在河南中煙工業有限責任公司漯河卷煙廠新廠區內,“一鍵聯動”智能生產、無人值守倉庫、移載機器人配貨盤庫、園區管理“一臉通”、無人機自動巡檢¨¨¨這些先進的技術和裝備正在緊張有序地高效運行,處處涌動著濃烈的信息化、智能化、數字化熱潮,使得這個擁有70余年悠久歷史的卷煙工廠煥發新顏,實現了從傳統制造到現代“智造”的華麗蝶變。
近年來,深入推進智能卷煙工廠建設成為漯河卷煙廠高質量發展之路上的新課題。在破題之路上,漯河卷煙廠以易地技術改造為契機,聚焦“打造行業智能型‘凈’管理示范性工廠”的目標,按照“綠色、智能、柔性、人本”的設計理念,推動“工業化”與“信息化”深度融合,加快生產與管理方式轉變,開啟了一場建設智能卷煙工廠的新征程。
創新賦能,鋪好綠色發展底色
綠水青山就是金山銀山。只有把綠色發展的底色鋪好,才會有今后發展的高歌猛進。智能制造的方向,也必然要圍繞“綠色發展”做好文章。
漯河市地處淮河沖積平原,具有豐富的淺層地熱資源。淺層地熱能具有可再生、儲量大、清潔環保等特點。“為有效利用這一新型清潔能源,我們結合熱物性測試和熱平衡分析結果,采用復合地源熱泵技術和變流量變水溫節能控制技術,現在全廠1.3萬多平米的生活辦公區域,全部由地源熱泵系統實現集中供冷和供熱,大幅降低了能源消耗,對于節能減排、綠色環保發展意義重大。”易地技改項目部公用工程組副組長李鵬斐如是說。
不但能源是清潔的,廢水也是可回收利用的。在應用“A/O生物接觸氧化法工藝及多介質過濾+活性炭過濾+超濾”的中水深度處理工藝后,排放的廢水通過覆蓋全廠的中水管網可用于園區道路清洗、綠化灌溉和景觀水系,實現中水全回用,污水零排放。
不斷降低能源消耗,挖掘節能降耗潛力一直是卷煙制造工廠努力的目標。為突破瓶頸,漯河卷煙廠應用“微服務”架構,引入工業互聯網架構及平臺化思想,構建了一套集監測、控制、管理為一體,“大中臺、小前臺、厚平臺”的數字化動力能源管控平臺,集成空調、制冷、地源熱泵、恒壓供水、給排水等12個子系統,各項指標同一界面顯示,各種設備遠程精準控制,以生產實際需求驅動能源供應,實現事前預測、事中管控、事后診斷的一體化管控效果,全面提升能耗控制智慧化水平。
綠色發展,絲毫能耗浪費都不能放過。按照新一代數據中心建設標準,漯河卷煙廠信息中心機房在布置機柜時采用封閉冷通道形式,集中、快速、高效對機柜內設備進行降溫處理。同時,充分利用CFD仿真技術和動力環境監測功能,借助高精度溫濕度傳感器,智能調節空調參數,在保證溫濕度和服務器穩定運行的同時盡可能降低能耗,提升綠色水平。
智能突圍,加快轉型升級腳步
緊跟“智能”制造技術新趨勢,是漯河卷煙廠把脈問診、找準定位,加快轉型升級步伐的重要抓手。
“過去在生產排產方面,我們只是簡單地把生產計劃進行線性拆分,逐級分解到車間、班組、機臺,執行過程中的大量信息需要調度人員通過電話反復溝通確認。新的智能生產指揮系統上線后,能夠根據生產計劃和要素自動排產,一旦發出生產指令,各功能要素同時做出響應,對所需原輔材料、設備、信息、器具、能源、倉儲等資源進行最佳配置,在生產執行中能夠實時掌握各工序的進度,并進行預測和計劃偏差分析,輔助調度人員及時作出調整,從而實現‘一鍵聯動’智能生產。”生產管理部主任李永杰介紹,智能生產指揮系統全面整合數據采集、MES生產執行、WMS智能倉儲等系統,是生產制造的“中樞大腦”,其智力主要體現在自動排產仿真優化、生產調度精準協同、物耗實時顯示與自動配送和設備維保預測等方面,能夠精益、敏捷、協同支撐生產。
智能生產指揮系統的應用只是漯河卷煙廠大力推進智能化轉型的一個縮影。在智能物流系統建設過程中,漯河卷煙廠按照河南中煙公司“遵循精益高效、協調共享、綠色循環的發展方向,一體推進集約、高效、智慧、綠色、精益物流建設”的要求,通過應用現代化倉儲管理理念和信息技術,構建起一套以“人機智能交互、自主移動機器人運輸、庫區共享協同”為特征的智能物流體系。
在軟件設計層面,采取虛擬化資源池形式,整合服務器、存儲等物理資源,打通煙絲庫、成品庫、材料平衡庫、綜合庫管理界限,建立統一的倉儲管理綜合性管控平臺,實時監控整體物流系統進出庫信息、生產產出信息、設備運行狀態信息等,實現了物流全景透明式管理。
在實際應用層面,采用巷道式背靠背密集存儲的方式,以AMR移載機器人為運輸工具,以擱板式貨架為承載載體,配合機械臂、輸送線、自動化貨柜等作業平臺,快速適應煙絲、材料、成品、備品備件的入庫、存儲、出庫、盤庫等各種工作場景。
