【工业4.0案例分析之五五】山东康平纳筒子纱染色智能工厂试点示范

筒子纱是纺织企业从原料到成品过程中必须使用的中间产品，筒子纱染色是纺织印染行业生产高档面料、提升产品功能和附加值的关键环节。为了破解筒子纱染色工艺中的难题，山东康平纳集团有限公司与机械科学研究总院、山东鲁泰股份有限公司进行产学研，联合研制了“纺织筒子纱数字化自动染色成套技术与装备”，实现了筒子纱染色从手工机械化、单机自动化到全流程数字化、系统自动化的跨越。该技术于2014年获得国家科学技术进步奖一等奖，是我国纺织机械史上首次获此殊荣。

在此技术成果的基础上，山东康平纳集团联合机械科学研究总院进行了智能升级提升，将“工业4.0”理念率先导入纺织印染行业，建设筒子纱染色智能工厂，2015年被列入工信部首批智能制造试点示范项目。

筒子纱数字化自动染色成套技术与装备是我国纺织印染行业数字化、智能化制造的重大突破，该项目为纺织工业实现节能、降耗、减排、清洁生产，以及推进企业转型升级起到良好示范作用，为实现“中国制造2025”提供了行业标杆。

山东康平纳集团有限公司成立于1998年，是集纺织、智能染整装备与数控机床制造、现代物流服务于一体的综合性企业，拥有有康平纳毛纺织分公司，康平纳机械等子公司。

康平纳毛纺织：

公司主营业务是高档毛纺面料的开发与生产及各种高档纱线的染色加工。

康平纳机械有限公司：

专业从事高端数控纺织机械及数控机床的开发制造，主要产品包括：自动化染色成套设备、多功能湿整设备、数控化后整理设备等染整系列设备。

解决问题

筒子纱是纺织企业从原料到成品过程中必须使用的中间产品，筒子纱染色是纺织印染行业生产高档面料、提升产品功能和附加值的关键环节，但是一直以来存在人手多、效率低、染色质量稳定性差、能耗高、废水排放量大等难以解决的问题。一直以来，染色等工序都是人工完成，染色是个辛苦活，车间内常年高温，污水横流，没多少人愿意干。人工染色产品也存在精准度低，稳定性差等质量控制难题。

“筒子纱数字化自动染色成套技术与装备”通过染色工艺、装备、系统三大创新，研制出适合于筒子纱数字化自动染色的工艺技术、数字化自动染色成套装备及染色生产全流程的中央自动化控制系统，创建了筒子纱数字化自动高效染色生产线，建立起数字化染色车间。该工厂节约用工70%以上，通过该装备染色，色差由原来4级提高到4.5级以上，染色一次合格率达到了95%以上，比国际先进水平高5个百分点。生产效率提高了约28%，工艺稳定及生产运行可靠性由原来57%提高到95%，有效实现了染色生产效率和品质提高，超过了德国、意大利等国际先进技术水平。

在纺织染整行业技术发达的国家，如德国、意大利、荷兰等，纺织企业正逐步向信息控制一体化发展。发达国家企业已经开发出高效筒子纱自动化染色设备，实现染色生产工艺和设备操作过程的自动控制。但物流系统仍为半自动化生产，车间级的任务安排及生产控制等未实现自动化及智能化。

“筒子纱数字化自动染色成套技术与装备” 装备实现了100多台套设备、2000多个参数在线检测、实时全流程闭环控制，全部实现了自动化，可为棉纱、毛纱、棉麻纱等各种筒子纱染色，也可扩展到坯布染色、印花等领域，可实现吨纱节水27%、节约蒸汽19.4%、节电12.5%、减少污水排放26.7%。建设筒子纱染色智能工厂以后，生产工艺数据自动数采率达到95%以上、主机设备数控化率达到92%，技术指标比前期有了更大突破，吨纱节水60%、节电45%、节汽58%、节约用工达80%以上。

据统计，我国年染色纱1000万吨，据目前我国4200多家规模以上印染企业中有2/3需要改造升级。改造升级后，全行业每年至少可节水3亿吨，节能233万吨标准煤，减少污水排放2.97亿吨，有助于推动印染行业实现优质高效染色，转型升级为集约化、规模化生产和低耗、低排放的绿色产业。“十三五”期间，康平纳将以建设国家智能制造试点示范工程－筒子纱染色智能工厂为依托，在全国纺织服装产业密集区, 规划建立50家区域性的染色智能工厂，从而形成染色规模标准化、工艺集成数字化、生产过程智能化、品质管控全程化，通过集中印染，减少污水排放，提高产品质量，实现绿色制造，推动纺织产业升级。

注：本案例主要来源于山东康平纳集团有限公司官方网站、微信公众号以及其它互联网公开内容，由工业4.0创新平台搜集、整理、编辑和发布。