Pratique de construction d'usines intelligentes
Actuellement, le secteur de l'impression et de l'emballage se trouve à une étape critique de transition et de mise à niveau d'un secteur « à forte intensité de main d'œuvre » à un secteur « à forte intensité technologique ». La hausse des coûts, la pénurie de main-d’œuvre et les exigences sans cesse croissantes des clients en matière d’efficacité des livraisons et de qualité des produits ont rendu les modèles de gestion manuelle traditionnels de moins en moins durables. Les écarts entre les comptes et les stocks physiques, la circulation chaotique des matériaux et les arrêts de la chaîne de production en raison de pénuries de matériaux sont des problèmes persistants courants dans l'industrie. La reconstruction des opérations de production et des systèmes de contrôle logistique par des moyens intelligents est devenue un impératif stratégique pour les principales entreprises d'impression et d'emballage afin de surmonter les goulots d'étranglement du développement.
Tianjin Yihong Intelligent Packaging Technology Co., Ltd. (ci-après dénommée « Tianjin Yihong ») est une entreprise complète d'impression et d'emballage intégrant la conception pré-presse, la fabrication de plaques, l'impression et le traitement post-presse. Elle possède neuf-filiales en propriété exclusive et a établi des relations de coopération à long-terme avec-des marques bien connues telles que Mengniu, Three Squirrels et Junlebao. En réponse à la pression de la transformation numérique et intelligente dans l'industrie, Tianjin Yihong considère l'intelligence comme la principale force motrice, créant une usine intelligente de référence dans l'industrie de l'impression et de l'emballage.
Conception de haut-niveau : centrée sur le parcours du processus
Le succès ou l'échec de la construction d'une usine intelligente dépend de la question de savoir si la planification-au plus haut niveau s'aligne réellement sur les processus métier de l'usine. Le projet intelligent Tianjin Yihong se concentre sur l'itinéraire du processus, utilise le flux logistique comme cadre, s'appuie sur les données comme élément central et couvre l'ensemble du cycle de vie, depuis l'entreposage des matières premières jusqu'à l'expédition des produits finis.
Le processus principal est le suivant : les rouleaux de papier sont coupés en feuilles par une machine de découpe de papier, puis transportés par AGV jusqu'à la machine de découpe pour le rognage, puis transportés vers la machine d'impression pour l'impression multicolore ; après l'impression, les matériaux reposent pendant 4 à 6 heures, puis sont transférés via un couloir vers l'atelier de traitement de surface où un ou plusieurs processus tels que le laminage, le gaufrage, l'estampage à chaud et le découpage - sont effectués en séquence ; Enfin, les rouleaux sont collés ensemble avec du papier de face par une machine à plastifier, pliés dans des boîtes et emballés pour l'emballage pour former le produit fini (cartons ondulés) ou le papier de face est transporté à l'étage par monte-charge jusqu'à l'atelier de boîtes premium, où le carton gris est fendu et découpé à l'emporte-pièce, puis assorti avec du papier de face de boîte de couleur pour former une boîte premium finie, traitée sur la machine à boîtes supérieure et inférieure pour obtenir le produit final de boîte premium.
Les boîtes collées finies peuvent être directement expédiées depuis la zone tampon du premier-étage, ou transportées par AGV jusqu'au monte-charge, entrant dans l'entrepôt plat du quatrième-étage. Leur chargement sortant est programmé une fois l’ordre d’expédition déclenché. L’ensemble du processus s’étend sur plusieurs étages et zones fonctionnelles, avec de longues lignes logistiques et de nombreux points de transfert. Le plan du projet est centré sur le concept de base consistant à « laisser le flux de données piloter le flux de matériaux et à laisser la planification du système remplacer la coordination manuelle », en utilisant cela comme point de départ pour créer un système intelligent numérique intégré-d'« intégration douce et dure ».