在算法優化層面,通過粒子群遺傳混合算法、最優工位選取算法、入侵雜草優化算法等的應用與改進,統一調度廠區所有的物流設備,靈活調整AMR移載機器人工作的最優路徑,根據生產和出庫計劃提前自動盤庫,實現物流設備的高效利用。
“一旦生產開始,全廠65名AMR機器人就自動‘上崗’了。生產機臺下達要料指令后,機器人可以很快把卷煙材料送來,順便還能把附近的空盤帶回去。成品卷煙的入庫、盤庫、出庫都是機器人自動工作,不用照明,更不用人值守,‘黑燈’無人倉庫在這里已變為現實。”作為使用者,物流分中心主任孟振偉深刻體會到了智能科技帶來的便利與好處。
在園區管理上,漯河卷煙廠構建了統一的智慧化園區管理平臺,集成視頻監控、周界入侵、停車場管理、門禁訪客管理、會議服務、園區巡檢、就餐管理等多種應用,實現園區“一臉通”管控。在園區智慧管控的基礎上,還積極引入智能安防系統,800余路高清攝像頭實現了廠區監控全覆蓋、零死角,AR實景地圖、無人機巡檢等技術豐富了安全防范手段,提高了安保管理效率。
協同高效,打破柔性生產壁壘
隨著卷煙市場消費需求更加個性化、多樣化、定制化,產品的生產、供應等環節也都在朝著多頻次、小批量、柔性化的方向發展。
“傳統制造業工廠的生產車間場地大,環境復雜,物料接駁轉運、成品出入庫大多依賴人工或固定輸送線,投入大、柔性低,一旦建成很難改造。同時,各倉庫相互獨立、控制分散、自動化程度低,工作效率不高,很難快速適應市場變化。”易地技改項目部智能物流組副組長黃石磊對于傳統生產供應模式有著自己的見解。
為突破這一瓶頸,漯河卷煙廠以生產指揮中心為控制大腦,在生產啟動時,通過倉儲物流系統實時監控物流設備狀態,待一切就緒后,一鍵生成生產任務工單,統一下發到生產現場各個物流終端,由物流終端操作人員即時接收核對子任務并開始執行,實現聯動生產。同時,根據生產進度,機臺人員通過操作終端隨時提報用料或退料需求,調動AMR移載機器人柔性配送,打通了倉庫與機臺間的“最后一公里”。
“為更好應對快速響應市場需求帶來的挑戰,我們構建了擱板式貨架倉儲模式,突破傳統高架庫或密集庫物料存放種類單一和維護人員多、成本高、難度大的限制,通過倉儲管理系統軟件自定義倉庫,實現輔料、成品等物料聯合存放,破除了各個倉庫之間的剛性壁壘。”黃石磊介紹,漯河卷煙廠目前所有庫區均為平層結構,不受存儲物料形式、種類的影響,可根據生產實際,實現多區共用、集中管理、協同調動的柔性化需求,最大限度提升倉儲利用率。
以人為本,構建和諧發展氛圍
以人為本的管理理念,能夠促使生產關系向著更適合生產力的方向發展,由此促進企業經濟效益的提升。
在設計階段,漯河卷煙廠便將“人本”的理念深深融入其中,明確了以管理簡潔、運行高效為核心,圍繞卷接包生產調整優化管理流程、縮短管理鏈條、打破信息溝通屏障,打造扁平化、蜂窩式組織管理模式的目標,即從問題反饋到決策下達的過程最多要在兩個層級內完成,管理人員到生產現場處理問題的實際距離要在三百米之內,問題從發現提報到人員到達現場或給出解決方案的時間要在五分鐘之內,讓最了解問題發生背景的基層管理者能夠快速、準確地做出反應、提高管理效率。
“新廠的建筑設計布局十分友好,以生產制造為中心,能源、倉儲、辦公、后勤等功能要素全部平鋪在了周圍。以前領取備件要走很遠,浪費很多維修時間,現在備件庫就在車間內部,方便多了。而且,出了車間就是生產管理部和設備管理部,信息交流也更加及時了。”卷包車間維修班長楊凱對于技改后的新變化有著自己的親身感受。
隨著新廠區的投產,漯河卷煙廠還同步切換為了“兩班兩運轉”生產模式,有效解決了一線生產人員因后夜班生產,休息時間無法得到有效保障的難題,讓職工可以更好平衡工作和生活,享受改革帶來的紅利。
除此之外,直接通往餐廳浴室的架空連廊、整齊劃一的停車場、方便職工休息的倒班宿舍、精心設計的黨建活動室……良好的工作和生活環境,極大提升了職工的幸福感、獲得感。
“漯河卷煙廠易地技改項目自2018年5月通過國家煙草專賣局立項批復,到2023年5月投產達效,作為省、市重點建設項目和河南中煙‘十四五’高質量發展規劃中的重要內容,我們在‘智能智造’上走的每一步,都是為了讓技改后的新漯煙更貼合實際、更滿足需求、更富有特色。”漯河卷煙廠總工程師戴建國有感而發。
行而不輟,未來可期。眼下,這座高起點規劃、高水平設計、高質量施工、高效率運行的新型卷煙工廠已在沙澧大地矗立。在可以預見的將來,智能制造必將在河南中煙漯河卷煙廠不斷生根發芽,助推企業改革創新和數字化轉型,為行業高質量發展作出新的貢獻。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察