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五洋:互联网+全成型经编定制生产技术 及智能制造助推针织行业工业4.0发展
发布:2017-02-04 15:30:00

一、前言

  五洋纺机有限公司成立于1986年,位于江苏武进国家高新技术产业开发区,作为全球双针床经编机的领跑者,是生产应用于纺织行业经编机以及全成形服饰的综合性国家高新技术企业,拥有五洋纺机、五洋赛德、城中印染、艾诗丽3D服饰、数字工厂、环球经编科技六大实体,产品遍布全国大部分省、市、自治区,并远销加拿大、日本、欧盟、印度、马来西亚、西班牙、突尼斯等三十多个国家和地区。携手中科院、沈自所、南理工、上海交大、东华大学等国内多所院校,公司成立了双针床经编机产品研发中心、企业技术中心、江苏省经编机运动控制工程技术中心、企业研究生工作站多个科技研发机构,已累计获得软件著作权5项、国际专利9件、发明等专利135件;完成工信部下达的国家标准1项、行业标准7项的制订任务;公司已注册完成国内商标35件,国际商标48件,“五洋”和“柳绿”商标分别被认定为中国驰名商标,“五洋”品牌价值被评估达38.05亿元!

二、实施背景

(一)适应现代纺织发展趋势的需要

在今年《十二届全国人大四次会议政府工作报告》、《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》指导下,推进“中国制造+互联网”,建设制造业创新平台,实施智能制造示范成为当前国家关注的重点,鼓励企业开展个性化定制、柔性化生产,培育精益求精的工匠精神,增品种、提品质、创品牌已成为当前国家和企业共同奋斗的目标。因此,为满足全球高端纺织装备愈来愈多的市场需求,结合“互联网+”,大力提高高端纺织装备制造业创新能力,实现由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式,推动高端纺织装备制造业向智能化转型成为纺织装备行业目前的主要任务。通过培育新型纺织机械智能化制造和终端产品生产的智能化管理有望带动整体智能装备水平的提升,推进生产过程、生产方式和产业模式的全面提升,推进纺织装备行业的企业的研发、生产、管理和服务的智能化水平的全面提升。

(二)开发高附加价值产品成为中国纺织产品结构调整与突破市场困境的主导方向

随着纺织机械装备国际竞争的不断加剧,从近几届的ITMA(国际纺织机械展览会)的展出明显可以看到,国内外高端生产商如德国特吕茨勒集团、中国经纬纺织机械股份有限公司的纺织机械产品的设计及制造正向着高精度、高质量、低能耗、低成本、智能化发展。而我国制造业劳动成本不断上升,市场对制造成本、产品质量等环节的要求不断提高,纺织机械行业作为传统产业也必须“创新驱动、转型升级”,双针床经编机的制造也向着数字化、网络化、集成化、智能化和绿色化方向发展。五洋公司一直致力于双针床经编机技术装备的多品种个性化定制、柔性化生产和生产全过程监控等关键技术的研究和应用,开发出全成行系列经编机及经编智能管理系统来满足下游客户的迫切需求,以互联网+纺机智能制造与纺织智能生产提供支撑。

 

   (三) 加强纺织装备信息化建设是实现结构调整和产业升级的重要途径

  传统经编设备的主控系统主要是单机版模式,经编设备生产过程中的监测与控制数据都由本机系统来控制,生产过程中的数据无法与企业ERP系统实时对接,缺乏实时监测的能力。物联网概念的出现,带来了一系列相关技术的应用,加强了在线实时采集和处理数据的能力。将整经设备、智能化经编设备、缝剪设备、染色设备、定型设备、自动包装设备组成一个生产线整体,通过各类传感器、监控设备实现对生产线运行时产生的各种信息进行采集,通过网络传输至服务器进行存储,再由软件系统进行分析、管理以及输出,实现生产线的智能化,可保证产品质量,极大地提高生产效率。

 (四)符合国家政策要求

  基于市场需要,本项目研发智能全成形经编机及管理系统实现基于物联网技术的全成形产品生产,完全符合中国纺织工业联合会在《纺织工业“十二五”科技进步纲要》中提出的,将“新型成形编织技术”、“短纤维经编技术”、“高端智能纺机装备”列为重点任务和实施内容中的研发重点的要求,同时也符合“十二五”国家战略性新兴产业发展规划中发展高端装备制造产业的重点发展方向和主要任务的要求,也符合中国版工业4.0规划--《中国制造2025》提出的十大发展方向。

