智能化技術(shù)在染色生產(chǎn)中的應(yīng)用

李延卿

（河北省寧紡集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 寧晉 054000）

在我國(guó)改革開放不斷深化的背景下，智能制造理念被提出，改變了傳統(tǒng)制造業(yè)的思想，使得制造企業(yè)越來越重視先進(jìn)技術(shù)的引用。就印染行業(yè)來說，越來越多的紡織染色企業(yè)逐漸樹立了智能制造理念，正確認(rèn)識(shí)到智能技術(shù)應(yīng)用的重要性，積極探索基于智能化技術(shù)的染色生產(chǎn)路徑，以此來提高染色生產(chǎn)水平，推出高品質(zhì)的產(chǎn)品，促使企業(yè)未來更好更快更健康地發(fā)展。

1 智能化技術(shù)在印染行業(yè)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析

回顧分析印染行業(yè)發(fā)展歷程，不難發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)染色生產(chǎn)所運(yùn)用的技術(shù)及設(shè)備比較落后，致使染色生產(chǎn)需要大量勞動(dòng)力的支持，又因人工作業(yè)容易出現(xiàn)這樣或那樣的問題，導(dǎo)致染色生產(chǎn)質(zhì)量不佳，產(chǎn)品品質(zhì)不高。除此之外，企業(yè)生產(chǎn)管理比較松散，未能全面且有效地收集染色生產(chǎn)信息、合理地策劃和設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理計(jì)劃、有針對(duì)性地實(shí)施各項(xiàng)管理工作，導(dǎo)致染色生產(chǎn)的返工率較高，難以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，更難以提高產(chǎn)品品質(zhì)。

而伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)逐漸被應(yīng)用于印染行業(yè)之中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)染色生產(chǎn)的不足，提高了印染生產(chǎn)質(zhì)量，增強(qiáng)印染企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)印染行業(yè)更好更快地發(fā)展。根據(jù)印染生產(chǎn)的實(shí)際情況，綜合性分析印染生產(chǎn)目的、需求及存在的問題，合理地利用智能化技術(shù)來構(gòu)建智能染色系統(tǒng)，它具有抗干擾能力、精準(zhǔn)控制能力、集成度高等優(yōu)勢(shì)，有效地應(yīng)用于染色生產(chǎn)之中，能夠解決染色過程中存在的諸多問題，并且對(duì)染色生產(chǎn)予以精細(xì)化管理，如此能夠極大程度地提高印染質(zhì)量，向染織市場(chǎng)提供高品質(zhì)的產(chǎn)品，促進(jìn)印染行業(yè)朝著自動(dòng)化、智能化和高效化的方向發(fā)展[1]。

2 智能化技術(shù)在染色生產(chǎn)中的應(yīng)用

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，使得越來越多的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于印染行業(yè)之中，提高染色生產(chǎn)水平，促使其朝著智能化、高效化和自動(dòng)化方向發(fā)展。直到今天，電子控制技術(shù)、變頻控制技術(shù)、電子分色技術(shù)及電子織網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用于染色生產(chǎn)之中。以下對(duì)多種先進(jìn)技術(shù)支持的智能染色系統(tǒng)予以分析。

2.1 ERP 管理系統(tǒng)

ERP 管理系統(tǒng)是智能染色系統(tǒng)的主系統(tǒng)，它是在信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上制作而成的，以客戶和訂單為核心主線，涵蓋了打樣、報(bào)價(jià)、接單、生產(chǎn)計(jì)劃和采購等諸多業(yè)務(wù)功能，也就是對(duì)客戶需求、物料、色號(hào)、訂單、打樣和生產(chǎn)等方面信息予以收集與整理，以便企業(yè)能夠根據(jù)染色生產(chǎn)實(shí)際情況來制定可行的生產(chǎn)計(jì)劃及發(fā)展戰(zhàn)略，為促進(jìn)企業(yè)良好運(yùn)營(yíng)與發(fā)展創(chuàng)造條件。

