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自动化助陶瓷“智”造时代加速到来

行业聚焦点中国仪表网2014年05月13日 11:02人气:5458


 
  劳工年龄逐渐老化、用工成本迅猛增加、用工荒日益凸显等系列问题,迫使陶企改善生产条件、提高生产效率、控制生产成本,通过技术力量转变劳工身份,让体力劳动转变为脑力劳动———加快自动化进程已演变成行业的重要课题,这也是发展的必由之路。
  
  据了解,当前我国陶业自动化装备的年产值已达2亿元,约有80%的陶企使用相应的自动化设备。不过,业内人士指出,我国陶业的自动化程度仍较为低下,在很长一段时间内,实现行业的智能化、数字化、高科技化将是行业转型升级的主要任务之一。
  
  国产装备稳步发展
  
  在陶瓷生产中,深加工、分选包装、仓储物流这三部分的自动化程度最低。而用工数量最多、人工成本最大的部分,莫过于生产线末端由分选到包装的整个程序。目前国内陶企一条生产线的用工人数大多都在100-130人左右,尾端工序的用工量就超过了一半。
  
  从高温的窑尾下砖、抛光线前的上砖、抛光线后的对色分选拣堆成垛、瓷砖包装前的品质检测、不同方式的包装码托、运输装箱等,都具有劳动强度大、生产条件差、招工难度大的弊端,这些也是自动化程度亟需提升的环节。
  
  而自动化最大的优点是提高生产效率,减少人工成本,可以使机器在无人干预的情况下,按照预先设定的程序或者命令自动进行操作或过程控制。
  
  据了解,1983年佛山市耐酸陶瓷厂从意大利引进第一条全自动陶瓷墙地砖生产线,由此拉开了我国陶业自动化的发展大幕。特别在2000年之后,国人自主研发出了具“中国特色”的自动化装备和技术,而自动包装线就是其中典型的代表。随着自动包装线的应用普及,分选包装工序的用工需求已不足原来的1/3。目前70%以上的陶企都使用了该设备,得到了用户的广泛认可。
  
  在佛山市鼎吉包装技术有限公司(以下简称“鼎吉”)销售经理彭智云看来,我国陶机行业逐渐摆脱了以单纯模仿西方工艺与装备的发展路线,走出了一条适应中国市场与生产模式的创新发展道路。
  
  “国内陶机的自动化经历了模仿国外先进生产设备,到根据国内生产需求改进设备,再到现今拥有自主研发的陶机生产线的发展阶段。”广东科达机电股份有限公司(以下简称“科达机电”)包装线技术部经理梁耀棠说,“基于价廉物美,我国陶机自动化设备现今基本占领了国内市场及亚洲市场。”实际上,我国陶业整体已达到较高的自动化水平,原料制备、压制成型、窑炉烧成、深加工及自动包装均有相应的自动化装备。
  
  不过一位陶企负责人表示,目前国产自动化装备在功能性和稳定性等方面还略有欠缺,这是影响企业选用自动化机器的最大因素。为此,国产自动化装备还需在这两方面有所提升。
  

 
  自主创新缩短差距
  
  某陶企负责人向记者回述,他2005年去泰国某陶企参观时,当时约5条窑的工厂里,员工却不超100人。至今想起,仍让他不由感叹海内外自动化水平的差距甚远。
  
  众所周知,中国陶机发展与国外相比,起步较晚,特别在自动化技术的层面仍有待提升。
  
  前两年的广州陶瓷工业展上,意大利西斯特姆(SYSTEM)集团的展位上,每天都围满了观看该企业产品和视频宣传片的观众。片中,在无人操作的情况下,瓷砖却按照设定好的程序自动生产,甚至连装运瓷砖的叉车都是无人驾驶,自动运送生产好的瓷砖到码垛区域,让围观的观众惊讶不已。
  
  从西斯特姆车间自动化程度达到如此水平,再到国内陶企很多还在使用劳力生产相比,国内的自动化发展之路还需要很长时间的努力。
  
  有行业人士分析,与国外比较,我国陶业人力成本高的原因来自两大方面:一是两国物流环境有异,海外采用“托盘式”包装,转运次数少,瓷砖无需使用包角;国内则采用木箱包装,转运次数多,因此要采用包角。国外现成的包装技术不适用于中国,国内没有相类似的技术可以借鉴。二是生产产品的种类不同,国外以生产中小规格的釉面砖为主,不需深加工,且对产品色号要求不大,省去很多自动化工序;国内以生产抛光砖为主,需深加工,且对产品质量要求高,所需的自动化工序自然繁多。
  