三、内涵和主要做法

(一)成果内涵

  本项成果属于纺织机械高端智能装备制造与纺织成形织造技术领域,涉及互联网、机电一体化与智能技术等跨学科领域。成果基于互联网技术的应用及全成型经编定制生产技术的突破,结合全成形经编装备、经编智能生产线管理系统,“环球经编网”行业平台实现智能化的生产、管理和服务,促使企业从传统制造向服务型制造的转型升级,助推针织行业工业4.0发展。主要创新点:

(1)突破了全成形精细化加工技术

研究高机号(E28及以上)全成形编织技术和电子贾卡、电子横移技术、多速多段电子送经技术和电子牵拉控制技术,开发织物花型计算机辅助设计系统,实现以化纤及天然纤维为原料的密实全成形服饰产品的编织,且可进行任意花型编织。

(2)创新了全成形经编智能控制技术

基于自主知识产权的多维精协嵌入式智能控制系统,实现全成形花型设计、机构控制、编织成型的一体化协同控制,采用工控计算机、高速现场总线和高精度动态响应伺服系统等,实现经编机高速、高精度协调在线控制和整机机电一体化,提高整机的自动化和智能化水平。

3)基于物联网技术的经编全成型生产线智能化、网络化管理与控制

整体由整经设备、智能化经编设备、缝剪设备、染色设备、定型设备、自动包装设备组成。通过各类传感器、监控设备实现对生产线运行时产生的各种信息进行采集,通过网络传输至服务器进行存储,再由软件系统进行分析、管理以及输出,实现生产线的智能化和远程监控、信息交换,极大的保证了产品质量,提高了生产效率。

  本成果已获得专利15项,其中发明专利6项;已获软件著作权5项;成果整体技术处于国际先进水平,对高端智能经编装备的全成形技术突破及互联网+技术在纺机行业的应用发展具有重要意义。

(二)主要做法

 1. 创新的整体思路、目标

      一是成立强有力的管理与技术团队

  公司成立了以王敏其董事长为总负责人的全成形智能化装备及技术管理与开发小组,依托公司中国双针床产品研发中心为载体,以东华大学陈南梁教授、南京理工大学陆宝春教授、中科院沈自所赵明杨总工为主的技术团队,为成果的实施和完成奠定了坚实的基础。

  二是以信息化为手段。信息化技术是现代科技最突出的成果,信息化技术应用薄弱是导致制造业整体管理水平难以提升的重要因素。以信息化技术为手段,结合全成形智能化经编装备,自主研发“高效智能化经编生产线管理系统”,形成高效织造经编生产线,实现智能化管理和生产;

   三是全成形智能化经编装备的自主研发。突破全成形智能经编关键技术,完成全成形系类经编机的研发,使其具有一次立体成形的特点,改变针织服饰产品从坯布织造到裁剪、缝制的传统生产模式,实现单台装备从纱线上机、立体编织到服饰一次成形编织完成的全新生产模式,大幅度提高劳动生产率,显著提升产品的档次和附加值,又符合时尚、个性化的消费趋势,实现传统针织服装产业的转型升级。

四是全成形智能化经编装备的数字化生产。借助德国“工业4.0”技术,打造网络化、智能化、绿色化、服务化的新型数字化智能车间,以提升全成形智能经编机核心竞争能力和服务水平。包括面向产品研发制造的纵向集成、面向企业供应链(SCM)的横向集成、数字化工厂的自动物流系统和工厂绿色运行保障的智能远程检测监控维护系统。

  2.重点创新内容的实施(基本做法)

  1)全成形服饰高效工艺设计软件的开发及应用

  软件开发的主要问题在于软件数据库的建立及其与机器工控机的连接及数据的传输,在全成型织物的工艺设计软件开发过程中,需要对大量的数据进行处理和操作。在设计的不同阶段,还需要调用各种工艺参数。在这个系统中,各个子系统之间经常还要进行数据交换。如何对这些数据进行高效率的管理是该系统的重要问题。本成果采用数据库管理系统(DBMS),实现的全成形服饰工艺的高效设计

