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染整企业数字化转型的基础构建(十二)——染整企业管理信息化和生产自动化(下)①

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-05-28  作者:陈立秋  浏览次数:12309
核心提示:陈立秋,中国纺织工程学会染整专业委员会特聘首席专家,获得中国染整行业终身荣誉奖。现从事染整工程的创新工作。
 2 染整企业管理信息化和生产自动化
信息化将成为我国生产高品质纺织品,行业经济转变增长方式的最新动力;它能使行业增强对全球市场的快速应变能力。纺织企业信息网络能帮助企业进行有效与效益的信息管理和利润最大化,保证准确完成订单要求,提高客户的满意度。
先进的ERP若想获得预期高回报,应与MES、PCS整合。工厂信息化的基础是数据的实时准确采集,应用条码技术,完成产供销过程实时跟踪订单颇有实效。
应用网络将限于局域网的CAD/CAPP/CAM系统,通过建立NATD系统扩展于广域网,实现电子商务。
网络系统的建立必须在单机自动化水平较高、运行可靠的基础上,而今后的自动化生产,将不仅是单台机器的自动化控制和单一车间的自动化管理,而是整个企业的网络实时监控和整个行业的信息沟通。
工艺变量测量的传感器是关键的自动化元件,智能化的传感器潜在市场极大;FCS网络系统将成为实现纺织生产综合自动化最有效的装备。
2.1 企业信息网络的实现
企业的经营管理者总是希望把企业的生产过程、环境、安全、保卫、动力分配、给水、资产、库房、人力资源、原材料等所有管理功能都能监视并控制起来;希望能用一个“通用的控制网络”把企业有关的资源网连接在一起,并尽可能降低成本,这需要依靠企业信息网络来实现。
企业信息网络一般包含处理企业管理与决策信息的信息网络和处理企业现场实时测控信的控制网络两部分。信息网络一般处于企业中上层,处理大量的、变化的、多样的信息具有高速、综合的特征;控制网络主要位于企业中下层,处理实时的、现场的信息,具有协议简单、容错性强、安全可靠、成本低廉等特征。图10企业网的体系结构示意。
2.1.1 染整企业网络的构成及意义
染整企业网络是指在一个染整企业范围内,将信号检测、数据传输、处理、存储、计算、控制等设备或系统连接在一起,以实现染整企业内的资源共享、信息管理、过程控制和经营决策等,并能够访问到企业的外部信息资源,使得各项工作协调运作,从而实现染整企业集成管理和控制的一种网络环境。网络框架如图11所示。
在网络技术的推动下,控制系统向开发性、智能化与网络化方向发展,产生了控制对象形成的网络,简称控制网络(Intranet)。就染整企业而言,控制网络与信息网络互连,架构相互通信的网络具有如下意义:
①控制网络与染整企业高层网络之间的互联,建立综合实时的信息库,有利于管理层的决策;
②现场控制信息和生产实时信息可以及时在染整企业网内交换,相关人员能方便地了解企业生产情况;
③建立分布式数据库管理系统,使数据保持一致性、完整性、和互操作性;
④对控制网络进行远程监控、远程诊断、维护等,节省大量的用于交通的投资和人力,特别适合用于大型染整企业或区域较广的染整企业;
⑤为染整企业提供完善的信息资源,在完成内部管理的同时,加强与外部信息的交流,从而带来巨大的经济效益。
2.1.2 染整企业网络的体系结构和分布式控制结构
染整企业的控制与管理层次大致可分为5层,如图12所示,底层的单元层和设备层是染整企业的信息流和物流的起点,以控制为主,能否实现柔性、高效、低成本的控制管理,直接关系到产品的质量、成本和市场前景。传统的DCS(Distributed Control System,分散控制系统)、FCS(Fieldbus Control System,现场总线控制系统)、RTU(Remote Terminal Unit,远程终端控制系统)、PLC(Programmale logic Controller,可编程逻辑控制器)等控制系统由于其控制相对集中和独立性,导致了通用性的下降和成本的上升,且无法实现真正的互操作性。同时由于其自身系统的相对封闭,与上层管理信息系统的信息交换也存在一定困难。染整企业网络在体系结构上包括信息管理系统和网络控制系统,体现了染整企业管理控制一体化的发展方向和组织模式。网络控制系统作为染整企业网中一个不可或缺的组成部分,除了完成现场生产系统的监控以外,还实时地收集现场信息和数据,并对信息管理系统进行数据交换。
分布式网络是相对于主从式网络提出来的。主从式网络的不足是:增加系统的复杂性与额外的资源开销;通信控制器一般为专用控制器,不具有开放性系统的基本条件;控制网络的层器结构使用网络间通信受到限制。该分布式控制网络的上层为一般的WAN、LAN、Internet/Intranet,下层是现场总线/以太网控制网络,下层通过IP路由器与上层网络连接。
分布式控制网络的软件分层结构分为三层,上层为全局控制服务器和Web控制客户机。全局控制服务器的功能包括Web服务器、数据文件管理、对局与控制器的管理等。控制客户机实现控制网络的监控、操作和维护等功能。中层IP路由器在逻辑上起网关作用,其功能是网络连接、路由连接、协议转换等。下层现场总线/以太网控制节点,其功能是实现现场设备的控制功能和过程I/O、控制节点接入网络的通信协议。分布式控制网络上层全局控制网络与中层IP路由器的连接遵循TCP/IP协议,下层控制节点遵循现场总线/以太网通信协议。
2.1.3 建立面向供应链的管理信息集成
20世纪的ERP解决方案的缺点,在于只看到一个公司的内部,对于企业以外的事情了解得很少。物流信息系统涵盖企业的整个供应链,包括企业的ERP和ERP之外的内向和外向物流,以及保证内外向及创造物流运作的各种支持系统。成功的物流系统信息化意义在于:
①供应链资源的整合与连接,实时跟踪货物状态等;
②降低库存;
③提高对市场的反应建设;
④准时订单交付,客户满意度的提高;
⑤预测准确性的提高。
信息和工艺的密切配合是成功的供应链管理系统(SCM)的关键因素。为了保证准确完成订单要求,必须在工厂内实时跟踪订单,一直到装箱和码上板台的工作层级。采用射频数据通信(RFDC)为基础的条目,集装箱跟踪软件的客户关系管理系统(CRM)、仓储管理软件(WMS)、ERP系统整合,ERP负责所有订单的管理工作,然后交给WMS系统负责发货,实现信息流的自动化。
图13是条码技术在印染企业中应用的示意框图。
染整加工时,根据工艺设备机台产生唯一的条码,打印缸卡或车卡,工艺过程进行条码号信息跟踪;利用条码技术,机台直接扫描条码录入订单生产的进度,跟踪信息系统做到及时准确;各相关部门通过图形方式的界面,第一时间了解各订单在每个车间的详细生产情况,便于及时安排生产计划;客户通过远程查询系统,及时方便了解自己订单在工厂的生产情况;成品包装时,将各机台加工的成品根据装箱的情况打印各箱的唛头条码;成品条码中含企业的网址信息,客户通过扫描条码,便可了解企业的门户网站地址。
 
 
 
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