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感受太阳的辉煌,从这里开始

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May 29,2017

太阳纸业即将开启“工业4.0”时代

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近期,太阳纸业在山东省邹城市太平工业园区造纸产业园建设年产80万吨高档板纸改建及其配套工程项目开建。公司拟在该项目生产线上实施“工业4.0”工程。

 

太阳纸业控股子公司太阳宏河纸业有限公司投资的年产50万吨低克重高档牛皮箱板纸项目,已经投入运行并初步达到设计要求,目前产品供不应求。为更好的开拓高档包装板纸市场,公司在总结已有项目经验的基础上,提出建设年产80万吨高档板纸改建及其配套工程项目。本项目生产的高档板纸具有克重低、环压强度高、耐水性好、湿强度高、耐折性能好、能多次重复使用等特点,可以减少物品的包装材料重量,提升包装材料保护的级别,同时具有节约资源,降低包装成本,减少碳排放的特点。首先该项目区位优势极佳。公司周围地区有较大的市场需求和空间,项目投产后,公司将拥有更强的牛皮箱板纸生产能力,产品将辐射鲁、豫、冀周边地区及华东部分地区。再者,公司目前的牛皮箱板纸生产基地在满足本地需求后将依托靠近京杭大运河的物流优势,使公司的牛皮箱板纸等产品销售到经济发达的长三角地区,提升公司产品的市场竞争力。还有,该项目将使公司高档包装产品系列更加丰富和多元化,满足更多消费群体。

 

什么是“工业4.0”,其特点是什么?

 

“工业4.0”概念源于2011年汉诺威工业博览会,最初在德国学界和产业界的建议与推动下形成。随后,上升为德国的国家战略。如今,“工业4.0”已风靡全球,成为投资者耳熟能详的热词。

 

据《借鉴德国“工业4.0”战略及主要内容分析》一文中介绍,“工业4.0”的核心内容可以总结为:建设一个网络(Cyber-Physical System,信息物理系统)、研究两大主题(智能工厂、智能生产)、实现三大集成(横向集成、纵向集成与端对端集成)、推进三大转变(生产由集中向分散的转变、产品由大规模趋同性生产向规模化定制生产转变、由客户导向向客户全程参与转变)。简单点说就是利用信息通信技术把产品、机器、资源和人有机结合在一起,通过信息通信技术建立一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。在此模式中,CPS系统将推动生产对象直接或借助互联网通过M2M(Machine-to-Machine,机器对机器)通信自主实现信息交换、运转和互相操控;智能工厂能够自行运转,产品与机器可以相互交流,机器可以自组织生产,供应链将自动化协同,产业链分工将被重组,创造新价值的过程将发生改变。

 

福伊特首提“造纸4.0”解决方案

 

在互联网+时代,造纸工业对于更智能、更高效和更经济有效的生产方式的需求正在不断攀升。造纸企业更应抓住机遇,专注于开发网络化、智能化、数字化的解决方案和流程,积极探索提高效率和节约资源、能源的生产方式,以走上可持续发展的道路。

 

福伊特结合当前行业发展现状、客户需求,以及自身高效率、高能效等全球领先的技术,于2015年上半年率先将“工业4.0” 概念引入造纸行业,推出了“造纸4.0”概念。“造纸4.0”基于福伊特在全球造纸行业内长达百年的丰富经验和知识,并将工艺知识与自动化知识相结合。致力于为客户提供高效率的“造纸4.0”智能解决方案,从而帮助客户实现更大的附加值。

 

借助“造纸4.0”,福伊特正在为提高整个造纸过程的生产效率、生产能力和生产质量以智能化的方式做出贡献,即使在现有的系统和设备的改造应用也是如此。通过“造纸4.0”,能够在纸机运行过程中为客户提供更清晰的视角,并借由执行器和控制器来稳定这一过程。这使得我们能够优化本来已经稳定的工艺流程。

三十多年来太阳纸业坚持走绿色、可持续发展的道路,目前制浆造纸装备水平均已达到国际先进行列,生产自动化、信息化程度高,业已开始了“中国制造2025”,尤其是“两化融合”方面的实践,积累了实践“工业4.0”的基础。由此在年产80万吨高档板纸改建及其配套工程项目设计之初就与设备供应商就“工业4.0”擦出了“火花”,旨在推动造纸行业实现工业经济数字化、信息化、智能化、网络化的发展。

 