  针对业内对当前我国自动化程度较为低下的看法,梁耀棠提出不同的意见,“国外劳动力成本很高,但产量低,而我国劳动力成本相对较低,生产方式主要以提高产量而获得利润。因此,使用昂贵的自动化设备对当前国内的陶瓷生产不太适用。”
  
  在探究如何加速我国陶瓷自动化发展之路的问题上,梁耀棠认为,国内部分企业始终将主要精力放在模仿先进自动化设备上,这阻碍了自动化进程的加速提升。
  
  实际上,随着中国陶业国际化水平的提升,越来越多国人除了在欧洲企业的宣传资料中了解到当地陶瓷自动化的发展,还走出国门去学习,引进了他们的生产技术。
  
  设备性能提升迅猛
  
  伴随市场需求渐趋庞大,越来越多上游制造商投入到自动化设备的研究开发中,而随着环境竞争愈发加剧,他们也加大创新力度,研发出相应的革新产品来抢占市场份额。
  
  通过采访得知,大多数企业在自动化装备的功能性和智能化方面大做文章,充分满足客户所需。
  

 
  自动包装各领风骚
  
  早在2005年,科达机电就通过合作引进意大利瓷片拣选包装技术,同时组织技术人员学习吸收,成立项目组进行可行性调研与技术创新研发。2006年,科达机电携带首条“中国制造”的自动包装线亮相工业展,填补了我国陶瓷分选包装装备的空白。
  
  据梁耀棠介绍,科达机电的自动包装线兼容多种常用规格的瓷砖,各单机有单独PLC及触摸屏控制,操作灵活,可根据客户的要求作各种配置。“产品的最低产能达1.2万平方米/天,运行速度为8包/分钟。”
  
  与同类产品相比,科达机电的自动包装线采用独有的上吸式取纸方式,解决下吸纸仓方式的一次误取多片纸、因纸压得太紧取不到等问题。另外伺服闭环控制的垂直式包装工艺,也解决了砖与纸之间的相对滑移,有效提高整线产能。据悉,科达机电的“高效大规格陶瓷砖包装线”于前年通过了省级新产品鉴定,当时专家认为该产品综合技术达国际领先水平。
  
  据不完全统计,科达机电自动包装线在国内市场占有率超过了70%,使用企业的数量达100多家,在江西、广西、四川片区占较大优势。产品远销土耳其、摩洛哥、南非、印度、孟加拉、马来西亚、泰国、印尼等国家。
  
  在创新自动包装线上紧跟步伐的企业,莫过于鼎吉。当前企业主推直连包装线,将抛好的瓷砖直接送入包装线,节省人工捡砖下线和上砖上线的成本。
  
  据介绍,自2012年以来,鼎吉不断探索将多品质色号瓷砖直连包装技术推广应用于中国市场。企业先后开发了瓷砖分选成组技术与装备、瓷砖分选分流技术与装备、瓷砖分选下载技术与装备、瓷砖品质色号跟踪技术与软件、双纸仓配纸技术与装备、多工位砖包堆垛技术与装备、人工画线智能识别技术与装备等多项技术与装备,并占据相关产品80%以上的市场份额。鼎吉的多品质色号瓷砖直连包装技术对各种瓷砖分选包装工艺均有可适用的解决方案。
  
  彭智云说,从2013年开始,鼎吉尝试将智能视觉技术引入陶瓷分选包装领域,并与行业外的相关企业通力合作,开发了人工画线智能识别技术与装备和瓷砖色号智能辨别技术与装备。其中人工画线智能识别装置已经获得市场认可并开始批量投放市场。
  
  相比针对设备本身的创新,广东一鼎科技有限公司(以下简称“一鼎”)更倾向于打造整线自动化工程:基于瓷片在后喷墨时代需谋求差异化发展,一鼎专注于打造“瓷片窑后整线工程”,关注瓷片的抛光、超洁亮和包装环节。
  
  基于三年的刻苦钻研,一鼎的瓷片包装机满足了现有干磨瓷片生产线的最大产量需求。“经实际试验,一鼎的瓷片包装线比其它传统瓷片人工包装线节省了2/3的人力。而其它自动包装线比其它传统包装线少一半人手。”一鼎董事长冯竞浩向记者透露,瓷片包装机成为企业今年下半年主推的自动化设备,而目前已接到近10条生产线的订单,主要来自山东、四川等地的陶企。
  
  据了解,目前国内能够实现瓷片包装机市场化的企业仍相对较少。与抛光砖包装机相比,瓷片包装机要求适应多种规格的瓷片产品,瓷片包装时需要加入隔纸或者隔垫,瓷片规格小,还需附加边角防护材料对其进行保护。
  
