5G+邊緣計算實時傳輸指令、智能巡檢機器人自動識別卷煙生產線、深度相機不斷分析監控生產過程……當前,四川中煙工業有限責任公司(以下簡稱“四川中煙”)各工廠內開足馬力忙生產,各車間生產線上正呈現出一派火熱景象,智能制造這一強勁動力正在四川中煙迸發生機。
4月18日上午,隨著ZSB1段設備聯機自動模式開啟,首批2200公斤煙葉投入喂料機,四川中煙什邡卷煙廠新廠區制絲設備帶料調試工作正式啟動,標志著新廠制絲設備調試進入新階段。黨的二十大報告提出,要堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上,推進新型工業化。四川中煙落實黨的二十大精神,書寫出建成全面貫徹新發展理念的智能制造新答卷。
工廠里的“5G技術革命”
隨著新一代5G信息技術的加速普及,智能制造正在多領域多場景落地開花,新工藝、新設備的投入使用,為四川中煙工業制造帶來了全新的發展空間。
以往,一支手工雪茄從原料的選取到煙葉的卷制,再到煙胚定型和運送,整個生產作業流程的流轉都是通過人工的方式來進行。長城雪茄近年來銷量呈現爆發式增長,銷量的急劇增長對雪茄煙生產管理、品控管理帶來巨大挑戰。面對這一挑戰,四川中煙采取了一系列技術變革,以5G+創新應用項目加快數字化轉型。
長城雪茄廠5G手工卷制車間
在四川中煙長城雪茄廠生產車間中,卷制工人們正埋頭有條不紊地進行操作,各環節實時數據流正在生產車間實時大屏系統上進行著展示。有別于一以貫之的改革,四川中煙最突出的是,5G+創新應用項目在保留傳統手工工藝的同時,通過數字化提升整體生產管理效率,優化原有流程,匹配智能化需求,實現物料流轉自動化、品控智能化、結合區塊鏈技術實現一茄一碼,讓雪茄“開口說話”。
長城雪茄廠手工車間AGV小車自動化作業現場
令四川中煙感到驕傲的是,在長城雪茄廠,有著迄今為止“亞洲最大”雪茄養護基地,在這里不僅存放著各式不同價值和類型的雪茄,還是最佳的雪茄養護場所,能標準地養護出最佳品質的雪茄。值得注意的是,一支雪茄通常需要養護兩個月到十年不等。“雪茄養護庫里可存放超過500萬支手工雪茄,因此雪茄的日常盤點是我們工作的一大難題。”長城雪茄廠黃益說。
針對這一難點,長城雪茄廠建設了5G雪茄倉儲管理系統,通過5G技術的覆蓋,輔以智能化的設備,通過Agv小車自動入庫后,用點數設備完成數量的清點,再把煙支送到固定的位置進行一定時間的養護。雪茄養護庫里的每層貨架由一個個抽屜組成,一定數量的雪茄放在抽屜里,每個抽屜上都附有二維碼,記錄這一盒里面有多少支雪茄,以及它的養護時間。通過這一系統,工作人員可精準定位到每支雪茄在倉庫里養護了多少時間、什么時候該出庫等,實現了整個庫區雪茄的智能化管理。
“未來,我們想以卷制環節為錨點,往上游和下游進一步拓展5G技術。”黃益表示,長城雪茄廠希望在原料區里通過5G車間來向上游延伸,做到每一支煙能精確地追溯到它所用的原料,同時下游環節,在應用5G 技術的基礎上,更多的引入智能化的設備,在每支煙上進行打碼,完成一茄一碼的管理,實現全過程的追溯。隨著工業4.0時代的到來,手工雪茄生產的每一道工序都將實現智能化、數字化,這是四川中煙繪制的美好藍圖。
無獨有偶,在5G技術的探索上,四川中煙什邡卷煙廠以易地技術改造為抓手,通過將5G專網、大數據、工業互聯網、人工智能、物聯網等新一代信息技術與傳統卷煙制造深度融合,努力實現傳統制造向智能制造的轉變。目前,多個5G+質量智檢、5G+設備智管、5G+智能安防、5G+智慧協同和5G+園區體驗等創新應用的落地,讓什邡卷煙廠逐步構建起生產協同運營、工藝質量管控、設備精益管理、企業綜合管理和服務保障支撐體系,鍛造出新時代工廠穩健發展、良性發展的新典范。
什邡卷煙廠5G+近紅外片煙質量在線智檢
“5G網絡以超高速率、超低時延、極致安全性,將產線、工序、設備、物料和人實時連接起來,有效支撐資源高效配置和柔性敏捷生產,從而實現真正意義上的智能制造。”什邡卷煙廠信息科周濤舉例,過去煙葉原料大多都是靠肉眼去辨別有沒有問題,對經驗能力要求很高,需要花費的時間長、勞動強度大,但是現在運用5G+近紅外+AI算法,通過探針插入到包芯里進行霉變和水分、溫度的檢測,如有質量問題,近紅外感知的數據信息將通過5G網絡及時傳到云端進行分析判斷后,就會驅動預警預防處理,產品質量和生產效率得到顯著提升。