   2)实现全成型经编服饰的个性定制

突破全成形精细化加工技术,适应了服装小批量、多品种、个性定制的智能生产新需求,颠覆了原来从织布、打版、裁剪、缝制等工序做成服装的传统模式,实现纱线上机,一体编织,一次成型,根据客户需求随时调整样式和细节,颠覆传统的生产流程。

个性化服务案例:某客户1万件全成形运动背心订单,按生产计划在生产线上已经开始生产,客户及时发现市场波动(入秋之后长袖运动上衣呈热销态势),紧急要求更改订单。公司生产部第一时间调整生产计划,一个小时后,工艺员工艺修改完毕,直接将指令发给车间,半天的时间,样衣就摆在了服装部经理的桌上。临时将背心款式改成高领长袖,传统的生产模式需要重新采购面料、重新裁剪,全成型经编定制生产技术的应用,实现了已开工产品样式的个性修改,为客户极大地挽回了损失。

(3)网络化协同制造

  公司倾力打造“环球经编网”(www.jingbian360.com),立足整个经编产业链,以变革经编资源流通贸易模式、助力经编行业转型升级为愿景,以创新服务、成就客户为宗旨,与行业协会组织、经编必发娱乐注册、高等专业院校、经编上下游企业建立密切的合作关系,为行业用户提供专业全方位的必发娱乐平台、人才、培训、原材料、技术、装备、终端产品等一站式增值服务。装备制造协同行业平台,实现为客户提供品牌、渠道、创客、创新、品质等的高端定制服务。                       

该平台于2015924日工信部在我公司召开的全国针织行业智能制造现场会上正式上线,已服务会员超过2000多家,构建企业店铺超1000家,正处在快速发展阶段。公司力争到2017年把环球经编网做成经编行业顶级的B2B平台。

   4) 服务型制造

公司以国家“十二五”首批智能项目为契机,打造高效织造智能化经编生产线,从三维全成形服饰的原料、工艺、编制方法、成本、售价等方面创新投入、引领市场,为客户提供装备的同时实现数据共享、技术共享,有效减少客户投资风险、创新风险。通过智能经编技术的应用实践,为行业的发展起到积极的促进作用。

公司与机电学院、南京理工大学等高校合作解决MES、异构网络融合、数据集成、智能数据处理与反演、基于机器视觉的质量监控、基于RFID的产品回溯等技术,将“智能经编管理系统”成功运用于经编生产线,通过对生产线组成装备的每个生产环节进行全程的数据采集、传输、控制和运行,实施远程监控、远程诊断和远程维护,并为客户提供远程服务,通过网络实时掌握从订单下达到仓储交货的全部信息,实现针织工厂的智能化管理。

作为经编装备制造商,公司致力于装备的数字化、智能化升级,同时结合智能经编管理系统为客户提供了整套智能制造解决方案,实现从传统制造到服务制造的转型升级。

山东新光毛毯案例:其采购我公司110英寸,平均转速900r/min的数字化毛绒毛毯经编机18台,替代原有的192寸大经编(平均转速500r/min),一台小机器达到一台大机器的产量,而原来两人操作一机到现在一人能操作多机,人工成本、场地租金等大幅降低,同时采购成本只需原来的1/4。公司同时将为其量身打造生产线管理系统,助力其智能车间建设,实现数字化、智能化管理。

目前,我们还在对国内大量经编生产企业的旧设备进行翻新升级,从装备、技术、品种等方面带动下游企业的转型升级。

  5)经编装备的精细化是根本

 公司按照“中国制造2025”和德国工业4.0要求规划布局,总投资1.5亿元,引进世界一流的生产装备,从个性定制,结合智能软件设计、AGV小车、关节、桁架、堆垛等机器人、立体仓库以及刀具管理,ERPPDM CAPPMES等先进的功能性软件,以信息中心、物流配送中心为平台,融合大数据环境下的通讯技术实现远程控制与产品的全生命周期管理和服务,以模拟仿真结合现场检测、监控、信息返回全闭环运行,实现了智能化生产,大力提升经编装备的精度和可靠性。