Reconstruction matérielle : système de gestion automatisée du-processus complet
01/ Atelier d'impression : domaine central de la transformation de l'automatisation
L'atelier d'imprimerie est la zone ayant subi la transformation la plus importante dans ce projet. Grâce à des mises à niveau standardisées de trois processus -machines à couper le papier, à découper et à imprimer-combinées à des lignes de convoyeurs et à des AGV de type chariot élévateur-, une boucle fermée complète-pour la circulation automatique des palettes a été établie.
La coupeuse de papier adopte un mode de fonctionnement en forme de U - : « palette supérieure → déballage automatique → remplissage de la palette → transport AGV », avec deux machines disposées symétriquement au nord et au sud, permettant une connexion transparente depuis la découpe du papier jusqu'au transfert. Dans le processus de découpe, les AGV de type chariot élévateur- gèrent le chargement et le déchargement automatiques des matériaux ; les palettes vides produites par découpe sont empilées de manière centrale par un empileur de palettes, puis renvoyées via AGV vers les ouvertures d'alimentation du laminoir ou du coupeur de papier, réalisant ainsi une allocation automatique des ressources de palettes.
La modification des machines à imprimer est la partie la plus techniquement complexe du projet. Prenons l'exemple de l'imprimante UV : côté chargement, les AGV de type chariot élévateur-livrent les palettes entièrement chargées de papier au port de chargement de la machine, où le dispositif de transfert à levage supérieur-les déplace automatiquement vers la position d'alimentation, et le mécanisme d'alimentation prélève automatiquement le papier ; du côté du déchargement, des palettes vides circulent le long du convoyeur latéral et reçoivent le papier imprimé ; les palettes pleines se déplacent automatiquement jusqu'à l'extrémité du convoyeur, où un AGV les transporte vers la zone de repos ou la zone d'inspection. L'ensemble du chemin forme une boucle fermée automatique-en forme de "S-, remplaçant complètement les précédentes opérations de chariot élévateur à forte intensité de main d'œuvre-.
02/ Logistique inter--étage : automatisation du transport vertical
Pour le projet intelligent, deux monte-charges des côtés nord et sud ont été spécialement modernisés. Des rouleaux ont été installés à l'intérieur des cabines et des lignes de convoyeurs d'amarrage ont été installées à l'entrée de l'ascenseur de chaque étage, faisant du monte-charge une extension verticale du système AGV-au niveau du sol.
Après la rénovation, au premier étage, des AGV de type chariot élévateur- transportent les matériaux jusqu'à l'entrée du monte-charge. Les matériaux sont automatiquement transportés dans la cabine de l'ascenseur, puis montent jusqu'à l'étage cible et sont déchargés sur la ligne de convoyeur au sol via les rouleaux de la cabine. Le transport ultérieur est effectué par l'AGV au sol ou le gerbeur manuel.
La zone de stockage plate du quatrième -étage de l'entreprise peut stocker plus de 700 palettes de produits finis. Lors du stockage, les produits finis sont soulevés par le monte-charge, puis récupérés par les AGV du chariot élévateur caché du quatrième étage -et automatiquement placés en stockage en fonction des emplacements attribués par le WMS-. Lors de la récupération, l'opérateur de l'entrepôt émet une commande dans le système et l'AGV transporte automatiquement les marchandises jusqu'à l'entrée du monte-charge, descend au premier étage pour attendre le chargement. Les palettes vides générées par les commandes sortantes sont remontées par le monte-charge pour être réutilisées. Tout au long du processus entrant et sortant, l’implication humaine se limite au fonctionnement du système, avec une intensité de travail physique proche de zéro.
03/ Autonomisation de la RFID : la base-numérique intelligente pour le suivi des matériaux
Les palettes utilisent des étiquettes intégrées « puce RFID à code-barres », avec des codes-barres visibles à l'extérieur et des puces intégrées stockant les informations sur les matériaux. Les AGV de type chariot élévateur-sont équipés de lecteurs RFID ; chaque fois qu'une tâche de manutention est effectuée, le système vérifie automatiquement si le numéro de palette correspond au numéro de tâche, obtenant ainsi une cartographie précise entre les matériaux et les tâches. Cela évite les risques opérationnels liés au fait de « prendre les mauvaises marchandises ou de les placer au mauvais endroit » à la source et garantit que le registre des matières dans le système numérique reste synchronisé en temps réel avec les articles physiques sur place. Il s'agit également de l'un des points d'entrée de données clés pour réaliser des « opérations numériques-intelligentes » dans l'ensemble de l'usine.
