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中國亞麻紡織業的數字化之旅

金達集團依托數字化工廠踐行精益管理理念

亞麻紗線織就的衣物充滿自然氣息，富有健康色彩，一直以來備受青睞。這種氣質*的植物發源于歐洲，種植歷史悠久。歐洲亞麻產業也曾一度輝煌，但從上世紀60年代開始，隨著制造用工成本的大幅上升，產業開始逐漸向東方轉移。于是在地球的另一面，中國美麗的“江南水鄉”浙江、江蘇，亞麻紡織業迎來蓬勃發展，為世界亞麻產業歷史的延續注入了新的生機。

在這美麗的“魚米之鄉”中誕生的浙江金達集團，起步于絲綢，轉型于亞麻，現今作為亞麻紡織領域的領軍者，在發展過程中，同樣也遭遇了制造成本增加、產量很難提升的瓶頸。

金達集團的執行董事兼總經理沈躍明表示：“在紡織領域，亞麻產業小，用工多，設備陳舊。要想繼續生存，就必須在現有基礎上提高自動化和數字化水平，減少用工、降低成本、提升效率！于是，我們決定和西門子合作。”

制造成本和產量瓶頸只是外壓，更重要的內因則是金達覺得自己有責任改變行業現狀，讓亞麻紡織擺脫低端的烙印，提升至自動化、數字化、信息化的新水平。所以它才迫切的需要尋找途徑，把亞麻紡織產業從古典的“江南婉約女子”改造成時尚的“現代摩登女郎”，而西門子無疑是這條改造之路上的最大助力。

把脈工廠，抽絲剝繭

其實早在幾年前，金達就已經開始從能源管理項目著手，對工廠改造進行了初步嘗試，最初選擇西門子作為合作伙伴，是看中了其品牌知名度和良好口碑。而后在鍋爐控制系統的實際改造中，節煤率15%，節電率26%的突出成效，更讓金達充分感受到西門子過硬的專業能力和負責的做事態度。

所以這次產業升級、構建數字化工廠的重任，金達同樣希望和西門子共同來完成。2013年初，西門子團隊入駐金達亞麻工廠，開始了抽絲剝繭的咨詢規劃，經過一番梳理，發現了兩大問題。

首先，工廠中的產線處于“黑箱”狀態。表面上，生產在有條不紊的進行，可是若想知道生產計劃的具體信息，比如原材料用了多少？生產進行到了什么程度？有多少銷售訂單？根本沒法立刻給出答案。

在這種“黑箱”狀態下，一旦生產設備出現故障，機器重修、多修、不及時修的情況就會拖慢運轉效率，嚴重時甚至會影響正常生產。更重要的是，若想對物料、質量、銷售進行追溯，則是*不可能的。

其次，管理模式相對粗放。一些重要的生產數據，比如質量數據被隨意寫在紙條上，短期之內還能看到，長期而言查找非常不便。同樣，人事部門在月底核算績效和獎金時，也只能看書面記錄或是聽員工口頭描述，這給薪資的發放造成了極大的不便，還容易產生糾紛。

把脈出這兩個痛點后，西門子深知要對癥下藥—既要解決產線自動化，又要實現管理透明化。經過精心設計，專家們決定從位于浙江省嘉興市橫港鎮的金達老廠開始，逐步構建制造執行系統（MES）。

軟件為基，管理為核

MES是面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統。它能夠加強生產物料需求計劃的執行功能，把物料需求計劃通過執行系統同車間作業現場控制系統聯系起來，實現這一點的關鍵就在于MES可以提供各部分的管理模塊。所以，西門子專家到達老廠的*要務，就是對亞麻紗線的整個生產周期進行梳理。

但是這*步就遇上了極大的挑戰—亞麻紡織生產工藝包含櫛成、并條、粗紗、漂煮、細紗、烘干、絡筒、包裝及運輸這八道工序，每一道流程都應該參照規范有序進行，但現狀卻是經驗在主導生產。比如亞麻紗線的生產配比。亞麻原材料來自比利時、法國以及中國新疆等地的農田，每一批次的性質都有一定差異。那么生產特定規格的產品時各種亞麻的用量究竟需要多少？以前的金達只能靠人來解決—配比員依據自身的經驗觀察原料的色澤、質地，以此決定原料配比。這就造成系統的隨機性太大，無標準和規范可言，MES將變成空中樓閣。

“要是源頭上都混亂了，那之后追溯的意義也就不大。”金達集團質保安全部主管，同時也是數字化工廠項目總協調的沈益飛對這個問題有十分深刻的認識。在西門子的建議下，金達購置了專業的檢測設備，能夠對原料的物理特性進行精準的檢測。在系統運行一段時間后，配比員發現所有的原料大概可以分為六個檔次，不同檔次的原料又可以組合成三套以上的標準配方。檢測結果將直接提供給MES系統，讓采購部能對原材料進行清晰的劃分，之后的生產計劃才能井然有序地進行。

于是，讓整個紡織業都頭疼的原料配比難題就這么迎刃而解。經過一年多的努力，西門子幫助金達梳理出了包括計劃管理、質量管理、設備管理、物料管理和作業管理在內的五大主要管理模塊和50多個業務流程，相對應的關鍵功能點足有56個。

