摘要：探討半精紡智能制造體系建設中的注意事項。針對半精紡生產的特點以及所面臨的困境和需求，將智能制造引入半精紡生產，通過智能地組織生產和調整工藝，提高設備和瓶頸資源的利用率，提升生產應變能力，實現生產產品的可追溯性。指出：通過構建半精紡智能化生產管理體系，可以給決策者帶來更真實、全面的數據參考。認為：引入智能化生產管理體系對半精紡的發展以及整個紡織行業有著舉足輕重的作用。

　　關鍵詞：半精紡;自動化;信息化;智能化;生產制造執行系統

　　紡織行業是一項人員密集型的傳統行業。現行業內普遍認為把智能化生產技術引入紡織行業的時代已經到了，智能化是實現紡織行業轉型升級的有力手段。智能化生產對紡織企業來講，它除了涉及紡織企業內部的信息，還與紡織企業外部的供應鏈及上下游企業息息相關，它主要包含生產、經營、物流等多方面的自動化和信息化，能夠進行智能計算、分析與決策等。從宏觀上就是要使產業鏈的上下游企業建立共贏共創的平臺，使上下游的用戶參與進來，留下更多的數據信息。而對企業本身來講，智能化生產是實現從手工到自動化的過程，最終實現生產、經營的智能管控與決策。

　　智能化生產將紡織產業與信息、互聯網等技術結合在一起，應用于生產、供應、營銷在內的各個系統內，實現整個產業的相互聯通[1-3]。半精紡的生產立足于棉紡設備和毛紡設備的有機結合，將棉紡工藝與毛紡工藝融為一體，是一種新型的多組分混色紡工藝技術，同時又是以多品種小批量為主，因此更加需要智能化生產管理體系的引入。本研究針對半精紡生產所涉及的情況和需求，淺述半精紡智能化生產的設想與實踐。

　　1半精紡生產的特點與需求

　　1.1半精紡生產特點

　　半精紡生產特點主要表現在以下幾個方面。(1)小批量、多品種、產品個性化強。在實際生產時翻改品種多、工藝更改頻繁、生產效率低、質量不穩定。因此要求有一種科學、智能的生產執行系統去完善整個生產過程。(2)大多是訂單模式，交期較緊。要求充分發揮工藝和設備技術管理人員的潛能，提升設備利用率，提高生產效率和工作節奏，尋求質量與產量的契合，達到智能化排單和科學組織生產。

　　(3)半精紡產品的競爭越來越激烈。要求最大限度提高和穩定產品質量、降低生產成本。必須同時掌握半精紡領域內的產品流行趨勢、紗線質量和風格需求等數據信息，并對其進行智能分析，才能不斷地開發出符合半精紡市場需求的新產品，以提高企業的核心競爭力。

　　(4)勞動用工越來越緊張。應充分挖掘設備和生產人員的潛能，提高自動化程度與生產數據采集的及時性和準確性，加強績效管理機制。(5)技術含量較高、創新性強。其生產過程實際上就是產品開發的過程，然而實際的生產情況沒有系統、現存的理論和經驗可依。這就需要收集大量的生產技術數據，然后進行智能分析和形成生產工藝的調整決策，提高生產過程和開發產品時翻改品種的效率，以便精確地進行技術改造。(6)對生產設備狀態的要求比較高，因此需要一項實時精細的設備狀態管理，對設備運行要有智能系統地分析，可明顯降低生產成本和提高設備生產效率。

　　1.2困境與需求分析

　　根據半精紡生產的現狀與特點，如何用更短的時間、更少的人，顯著提高生產效率和開發出更多高性價比的新產品，已成為企業考慮的重點。尤其是排單排產作為紡紗生產展開的開端，其靈活性、共享性變成了半精紡生產企業日益突出的問題。其主要需求如下。

