故事
新材料故事 | 玻璃纖維“未來工廠”的奧秘
來源：中國建材股份、中國巨石 發(fā)布時間：2022-05-11
編者按
當(dāng)材料醒來的那一刻，它將成為你生活中的一段感受?？?、聽、觸摸......置身其中，材料無處不在。中國建材集團的能工巧匠們，實驗、堅守、創(chuàng)新，鍥而不舍，只為成就材料背后的可能，開發(fā)材料蘊含的寶藏。我們始終心懷“國之大者”，打造“國之大材”，服務(wù)國防建設(shè)、服務(wù)國家重大工程、服務(wù)國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場、服務(wù)人民美好生活......
《新材料故事》，將用通俗易懂的話語，讓大家更好認識身邊無處不在的新材料，為大家講述我們與社會發(fā)展、人類生活齊步走的故事。
“嗚……”，中國巨石股份有限公司智能制造基地六分廠智能控制中心里，警報聲響起。
智能控制中心寬敞通透，碩大的顯示屏布滿了整面墻壁，顯示屏上密集的數(shù)據(jù)圖表正在進行全域追蹤、實時更新，分門別類對年產(chǎn)15萬噸的玻璃纖維生產(chǎn)線進行數(shù)字化、可視化的全流程監(jiān)控。操作臺上安裝著二十余臺電腦，卻只有兩名值班員。
值班員迅速找到報警源，隨后點擊顯示屏，“料倉送料延時2秒，自動送料已恢復(fù)，無需人工干預(yù)，警報解除”。只需短短幾秒，一段小插曲輕松落幕。
這座充滿科技未來感的智能工廠位于嘉興桐鄉(xiāng)，是一家廣泛應(yīng)用數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計、智能化生產(chǎn)、智慧化管理、協(xié)同化制造、綠色化制造、安全化管控和社會經(jīng)濟效益大幅提升的現(xiàn)代化工廠。2021年，中國巨石智能制造基地六分廠成功入選浙江省12家“未來工廠”。
未來的生產(chǎn)和生活會是什么樣子？讓我們一起來揭開它的奧秘。
工業(yè)機器人是“主力”
置身“未來工廠”，彷佛誤入科幻電影現(xiàn)場，在占地20萬平方米的生產(chǎn)線里，基本看不到人的身影，只有工業(yè)機器人井然有序地穿梭在車間，精準(zhǔn)無誤地完成物料運輸和裝卸。自動分配車會將烘箱烘干的原絲筒自動運送到相應(yīng)的包裝線；智能機械臂負責(zé)把已完成包裝的原絲筒送到指定的擺放位置；AGV智能搬運機器人的任務(wù)是把整車的原絲筒送到智能倉儲中心?！拔磥砉S”的某些生產(chǎn)線，已經(jīng)基本將人工從產(chǎn)品的移動分類中解放出來了。
統(tǒng)籌調(diào)度這些工業(yè)機器人的則是精密的智能化系統(tǒng)，它就像“未來工廠”的“大腦”，計算并指揮著它的科技大軍。
智能控制中心的顯示器上播放著工業(yè)電視拍攝的窯爐實況，通過智能化系統(tǒng)的運算，可以對窯爐熔制工藝進行感知，并自動計算出天然氣和氧氣的配比和投放流量，從而精準(zhǔn)控制爐溫和燃燒氛圍，保障玻璃液質(zhì)量，同時充分提升熱能利用效率。而在21年前，這項工作還沒有形成閉環(huán)控制，需要通過人工調(diào)節(jié)，操作難度非常大。
生產(chǎn)環(huán)節(jié)高度智能化，帶來了生產(chǎn)效率的巨大提升。10年前，年產(chǎn)15萬噸玻璃纖維的生產(chǎn)線，需要1200人，而現(xiàn)在“未來工廠”只需要300人。在“未來工廠”建設(shè)之前，巨石最好的生產(chǎn)線年人均產(chǎn)量320噸，這已經(jīng)是全球最高的水平，但“未來工廠”的生產(chǎn)線，運用大量的工業(yè)機器人和數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能把年人均產(chǎn)量提高到500噸以上。
人和AI的愉快合作
“未來工廠”并不是不需要工人，但工人的勞動強度和操作難度大大降低。如果你要問如何才能到“未來工廠”上班，我們會告訴你：會用智能手機就行?！拔磥砉S”追求便捷式操作，勞動者操縱智能設(shè)備就像操作智能手機一樣簡單。
