AI技术近些年在3C领域呈现出愈加普及的势头,例如在手机屏幕、手机摄像头、手机听筒等生产和检测过程中发挥了极大地作用。使相关产品的自动化水平和智能化水平获得较大提升,最终在产品质量和生产成本方面得到体现。
纺织印染行业由于利润微薄,一般厂家不愿意花费几十万上百万购买AI智能设备,所以整个行业自动化、智能化水平不高,大部分生产工艺还相当落后,印染厂需要大量工人操作。
据国家统计局统计,从2010年至2021年,我国工人工资涨了三倍多,私营单位制造业年收入从20090元涨到现在68024元。平均一家300人的小型印染厂,人工成本从600万元/年上升到2000万元/年。数据来自国家统计局。
纺织印染属于工业品,工业品由于生产制造技术和水平不断提升,产品价格一般不断减低,2010年买一条大众牛仔裤大约要50-70左右,2021年买一条大众牛仔裤大约100-150。工业品最终出厂价格没有上升太多,但是人工成本上涨了三倍,这就导致工厂的利润被不断压缩。
另外由于2018年后,随着国家现代化水平达到中等发达国家水平,为应对人民群众对于绿色环境的要求,国家对于污水、废弃排放管理越来越严格,以前可以偷偷排放的,现在则需花费上千万购买污水处理设备,平均下来每吨污水处理费用10元,平均一家中等规模的印染厂效益好的时候,每天排放污水7000-8000吨。每年花在污水治理上的成本就有2500万。
产品价格上涨幅度很小的情况下,人工成本和环保成本翻倍上涨的情况下,一家工厂要想保持盈利,除了保持自身较强的产品研发和品质竞争力以外,生产成本控制被越来越多的工厂重视。近几年来,纺织厂印染厂也不断在寻找自动化、智能化的替代升级产品。
染厂生产工艺一般包括退卷、烧毛、漂洗、染色、定型、后整理、检验出货。采用打卷或码布方式将布变为卷装或码装。在这道生产工艺上是可以进行比较大的自动化改进的:一般卷装在打卷操作时,工人要看着布面看有没有大的问题,另外就是看接头是否到达,接头到了说明一匹布结束了。一般打卷打1-2个接头后,需要工人发现第三个接头,然后在接头处停车,将接头撕开,将米数、品种等信息打印成不干胶标签,贴在布上,套袋出货。
码布操作类似,一般工人将布接到码布机上,按下按钮码布开始,等到接头到来的时候布码完,也是将接头撕开,然后将布套袋贴上数量和产地标志完成码布操作。在打卷和码布环节,由于接布、套袋只占一部分时间,等待缝头出现这相当长的时间内工人是没什么事的。对工厂而言,由于厂房租金,人员工资都是固定开支,要提高利润,只能提高单位时间生产效率。工人长时间等待就等同资源浪费。累积下来也是一笔不小的开支。一般规模中等的染厂会有10个左右工人开码布机、打卷机。按照一般国内工厂两班倒的管理安排,整个码布、打卷工艺需要20人左右。一年人工开支约130万。
当前我们针对码布、打卷时工人时间浪费比较多这个问题进行了研究,将码布打卷的智能水平做了一个提升。
码布和打卷工艺按照动作可以分为:1. 准备待原料布车、2.接布、3.等待缝头出现、4.发现缝头并撕开、5.套袋。
在这5个动作中,其中等待时间最长的是动作3,也就是从接布完成到等待规定接头出现这段时间。由于所有的布都是发现接头然后撕开完成码布打卷,因此如果能准备探测接头,那么工人接好布以后就可以不用一直盯着布面,进而可以操作另外一台设备。这样无形中节省了人员数量,为工厂节省了用工成本。
这项自动化技术的核心是缝头探测技术。传统的缝头检测器采用机械压辊连接编码器,通过测量缝头附近的厚度变化来检测缝头。但是该技术需要很稳定的张力环境,无法应用于码布机和打卷机这样速度快,张力又不稳定的设备上,强行使用也不稳定。设备厂家找到行业中专业的计算机AI图像识别部门进行联合攻关,目前该技术已经稳定工作于打卷机和码布机设备,并且实现设备小型化。改造升级十分方便。
设备厂家为打卷机、码布机增加缝头识别设备。工人接好布之后就不用再盯着缝头,转而可以操作下一台设备。接头出现时,缝头识别器会让机器自动停机并发出报警,工人过来只要撕开缝头并进行装袋工作即可,装袋完成后,接上下一匹布继续码布并自动监控缝头,周而复始,工人不用长时间盯住一台设备,消除了大量无效等待时间。
下面用泳道图的形式比较采用该技术后工艺时间对比情况
使用该技术之前
使用该技术之后
下面是应用该技术后设备工作的展示:
该创新是很小的一个创新,但是工业自动化就是从一个个小创新积累最终实现省工省人乃至实现最后的黑灯工厂,完全自动化运行。不积跬步无以至千里,不积小流无以成江河。
希望上述技术创新给染厂提升生产管理水平、降低成本方面带来灵感和启发。如果帮到了你,我们感到非常荣幸。如果您对这个产品感兴趣也欢迎与我们取得联系。