Autonomisation des logiciels : contrôle collaboratif sur quatre plates-formes
Les mises à niveau matérielles posent les bases physiques ; la collaboration logicielle est le véritable moteur permettant de libérer de la valeur numérique intelligente-. Le projet intelligent Tianjin Yihong déploie quatre plates-formes principales : MES, WMS, WCS et LES, créant un système de contrôle intelligent numérique -chaîne complète- couvrant l'exécution de la production, la gestion des entrepôts, le contrôle des équipements et la planification logistique.
01/ Système d'exécution de fabrication MES
Permet les appels de matériel automatiques et les rapports de travail automatiques. Lorsque les lignes de convoyeurs de chargement sur les machines sont inactives, le système attribue automatiquement des tâches de réapprovisionnement aux AGV ; une fois l'impression terminée, le système enregistre automatiquement la quantité de bons de travail terminés en fonction de la collecte de données-en temps réel. Les informations de production circulent en ligne tout au long du processus, réduisant considérablement le temps de saisie manuelle par les employés.
02/ Système de gestion d'entrepôt WMS
Ce système est l'outil principal pour résoudre le problème de longue date des « écarts de grand livre ». Une fois le système lancé, toutes les opérations entrantes et sortantes de matières premières doivent être enregistrées via le système, chaque enregistrement indiquant un horodatage clair et une personne responsable. Le système fournit également des rapports d'alerte d'inventaire synchronisés ; un stock faible déclenche automatiquement des rappels, faisant passer les décisions d'approvisionnement d'une "estimation basée sur l'expérience" à une "prise de décision basée sur les données--".
03/ Système de contrôle des équipements WCS
Responsable de la planification unifiée de tous les AGV, lignes de convoyeurs, ascenseurs, transferts et monte-charges d'usine, il sert de « centre nerveux » reliant la logique métier de la couche supérieure à l'exécution des équipements de la couche inférieure, garantissant que chaque instruction logistique est convertie avec précision et rapidité en actions sur l'équipement.
04/ Système d'exécution logistique LES
Effectuer une gestion unifiée des files d'attente et des priorités de diverses tâches logistiques telles que l'appel de matériel, le réapprovisionnement en matériel, le transfert et le retour à l'entrepôt pour éviter les conflits de ressources lorsque plusieurs tâches se produisent simultanément, et assurer le rythme logistique fluide et ordonné de l'ensemble de l'usine.
Partage de-données en temps réel entre les quatre plates-formes, tout en s'adaptant aux avis de livraison ERP de l'usine, permettant une pénétration-à-des données de bout en bout, depuis les commandes des clients jusqu'à la livraison du produit fini, afin que le concept "piloté par l'intelligence numérique" puisse être véritablement mis en œuvre à chaque nœud commercial.
Collecte de données : la machine est entièrement en réseau
Le projet d'intelligence numérique de l'entreprise a achevé la transformation de l'acquisition numérique de 32 équipements de production principaux dans l'atelier du premier étage, couvrant tous les équipements de base tels que les machines de séparation du papier, les machines d'impression, les machines de plastification, les machines de plastification, les machines de gaufrage, les machines d'estampage à chaud, les machines de découpe - et les lignes de collage de dossiers.
L'état de fonctionnement, la quantité de production, l'alarme de défaut et d'autres données de chaque machine sont importées dans le MES en temps réel pour former un tableau de bord numérique de l'atelier visuel. La direction peut saisir les données sur la capacité de production, le taux d'utilisation des équipements et les informations anormales sans s'appuyer sur des statistiques manuelles, fournissant ainsi une base solide d'intelligence numérique pour la promotion continue d'une production allégée.
