1 前言

目前陽極氧化處理工藝生產(chǎn)的鋁型材產(chǎn)品約占一半的建筑鋁型材市場。如何把現(xiàn)代信息技術運用到氧化生產(chǎn)線上，以提高生產(chǎn)效率、促進節(jié)能減排是近年來眾多鋁加工企業(yè)關注的問題。現(xiàn)代的鋁型材氧化生產(chǎn)線上，信息化技術的運用程度各有不同，許多公司都進行了信息化的研究?？傮w來說，這些研究和實施都是局部的。這樣的局部的信息系統(tǒng)就如同一個個信息孤島，相互之間的聯(lián)接靠人工輸入，很容易出現(xiàn)人為錯誤，導致生產(chǎn)效率的下降；多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)對工序的控制用的是有線傳輸，布線要求高，增加了成本投入。據(jù)研究表明，應用信息技術可使工業(yè)生產(chǎn)效率提高10%，并使排放和污染降低25%。因此，信息化應用是鋁加工行業(yè)能否實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結構轉(zhuǎn)型的關鍵。本文簡要介紹了信息融合、無線控制與自動包裝等現(xiàn)代化信息技術在立式氧化生產(chǎn)線上的應用。

2 技術特點

2.1 總體思路

陽極氧化是鋁型材處理最常用的方法，因此，針對本工序開展信息化與工業(yè)化融合以促進節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率具有很好的示范作用。下圖對實施全自動化技術后的立式氧化線與原立式氧化線結構進行了對比。

（a）原氧化線結構                 （b）全自動化氧化線結構

圖1 全自動鋁型材氧化生產(chǎn)線與傳統(tǒng)氧化生產(chǎn)線結構對比

2.2主要特點

由圖1的系統(tǒng)結構對比圖可以看到，本自動化系統(tǒng)的信息技術應用的創(chuàng)新主要有以下四個主要部分：

（1）系統(tǒng)融合

ERP系統(tǒng)傳遞所要生產(chǎn)批次料的相關數(shù)據(jù)，如顏色、膜厚、長度和外周長等。而氧化線生產(chǎn)控制系統(tǒng)包括了處理工序的程序、時間等數(shù)據(jù)。以往，這兩個系統(tǒng)是相互獨立的，中間的傳遞由工人根據(jù)ERP的數(shù)據(jù)人工輸入進中控電腦中。我們通過信息技術改造將原有的兩個獨立的系統(tǒng)進行了融合。運用GATEWARE公司推出的編譯軟件將ERP系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)編譯成中控電腦可以識別的十六進制碼的形式，從而實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的聯(lián)接和資源共享。

（2）信息反饋和記錄

中控電腦接收到上排ERP系統(tǒng)的相關信息后，即刻又將收到的信息反饋給上排的ERP，形成一個循環(huán)，以確保信息傳遞的準確性。當確定了接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)一致時，中控電腦就會向吊機控制PLC（可編程邏輯控制器）發(fā)出生產(chǎn)指令。系統(tǒng)除了對每一個生產(chǎn)工序進行實時監(jiān)控外，另增加了一臺記錄電腦，用于存儲生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

（3）無線控制

據(jù)市場統(tǒng)計，在傳統(tǒng)有線系統(tǒng)中，布線成本是每米30～100美元，惡劣情況下甚至達到每米2000美元，而且維修、保養(yǎng)難度大^[3]。為了克服這些問題，本氧化線利用無線局域網(wǎng)組成自動化工業(yè)網(wǎng)絡代替質(zhì)脆、易斷裂的光纖傳輸，無線控制是一種面向設備間短程的、適合在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中使用的技術。中控電腦通過無線信號對六臺吊車控制PLC進行控制。數(shù)據(jù)經(jīng)無線路由器轉(zhuǎn)化為無線信號，再通過無線信號發(fā)送和接收設備，發(fā)送至指定的吊機控制PLC上。在氧化線U型循環(huán)兩邊各有一個無線信號發(fā)射器，每臺吊機上都安裝有無線信號接收器，一個發(fā)送器可以對同側3臺吊機進行無線信號發(fā)射。如圖2所示。

圖2 鋁型材氧化線無線控制系統(tǒng)示意圖

（4）自動包裝

傳統(tǒng)的包裝過程屬于勞動力密集型工序，產(chǎn)品包裝過程要投入大量的勞動力。為了節(jié)約人力、物力、財力，本立式氧化線采用了產(chǎn)品自動包裝技術。該自動包裝線主要由自動包裝操作工具、產(chǎn)品傳輸裝置和輔助工藝裝置組成?？梢詫﹃枠O氧化線下排、包裝、標簽打印、成品掃描入庫與入庫確認等工序進行系統(tǒng)自動判斷分析。

3 應用效果

通過信息融合使原來的兩個獨立系統(tǒng)實現(xiàn)了聯(lián)接，與無線控制和自動包裝一同構成了一個完整的氧化線自動化系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，氧化生產(chǎn)線的生產(chǎn)計劃、信息傳遞、工藝控制和信息記錄到最后自動包裝等多個工序都在其中得到了實現(xiàn)，使信息化技術融入到工業(yè)生產(chǎn)進程的每個環(huán)節(jié)之中。該新系統(tǒng)在生產(chǎn)線上的作用主要有以下幾個方面：