這些管理模塊正是生產標準化和構建MES的核心，西門子MES系統*符合ISA-95標準，能夠降低與ERP集成的成本，還能與產品生命周期管理軟件協同工作，提供生產能力和狀態，提高了生產制造的靈活性。

生產透明，管控精細

構建數字化工廠的路途才剛剛開始，更多的問題接踵而至。

首先，金達老廠設備落后，很多老舊的設備根本沒有數字采集系統。數據都采集不了的話，又談何數字化？談何生產透明化？

為此，西門子對老廠的部分設備進行了升級改造，借助傳感器和工業通信網絡，*老舊設備的數字采集能力。把底層設備數據連入MES，自下而上打通工廠內部的信息流。

其次，在MES的推行過程中，由于一線操作人員多是老員工，要他們直接操作現代化設備困難很大，這相當于要改變他們20、30年以來的工作習慣，很多人都感覺手足無措。

對此，西門子的專家為一線員工進行了大量的精益生產培訓，對于操作要求比較高的崗位進行分流，那些不愿意改變的人就被分流到其他崗位上去。除此之外，工程師還在系統的界面和操作方式上下了功夫，大部分的輸入操作都被改成了掃描二維碼，簡單高效。

兵來將擋，水來土掩，一個又一個的難題被攻克下來。在MES系統試運行階段，工廠的生產效率和管理水平都有了明顯的提升。

首先是物料管理，哪些原材料需要采購，哪些還沒有用完，現在都能隨時獲悉，這提高了亞麻的資源利用率，加快了在制品流轉。

在生產計劃方面，所有的生產數據都被有序的儲存在MES系統中，打開系統界面，就能清楚地看到生產進行到了什么程度？銷售訂單有多少，還有多少沒有完成？管理層想要數據，點擊手機APP即可獲悉。數據不但使得各生產環節透明化，還能幫助管理層更加科學地做出決策。

在作業管理方面，標準化業務流程使作業管理更加精細。不像以往把作業現場的檢查結果寫在紙上，工廠的管理人員開始使用iPad記錄數據，檢查完后打印整改清單，使得整改更有成效。

在質量管理方面，每一批次每種規格的產品質量都要接受檢驗，都要有數據，通過對生產過程中的關鍵環節進行嚴格質量監控，從而提高產品質量。當出現客戶投訴的情況，管理層就可以隨時追溯全年每一次的生產批次，以及當時生產的質量情況。這在追溯方面是質的飛躍！

還有重要的設備管理，有了設備管理模塊后，系統按照設備周期、設備運行情況進行任務排程和設備維修保養排程。在設備上找到一些冗余環節，以提高設備利用率，減少故障，保證生產。

自此，生產各個環節變得透明；管理變得精細化、標準化，一切都有章可循。

數字工廠，精益踐行

除了橫港老廠的改造升級，在幾十公里以外的海鹽，金達全新的數字化工廠也在同期建設之中。這背后，自然少不了西門子中國研究院顧問們的通力支持。在他們眼里，構建數字化工廠不只是軟硬件技術升級，更是生產信息系統與自動化體系的*集成，建立企業運作流程體系才是數字化轉型的核心關鍵。

利用可以簡化并加速實施過程、提高生產力、加強協同的Teamcenter軟件，西門子專家們構建了虛擬仿真工廠，參與了海鹽新廠的全部規劃建設—既包括網絡架構、現場通訊、接口、設備信息化定義在內的信息化布局，又包括EPC、工藝、物流在內的機械布局。

在具體建設中，新廠里所有的變頻器都使用了Sinamics S120，這是西門子推出的全新的集V/F控制、矢量控制及伺服控制于一體的驅動控制系統。該系統不但具有高度靈活的模塊化設計，即允許不同功率等級與控制性能的單元自由組合；還支持“一網到底”的通訊技術，上位通訊支持標準的PROFIBUS DP現場總線或工業以太網PROFINET；“一心多用”的多機控制技術讓一個控制單元就可同時控制多達多臺逆變和一臺整流，所需數據都保存在控制單元中，保證系統高效可靠運行。除此之外，新廠使用的所有電機都是高效節能電機，漂煮工序中的鍋爐也按照老廠進行了改造，每年節省成本300-500萬元。這一系列的建設再結合利用B.Data軟件構建的能源管理監控系統，使得新廠整體的用水量下降了20%，用電節約了10%。

沈躍明對此給予了高度評價：“從新工廠的規劃上來看，無論是布局、安全性還是節能，都達到了我們的預期，尤其是節能，令人驚喜。”

新廠目前的員工人數只有老廠的1/3，自動化程度非常高，可以說是成為了面向“工業4.0”的數字化工廠。無論是老廠的改造還是新廠的建設，西門子希望通過數字化技術，把精益管理的理念像種子一樣播撒到亞麻產業的土壤中去。

從浙江到江蘇，從新疆到黑龍江，從埃塞俄比亞到歐洲，金達前進的腳步從未停止。而西門子，作為金達在全球擴張之路上的合作伙伴，將用信息化和數字化做武器，帶領金達始終走在行業前列，迎接新一輪工業浪潮。