　　(1)企業高層管理者的決策，需要有精細化的生產管理和經營管理以及對上下游產業鏈數據的精準采集和智能分析等功能的管理執行體系提供支撐。

　　(2)企業管理必須掌握實時產能數據，并預測與真實產能的偏差、需求和計劃生產是否合理，規劃實施是否協調等，同時應對生產的整個過程追蹤、監控，并加以研究。

　　(3)半精紡產品的銷售形式大多是訂單，期望可以借助智能體系獲得業內訂單的實時需求和所有用戶訂單規劃的實時狀況以及已處于生產階段的訂單實時進度、公司真實的產能狀況等。如今大部分半精紡生產企業都欠缺標準的生產運營實施體系，業務員難以獲悉有關方面的實時動態，與計劃、采購等部門間的協同較為滯后，使信息傳遞的管理不準確和不及時。

　　(4)生產的實際管理能夠借助智能體系了解生產的實時規劃、負載狀況等，從而便于及時甚至提前安排好與此有關的生產準備事宜。更重要的是要通過智能系統及時了解計劃的完成情況、工序之間不同品種的生產平衡，或造成工序生產的負荷瓶頸及異常等相關情況。

　　(5)在物料控制與采購控制方面，大多企業未能密切銜接物料供需分析與生產規劃，未能精準計算物料的需求情況以及其采購狀況等，借助智能體系，供應鏈可以與企業本身進行智能連接。

　　2半精紡引入智能化生產體系的目的與任務

　　利用信息化、自動化、智能化的技術，精準實時掌握半精紡生產線的生產進展、設備運行狀況和產品的實時質量狀態，實現自動、高效、合理、智能地計算并及時組織生產和工藝調整，以達到生產排產、生產進度和工藝質量等智能的把控，提高設備和瓶頸資源的利用率，提升生產應變能力，并實現生產產品的可追溯性，這樣給決策者帶來真實、全面的數據參考，進而構建先進、合理并且具備前瞻性的當代智能化生產經營管理系統[4]。

　　3半精紡智能化生產的設想

　　智能化生產體系的總體思路是以促進部分的自動化、信息化和智能化。在生產環境中運用生產制造執行系統(以下簡稱MES)及智能倉儲系統;利用ERP系統對企業所有的人、財、物、信息、時間和空間等綜合資源進行平衡和優化管理;在面向用戶和合作企業方面，構建網絡云平臺、數據中心與工業大數據平臺，實現網絡協同、個性化定制和服務化延伸[5]。這種智能化生產的設想是符合半精紡生產特點和實際情況需求的。

　　首先，ERP只是為了實現過程和信息管理，達不到實時的數據采集和智能的決策分析。要實現智能化，除ERP外，先要實現自動化和實時數據的有效采集，自動化與智能化必須是統一的，然后才可能進行一系列的智能分析和優化，達到部分的智能化生產。其次，要實現部分智能化，首先要實現部分自動化，其次才是信息化。因此自動化是紡紗廠實現智能化生產系統的前提。對于現階段大部分紗廠來講，主要還是要通過改造實現部分工序之間物流自動化、擋車工部分操作自動化及生產運行數據自動采集。充分利用無人駕駛有軌運輸車(以下簡稱RGV)和無人駕駛無軌運輸車(以下簡稱AGV)技術，進行各工序之間橋聯的改造。

　　在智能化生產系統中，信息化和自動化是關鍵，然而更關鍵的是要讓工廠有一個“合作的大腦”來收集數據，然后通過“大腦”進行智能分析和控制，實現智能決策和運營的目的。因此，工廠的最頂層應該有數據系統和管理系統，下一層應該有基礎的ERP和覆蓋系統(包括供應、銷售、存儲、財務系統)，生產管理執行層應有MES系統，并應包括資源(電、熱、水)等基礎設施的管理制度。