玻璃纖維生產(chǎn)的“拉絲”是目前為數(shù)不多的離不開工人的環(huán)節(jié)，拉絲環(huán)節(jié)情況千差萬別，人工智能還不能像人一樣處理錯綜復(fù)雜的情況。拉絲車間里，來自云南的拉絲工小伙正在巡視將玻璃液“魔變”成玻璃纖維的拉絲設(shè)備。從每一臺拉絲設(shè)備頂部下來的玻璃絲有4000根，每一根的直徑只有頭發(fā)絲的十分之一，底部的卷絲裝置會將這4000根玻璃絲集束成玻璃纖維。因為溫度或雜質(zhì)等因素，會出現(xiàn)玻璃絲斷頭的情況。他的任務(wù)就是將這些斷頭處理好。但是在和“AI”的合作下，這項繁復(fù)的工作變得越來越“輕松”，以前看管5臺機器還手忙腳亂，現(xiàn)在可以看15臺機器，而且每天處理的情況就三五次。
資源循環(huán)利用是“標(biāo)配”
資源的循環(huán)利用，是“未來工廠”的“標(biāo)配”。
“烘干”是玻璃纖維生產(chǎn)線繼熔制、成型、拉絲后的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，窯爐的余熱被充分利用，經(jīng)過技術(shù)改造后，窯爐的余熱經(jīng)過鍋爐轉(zhuǎn)化成100多攝氏度的蒸汽，完全滿足了烘箱的溫度要求，但如此高的溫度，離烘箱三五米，并沒有熱氣撲面的感覺，也就不存在高溫作業(yè)環(huán)境。
每一卷玻纖原絲會有數(shù)十克有偏差的紗線，在“未來工廠”的生產(chǎn)線上，這些廢絲不再是被拋棄，而是回收利用；水也是一樣，現(xiàn)在已經(jīng)做到了每天產(chǎn)生多少工業(yè)廢水，就回收處理多少，完全實現(xiàn)了循環(huán)利用。原材料利用率的提高，能源消耗的精準(zhǔn)管控、大幅度下降，讓每生產(chǎn)一噸玻璃纖維的成本大大降低，實現(xiàn)生產(chǎn)效益和環(huán)境效益“兩手抓”。
“被貼標(biāo)簽了”
數(shù)字技術(shù)加持，讓“未來工廠”實現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量全程控制。
玻璃纖維的質(zhì)檢，曾經(jīng)是一個大難題。工人隨機抽取玻璃纖維成品進行質(zhì)量檢測，檢測結(jié)果反饋到拉絲生產(chǎn)環(huán)節(jié)，再由拉絲工藝員調(diào)整技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)。檢測數(shù)量多、人為因素多，而且過程復(fù)雜。
現(xiàn)在中國巨石開發(fā)的系統(tǒng)，可以自動對每一卷紗團進行檢測，其結(jié)果自動反饋到拉絲生產(chǎn)環(huán)節(jié)，拉絲設(shè)備自動進行參數(shù)修正，實現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量的精準(zhǔn)控制，廢等品率和降等品率大幅下降。在包裝環(huán)節(jié)，每一卷原絲筒都會被工業(yè)機器人自動貼上標(biāo)簽，這就是這卷原絲筒的“身份證”，里面?zhèn)渥⒘松a(chǎn)時間、生產(chǎn)者等關(guān)鍵信息，用戶使用過程中發(fā)現(xiàn)問題就可以追溯到問題產(chǎn)生的源頭。
“不像工廠 更像賓館”
在“未來工廠”里，不聞噪音，不見粉塵，沒有油污。廠外行走汗流浹背，廠內(nèi)卻涼爽宜人，物流、人流各行其道，井然有序。
經(jīng)過窯爐融化的玻璃液到了拉絲生產(chǎn)環(huán)節(jié)，尚有1300℃的高溫，但在拉絲車間里卻感覺不到一絲炎熱。到了夏天，工人們都愿意提前來交接班，為的就是享受這里獨有的那絲涼意。
在生產(chǎn)線的出口處放置的是存儲工人工作服的智能衣柜。每天上班前，清洗烘干的工作服會被放到單個的智能衣柜里，每件工作服里，都嵌入了含有員工信息的芯片，工人們只需用崗位證一掃，就可以拿到干凈清爽的工作服。
來“未來工廠”的參觀者看到這樣的工作環(huán)境，甚至笑稱，“這里不是工廠”，而是“賓館”。
從瑣屑的工作中解放人力
用智能化系統(tǒng)武裝“大腦”
精確運算每一道生產(chǎn)工序
精準(zhǔn)調(diào)度每一點資源
為產(chǎn)品賦予尋根溯源的標(biāo)簽
讓工廠變身愜意舒適的“賓館”
…………
這就是中國巨石“未來工廠”奧秘
我們永遠不會停止探索的腳步
為“未來工廠”創(chuàng)造無限可能