從ERP 管理系統(tǒng)的構(gòu)成情況來看，它包括3 個(gè)層次，即ERP 操作使用層、管理戰(zhàn)略層及數(shù)據(jù)共享層。其中，ERP 操作使用層為基礎(chǔ)平臺(tái)，融合了染色生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，包含有崗位工作人員規(guī)范操作，收集各個(gè)環(huán)節(jié)的信息，并對(duì)信息作進(jìn)一步的處理，如信息整理、信息統(tǒng)計(jì)、信息分析，篩選有價(jià)值的信息并予以存儲(chǔ)。管理戰(zhàn)略層設(shè)定了用戶權(quán)限，同時(shí)設(shè)置不同了模塊，以便區(qū)分管理。具體來說有生產(chǎn)管理狀況查詢模塊、設(shè)置模塊、戰(zhàn)略方案模塊等等。這一層的設(shè)置主要是方便企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)及管理層能夠隨時(shí)查詢有價(jià)值的染色生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)信息，以此為依據(jù)來展開高層決策分析或發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)整等[2]。數(shù)據(jù)共享層，則是合理設(shè)置中央服務(wù)器及各系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，促使各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的傳遞，以便操作人員能夠隨時(shí)查詢各個(gè)子系統(tǒng)的信息，了解各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況，優(yōu)化調(diào)整子系統(tǒng)，為提高智能染色系統(tǒng)運(yùn)行效果創(chuàng)造條件。

2.2 色板打樣確認(rèn)系統(tǒng)

色板打樣確認(rèn)系統(tǒng)主要是由母液泡制系統(tǒng)、自動(dòng)滴液系統(tǒng)和熱傳導(dǎo)可調(diào)向打樣機(jī)系統(tǒng)組成。通常情況下，在ERP 系統(tǒng)向色板打樣確認(rèn)系統(tǒng)下達(dá)指令，在接收指令后該系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。相對(duì)于傳統(tǒng)染色生產(chǎn)來說，色板打樣確認(rèn)系統(tǒng)的實(shí)施，能夠極大程度地提高打樣速度和準(zhǔn)確率、降低勞動(dòng)力消耗，有效地解決打樣不佳而造成布匹品質(zhì)不穩(wěn)定的問題，還能夠保障化驗(yàn)室與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的染色效果一致。

色板打樣確認(rèn)系統(tǒng)的母液泡制系統(tǒng)負(fù)責(zé)染液配制，保證染液的濃度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，避免人工配置染液容易出現(xiàn)誤差的情況。從以往母液泡制系統(tǒng)運(yùn)行情況來看，通常先設(shè)置染液濃度及染料重量，之后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算用水量，再將標(biāo)準(zhǔn)量的水及染料混合，配制濃度精確的染液。滴液系統(tǒng)負(fù)責(zé)滴料過程的控制，它的應(yīng)用能提高打樣效率和準(zhǔn)確率，避免了滴料作業(yè)受到人為因素的影響。

要想保障滴液系統(tǒng)能夠良好運(yùn)行，首先要ERP 系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，之后再確定濃度梯度的染料及助劑用量的情況下，智能計(jì)算滴定量，進(jìn)行工藝操作，如工藝配方、紗線重量和浴比等，以便規(guī)范地滴出用量精準(zhǔn)的染液、助劑。熱傳導(dǎo)可調(diào)向打樣機(jī)負(fù)責(zé)布匹色花打樣，它能夠解決傳統(tǒng)打樣機(jī)容易出現(xiàn)的因染液溫度控制不合理而產(chǎn)生色花問題[3]。這是因?yàn)樵摯驑訖C(jī)采用了熱傳導(dǎo)系數(shù)較高的金屬傳熱，能夠根據(jù)打樣實(shí)際需要而快速地傳熱，保障染液各處溫度均衡上升，有效避免了色花問題。要想保障熱傳導(dǎo)可調(diào)向打樣機(jī)能夠有效應(yīng)用需要，配置精確度、靈敏度較高的溫度探針，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)染色溫度，根據(jù)染色需要而有針對(duì)性地調(diào)控溫度；還需要染色監(jiān)控軟件對(duì)打樣機(jī)予以有效的控制，保障工藝操作規(guī)范、有序；合理地設(shè)置風(fēng)冷冷卻裝置，以便在完成染色之后采用該裝置進(jìn)行冷卻處理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水的目的。

2.3 車間染色集控系統(tǒng)

