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“智造”助“智能工厂”扬帆起航

——红河卷烟厂易地技改搬迁建设项目快速推进

作者:罗宏伟 来源: 红河网 时间:2021-04-14 22:12:17

阳春三月,红河大地山花烂漫、生机盎然。走进弥勒市工业园区星田工业区,只见占地18万平方米(约800亩)的红云红河集团红河卷烟厂新厂区,以乳白色为基调的车间、物资储备库、办公楼等建筑,在周边红土地的映衬下显得熠熠生辉。厂房周边的道路铺设一新、纵横成列的行道树叶满枝头,不少工人忙着绿化环境,数台搬运设备的大货车进出厂门,一派繁忙景象。据了解,这座拔地而起的红河卷烟厂新厂区,属于省、州易地技改搬迁重点建设项目,经过近4年多时间的紧张施工,将于今年6月建成投产。

在科技革命和产业变革加速的时代背景下,如何把新工厂建成掌控核心科技、全面智能化的工厂,红河卷烟厂易地技改搬迁建设项目指挥部负责人介绍,新工厂从项目申报到厂区选址、从规划设计到建设施工,始终围绕国家烟草专卖局、云南中烟和红河州委、州政府的安排部署,以敢为人先的胆略,高起点规划、高水平设计、高质量施工、高效率运作,从工业互联网延伸到最新数字化与自动化技术、从智能制造到数据集成、从单项技改到系统优化、从模块驱动到智能排产、智能决策等,形成了核心科技与大量云计算、大数据、人工智能等系统集成的高度融合与全新的技改升级。建成投产后,这座以汇集大数据、全面智能化的“地标式”新工厂,将成为引领制造业创新发展的“红河航母”,赋能新时代红河经济高质量发展的“生力军”,提升企业核心竞争力的最新成果。与此同时,承载着“红河奔腾、奋勇争先”精神的新工厂,也将在高度智能化、数字化的生产运营中成为“国内一流、全球领先”的行业排头兵。

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红河卷烟厂

节能降耗 激发技改“精益”新动力

沿着宽阔平坦的柏油路,来到红河卷烟厂新厂区的西大门,只见一座独具烟草行业特色的办公大楼在两侧平顶联合工房的映衬下显得高大、恢宏。穿过景观带与办公楼,映入眼帘的是左右两侧占地约12万平方米的制丝、卷包车间,其乳白色的外观与周边环境浑然一体,静谧、气派。

“这些联合工房、生产管理用房的建设与装修仅用了19个月的时间(2018年5月22日开工,2020年12月完工)。”据红河卷烟厂动力保障部李副部长介绍,整个易地技改建设项目于2016年4月完成了初步设计并获得投资概算批复。厂房是基础,核心是如何在新厂房建设前、中、后装配最新的动力保障设备。为此,动力保障部门在建设规划设计中突出节能降耗、绿色环保,提出了10多个引领时代的智能动力设备配置选项。后经多方研究、对比与大胆创新,在用电、气、光等生产能源保障方面,均进行了锐意创新,并实现了数据集成与自动控制的能源保障体系。

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设备测试

利用核心科技推进电力配置智能化。红河卷烟厂老厂区用的是35千伏供配电方式,通过技改,新厂区采用的是110千伏高电压、双回路配置,电力平台可靠性大幅提升。引人注目的是,通过110千伏单母线接线与GIS组合式全封闭充气高压柜、SZ11-31500kVA型带负荷调压变压器一用一备运行,实现了不停电变压器切换的供电保障愿景。为减少故障误差,建成了以IEC61850通信构架为主的覆盖全厂高低压设备的电力监控系统,既让全厂所有用电地点达到了实时、无死角监控,又实现了测量精度、数据传输速率、通信兼容等完全满足能源管理数据三级计量要求。

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辅料高架库区

能源与集控系统突出智能化与信息化。制造业的高质量发展,需要更高端的电、天然气、压缩空气等技术设备来实现节能降耗的目标。新建的以信息化为主的动力集控系统,全面采用了以万兆光纤连接厂区大数据库系统、以千兆光纤环网为骨干网联通各动力子系统的目标,而各子系统设备现场,还链接了百兆工业数据通信系统。通过按危险分散原则设计的集散式三层控制系统网络,让任何一个节点出现的故障都不会影响系统的正常运行和数据传输;全厂使用的锅炉、空压机、制冷机等主机设备,全部实现了数字化网络通信技术与虚拟化服务器。通过配备实时数据库和关系数据库,实现了集控系统数据的及时采集、长期存储和量化分析等。通过这些稳定可靠的控制策略,实现了各子系统节能、安全、稳定、优质的智能控制目标。

