取絲落筒設備精準上料、取貨，機械臂精準完成絲餅整理，自動導引車（AGV）有序穿行搬運貨物……生産線上，大量智慧裝備正不知疲倦地運作，現場幾乎不見工人。
智慧化如何賦能製造業發展？走進北京航太斯達科技有限公司（簡稱航太斯達）打造的氨綸智慧車間，就能找到最直觀的答案。在這項“北京技術”的賦能下，工廠實現了從氨綸原材料入庫到成品包裝出庫的全自動化運作。
為生産打造聰明的“指揮員”
被喻為“布料味精”的氨綸，是紡織工業的重要原料。潔白的絲線通過捲繞機捲繞到紙筒上，形成一個個絲餅，隨後，工人將成品取下，再換上新紙筒，迴圈往復。這是曾經化纖行業生産的標準流程，一座年産量3萬噸氨綸絲的工廠，需要上百位熟練工人才能良好運轉。
“我國化纖産量佔全球70%以上，但在較長一段時間裏，相關的高端智慧裝備自動化水準不高、品質穩定性不足。”航太斯達副總經理李文宇親歷了化纖産業從自動化走向資訊化，再邁向智慧化的全過程。
2019年，航太斯達啟動氨綸智慧車間産線的研製。“大型工廠的生産現場，數百台設備同時運轉，要保證生産秩序，就必須打造一個聰明的‘指揮員’。”李文宇説，車間裏哪個工位正等待上料、哪些産品需要運走，必須由“大腦”統一調度。
製造業的智慧化，並非簡單的“機器換人”，而是意味著生産系統不僅是執行指令的“手腳”，更應是擁有思考和決策能力的“大腦”——這正是研發團隊努力的方向。他們通過引入工業網際網路，將産線上所有單機設備互聯互通，並引入5G技術提升通信效率，所有數據都匯總至“指揮大腦”，由製造執行系統統一調配，使各終端各司其職、精準配合。
“北京技術”逐步走向全國
在打造氨綸智慧車間産線的過程中，取絲落筒設備是整套系統中最難啃的“硬骨頭”。李文宇介紹，每台取絲落筒設備要服務整排一二十台氨綸捲繞機，在絲線捲繞完成後，它便用“手”——懸臂軸與捲繞機精準對接，一邊接收捲繞機自動推來的一排成型絲餅，一邊將空紙筒推向捲繞機完成上料，生産流程由此實現閉環運作。
“原理看起來很簡單，但機器人要真正走進工廠，難題都藏在細節裏。”李文宇回憶，讓懸臂軸與捲繞機達成“默契”、精準對接，比想像中要難。每台捲繞機的軸心位置都有細微差異，取絲落筒設備需要逐一適應；而且，取回絲餅的過程也常常發生“意外”。“光滑的懸臂軸無法有效固定絲餅，運作速度一快就容易滑脫，但如果增加軸桿的摩擦力，又可能劃傷紙筒壁。”
在調試現場，技術團隊反覆嘗試了很多辦法。起初，他們加裝阻擋機構，並用控制器進行調控。但控制器在複雜電磁環境下容易誤動作，該擋的時候不擋，不該推的時候推，導致機構受損，延誤了調試進度。後來，團隊經過頭腦風暴，在懸臂軸末端刻出一個凹槽，加裝了一枚小小的密封圈，改造成本僅幾十元，問題卻迎刃而解。
“其實，創新並不一定都是高深莫測的技術。用最經濟的方法解決難點、痛點，也是創新的重要方面。”李文宇説。
2020年，航太斯達的氨綸智慧車間産線落成，成為我國氨綸領域首條覆蓋“自動落筒—智慧搬運—柔性包裝—品質檢測—倉儲物流”全流程的5G智慧化産線，填補了國內化纖行業在全場景智慧機器人整合解決方案方面的空白。目前，國內氨綸主要生産企業中已有多家採用了這項“北京技術”，十余條氨綸智慧車間産線相繼在重慶、河南等地落成。
數據築基讓工廠更智慧
李文宇介紹，目前，氨綸智慧車間産線在幾乎無人化運作狀態下，生産效率提升了30%，産品品質提升了20%。
從自動化到資訊化，再到智慧化，製造業的生産革命從未止步。以數字技術與智慧技術為牽引的智慧化，可以重構研發、生産、質控、運維全鏈條，帶動製造業從規模擴張轉向質效提升。而其中的關鍵要素之一，便是推動製造業從經驗驅動轉向數據驅動。
“要真正讓人工智慧自主思考、決策並主導生産流程，一項緊迫的任務就是對真實生産過程進行大量數據採集。”李文宇以化纖行業的另一個代表性産品——錦綸為例介紹，根據傳統的生産流程，每個絲餅生産完成後，工人都必須抽取一段絲線織襪並染色，從而判斷絲餅品質。為了確保産品品質，錦綸生産需要進行全檢而非抽檢，過程中的材料與人力消耗很大。
“隨著工業生産規模化程度不斷提高，智慧化轉型是必經之路。”目前，李文宇正帶領團隊，盡可能全面地採集與錦綸生産相關的溫度、濕度、生産過程數據。未來，這些數據都將成為行業模型訓練的基礎。
“也許在不久的將來，工廠將變得更加智慧，實現生産過程的自主決策。”李文宇預測道。從一枚密封圈破解落筒難題，到一套行業模型探索自主決策，當這些實踐從單個車間走向整個行業，中國製造的提質升級就有了更持久的動力。