　　4半精紡紡紗智能化生產體系項目的實踐

　　4.1確定精細化生產管理模式

　　智能化生產的核心其實就是實現精細化生產，即確保員工以最高效的方式進行協同和操作，消除一切浪費，挖掘一切瓶頸資源。精準地按訂單與用戶需求安排生產，使小批量、多樣性品種的生產方式得以滿足。智能工廠應精準適時配送各種物料以及原料，及時依照訂單交貨期限安排生產，構建生產車間的電子屏幕，及時發現并解決整個生產環節發生的各種問題。促進精細化生產的過程即漫長又不可間斷，還必須與促進自動化、信息化相關的工作密切結合在一起進行。要實現精細化生產，必須先進行自動化和信息化的改造。

　　4.2廠房的基礎設計

　　智能工廠的廠房設計首先考慮在基建中有相關智能化需要的基礎設計，如水、電、汽、網絡、通信等管線的設計，針對舊車間改造也要首先進行這一項配套設計。其二，廠房配套的設計包含了視頻監視體系、采光體系、空氣調節體系、火災報警系統等相關智能化的改造。

　　4.3智能化生產線的規劃

　　生產線是規劃智能工廠的關鍵環節，大規模坯紗生產基本上是同一類型的品種，而半精紡所生產的品種類型是隨著市場的變化而經常不斷變化的，企業就需要根據半精紡銷售產品的數據信息、市場對產品需求的數據信息及未來相關的產品趨勢數據信息，對生產的產品品種、產能及各種品質要求等進行規劃，可采用價值流圖等智能方法來合理規劃其生產線，確保整個工廠生產設備橫向和縱向的配套，使生產效率達到最大化。

　　因此，在實際規劃生產線時，就要更大限度地考慮減少用工以及員工工作強度，盡可能對每一道工序進行智能檢測，進而提升生產效率和產品品質。因此，應對所有工作是否可運用智能設施等進行具體分析。若是該工位高度重復且沒有變化則可選用智能設施，反之則應選用人工。此外，對于人工作業部分應盡可能提供智能提醒，使人機協作得以全面實現。如現行細紗機上的單錠檢測裝置就是一種方便人工操作的智能提示裝置。

　　紡織論文投稿期刊：棉紡織技術(月刊)創刊于1973年，是由陜西省紡織科學研究所和中國紡織信息中心主辦、全國棉紡織科技信息中心和《棉紡織技術》期刊社編輯出版的科技期刊，國內外公開發行。

　　5結語

　　綜上所述，半精紡是傳統紡織行業開發新產品的結果，它的存在主要以生產多品種、小批量、個性化產品為主，這也是紡織產業一種新型的生產模式。顯然，這種生產模式對企業生產經營的管理要求更高。引入智能化生產管理體系對半精紡的發展以及整個紡織行業有著舉足輕重的作用。然而規劃與改造智能化生產線是一項非常復雜的系統工程。

　　首先要從企業文化、行業未來、經營思路、技術進步、生產的靈活性、各管理系統間的復雜性等多個方面進行綜合規劃;實施綜合考慮企業的經營、生產、管理、工藝、設備、自動化和IT等多個部門的職能并實現協同合作，才能規劃和建設出真正具有可操作性和實效性的智能工廠。

　　參考文獻：

　　[1]于偉東.紡織材料學普通高等教育“十五”國家級規劃教材[M].北京：中國紡織出版社出版社，2006：178-180.

　　[2]馬曉輝，陳建.數字化紡紗車間的智能化技術特點及效果分析[J].棉紡織技術，2017，45(8)：10-13.

　　[3]房永.F公司線圈生產車間智能化改造研究[D].濟南：山東大學，2019：55-58.

　　[4]管錦文，徐旻.棉紡數字化車間及其智能化特點[J].棉紡織技術，2016，44(10):80-84.

　　[5]徐文星.面向個性化定制生產的智能糖果包裝實驗系統設計與實踐[J].廣州：華南理工大學，2019：20-24.

　　作者：周衛忠