間的計數、分類、捆扎、搬運等人工，是“機器換人”的重要環節。
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? ?3.4 服裝制作流水線“機器換人”的原則
? ?分析服裝制作過程，“機器換人”的原則是：低端換高端，手動換自動，單臺換成套，人工換智能，繁雜換簡單的“五換原則”。推動智能化、信息化、自動化、集成化、生態化、數字化、平臺化的機器
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? ?4 引進智能化高端裝備建設智慧型服裝流水線的實踐效果
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? ?4.1 改造后的服裝生產流水線新工藝流程
? ?面料進廠→生產計劃→電腦排版→產品分類→自動鋪布→自動剪裁→自動檢驗分類→衣片繡花、印花→自動吊掛式輸送→流水線縫制→自動檢驗→熨燙→自動包裝→自動二次驗針→人工裝箱→出廠。
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? ?對比可見，實現“機器換人”自動化程度提高之后，改造前后工藝流程減少8-10道工序。減少人為操作帶來的流水線滯留，錯批混碼，數量不準確，精準度不高等不利因素。在提高產量的同時提高了生產效率、出貨時間和出貨速度。
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? ?4.2 智能化、自動化裝備引進的效果
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? ?4.2.1 研究內容
? ?計劃淘汰落后的斷布機294臺、鋼帶裁剪機154臺、電剪刀152 0173 3840臺、橡筋拼接臺車ll臺等生產設備639臺套。
引進國際**的部分關鍵環節設備，實現機器換人。計劃引進自動噴墨繪圖機19臺、自動鋪布機38臺、自動裁床l3臺、自動吊掛式流水線37條、高速全自動拼接橡筋機l7臺，共引進新設備l24 臺套。
? ?通過自主創新的智能化、自動化、信息化融合，實現“機器換人”的技術聯網研究與應用。
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? ?4.2.2 完成后達到的水平、作用(從減員增效，勞動生產率提高方面)
? ?智能化高檔針織服裝生產流水線綜合技術水平達到國際**水平。
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? ?減員增效、勞動生產率提高方面。
? ?吊掛式自動流水線的引入：經測算每條吊掛式自動化流水線*少減60人，每年每條線人工成本減少216萬元(月薪3000元計)，37條線節約7992萬元。
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? ?鋪布機的引進：由原來手工鋪5000m布／8 h×3個人，引進后同樣鋪5000m布，僅需要4 h×1個人，生產效率提高5-6倍，人工成本由原來的ll5元／人．天×3個人=345元，下降到57．5元，人工費用下降了6倍。

? ?自動裁剪機的引進：原來裁一床面料，需要lh×2個人，引進后l5 min×1個人，用人下降1／2，生產效率提高7-8倍以上。
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? ?自動繪圖儀：原來手工紙樣、紙板樣人工布局畫圖，一床l．5 h×3個人，引進后5 min×1個人，人工減少三分之二，生產效率提高了54倍。
高速全自動拼接橡筋機：原來采用傳統的平車縫紉機，3個熟練操作工互相配合，1人裁剪4000 條／天，2個人拼接2000條／天，3人一組完成，質量還經常達不到客戶滿意的要求。引進后用高速全自動拼接橡筋機，l人可以操作2臺機。自動在機上裁剪、搭接、縫合，每天每人4000條／臺×2臺=8000 條。生產效率翻了6倍，人工從6人減少到l人。僅人工成本每年減少了5人×ll5元／人天×26天×12月=18萬元。研制開發的一臺高速全自動橡筋機9萬元人民幣，僅考慮人工成本，忽略生產效率的提高，購買一臺設備6個月即可收回成本。
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? ?4.2.3實際完成的效果
? ?經測算：綜合生產效率提高30％-40％，勞動效率提高35％-45％，個別提高效率54倍(即自動繪圖工段，人工減少了三分之二，生產效率提高了54倍)。
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? ?部分關鍵環節設備引進，同比改造前計劃減員1100人，在實際減員130人的情況下，產量與改造前的2011年比較增加2039萬件，銷售增加58，258萬元，稅收增加8097萬元。
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? ?由此可見，購進引入高端國際**級水平的設備，對提高生產效率減少人工成本，實現“機器換人”起到了至關重要的關鍵作用。
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? ?5 項目完成后的實際效果
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? ?5.1 自動裁剪機“一拖四”人休息機不休息的新技術
? ?在完成設備安裝調試入流水線之后，整合了購進的設備，研究實施設備聯網、聯機、優化設備的使用率。在提高生產效率的同時實施捆綁式“一拖四”的新技術。即一臺自動裁剪機跟蹤用于四組裁剪床，進行組合式裁剪，進一步發揮自動化裁剪機的使用效率。實現人休息機不休息的高效率。
