智能化纺纱厂精细管理的革命 1.docx
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智能化纺纱厂精细管理的革命1
智能化纺纱厂精细管理的革命
-细纱单锭监测系统
摘要:
普瑞美Ultimo系统在细纱单锭监测领域不断前行了近20年,目前国内用户已经使用超过40万锭,全球超过600万锭。
现在已能够采用无线传输的方式对细纱工段的生产质量进行实时、单锭的监控,同时对异常现象进行统计和分析,例如:
故障锭位,弱捻锭,断头,闲置断头,停台时间以及平均的接头时间等,用户能够通过优化这些数据,大大提升生产效率和产品质量,做到精细管理,合理用工,节约成本等。
1.背景:
细纱在线监测是纺纱厂的客观需求
细纱工序是纺纱厂纤维加工成纱线的关键工序,从成本上来说,细纱工序的厂房设备投资及用电/专件的维护成本在各道工序中应该说是最高的;同时用工数量及设备数量决定了细纱工序的管理难度。
目前人力匮乏,流动加大的不可逆趋势下,如何最大程度地稳定细纱工序的产量和质量是所有纺纱厂今天和未来都面临的挑战。
而细纱工序管理是否有效,最直观的数据就是纺纱断头情况。
细纱断头减少是提高有效产量、稳定产品质量、降低劳动强度、维持正常生产的基础;断头增加最明显的就是回花的增加,制成率的降低,空锭的资源浪费,还有其他的影响如车间飞花增多,偶发性纱疵可能的增加,以及挡车工劳动强度的加大等等,不论对产量还是质量来说均无法得到保证。
因此细纱在线检测工具必将成为纺纱厂精细化管理的重要选择。
2.细纱断头发现及规律
2.1经过对细纱机每个锭位的断头统计分析,我们发现细纱断头的分布多集中于少数的5%的锭位上,30-35%的断头都是由这5%的纱锭造成。
而这5%的锭位多为故障锭位,其成纱质量与正常纱锭相比在条干、粗细节、强力、纱疵主要指标上有很大差别,危害较大,因此发现并处理这5%的锭位非常重要。
2.2如何去发现这5%的故障锭位
而传统的管理方法缺乏系统的技术工具,发现这5%的锭位非常不易。
传统管理方法中:
2.2.1挡车工在巡回中处理断头,
1)因视野局限,很难做到轻重缓急,巡回路线可能会有不合理现象;
2)特殊品种如花灰纱断头难以观察,非严重低捻纱又不易查察觉;
3)重复断头锭位需用心记录才能发现,因此挡车工走巡回的效果有限且受个人能力及责任心的影响较大,5%的问题锭位容易被挡车工忽视。
2.2.2日常管理中,
1)机修工往往根据三班挡车工的反馈处理问题,工作比较被动及滞后;
2)部分管理相对比较到位的工厂,安排技术人员如机修或试验员用频闪仪周期性进行单锭检查或抽查,但在空间和时间上都难以全覆盖,容易漏查误修;
3)技术人员的水平及责任心影响检查情况及维修效果。
有问题的特别是5%的问题锭位难以及时发现。
因此我们需要一套能实时检测和指示分析的工具,帮助我们发现断头,找出这些影响较大的问题锭位,分析原因,降低断头,提高产质量,实现企业精细化管理的目标。
2.2.3普瑞美公司开发的最新的细纱在线监测系统Ultimo,采用高精度的单锭传感器,实时不间断检测每个锭子的速度;相比从前我们的革新是:
∙大大减轻了监测控制条的重量,减轻了对钢领板的负荷。
∙缩小了监测头的尺寸,更加稳定可靠,更加精巧美观,不再是那么笨拙。
∙缩小了监测控制条的宽度,避免了自动落纱架可能会带来的碰撞,以及可能造成的机台间的空间减小。
注:
图1为我公司老一代单锭监测
注:
图2为我公司新一代单锭监测系统
通过海量单锭信息的采集分析,突出差异信息,不但能及时发现这5%的问题锭位;还能将分布于单锭/单节/单台车上的指示灯和显示板实时提醒、指引挡车工巡回,引导检修工维修;可选配专属电动小车,通过小车上的平板及时查看哪个机台间断头最多,这样可大大提高生产效率;并可在车间显著位置安放状态板,方便三班管理人员掌握车间情况,及时应对;凭借强大的软件分析功能,提供丰富的图文报表供管理技术人员分析决策。
3.Ultimo细纱在线检测系统详细介绍