  检测水平逐步提高
  

  除了自动包装机,检测机的出现也大大解决了人工检测瓷砖对角线、平整度、尺寸出现的错误,有效提升产品质量。
  
  据不完全统计,当前行业的检测设备制造商超过了10家。其中,佛山市汇高科技有限公司(以下简称“汇高科技”)的检测机自去年3月上市至今,已应用于100多家陶瓷企业中,其中包括新明珠、宏宇、唯美、冠军、狮王等企业,还出口到越南大同奈、马来西亚维纳斯等陶瓷生产企业。
  
  当前汇高科技的主打产品为瓷砖智能检测一体机,产品适用于微晶石、抛釉砖、抛光砖和瓷片在内的所有瓷砖的平整度和瓷砖长度、宽度和对角线长度的尺寸检测,通过检测对瓷砖进行合格品或优等品的分类,在业内首次真正实现了平整度检测和尺寸检测的同步。
  
  汇高科技总经理黄柱基说,检测一体机可为陶瓷生产企业每天每班节省3个人的工作量,不仅适用于国内目前所有品类、规格瓷砖的平整度和尺寸检测,还可满足不同规模生产线产品的平整度和尺寸检测的技术要求,完美实现“一线一机”。
  
  值得一体的是,常规的检测系统在采集数据的时候会透过表面的熔块读到微晶玻璃下面,无法单独测量表层的微晶玻璃的数据,这给微晶石的平整度检测造成很大难度。“为克服这一难题,我们与意大利和日本专门从事激光检测研发的公司合作,联合研发出一套专门针对微晶石检测的激光检测系统,采集数据时到微晶玻璃透明的表面就折射回去,确保微晶石产品平整度的质量。”黄柱基如是说。
  
  设备一览
  
  ●自动拣砖生产线
  
  解决问题:人工拣砖
  
  研发意义:解决了窑炉砖坯及墙地砖成品繁重的人工拣砖问题,降低了工人劳动强度,提高生产速度
  
  代表企业:力晖
  
  ●瓷砖对角线检测机、平整度检测机、尺寸检测机
  
  解决问题:人工检测
  
  研发意义:实现以机器检测替代人工检测,将检测准确率提高到很高水平,有助于企业品质的把控
  
  代表企业:汇高科技、科信达、迈迅
  
  ●瓷砖包装机、码垛机、堆垛机、拼堆机、机械手
  
  解决问题:人工包装
  
  研发意义:以机器代替人工包装,大大提高生产效率,而且降低工人的生产强度
  
  代表企业:科达机电、鼎吉、一鼎、科信达、益大丽、硕恒
  
  智能制造大势所趋
  
  “任何一位企业家都不会安于现状,他们都努力寻求突破口,因此对自动化装备的要求也不断提高,主要体现在稳定性提高、产量提升、自动化水平提升、使用更人性化等方面。”梁耀堂指出了自动化设备未来的努力方向。
  
  科达机电始终站在客户的角色上进行创新发展,在提供大规格陶瓷砖包装解决方案及装备的进程中,同时致力于陶瓷包装自动化系列化产品的研发。企业已经从间断式抛光砖包装、瓷片自动拣选包装、仿古砖连线包装以及抛光砖简易连线包装等方面为客户提供多种包装解决方案,特别是针对微晶石生产用户实现自动化连线包装的方式已深入调研与开发。
  
  “今年,我们将在已有的大中规格瓷砖包装装备开发经验的基础上,发力于中小规格瓷砖桶形包装自动化技术及装备的研发。研发的瓷砖自动桶装机不仅着眼于替代人工包装,还要优化现有的桶形包装纸箱结构及封口方式。”彭智云表示,变革包装技术后,纸箱不需要预先装订,直接以纸板方式供应;纸箱封口采用国际通行的胶粘方式,免除胶带封口。据采访,成型后的纸箱经成本测算每个可节省0.05-0.06元的包装耗材成本,并且砖包的外形整齐美观。
  
  而依托超过40人的研发团队,一鼎正在从事“数控一代”的开发,实现多色号多品质的包装。“未来自动化装备的升级和优化,是建立在新增功能性产品的基础之上的。”冯竞浩如是说。
  
  值得欣喜的是,为不断扩大企业实力和规模,一鼎在南海狮山的生产基地将于今年年底投产,届时南庄生产基地将从事耗材产品的开发与生产,而狮山生产基地将从事自动化、深加工装备的总装,现在两大生产基地的规模已超过100亩。
  
  在检测机方面,汇高科技在产品改良和优化的过程中,将积极听取客户对设备使用的宝贵意见,力求产品品质更加优良,更好满足客户要求。
  
  彭智云认为,要想实现自动化工业大生产,首先要求企业具有标准化意识。陶企需要改变多年来已经习以为常的作坊式生产观念与模式,从瓷砖生产的原辅材料、工艺等诸方面重新优化。
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