创新动力设备是新工厂实现高质量发展的重点建设项目。据介绍,红河卷烟厂技改搬迁建设项目在建设规划之初就提出了全面技改、全面创新的实施方案。为了节能降耗、绿色环保,对空调系统采用了“冷季冷却塔供冷技术”,建成了以“太阳能集热+空气源热泵辅热”为主的胶缸清洗热水系统;建成了锅炉系统与蒸汽冷凝水回收系统,实现了节水与热量回收率达80%以上,智能污水处理系统实现了污水的循环利用;通过“LED光带+光导”智能照明控制系统网络与动力集控系统的连接,既实现了自动控制“人走灯熄”的效果,又达到了国家可持续发展绿色工房评价标准。可以说,新工厂的动力设备均实现了高水平设计、高精度控制、高效率运营的预期目标。

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电力监控

装备升级 打造制丝生产新工艺

蓝图始于奋斗,发展只争朝夕。走进红河卷烟厂新厂区办公楼左侧装修一新的卷烟制丝车间,只见数十台崭新的制丝机械设备已完成组装,专业技术人员正在自动化设备前进行载料测试。站在高速运转的各种机械设备旁,听不到一点噪音。红河卷烟厂易地技改指挥部制丝工程组设备安装调试组组长、助理工程师李师傅介绍,按照生产转换节点计划,制丝车间于2019年12月建成后就开始搬迁并安装设备。经过300余天高效、有序的设备安装、调试、过料测试,去年年底,3条卷烟制丝生产线达到了试生产条件。

在卷烟制丝工艺装备选型过程中,总体配置以优质、高效、低耗为目标,以“进口设备+合作生产设备+国产设备”的组合方式,综合考虑产品工艺需求、设备性能、质量保障、原料消耗、能源消耗、操作维保等要素,突出设备的稳定性、精确性和灵活性,以满足产品品质、加工质量的总要求。在设备的创新技改与引进过程中,红河卷烟厂对国内外多家烟机设备进行对比分析,筛选出国内外各种科技含量较高的先进机型为我所用。目前,已完成安装并投入试生产的有3条自动化制丝生产线,设备数量达1300多台。

“制丝切片是烤烟解包后的第一道工序。目前,正在试生产的这台VIS+倾斜式垂直切片机,技术达到了全球领先水平。”站在一台稳流切片机设备前的李师傅介绍说,通过这台机械设备,就能够将刚刚解包的烤烟,垂直分切成几片相等厚度的烟片,并均匀输送到烟叶松散回潮工艺流水线。

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卷包车间

围绕生产工艺流程,记者走到一台松散回潮机前。据介绍,这台高智能化的LOTOS-L6000低温松散回潮机配置了A、B、C三条主线共四个工段。生产过程是将切片后的烟叶进行加湿松散,在水、汽、热风综合作用下,通过滚筒实现烟叶松散,同时烟叶的温度和水分将被提升到所需要的设定值,以满足后续工序加工需求。这台设备的技术指标也达到了国际先进水平。

烟叶通过低温回潮后将进入高效剔除杂料工艺流程。“这台TS8新型带式异物分选机,就能够自动识别并剔出烟叶物料流中的非烟杂质。”李师傅解释说,该设备的先进性在于对烟叶进行摊薄、悬浮、加速后用高速相机作持续拍照,以照片的光谱进行大数据分析后自动进行物料和杂物的区分与剔除,剔除效率达85%以上,误剔除率小于0.2%,技术指标全球领先。

制造业是立国之本、强国之基。红河卷烟厂老厂区有2条制丝生产线,通过引进国内外先进的技术设备和持续不断的技改升级,如今已拓展到3条,并已进入试生产阶段。这些先进的设备,除了制丝切片、松散回潮等智能化设备外,还有在国内外都处于先进水平的高度灵活的烘丝机、高效低耗的烟丝膨胀机、烟丝高精度加香系统等。透过新制丝智能控制中心的大屏幕,随时都能清晰地监控到所有制丝自动化生产线,并通过大数据系统监视到每条生产线、每一台机械设备的生产过程。而新建成的制丝智能控制中心大数据系统,其信息化、智能化指标均达到了“国内一流、全球领先”。