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? ?5.2 自主研發了自動噴墨繪圖機電腦控制軟件
? ?通過遠程智能化網絡及信息平臺的集合，入網參與總部的馬克排版系統。并進行歸類、整合，監控被分配到各車間生產流水線上的繪圖機。當設備閑置的時候，調劑排版、打印、裁剪，再一次提高設備的使用效率、面料排版的利用率，減少設備的空置率。
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? ?5.3 自主研發了高速全自動拼接橡筋機
? ?傳統方法是熟練操作工3人為一組，其中1人裁剪4000條／天，另外2個人平車縫紉機拼接2000 條／天的高強度勞動。自主研發的高速全自動拼接橡筋機，l人可同時操作2臺機，自動在機上完成裁剪、搭接、縫合。每天4000條／臺×2臺=8000條，生產效率翻了6倍，人工從6人減少到l人。僅人工成本每年減少了l8萬元，研制開發的高速全自動橡筋機每臺9萬元人民幣。僅人工成本，忽略生產效率的提高，購買一臺設備6個月即可收回成本。
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? ?6 總結評價
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? ?采用TW-2000P自動噴墨繪圖機、NK390VSL-4自動鋪布機,27格柏自動裁床、LTE209 AD／2S 自動裁床，自動吊掛式流水線，KEKl-30高速自動橡筋機，LD-2自動掃描儀的服裝生產流水線達到了國際**水平。
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? ?采用模塊化設計，實施捆綁式一拖四的新技術。一臺自動裁剪機跟蹤用于四組裁剪床進行組合式裁剪實現了一機多能的自主創新。
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? ?研發開發的自動噴墨繪圖機電腦控制軟件，通過遠程智能化網絡及信息平臺的集合，入網參與總部的馬克排版系統。并進行歸類、整合，監控被分配到各車間生產流水線上的繪圖機。當閑置的時候，調劑排版、打印、裁剪，再一次提高設備的使用效率、面料排版的利用率，減少設備的空置率。
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? ?減少打板工、鋪布工、裁剪工、捆扎工、記賬工、橡筋接頭工、搬運工等補充到生產流水線上。對比“機器換人”引進先進設備前后，在人員減少130人的情況下，產量增加2000多萬件，產值增加59000多萬元，稅收增加8000多萬元，實現了綜合生產效率提高30-40％，勞動效率提高35-45％，個別工段提高效率54倍的實現了機器換人的目標。
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? ?7 “機器換人”之后的憂患
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? ?“機器換人”用智能化裝備替換勞動力的熱度正在從浙江、廣東、江蘇出發席卷全國的制造業，是一個值得關注的新動向。
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? ?“機器換人”帶來的高效生產、質量提高、減少浪費等優勢使制造業在市場上更具有競爭力，給企業轉型升級帶來了新的機遇和挑戰。
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? ?在未來的紡織企業發展中，無疑是優勝劣汰。誰掌握了高端技術，誰技術改造舍得投入，誰擁有國際**的先進設備，誰具有創造與創新能力和可持續發展能力，誰就會跑在行業的前列成為龍頭企業，具有市場話語權，定價權。
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? ?全面推行“機器換人”的憂患
? ?a． 目前先進的制造裝備大多數是從發達國家購買的設備，國內設備制造業原材料、技術水平、創新能力與國外比差距較大。但是模仿能力強創新不夠。
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? ?b． 購進的先進設備需要高水平的技工操作。目前大學畢業生不愿意到工廠一線工作，紡織職業院校的畢業生到企業像參觀學者而不愿深入實際，*多鍍金一年跑到賺錢快的銷售貿易行業。企業也不愿意接受剛離開大學校門的畢業生。
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c．“機器換人”換掉的是簡單體力勞動的操作工。對于減下來愿意繼續留用的好員工，多數大型企業成立技術培訓學校，通過再上崗的培訓提高他們的技能，再回到技術含量高的崗位也是不錯的選擇。
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? ?8 結束語
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? ?面對建設智能化城市、智能化交通、智能化工廠的今天，“機器換人”、“產業升級”、“結構調整”是不以人的意志為轉移的大趨勢。作為現代紡織行業的成員，必須重新規劃自己的職業生涯。加強自我學習自我建設，自我提高。從自身做起，**實現自己的轉型升級，跟上時代發展的步伐和脈動，否則企業不淘汰你，社會也會淘汰你的。（申洲國際集團）
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