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一条生产线不到50人,陶瓷行业“智能化”再迎重大突破

发表于:2020-05-14    来源:陶瓷信息网    浏览次数:5241
【陶瓷信息网】技术人员在控制室下达指令、监控运行数据,原料自动入料,经连续球磨、喷干制粉、压制成型、干燥、施釉、窑炉烧成、抛磨、拣选全自动运行,机械手打包,AGV叉车入库,智能立体仓储……
多年来,被陶瓷行业津津乐道的建陶生产自动化与智能化,在人工成本剧增、招工难、环保政策日趋严苛的倒逼下,与生产技术、设备工艺不断进步的推动下,正逐步变为现实!
整线工人降至50人是智能化还是自动化?
2019年9月,由科达承建的江西罗斯福陶瓷智能大板生产线投产;
2019年12月,配备力泰品牌智能喷雾塔、自动化原料制备系统、智能化宽体辊道窑以及四层自循环干燥和釉线等设备的蒙娜丽莎广西藤县基地首期生产线点火;
2020年3月,科达承建的广西协进智能整线2号窑点火;
2020年4月,江西太阳企业集团新瑞景陶瓷绿色智能陶瓷大板生产线点火;
……
在国内建陶产能日益过剩,大规模生产线扩张几近停止的局面下,这些生产线无不呈现出自动化、智能化程度越来越高的趋势,智能整线一线工人均仅需60人左右,重庆唯美、重庆东鹏以及新明珠广东禄步智能工厂等最先进生产线每条生产线一线工人数量更是控制在50人以下。
近年来,一系列新技术、新装备、新工艺在建陶行业得到广泛应用,使瓷砖生产效率得到了极大的提升,工业4.0、智能制造等概念在行业日益盛行,无论是新建生产线还是旧线改造,均以绿色化、智能化为重要目标。

新明珠广东禄步智能工厂
然而即便如此,中国建陶产业最先进水平是否已经达到智能化生产,仍是行业内一个颇具争议性的话题。
不少业内人士认为,真正的智能化核心不在于生产效率的提高以及劳动强度的降低,而应该是实现柔性化、智能化生产,即根据消费者的个性需求通过MES(生产执行系统)做到与生产、销售、服务一体化。
目前中国建陶行业提出的智能化生产,更多的含义仅仅只是生产环节的智能化管控,在不少业内人士看来,仅在生产领域,中国建陶行业离真正的智能制造还有一段距离。

窑炉到抛光基本实现全自动 原料车间自动化程度还很低
“陶瓷厂现在各个环节的单机设备基本都是自动化装备了,但现在整个陶瓷生产线各个设备之间的连接还有很多问题,靠很多人为干预才能保证生产线的正常运行。”广东科达洁能股份有限公司智能仓储物流研发部总监李庆民认为,目前中国建陶生产仍未实现高度的自动化。
这一观点也与不少业内人士相一致。
较为明显的是,自动包装设备已经被行业广泛应用,但在专业从事自动包装机的广东赛因迪科技股份有限公司副总经理叶金伟看来,在瓷砖包装环节,中国建陶行业严格上说离全自动还有一步之遥。“全自动应该是编好运行程序,人的参与仅是操作界面指令。但现在国内最先进的自动包装线,纸箱还是需要人工放置,转换包装规格也需要人工调试。”
不过叶金伟坦言,造成中国建陶生产自动包装线未能实现高度自动化的原因,并非设备和技术不支持,而是中国瓷砖大产量、包装多样化等客观因素造成的。
相比之下,瓷砖生产的首个车间——原料车间,被普遍认为是目前自动化水平最低的一个环节。
“要实现整线自动化,首先要解决原料车间的自动化,自动化没全面实现,何谈智能化?”恒力泰原料装备总工程师陆志勇提出:建筑陶瓷生产的智能化关键看原料车间的智能化,原料车间的智能化关键在于球磨制浆的自动化。
以600吨的粉料产量为例,采用间歇球磨机时,光球磨一个工序单班就要5-6个人,加料、加水、加添加剂、放浆等环节都要依赖人力。