在车间多条并行运行的制丝自动化生产线上,还有10余台机器人正在将包装完好烤烟进行解包,其灵活、精准程度令人称赞。据悉,这也是智能新工厂里添置的新装备。

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封箱车间件烟螺旋提升机

高质高效 开启先进数据化流程

卷包车间位于红河卷烟厂新厂区办公楼右侧,外观建筑风格与卷烟制丝车间如同一对“双胞胎”。走进车间,只见6条卷包自动化生产线和配套设备已完成组装,技术人员正忙着调试设备、系统评估。“这6条卷包自动化生产线中的其中4条是新技改新购置的先进设备,2条是从老厂区搬迁并通过技改升级的。目前,6条生产线中的1条已通过工艺验证。”红河卷烟厂卷包部设备技术室任副主任介绍。

环视新建的卷包车间,宽敞、明亮、清洁的环境令人惬意满怀。当问起与老厂区的卷包设备相比有哪些特点时,任副主任表示,在规划设计的32条生产线中,不少设备达到了国内外先进水平,少部分设备通过了技改升级。与老厂区的卷包设备相比,产品质量控制水平、柔性化生产能力均得到加强,同时设备平台得到了一定统一,运行过程将更加稳定、维修更加便利。

通过数据治理平台和数据采集,可以将整个卷包生产线的生产数据纳入其中,并通过集控系统对生产过程进行综合分析与问题治理,指导生产、提升效率。通过新开发的生产应用功能,让不同的岗位都能更便捷地获得和处理信息,提升了工作的高效和精准。通过对单机智能化应用功能的拓展,开发三维交互数字孪生模型,并通过电流监测、振动监测、噪声监测、温度监测等先进手段,实现了对每台设备状态的精准把控及全生命周期管理。

“智能化生产系统,是新工厂的一个创新。”红河卷烟厂信息网络部何部长告诉记者,新工厂在技改中引入了大量的先进装备、工艺及技术,采用了物联网、云计算、人工智能、数字孪生等新一代信息技术,构建了一个虚实融合的数字化工厂,能够对“人、机、料、法、环、测、能”等生产全要素进行实时精细化管控,能够全面实现生产自动化、设备网络化、生产数据可视化、生产过程透明化,并具备了初步的智能化能力。智能化能力主要体现在全工序的排产仿真优化、协同精准的生产调度、物料平衡与过程物耗控制、预测性的设备维护、智能的在线工艺质量控制及精准的产能供能等方面,能够精益、敏捷、协同支撑生产,展现出一个“优质、高效、低耗、绿色、安全、智能”的数字化卷烟工厂。比如在生成排产方面,过去我们只是简单地把上级的生成计划进行线性拆分,分解到每个加工工序,在生成执行过程中大量的信息是通过调度人员进行电话沟通。新的智能排产和调度系统能够根据当前的生产要素进行自动排产,并通过仿真进行验证和优化,在生产执行中能够实时掌握各生产工序的计划完成情况,并进行预测和计划偏差分析,辅助调度人员对生产资源配置进行及时科学的调度。

建成智能调度系统和拥有核心技术最多的是制丝与卷包车间,这充分展示了智能化工厂的核心竞争力。除此之外,新工厂还增加了哪些方面的技术创新?红河卷烟厂易地技改指挥部负责人介绍,为实现以智能化、数字化为主的技术设计,新工厂还充分利用了工业互联网,逐步建成了生产控制与管理决策智能化、生产过程透明化、上下游业务协同化等智能化系统。尤其是在制丝、卷包等多个生产流程中应用了大数据分析、图像识别、边缘计算等先进技术。可以说,各条生产线都能够做到实时的KPI指标绩效分析、问题洞察、短板评估等。打破信息孤岛,实现了系统集成、互联互通和大数据的综合应用,在促进生产设备高效协同的同时还降低了能耗,减少了人工操作的误差。

据了解,去年6月,红河卷烟厂新厂区卷包车间开始购进新设备并着手进场安装。当年12月,6组高速硬包生产线已完成安装并进入联机调试阶段。今年以来,老厂区的卷包设备仍在物流系统、信息系统、公用配套“三个保障”的基础上展开有序搬迁与安装调试,确保今年5月完成卷包设备的搬迁与生产转换,6月底实现新工厂的全面投产。