3.1应企业精细化管理工作的需要,目前有几家公司正研发或已推出这样的细纱在线检测系统,就检测方式来说,市场上有两种,一种是光电式,另一种是电磁式;我公司作为单锭监测行业的先驱者,在研发过程中不断尝试和升级,在传感器的抉择上选择了使用电磁式传感器,我们的考虑如下
∙通过钢丝圈来监测细纱机的速度已经经过了数十年的验证,使用寿命较长,性能较为稳定。
∙在纺纱毛羽的环境下依然能正常工作。
∙纺纱车间的堆积的灰尘和油渍都不会影响到检测的准去性。
∙可以准确监测极广范围支数的纱线(3-200Nec)。
∙可以准确监测所有类型的钢丝圈。
(Saphir蓝宝石系列orStarlet银星系列)
∙使用寿命很长,且工作状态稳定。
然而在使用光电式传感器的测试中我们发现:
∙检测头与纱管之间挂花就会影响检测的准确性。
∙纺纱车间堆积的灰尘和油渍都会影响到检测的准确性
∙检测头的性能会受到高支数小钢丝圈尺寸的影响
∙检测头的性能会因星型钢丝圈的颜色近于钢领而降低。
由此,电磁式检测方式的优势就显而易见了,Ultimo选择了电磁式检测头,根据钢丝圈旋转切割单锭传器获得不同电动势的原理,测出锭子速度,依靠软件分析归类,显示断头,空锭,低速锭子和重复断头锭位。
3.2普瑞美Ultimo细纱在线检测系统的结构主要分为三个部分,
3.2.1监测部分:
单锭监测,落纱监测,牵伸监测,电源监测;
RingFrame
PowerModule电源监控模块
单锭传感器和LED指示等
牵伸监控
机站
断头和落纱警告灯
车头显示器
安装于电源输入端
PREMIERUltimo
无线适配器
注:
图为硬件结构示意图
1)单锭监测
每个单锭均配有固定的电磁式测速传感器,实时监测每个锭子的速度,断头,弱捻,落后锭,故障锭等。
2)牵伸监测
一般细纱机前罗拉均配有测速传感器,牵伸监测在中后罗拉上也增加了相应的测速传感器,实时监控机台两侧前后牵伸区的牵伸倍数。
有效预防上错齿轮,齿轮松动等总牵伸倍数或牵伸分配不对造成的质量事故。
(牵伸分配不对相对较难发现)
3)落纱监测
落纱监测传感器安装在细纱机落纱导轨上,通过落纱监测,Ultimo系统可计算出落纱次数和当前纱管的完成进度的百分比,一落纱时长,以及落纱停机时间,并为完整管纱分析提供起始时间。
4)电源监测
电源监测模块可实时在线检测每台细纱机电源的三相电压、电流,能耗和功率因素等参数,通过软件可分析及机台对比,结合产量计算和对比单位能耗。
3.2.2显示执行部分:
单锭指示,单节指示,单台指示与显示,车间显示,主服务器显示,手机应用app,电动小车,温湿度监控,粗纱断头停喂装置;
注1:
检测头注2:
区域报警灯注3:
车头显示器注4:
车间大屏幕注5:
粗纱停运装置
注6:
手机APP注7:
电动小车注8:
数据分析软件
1)单锭传感器上有2种颜色的LED来区分2种断头原因:
即正常断头还是故障断头;2种不同亮灯状态(持续亮灯和闪烁)及组合将这2种断头原因细分为5种锭子状态:
断头、断头空锭、低速、严重低速、重复断头,为挡车工和机修工提供快速指引;
2)每节钢领板还有一个高亮度的LED,方便挡车工和机修工在机台两头远处即可了解车弄内的断头情况;远观而能知其变。
3)当单台断头数量超过设定值时,机头报警灯闪烁提醒尽快处理;落纱指示灯提醒挡车工在落纱及开机影响断头的关键阶段注意观察;
4)车头还配有显示器,显示相关的断头信息,为挡车工如何安排巡回提供重要参考;
5)车间显著位置可配置大屏幕显示屏,大屏幕状态显示屏可为LED、LCD或等离子电视,并可选择多屏安装在车间不同位置,与Ultimo服务器电脑连接,实时显示重要的相关信息,并可遥控操作,让车间管理人员对车间情况尽在掌握;
6)主服务器电脑从采集到的海量数据运用强大的软件分析,提供各类图文报表,品种机台等横向比较,各类信息的纵向趋势比较;
7)提供手机APP,可让身在出差的您对工厂情况“了如指掌”。