3.创新组织和支撑保障

1)创新企业文化,增强员工凝聚力

  公司以战略发展规划为纲领,培育具有特色的企业文化,以“心系客户,合作共赢,百年五洋”为宗旨,“以人为本”为理念,塑造员工对企业的共同愿景。

  公司在2011年率先提出二次创业理念,邀请专家、行业领导、客户代表来协助编制公司的五年发展规划,确立“员工收入逐年提升、新产品数量每年增加、产品性能、专利数量”等十项发展指标,“建设一个数字工厂,把传统制造转化为数字制造”首当其冲。

  公司不遗余力打造学习型企业,为员工创造跟多的学习机会,为每位员工量身打造培训机制,并定期选拔优秀的员工到国外优秀企业学习,建立有效的员工成长机制:切实有效的师徒制,使新员工得到师傅经验的传承和技术指导,能快速适应企业环境并顺利步入工作岗位;公司建立有效的绩效评估机制,依据员工各岗位所负担的职责给予员工应有的奖酬待遇,并对符合发展目标的员工,定期给予适度薪资调整,使员工得到激励性的合理报酬,体现企业良好的公平竞争机制。

   在公司内部,员工宿舍、健身房、网吧、图书室、培训中心、篮球场等一应俱全,为员工的业余生活提供一切便利,使员工能真正做到“安心工作、快乐生活”。

2)强化特色管理,助力产品质量精细化

  质量是企业的生命。公司在精细化管理的实践中,不断强化对质量的控制认识,切实从细节出发,进行严格有效管理,已通过ISO9001ISO14001等体系认证,质量管理工作实现标准化、系统化。

  2013年,公司在企业内部持续实施广义6S管理。广义6S管理是五洋纺机对6S管理理念的创新性扩展,在整理(SEIRI)、整顿(SEITON)、清扫(SEISO)、清洁(SEIKETSU)、素养(SHITSUKE)、安全(SECURITY6个项目的基础上,根据企业现场管理的需要和特点,加入其他管理元素。强调企业全员参与、高层重视、中层推动、基层配合、落实考核。通过广义6S管理活动的实施,有效提升了现场管理水平,车间秩序井井有条,工作环境显著改善,有效提升企业形象,减少危险隐患,提高了职工素质和工作效率。

3)把握市场脉搏,加强创新能力建设

 公司加强与中科院、东华大学、东南大学、江南大学、常州大学、武汉纺织大学等科研院所和高等院校的产学研合作,成立江苏省经编机运动控制工程技术中心,江苏省企业技术中心、中国纺织机械器材工业协会双针床经编机产品研发中心,保证科研开发的软硬件投入占销售收入的比重达到5%以上,并逐步提升,充分保证自主创新所需的各类资源。

 近年来,公司先后成功开发了数控多梳经编机、贾卡压纱板经编机、双针床提花经编机、全成形智能服饰经编机等系列产品,并以每年3-6个新产品的成功推出而引领市场。公司产品列入国家科技部和江苏省科技厅“火炬计划”2项,国家星火计划项目1个;全国工商联科技进步优秀奖,中纺联科技进步一等奖、二等奖各1个,江苏省优秀新产品金奖1个,省创新科技产品2个,省高新技术产品15个;公司销售收入连续多年保持30%以上的增幅。公司耗费六年时间研制的高速复合针单针床经编机,生产出应用在太阳能充电帆板上的关键材料——“半钢性玻璃纤维网格基布”和卫星天线,已应用于“天宫”系列和北斗卫星,成功打破了国外在这些领域的垄断。目前,公司正与国内多家高科技企业合作,研制更高性能、更高档次的产品,如反无人机智能网具、鱼雷拦截系统、智能多功能捕捞网等;在民用方面,公司装备成就了以常熟毛绒、台州遮阳网、温州网眼袋的全球第一。 

四、实施效果

 1.管理水平实现质的飞跃

通过装备的数字化、管理的智能化,各个生产环节设备的运行状况得到实时反馈,实现异常数据的实时监控与修正,并实时发送生产指令,为远程会诊提供数据,生产效率大大提高;通过对终端产品的运行参数采集、质量检查、分析,提升终端产品的成品率,将原先的成品率从95.5%提升到99.5%,提高4个百分点。在生产现场管理与产品环节,原人均管理设备3台实现人均管理台数可达到9台,生产管理效率提高3倍。