據了解,什邡卷煙廠“5G智能制造創新應用項目”從策劃到應用已有3年時間。“目前應用已處于上線運行階段,未來我們還將深化5G+智能物流,讓AGV、IGV機器人能夠快速適用于5G環境下多個業務場景,實現工廠物流更加自動化、柔性化與智慧化。”周濤說。
智能機器人讓車間“活”起來
在周濤看來,5G網絡是機器人相互之間通訊的一個神經系統。在什邡卷煙廠,生產管理系統、安防管理系統、倉儲管理系統等共同構成了一個集成統一的工業智腦管理平臺,工作人員通過平臺把指令傳給機器人,在5G工業專網的加持下,就能保證機器人更高效的協同和精準執行。
一臺搭載了多項高科技裝備,具有高度自主性和智能化的機器人正在車間各生產線中來回移動,這就是目前什邡卷煙廠已上線的智能巡檢機器人,可以檢測收集噪音數據、粉塵數據、可疑氣體和設備的紅外溫度等。在巡檢過程中,機器人把感知到的海量數據通過5G網絡回傳到云端大腦,一旦指標數據趨于異常就會自動觸發預警。
“智能機器人應用后,車間業務流程自動化、智能化水平持續提升,形成了一個更高效和諧的生產現場管理環境。”據相關負責人介紹,基于5G、AI人工智能、大數據、機器視覺等技術,什邡卷煙廠將在零備件領用、香糖料配送、殘次品回收、迎賓接待四個應用場景下進行智能機器人部署,推進工廠在物流倉儲、稱重配送、物料回收、展覽展示等環節的智能機器人創新應用,打造支撐多應用場景的人工智能引擎,助推四川中煙智能工廠建設。
依靠智能巡檢,遠在千里之外也能在云端管理車間,相比人工效率大幅度提升;借助智能設備,生產線上可以智能識別細小瑕疵,助力實現精細化生產……打造人工智能,本質是提升生產效率。
傳統卷煙企業中,帶有高度重復性和智能性的檢測工作一般依靠大量的人工去完成,不僅給工廠增加了巨大的人工成本和管理成本,還難以保證精確性,影響產品的質量。在這樣的背景下,智能巡檢機器人應運而生,成為現代工業中最為流行的技術之一,也是當今工業界的研究熱點。
走進成都卷煙廠生產車間,目之所及,不同類型的機器轟鳴聲不斷,整個卷煙生產過程中的卷包、制絲、復烤等環節都實現了生產設備自動化、數字化集中控制。與此同時,兩臺智能機器人正在車間里來回奔忙。工作人員手拿看板,對機器人下發指令,實時記錄、監測著每一個生產環節。
據悉,該智能巡檢機器人從今年1月份開始調試,預計將于5月正式投入使用。這也是成都卷煙廠首次采用基于5G專網通信機器人,不同于傳統的工業機械臂機器人,該智能機器人是“手、腳、眼、腦”智能復合機器人,目前的主要應用方向是基于聲學和視覺分析的設備故障檢測、智能巡檢、生產環境檢測,為寬窄專線的設備管理、現場管理提供輔助支持。
“智能機器人的出現,將為我們建立故障預防性機制帶來可行性。”成都卷煙廠企管科郭非表示,智能機器人應用后將全面提高工廠對設備的管控力度,當設備運行曲線出現劣化的情況時,通過機器人預警,進行預防性維修,將全面減少設備的故障次數和因設備故障導致的產品質量波動。為車間插上智能“翅膀”后,四川中煙智能化轉型將從理想走向現實。
企業對技術的需求越來越高,新的挑戰也將隨之出現。據了解,成都卷煙廠正在籌備投入更多不同類型的智能機器人,例如搬運機器人和清潔機器人。不同于傳統意義上的物流,搬運機器人需根據生產線的實施狀況,將剔除的不合格物料搬離生產線。同時,清潔機器人全自動化運行,擺脫對人工的依賴,有效提升企業清潔效率,保證生產環境的整潔。四川中煙從“制造”走向“智造”,一條以轉型為助力、以創新為靈魂、以智慧為支撐的發展曲線正躍然紙上。
截至目前,四川中煙“基于工業互聯網技術體系的數字孿生平臺創新應用”案例榮獲工業數字孿生大賽全國二等獎;四川中煙《5G+創新應用-實現工廠產值高效提升》項目榮獲第五屆“綻放杯”5G應用征集大賽全國三等獎;四川中煙成都卷煙廠智能工廠建設新模式案例榮獲行業首屆數字化轉型創新實踐大賽三等獎;四川中煙什邡卷煙廠“5G智能制造創新應用項目”獲評四川省2022年“5G+工業互聯網”標桿項目,數字車間、智能工廠建設碩果累累。
四川中煙創新案例榮獲工業數字孿生大賽全國二等獎
“傳統制造業要想飛得高、飛得遠,就必須插上智能的翅膀。”在四川中煙看來,推動企業加快數字化轉型和智能化變革,既是大勢所趨、也是當務之急,企業要緊緊依托大數據、人工智能、工業互聯網等新技術,以智能制造為主攻方向,推動產業技術變革和優化升級,塑造制造業發展新動能,給新時代企業高質量發展增添新動力。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察