8)可选配电动小车,提高挡车工的工作效率,缩短巡回时间,减少用工,配合使用小车上的平板,优化巡回路线,优先处理断头较多的机台。
9)选配温湿度监控器,对断头产生的原因进行全面的分析和控制。
10)除了常规品种安装细纱机在线检测系统外,包芯纱的带切断功能装置可以加入。
11)可选配的粗纱停喂装置,及时在细纱断头后动作,防止过多粗纱浪费,防止皮辊被缠绕的纱线顶坏,防止罗拉被缠绕的粗纱挤压变形,同时可选择性减员。
粗纱停喂系统可使用户受益如下:
*对于高价值量的品种如:
高支纱,色纺纱,包心纱等更显优势
特殊品种夜班时可以做到车间无人化运行
3.2.3数据部分:
信息采集,信息通讯,软件分析。
注:
图示为数据采集及通信方式
图示为数据采集及通信方式,单台细纱机的监测装置(单锭/牵伸/落纱/电源)持续获取信息集中于车头机站,车头机站将此信息流以WIFI无线方式发送到普瑞美的Ultimo协调器,Ultimo协调器将信息收集传输给路由器,路由器分配给主服务器电脑及车间显示器,主服务器电脑可将海量信息经分析处理总结成各类图文报表,根据客户设定需要,短息或E-MAIL给用户并及时发送报警信息到管理人员手机,并可提供若干个客户终端电脑显示,连接ERP系统,提供所需数据,满足管理的多人需要。
注:
图为软件截图
强大的分析软件是我们多年行业经验的体现,也会是用户的制胜法宝。
从采集来的海量数据中,同时根据操作员/换班时间/支数等设置,分类汇总,纵横对比,寻找规律,突出差异,根据客户需要生成丰富的图文报表;帮助工厂管理技术人员分析、管理和决策。
各类图文报表还可以导出不同的格式,满足客户文档编辑整理的需要。
丰富的数据报表,可根据设定的换班时间,将采集的数据集成于ERP系统,将细纱产量与效率等重要数据纳入日常的管理体系和考核体系
数据存储多年,从单锭数据到单台数据,从机台间到班次间,从一天到一月再到一年,海量数据为时间跨度上的纵向比较,和机台间、班次间、品种间的横向比较提供了坚实的数据支撑;使用户容易获得规律,及时发现异常。
信息化为智能化打下数据基础,强大软件数据分析为智能化的实现成为可能;为我们在产质量管理方面提供了前所未有的视角。
3.3普瑞美Ultimo先进技术总结
这张图可总结普瑞美Ultimo为企业创造价值的先进技术方式:
即由基础的海量信息采集,加上强大的软件分析,即时给用户指引及数据分析,让信息变为智能,从而为客户创造价值:
提高生产和工作效率,改善产品质量、帮助企业实现精细化管理、科学指导管理技术人员决策。
4.应用创造价值
4.1市场情况
普瑞美公司涉足这一领域已有多年,现推陈出新,推出新一代细纱机在线检测系统Ultimo,功能更强大,完全满足客户需要;纺纱行业精细化管的需要传统管理模式已很难满足需求,大量长车的使用让细纱单锭检测系统的成本大幅下降;多家优秀纺织企业在早期使用了大量普瑞美单锭监测之后,又再次选择了扩大普瑞美单锭监测的数量。
客观需求,优化管理,产量提升和成本降低使得更多的用户选择了普瑞美在线监测系统,同时也推动老用户们扩大了普瑞美在线监测系统的数量。
4.2普瑞美Ultimo细纱在线检测在工厂管理方面的应用进行探讨
4.2.1提高效率
Ultimo系统帮助操作工/机修工提高工作效率,提高产量和制成率
1)根据各种指示灯,操作工处理断头效率提高,尤其在生产色纺纱时作用更大;
2)根据指示在巡回中做到轻重缓急,降低平均接头的时间,减少浪费、提高产量;
3)辨别重复断头锭子、低速锭等,及时提醒维修人员处理可避免反复断头增加工作量
4)检修工通过信号提示可轻松找到故障锭并及时修复,降低断头率
5)减少细纱断头提高了络筒机的效率,同时减少络筒接头浪费的纱线
如选用粗纱停喂系统,可节约原料提高制成率,并减少缠罗拉带来的专件损坏及工作量的增加
注:
图为巡回路线的优化
4.2.2改善质量
为质量改善及持续稳定提供一面镜子、一套工具
1)快速发现并解决5%的问题锭位,有效降低断头,直接减少接头疵点
2)减少断头即减少了断头飘花的质量风险,选用粗纱停喂装置好处更多