3.1 提高生產(chǎn)線的自動化水平

立式氧化線信息化技術的應用，完全符合信息化和工業(yè)化融合的要求，提高了氧化線的自動化水平和企業(yè)的技術水平。ERP與生產(chǎn)控制的統(tǒng)一結合，使生產(chǎn)與資源管理實現(xiàn)自動化，實現(xiàn)了PH值、溫度等參數(shù)的實時在線測試；自動包裝技術的應用，可以解決手工包裝產(chǎn)品外觀不統(tǒng)一、質(zhì)量缺陷多、用工量大的問題。加上整個用戶界面友好，易于操作，員工只要稍加培訓，就可以掌握。所以信息化實施過程中，工人的素質(zhì)也會相應的提高。隨著科學技術的發(fā)展，企業(yè)信息化是大勢所趨，只有加快實施信息化，提高自動化水平，才能在激烈的市場競爭中搶得先機。

3.2 促進節(jié)能減排，提高了生產(chǎn)效率

1、把ERP信息系統(tǒng)與引進日本先進技術的全自動控制立式氧化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)進行對接，實現(xiàn)了氧化型材生產(chǎn)過程的智能化控制。我們將傳統(tǒng)立式氧化線與實現(xiàn)信息融合的立式氧化線（立式新線）進行了對比，如表1所示。

表1 不同立式鋁型材氧化線情況對比表

由表1可以看出，每生產(chǎn)1噸型材可節(jié)省約1.9分鐘時間，提高了生產(chǎn)效率。在提高產(chǎn)能的同時，減少了人員的投入，相應的成品率也有所提高。信息的反饋和記錄可以杜絕將型材擺放到錯誤的工藝槽而污染槽液的現(xiàn)象，減少了廢水的排放量。通過自動采集變動的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)運算處理，指示生產(chǎn)設備進行自動調(diào)節(jié)，控制生產(chǎn)工藝參數(shù)穩(wěn)定在合理范圍，使同種產(chǎn)品保持了高度的一致性，大大減少了型材因色差、膜厚不均、膜結合力不均等一系列常見的質(zhì)量問題，顯著地提升了產(chǎn)品合格率，同時使每個訂單產(chǎn)量的預留量從5%下降到2%，減少了產(chǎn)品重復處理的能耗物耗，降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2、傳統(tǒng)的光纖控制通訊網(wǎng)絡需要布置復雜的線路結構，不僅給通訊建筑施工造成很大的阻礙，也降低了工業(yè)生產(chǎn)效率。

表2  無線控制與光纖控制對比表

由表2可知，采用無線控制技術，雖然一次投資較大，但不用考慮對傳輸線路的要求，在滿足快速傳輸?shù)耐瑫r，也節(jié)省了布線和維護線路的費用。無線設備不僅安裝便捷，而且一臺無線信號發(fā)射器可控制多臺吊車，使安裝與維護成本降低90%。

3、發(fā)貨過程中常存在客戶提貨的支數(shù)與生產(chǎn)包裝支數(shù)不符，而需拆解包裝的情況，導致包裝成本的增加，增加廢棄包裝材料的浪費。自動包裝技術的應用，進一步降低了訂單拆包率，提高了勞動生產(chǎn)率。表3為實施自動包裝入庫后訂單拆包情況統(tǒng)計表。

表3  該鋁型材氧化線2011年1～7月拆包統(tǒng)計表

由表3可以看出，本系統(tǒng)穩(wěn)定實施以來，月訂單拆包率從最初的11.17‰，產(chǎn)生廢紙241.4kg，下降到2011年7月的1.42‰，產(chǎn)生的廢紙74.1kg，節(jié)能減排效果顯著。同時，投入到包裝工序的工人也由每班34人減少到 30人，不僅減少了勞動力的投入，也提高了包裝產(chǎn)品的外觀統(tǒng)一性。

3.3 促進氧化工藝生產(chǎn)的科學化

實現(xiàn)信息融合的立式氧化線，減少了因人工操作不當引起的各種質(zhì)量缺陷，增強了生產(chǎn)工序和人員管理的科學性。通過及時的信息反饋和記錄，使信息的傳遞和收集不再滯后。無線控制技術具有很強的抗干擾能力、實時通信、傳輸快、不受空間布線的要求，可以完全滿足吊車在不斷移動而要求傳輸介質(zhì)靈活、方便的要求，使整個氧化生產(chǎn)工藝更加合理、科學。信息化技術在立式氧化線的應用，實現(xiàn)了電腦集成全自動中央控制，達到了國際先進技術水平。

4 結語

本文簡要介紹了企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)與生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的融合、無線控制技術以及自動包裝技術在鋁型材氧化線上的應用。
信息技術的高滲透性、高帶動性和高創(chuàng)新性等特征，融合進傳統(tǒng)氧化生產(chǎn)工藝中，可以有效的促進了氧化生產(chǎn)工藝的節(jié)能減排和自動化水平。在鋁型材氧化生產(chǎn)過程中，有很好的參考應用價值。