目前太阳纸业PM31具备了应用“造纸4.0”的基础条件。简单来说:一是工艺上符合。经过前期不断的实验比对,PM31已经有较稳定的化学品来源,这对日后成纸某项指标的综合调整提供了稳定的根基。其次,从信息化层面上讲,PM31现场仪表控制系统(DCS)对现场压力、温度、流量、液位的测量已能保证准确,并且过程量的数据已能支持大数据的汇总和分析;纸机控制系统(MCS)以及质量控制系统(QCS)也能给虚拟传感器的建立提供可靠的信息源。再者,公司在各方面的人才储备已经可以满足这些需求。

 

太阳纸业PM31将优先部署工艺优化部分的单个子模块。

 

福伊特的“造纸4.0”解决方案涵盖自动化控制设备和控制软件,主要包括工艺优化、设备维护和智能服务三大部分,为客户提供量身定制的高效率智能解决方案。PM31 将优先部署工艺优化部分的单个子模块(纸张强度智能控制)。

 

福伊特认为,造纸工艺可以通过使用传感器、控制器和执行器,实现造纸流程可视化,稳定和优化生产工艺流程,从而使纸机工艺参数一直在稳定高效的状态下运行。在“造纸 4.0”概念下,传感器、控制软件和执行机构将取代传统人工操作,实现自动化控制,需要指出的是这种自动化控制有别于原始纸机的自动化控制,它是智能控制!这种智能控制可以不断学习,通过收集近一两年的控制数据来控制现有设备;不仅可实现更精准、实时的控制,而且能够降低设备的非计划性停机时间、非生产性的损耗和减少设备的纸机断纸时间。稳定的工艺可以节省原材料和化学药品,降低能耗。无论使用哪种子系统,目的都是稳定生产过程,为纸张生产商带来成本优势。造纸过程中大量的可用数据无法通过人工方法进行有效长期的管理,但这正是福伊特“造纸 4.0”及其不同的系统能够做到的。

 

据有关人士介绍,福伊特提供的OnCare AM资材管理系统解决了已经被广泛应用的计算机维保管理系统(CMMS)存在仍然有超过50%的维保相关数据没有被集成的问题。该套维保资材管理体系还和在线设备监测系统(OnCareCM)有效的结合起来。OnCare CM状态监测系统可以提供关于设备运行状况,过程和最终产品的一系列信息。实时发生的设备故障和引起的原因能够较早地被侦测出来,以便于及时采取恰当的对策,对提高设备利用率以及减少非计划停机时间有明显贡献。

 

PM31将成为太阳应用“造纸 4.0”的首例,有着里程碑式的意义。可以预见,今后,“造纸 4.0”将会被更广泛的在太阳、在行业进行推广和应用。

福伊特“造纸4.0”将如何开展

 

此次福伊特为太阳应用的造纸4.0是针对纸张强度这一指标进行整合优化的系统。当然,造纸4.0所囊括的技术指标要比这多很多,比如OnQ纸种控制、OnE纸种管理系统、OnE压榨控制等等。

据专业人士介绍,造纸4.0的实质是将造纸实现从3.X自动化系统到信息物理系统(CPS)的转变,信息物理系统的意义在于将物理设备联网,特别是连接到互联网上,使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。本质上说,CPS是一个具有控制属性的网络,但它又有别于现有的控制系统。

 

对纸机来说,引入这套系统能够针对某项指标,将所有可能影响该因素的过程量全部搜集,通过整合成虚拟传感器,在控制器内通过新型算法,将控制结果输出给不同的执行器,旨在对该项指标做出更好的分析预测,提高对成纸质量的把控。

 

该系统的搭建将分以下四个步骤进行:

 

第一步,数据搜集,持续监控过程量,建立稳定的设备条件来确定当前状态。这一步的目的是进行数据的筛选,选择对某项指标相关的数据,保证数据的实时精确的传输。

 

第二步,状态稳定,通过消除过程波动、提高设备稳定性来保证过程数据的稳定。这一步的目的是为数据分析及运算提供稳定的来源,保证控制的精确性和前瞻性。

 

第三步,过程优化,设备优化,持续监控并通过控制器控制来优化,维持当前状态。这一步的目的是对该项指标的优化,达到预期的目标,通过不断优化找寻各个过程量的最优值,获得更高的纸品。

 

 

第四步,状态保持,通过持续的监控、设备的优化来保持当前状态,并且能够对未来状态的调整作出快速准确的相应。这一步的目的是稳定优化后的良好状态并保证整个系统的可调性。

2015年,我国颁布了“中国制造2025”战略,明确了十个重点行业,包含战略性新兴产业、先进制造业、其他关系到国计民生的传统行业,以及相应的供应链和销售网。其主线是两化深度融合,主攻方向是推进智能制造,主要形式是互联网+。如此看来,“中国制造2025”与德国“工业4.0”都是在新一轮科技革命和产业变革背景下针对制造业发展提出的一个重要战略举措。二者对接将共同推动新工业革命的发展。