力泰品牌研发的连续球磨机
为推进原料车间的自动化,原料装备企业在早些年就研发出了连续球磨制浆系统,工艺和技术在近几年已发展成熟,实现了从入料到出浆的全自动化,2个人可同时管理2条连续球磨制浆生产线,且产量、质量有了很大的提升,能耗大幅降低。
按理说,单一或配方种类少的大规模生产是中国建陶企业最大的特点,同时也是最能充分发挥连续球磨制浆优势的前提,因此连续球磨制浆系统应该能快速铺开,但事实上,目前普及率却十分低。
“连续球磨机发展比较早,但工艺、技术和配套直到近几年才算发展成熟,目前全国真正意义上的连续球磨生产线(直接入料)也就十余条,而且一般都是新建或扩建的生产线才会使用。”陆志勇介绍,除了陶瓷企业考虑到系统运行稳定性的问题外,中国原料差异大、非标准化是制约连续球磨制浆系统发展的主要因素。
不过陆志勇也相信,随着原料预处理(破碎、化浆)装备的进步、发展,连续球磨制浆系统也将被推进,原料车间的高度自动化必将得到普及。
普遍认为,目前建陶企业生产过程中,从压机压制到抛光被认为是实现了较高程度自动化的环节,基本不需要人为干预,同时各个环节间也实现了自动连接。
“我们单机设备效率比意大利高,但同时在设备运行时使用的人员也多,是因为效率高所以需要的人员也多吗?不是!而且没有一套像意大利那样的柔性化生产系统的支撑。为此,我们正在做适合中国国情的储坯、储砖、缓存等系统研究,努力实现无人化或少人化的整线连续自动化生产的效果。”李庆民介绍,与意大利采用柔性生产系统不同,中国已研发出更适合中国国情的储运系统,通过缓冲的方式解决柔性调度的问题,目前国内已有上百条生产线采用这一模式。
数据化正在实现 智能化已具雏形
在诸多业内人士看来,在设备技术上,中国建陶产业实现全自动化并非难事,但囿于中国国情,仍需一定的时间。在自动化往智能化方向发展的过程中,数据化被认为是必不可少的一个过程,通过数据化管控,目前已有不少单机环节可以实现初级智能化。
据了解,由科达承建的广西协进2条智能整线以及江西罗斯福陶瓷大板整线,均采用了科达研发的陶瓷工厂智能管控系统,该系统通过实时的数据采集,实行了生产的过程管理。
 
科达研发的陶瓷工厂智能管控系统
“以前设备都是独立的,陶瓷厂的数据采集都是人工抄表、统计和分析,现在通过系统采集,管理层可以对实时生产过程的真实状态更为了解,综合运用这些数据有的放矢去管控和提升生产。”李庆民介绍,管控一体化是实现智能化的基础。
“我们现在通过中控系统,对关键点实施可视化管理,通过物料、设备、生产等数据的自动在线实时采集与分析,才能实现生产管理的最优化。”陆志勇认为,通过真实数据的采集与分析,可以把原来的经验转化成模式,从而实现稳定性生产,这是智能化首要解决的问题。

蒙娜丽莎广西藤县生产基地智能控制室
数据化的自动采集与应用,已经促使某些单一节点实现初步的智能化,尤其是窑炉烧制环节。“窑炉现在的单机智能化程度是比较高的,一个是数据的自动采集基础,分析问题,另一个现在可以根据设备运行情况通过中控系统自动调整作业模式,包括频率的大小、压排气的大小。”恒力泰研发中心工程师霍志恒介绍,目前压机配置可以实现不用人工干预,且生产的稳定性更强。
类似压机的智能化程度,李庆民认为,中国已经有能力实现整个生产线上各个核心设备的智能化。

智能化不是做不到 而是时机未到
受访者皆认为,无论是全自动化还是更高层级的智能化,并非设备商或者陶瓷厂所能完全左右,同时还受中国社会的制造业现状和消费者需求制约。
“就像现在的包装机,做成全自动的,通过界面指令转换包装规格不是难事,但投入是现在的数倍,而且现阶段中国陶瓷厂产品转换规格也并不频繁,因此不急迫改变。”在叶金伟看来,中国建陶行业正处于往全自动方向完善的过程中。
“陶瓷仓储的智能化是陶瓷企业智能生产的一个重要环节。现在行业已有借助外来力量实现了真正的智能仓储的案例,这一模式虽然先进,但投入太大,并不适合大众的陶瓷厂。”李庆民认为,中国瓷砖属于少品种大批量的产品。对于陶瓷厂来说,立体仓储迫切需解决的是企业用地的问题。因此科达开发的高密度智能仓储系统,采用智能行吊加AGV(自动导引车)的新仓储模式,更加符合中国陶瓷的实际需求。
“通过销售订单确定生产某一产品后,生产线从原料的处理到产品分级包装,再到仓库管理等,整线生产的每个环节都自动运行并调整到最佳状态的生产线,我们都称之为智能整线,也是陶瓷企业的工业4.0。”
李庆民进一步指出,工业4.0概念的核心是柔性化生产,中国陶瓷企业与设备制造企业近年来不断进行研究探索,已有了长足进展,更加合理、高性价比的解决方案仍然是制约中国陶瓷企业柔性化生产的主要问题。
尽管众多行业人士认为,目前中国建陶行业里真正的工业4.0、中国智造2025的目标还有很长的距离,但在上游技术装备和陶瓷企业的共同努力下,不断朝着更适用于中国建陶行业现状的自动化、智能化水平发展。
 
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