Changement de management : de la propreté des sites à la standardisation des process
01/ L'apparence du site a été largement améliorée
AGV exige que les matériaux soient soigneusement empilés sur des palettes standards en fonction de l'emplacement de stockage spécifié, ce qui impose des spécifications d'exploitation sur site-. Dans le passé, l'environnement de l'atelier d'empilement aléatoire a été fondamentalement modifié, et un site propre et ordonné est non seulement la condition préalable au fonctionnement du système, mais également la garantie de base d'une production sûre.
02/ La collaboration logistique est entièrement en ligne
L'utilisation des matières premières reposait auparavant sur une communication verbale hors ligne entre le capitaine et le responsable de l'entrepôt, et les retards d'information et les responsabilités floues étaient la norme. Après le lancement du système, toutes les demandes de matériel sont soumises en ligne via MES, et la gestion de l'entrepôt effectue l'entrepôt en fonction des tâches du système, et chaque circulation de matériel dispose d'un bon électronique complet, réalisant la transformation fondamentale de « l'accord verbal » au « contrôle du système ».
03/ Prise de décision en matière d'approvisionnement-complète basée sur des données-
Les données d'inventaire en temps réel WMS-et les tableaux d'avertissement-permettent au service des achats de dire adieu à l'historique d'achat de papier au toucher, et le gaspillage des achats répétés et le retard dans les matériaux sont efficacement réduits, et l'efficacité de la rotation des stocks est améliorée.
Valeurs fondamentales et inspiration de l’industrie
La valeur du projet intelligent de Tianjin Yihong peut être résumée à partir des quatre dimensions suivantes :
(1) Amélioration de l'efficacité et taux de croissance : l'ensemble du processus est automatiquement mis à niveau, éliminant les goulots d'étranglement du transfert manuel, raccourcissant le cycle de production et rendant le cycle de flux de la ligne de production plus stable.
(2) Réduction des coûts et réduction de la consommation : le transfert automatique AGV réduit considérablement l'intensité du travail physique des travailleurs de première ligne, réduit efficacement les coûts de main-d'œuvre et réduit le gaspillage de matières premières grâce à des rapports automatiques.
(3) Gestion standardisée : Le système AGV oblige le site à être propre et standardisé, créant un atelier d'intelligence numérique standardisé et visuel.
(4) Lien avec la situation globale : les données MES, WMS, WCS, LES et ERP sont connectées, ouvrant l'ensemble du lien entre la production, la logistique et l'entreposage, et améliorant globalement les capacités de gestion et de contrôle de la chaîne d'approvisionnement.
Du point de vue de l'importance de l'industrie, le projet d'intelligence numérique de Tianjin Yihong prouve que dans une usine d'impression et d'emballage complexe comportant plusieurs étages, plusieurs processus et plusieurs variétés, grâce à une conception raisonnable-de haut niveau et à une intégration intégrée des logiciels et du matériel, il est possible de réaliser la planification automatique de l'ensemble du processus logistique et un contrôle intelligent de l'entreposage par intelligence numérique.
L'usine intelligente construite par Tianjin Yihong est une mise en œuvre complète du concept "d'intelligence numérique-pilotée" dans l'industrie de l'impression et de l'emballage. La fabrication intelligente n'est pas une simple mise à niveau d'équipement, ni un pur logiciel vers le cloud, mais un projet global d'intelligence numérique avec le flux de processus comme squelette, la collecte de données comme nerf, la plate-forme logicielle comme cerveau et l'équipement d'automatisation comme membres, ainsi que l'intégration organique et le fonctionnement coordonné.
Pour les entreprises homologues qui entendent promouvoir la transformation, formuler des plans à partir des points sensibles et mettre en œuvre une conception simultanée de logiciels et de matériel est la bonne voie pour faire passer l'intelligence numérique du « concept » à la « valeur ». Avec la pénétration continue de la technologie de l'intelligence artificielle dans les domaines de la prévision de la qualité et de l'optimisation des processus, le processus d'intelligence numérique de l'industrie de l'impression et de l'emballage sera encore approfondi.