我们知道“工业4.0”的身影从产品开发到生产,到物流,再到质量检验和客服服务等,其应用无处不在,使人与人、人与机器、机器与机器,甚至服务与服务之间都实现互联,从而实现横向、纵向的高度集成。这样生产方式发生极大变化,整个工业生产流程透明化,企业可以随时掌握生产情况,并能及时反应、快速调整生产流程,生产速度更快、灵活性更强、效率更高,从而提升产品质量并降低生产成本,展示了其强大的生产力和对企业发展的支持力。

中国造纸业已经发展到了向市场引导性、产业高端化发展的深度转型期。越来越多的造纸企业开始探索提高能源效率、降低成本、节约资源的生产方式,因而拥有高效率、节约资源和低运行成本的高效纸机在中国市场上将占据重要地位。而此刻,福伊特提供给客户的超前的解决方案能够实现清晰的附加值和有形的经济效益,福伊特认为,“造纸4.0”将从五个方面引领造纸行业未来:

1.互联 (Connected)。传统造纸企业在互联网+的影响下,传统封闭性的大规模生产模式将终结,从某种意义上说,福伊特的“造纸4.0”概念其实就是造纸工业物联网。通过4.0技术重构造纸行业的生产制造流程和工艺,将互联网技术渗透到传统造纸业,衍生出协同研发、协同设计、协调制造、协同商务的生产型互联网服务。

2.高效 (Efficient)。产能过剩、效率低下等问题长期困扰中国造纸行业,引入造纸4.0概念后,数据、信息的传输集成高速、透明化,自动化的软件、设备的运作效率相比传统人工也将大幅提高,由此所带来的在效率及效益上的提高是显而易见的。

3.可预测性 (Predictable)。造纸4.0转变了传统的由工厂发起的B2C模式的生产方式,将互联网思维和技术渗透到传统造纸业,衍生出协同研发、协同设计、协调制造、协同商务的生产型互联网服务——由消费者发起的C2B模式,先有订单和需求,之后是产品,企业以服务为核心。这种订单模式使得生产具有可预测性,避免了传统大规模定制生产的产能过剩和资源浪费。

4.智能 (Smart)。造纸4.0概念下的纸机操作简易并且配备具有先进分析能力的可升级自动化软件,无需人工干预。

5.绿色(Green)。造纸4.0强调通过设备改造和工艺优化,以及全生命周期的服务来保证纸机的高效运行,提高产品质量降低能耗;并在脱墨的处理和纤维环节上减少对环境的污染。

“造纸4.0”不仅是连接到其它产品上的智能产品,更是一个系统:一个能够为纸厂提供全透明化流程的系统,一个为纸厂提供针对关键工艺参数进行智能自动控制的系统。福伊特“造纸4.0”能够为客户提供巨大的潜在经济价值,实现降低运行成本和增加产能的目的。“造纸4.0”进入太阳,与太阳“崇信尚新•守正出奇”的企业精神十分契合。“崇信尚新”,是太阳人的源头与本色,“守正出奇”,是太阳人的风格与特色,这也是太阳人的独特品格。我们可以预见:

1.太阳纸业PM31亦或不久的将来,年产80万吨高档板纸改建及其配套工程项目通过对德国“造纸4.0”的引入,定会激发企业的标准化生产水平、研发能力和技术创新能力更上一层楼,也必将进一步提高企业生产工艺水平,提高产品品质和市场占有率。

2.“造纸4.0”将产生大量数据,互联网将深度参与生产过程,从而将生产成本优化到一个新高度,而解放出的部分劳力和智力资源,可以集中于创新与决策领域。公司为适应该项技术的进入,亦或通过“引智”加强对企业标准化生产人才队伍的培养。

3.太阳可以借鉴“造纸4.0”的理念,也应该本着务实的原则推进智能制造,建设数字化工厂。通过引进智能装备,开发智能产品,进而实现企业研发、生产、采购、营销、服务,以及人事、财务信息系统的无缝集成,而这些和公司的“两化融合”不谋而合。

 

我们也要深刻的认识到,企业推进智能制造是科技发展进步的趋势,是企业转型升级的需要。但这必定是一个长期、复杂的系统工程,绝非坦途,可是我们也知道敢于做第一个吃螃蟹的人机会比别人要多一些,所以作为“造纸4.0”的使用者,需要进行深入细致、谨慎细心的规划。我们相信,在这方面无论是太阳还是整个行业而言,必须从战略全局出发,有计划、有步骤的扎实推进,打造核心竞争能力,开辟出自己的“蓝海”,不断缩短中国造纸与世界领先企业的差距,为行业未来的可持续发展和国际化水平的提升奠定良好基础。

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