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制丝车间

生态环保 开创智能化工厂新格局

绿色映底蕴,山水见初心。站在红河卷烟厂新厂区东部山坡上俯瞰厂区全貌,只见长方形的厂区除了标志性建筑外,大面积是纵横交错的绿化树木和草坪,绿化面积远远超过了建筑面积。人间最美四月天,厂区果树繁茂、花草争春,园林式新工厂成最美底色。

保护生态环境就是保护生产力。红河卷烟厂在建厂规划设计时,就紧紧围绕创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,严格按照《烟草行业全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战行动方案》,以“三星级绿色工房”为建设目标,进行高起点规划、高水平设计、高质量建设,从厂区环境到生产车间,处处彰显了生态文明与绿色环保可持续发展场景。

建设一座新工厂,生态环境、生产环境、生活环境备受关注。新建的污水处理循环利用系统排放达到国家环评标准,新建的除异味制丝工艺和制丝、卷包除尘等节能降耗、绿色环保的“绿建”项目达16个。“生态环境优先,职工的工作环境也进行了全面更新。”红河卷烟厂李副厂长说,保护生态环境功在当代、利在千秋。红河卷烟厂以易地技改搬迁为契机,站在新时代装备制造业核心技术制高点,对制丝及卷包车间从吊顶到墙面安装了像歌剧院里面一样的吸音材料,初步测算噪音可降低8个分贝。而“降噪”仅是生产车间创新技改的一个小项目,为让职工工作环境更清洁、清新与环保,厂里还优化了余热回收系统,降低了生产车间的温度;创新了自动调温空调系统,让室内温度随时保持在23摄氏度至25摄氏度之间;通过太阳能光线与“LED光带+光导”智能照明控制系统,让光线更加柔和与通透……

生态与生产环境变化引人注目,与之相配套的物流环境又该如何打造。红河卷烟厂物流部设备技术室黄主任告诉记者,新工厂建设进程中,烟叶复烤公司、雄风印业和烟草商业物流配送中心项目也在同步推进。尤其是物流,围绕工商双方共同探索创新“工商物流+区域物流+智慧物流”的运行管理模式,已经启动了工商一体化区域物流配送中心的建设项目。这方面,创新实施了红烟物流系统、信息化系统、公用工程系统等多应用平台与技术,并进行了全面评估。目前,这三个系统的保障能力还要待搬迁后在生产实践中进行验证。

“建智慧物流,技改团队有能力、有信心。”黄主任介绍,早在1998年,红河卷烟厂就建成了涵盖卷烟生产全工序全过程的物流自动化系统,并于2003年获得了全国烟草行业迄今为止取得的最高科技奖项——国家科技进步二等奖。在建设新工厂物流系统的过程中,汇聚了工业互联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术,引进或优化了堆垛机、高速分合流、EMS小车系统、AGV小车、拆码垛机器人等众多达到国际一流技术的硬件设备。物流系统高度的集成化、信息化、智能化,让新装备与新技术平台形成融合,让物流业务与信息管理系统实现与中烟ERP系统、工厂MES系统、APS系统等形成无缝衔接。他深信,通过运营实践后,智慧物流系统与其他系统的高效融合,将充分展示智慧化工厂工业体系的新格局,还将为全省烟草大物流网络布局提供崭新的发展路径。

据介绍,1993年,红河卷烟厂高度自动化的生产设备就已经达到了国内外领先水平,创造过红河奇迹。建厂36年来,技改奠定了高质量可持续发展的企业“标杆”。新工厂建设中,敢于创新的红河人,紧紧围绕国家烟草专卖局、云南中烟和红河州委、州政府的安排部署,按照高起点规划、高水平设计、高质量施工、高效率运作的总要求,以资源节约、环境友好和“精益、绿色、智能、环保”为建设目标,在设计规划方面突出科学、技改升级方面突出科技、生产设备方面强化智能、产业集群。可以说,核心科技含量已达到“国内一流、全球领先”的预期目标。

“快了,5月份就能够实现整厂搬迁与试生产,6月30日前正式投产。”李副厂长介绍说,为完成整厂如期搬迁,厂里分别组建了搬迁总协调组以及卷包、制丝、物流、公用工程等搬迁实施小组。目前,整个搬迁工作正快马加鞭有序展开,崭新的智能化工厂即将如期建成投产。届时,这座现代化的工业企业将为红河“十四五”高质量发展增添澎湃动力。

本版图片由记者罗宏伟及通讯员孔令涛、杨正清提供


(责任编辑:马超 审核:卢秀丽)
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