2.实现传统制造向服务制造的转变

  数字化装备结合自主研发的“智能化经编生产线管理系统”,为客户提供远程会诊、远程传输、远程维护的同时,提供整套的智能制造解决方案;依托公司大力打造的“环球经编网”行业平台,为客户提供专业全方位的必发娱乐平台、人才、原材料、技术等一站式增值服务,实现传统制造向服务制造的转型升级。

  3.经济和社会效益显著

  公司全成形智能化经编系列经编机已累计销售300台,新增销售额26560万元左右,新增利润4630万元左右,新增税收4100万元左右,应用和经济社会效益良好。预计到2017年,该系列装备需求量将超过300/年。三维全成形服饰将达到10亿件/年以上的生产销售规模。

互联网+全成型经编定制生产技术系类成果的实施完成获得了多项具有自主知识产权的核心技术和关键技术,在高端纺织机械装备和在经编及织物成型技术上是一个重大突破,成果的完成促进了传统纺织机械向高性能纺织机械重大技术装备和高端智能纺织装备发展,打破了国外同类设备的垄断,对提升我国纺织机械智能装备和制造水平及提升国产高端智能经编装备竞争力,均具有重大战略意义。同时,经编智能生产线管理系统的应用将会使国产针织智能工厂管理系统性能达到质的飞跃,可大幅提高劳动生产率和降低劳动强度, 进一步提升纺织品质量,进而不断地提高终端产品市场竞争力,有效地促进我国纺织企业的转型和升级。

20159月国家工业和信息化部消费品工业司、江苏省经济和信息化委员会、中国针织工业协会特在五洋公司召开了针织行业智能制造现场交流会,数百企业参加,2016年八月中央电视台、新华社、人民日报、光明日报、中新社等主流媒体对成果和我公司转型升级举措进行了集中、大篇幅的报道,为在纺织行业内宣传和智能制造,促进产业转型升级起到了很好的示范作用。

(来源:五洋纺机有限公司)


【专家点评】

  在不远的将来,互联网系统将使纺织服装行业实现智能化,并取代传统的机械和机电一体化产品。纺织服装行业的业内人员必须清楚的认识到,在哪些领域,通过哪些服务和产品,可以使纺织服装行业取得产业升级的成功和实现纺织服装行业的工业4.0

作为一家处于成长期的创业企业,五洋纺织机械有限公司的独特之处集中体现在以下三个方面:

  第一、实现全成型经编服饰的个性定制

突破全成形精细化加工技术,适应了服装小批量、多品种、个性定制的智能生产新需求,颠覆了原来从织布、打版、裁剪、缝制等工序做成服装的传统模式,实现纱线上机,一体编织,一次成型,根据客户需求随时调整样式和细节,颠覆传统的生产流程。

  第二、网络化协同制造

五洋纺织机械有限公司倾力打造“环球经编网”立足整个经编产业链,以变革经编资源流通贸易模式、助力经编行业转型升级为愿景,以创新服务、成就客户为宗旨,与行业协会组织、经编必发娱乐注册、高等专业院校、经编上下游企业建立密切的合作关系,为行业用户提供专业全方位的必发娱乐平台、人才、培训、原材料、技术、装备、终端产品等一站式增值服务。装备制造协同行业平台,实现为客户提供品牌、渠道、创客、创新、品质等的高端定制服务。

第三、服务型制造

五洋纺织机械有限公司打造了高效织造智能化经编生产线,从三维全成形服饰的原料、工艺、编制方法、成本、售价等方面创新投入、引领市场,为客户提供装备的同时实现数据共享、技术共享,有效减少客户投资风险、创新风险。通过智能经编技术的应用实践,为行业的发展起到积极地促进作用。

 

总之,在我国传统纺织服装产业转型升级的背景下,五洋纺织机械有限公司的探索具有引领和示范作用,其成果助推针织行业工业4.0发展。期待五洋纺织机械有限公司能够为打造针织产业新生态做出更大贡献。

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