3)辨别重复断头锭子、低速锭等,减少疵点纱、弱捻纱
4)断头减少改善了车间环境,减少飞花影响质量
5)牵伸监测及时预防齿轮改错或松动等质量事故
6)帮助管理人员突出差异,分析数据,从而找到、解决、改善影响质量的因素
4.2.3帮助管理
所有数据持续忠实记录,使工作更加公开透明,杜绝了信息不畅、信息失真
1)准确全面的产量统计,帮助科学考核轮班绩效,公平产生效率;
2)详实的统计报表如平均按头时间,千锭时断头,产量等,为员工考核提供了数据支撑;
1)突出差异,持续忠实记录故障锭位,方便设备责任人员的考核;
2)电源监控模块可及时发现能耗高的机台供技术管理人员及时分析处理。
3)强大的软件分析功能,丰富的图文报表,帮助管理人员考核、对比、分析;
4)支持远程用户端,手机app使管理人员随时直接获得一手数据,如临现场
4.2.4科学决策
帮助专件选择,工艺优化等
1)根据不同厂家或型号的钢丝圈周期内的断头变化,进行钢丝圈选型;
2)锭速和断头是影响细纱机产能的主要因素,通过Ultimo软件中锭速和断头曲线对比图很容易找到最佳的锭速设置参数,分段调节以提高平均速度;
3)通过Ultimo的断头率信息确定钢丝圈更换周期避免周期未到更换的浪费或超期更换影响质量;
4)通过各种趋势对比分析,了解不同的温湿度、原料等对生产和质量的影响,指导我们改进工艺。
5)长周期的分析数据,可以帮助我们对寿命较长的专件如钢领,提供更科学的评判
5.采用智能单锭监测系统后的收益
通过使用Ultimo在线单锭监测系统,纺纱厂能在下述领域中有明显的提高。
产量方面
提高产量的途径
减少锭子的停工时间
减少机器的停工时间
减少原料损失
优化机器运行速度
缩短常规断头后的接头时间
控制减少闲置锭子
控制开机和落纱后的断头数
控制重启机器和其他原因停车后引起的断头数
监测和控制落纱造成的损耗
监控及控制其他停车是造成的损耗
识别和控制异常锭子
识别及控制高断头下的锭位
根据断头数设置最优的锭速
根据断头数设置机器运转的最优速度
根据断头数设置最优的速度模式
质量方面
质量控制途径
减少异常锭子的数量
减少打滑锭子的数量
识别有牵伸故障的机台
通过异常锭指示灯报警
落后锭子的具体报表
通过打滑锭指示灯报警
打滑锭子的具体报表
通过牵伸监控提示
总而言之,可在下方领域得到明显的改进。
产量(产量的增加)
①降低断头数量及平均单锭停纺时间(操作工及时处理断头,维修工及时排除故障纱锭)
②粗纱利用率提高(减少断头吸棉装置的损耗)
③提高工人效率,减轻劳动强度(减少不必要的固定巡回路线)
④控制落纱时间,提高机台生产效率
⑤合理调整细纱机锭速及不同区段锭速,使得实际效率和生产率提高
质量
①牵伸监控,防止发生异常牵伸
②及时发现弱捻纱的产生
③及时发现落后锭位
④飞花减少,成纱毛羽减少
断头
①根据大中小纱断头及千锭时断头的情况,合理调整锭速
②根据落纱时的瞬间断头,合理调整落纱停位点及钢领板位置
③根据实时千锭时断头,决定纺纱器材的选配和更换周期
④根据实际断头情况,落实维修工责任机台划分减少落后锭子
能耗
①每公斤单位能耗降低
②功率系数监控及相关改进事项
其他
①减少不必要的浪费
②减少回花
③降低机物料的损耗
④减少人工维护成本
⑤所有细纱机信息通过网络即时反馈
⑥生产过程得到各个层面管理层的监控
6.投资回报(根据某纺织厂回报统计)
7.总结
网络与信息化时代,改变的不仅是我们的生活方式,企业的管理方式也因此而变;精确分析、宏观导向、快速响应,这是现实对我们管理的要求。
普瑞美单锭监测系统ultimo所提供的强大的数据分析和技术支持,让企业优化自我,简约成本,提高产量,同时实现精细化管理成为可能。
我们坚信,普瑞美的在线监测系统一定会成为细纱机的最佳“伴侣”!
普瑞美(江苏)纺织电子仪器有限公司
陆彦齐、孟军鹰
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