車間大批量、大規(guī)模染色生產(chǎn)容易受到某些因素影響而出現(xiàn)質(zhì)量問題。為了盡可能地避免此種情況發(fā)生，車間染色集控系統(tǒng)的應(yīng)用就顯得尤為必要。車間染色集控系統(tǒng)是在多種先進(jìn)技術(shù)的支持下構(gòu)成的，如高性能數(shù)據(jù)處理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、集散控制技術(shù)和在線采集控制技術(shù)等等。這使得該系統(tǒng)具有控制染色關(guān)鍵工序操作點(diǎn)、實(shí)時(shí)記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)、在線監(jiān)控染色生產(chǎn)等功能。通常情況下，會(huì)將車間染色集控系統(tǒng)設(shè)置在中央控制室，通過運(yùn)用特定的通信方式連接車間內(nèi)的染色機(jī)電腦，從而接收到車間染色生產(chǎn)的相關(guān)信息，客觀分析車間各個(gè)生產(chǎn)線染色生產(chǎn)實(shí)際情況[4]。

2.4 水自動(dòng)供給系統(tǒng)

染色生產(chǎn)需要大量的水，并且要處理大量廢水。為了解決供水及廢水處理問題，水自動(dòng)供給系統(tǒng)的設(shè)置就顯得尤為必要。它是由染色廢水余熱收集利用、自來水恒壓控制技術(shù)和加裝進(jìn)停水的自動(dòng)控制裝置構(gòu)成的，能夠保障染色生產(chǎn)的用水需要、解決供水水壓過低或者不穩(wěn)定問題、對(duì)染色廢水予以有效處理，提高水資源利用率。

水自動(dòng)供給系統(tǒng)的良好運(yùn)行，首先根據(jù)染色生產(chǎn)用水需求而抽取自來水，與此同時(shí)車間染色集控系統(tǒng)遠(yuǎn)程發(fā)布用水指令，此時(shí)車間染色機(jī)組的熱交換器收集有余熱的染色廢水，回收染色廢水的余溫，以便對(duì)加熱染機(jī)的進(jìn)水，使進(jìn)水的初始溫度得以提高，如此可以在一定程度上降低生產(chǎn)成本。而對(duì)于供水水壓?jiǎn)栴}的處理，主要是利用恒壓供水系統(tǒng)來傳輸壓力變送器信號(hào)，以便變頻器能夠接收到車間管網(wǎng)水壓變化情況，合理地調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，從而保證供水水壓的穩(wěn)定性，支持染色生產(chǎn)，同時(shí)降低用電量。

2.5 配方管理染料定位稱量系統(tǒng)

配方管理染料定位稱量系統(tǒng)包括多個(gè)功能模塊，如配方管理、染料稱重管理及染料定位管理等等。通常情況下，在ERP 系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)到配方管理染料定位稱量系統(tǒng)之后，選用適合的電子秤進(jìn)行多段稱量，從而提高稱料的精準(zhǔn)度，為保障布匹染色一次性成功創(chuàng)造條件。由此可以看出，該系統(tǒng)具有傳統(tǒng)染料稱量無法比擬的優(yōu)勢(shì)，即提高染料稱量的準(zhǔn)確率、為染料庫提供真實(shí)且準(zhǔn)確的染料用量信息等等。在此需要特別說明的是，車間染色生產(chǎn)中染料稱量需求不同，為了保證配方管理染料定位稱量系統(tǒng)良好運(yùn)行，需要配置多個(gè)不同量程、不同稱量精度的電子秤[5]。

3 結(jié)語

時(shí)代的進(jìn)步，讓紡織染企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，只有積極引用智能化技術(shù)來改造染色生產(chǎn)，才能夠解決染色生產(chǎn)過程中存在的諸多問題，生產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品，擴(kuò)大市場(chǎng)份額，促進(jìn)企業(yè)更好更快地發(fā)展。由ERP 系統(tǒng)、色板打樣確認(rèn)系統(tǒng)、車間染色集控系統(tǒng)、水自動(dòng)供給系統(tǒng)及配方管理染料定位稱量系統(tǒng)構(gòu)成的智能染色系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用是非常有意義的，能夠提高染色生產(chǎn)質(zhì)量與效率，為企業(yè)創(chuàng)造較高經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)企業(yè)良好發(fā)展。