“智能制造，让人效提升15%。”
作者：王晨露
说到智能工厂，我们可能会联想到这些行业：化工、钢铁、建材、新材料、机器人、航空航天装备……然而，在近日新鲜出炉的国家级智能工厂名单中，一家印刷包装企业引人注目，它就是上海紫丹食品包装印刷有限公司（下文称“紫丹”）。
相比那些听起来科技“浓度”拉满的行业，紫丹所在的包装印刷业属于典型的离散型加工行业，甚至在很多人看来，这是一个靠着老师傅手带徒弟，还停留在作坊式生产的行当。
可就是在这样一个听起来离智能制造很远的行业，紫丹完成了自动化、信息化的搭建，并一路走到了智能制造阶段，在3年内完成了包括产品追溯、预防性维修、糊盒后共线输送、在线打印、智能贴标、柔性装箱、智能封箱、智能码垛等智能制造场景的搭建，实现了人效15%的提升。
要知道，根据“十三五”以来智能制造发展情况，此次国家级智能工厂评选所列出的诸多智能制造典型场景中，紫丹满足了12个。虽然身处传统行业，紫丹却在智能化道路上不断探索创新，不仅跻身高精尖企业之列，还赢得国家级荣誉。它到底做对了什么？
01
从离散到集成，探路智能化阶段
走进紫丹工厂车间，一条条智能生产线高速运转，一台台AGV小车忙碌“行走”，一个个机械臂有序作业……
对于传统包装印刷企业来说，从印刷、模切，到糊盒、装箱、码垛，不同生产工序之间存在很多断点，加工物料和半成品需要在不同工序间搬运。同时，客户需求呈现多批次、少批量的特征，个性化需求多且不固定，不同订单有简有繁，很难形成流水化作业。这就使得在生产过程中形成一个个离散的信息孤岛，信息化程度不高。
“要做到智能化，首先是物流的自动化、信息化，整个作业系统要尽可能地一体化、集成化。”上海紫丹食品包装印刷有限公司总经理兼事业部智能制造中心总监何红建说。目前，在整个包装印刷行业，60%～70%的企业还处在单机设备自动化的阶段，对于工序之间的信息互联互通能力还十分有限。
要建立系统性的连接，就需要打通每一个生产单元的信息，从单机设备自动化迈向多设备相互联通的信息化，从而实现设备和设备、设备和系统间的互联。在紫丹的智能工厂里，随处可见系统集成化带来效率大幅提升的案例。
拿薄纸/包纸产品的印刷、涂蜡、分切、断张、包装等加工流程来说。在传统印刷包装方式下，需要经历5道工序、9名员工的离线作业，且因产品需要在各工序间的停留，导致大量半成品积压、并受环境影响而出现质量异常，使得交货期延长、损耗率加大。
那么，如何提升效率、改善交货、提升质量和减少损耗呢？一个有效的方法就是通过自动化和智能化使得各工序合并，形成一体化生产。
何红建介绍说：“我们把离散的加工环节连成线，原本需要5天的生产工序，现在多个工序的设备连在一起，中间没有停顿后，两三个小时就干完了。”
紫丹自主研发了生产过程的智能物流系统，将物料放卷、缓冲区存储、半成品运输、生产叫料等环节进行联通，并对每一个关键节点进行了精准控制。
它自主研发的柔印机智能生产制造系统，通过信息化检测、数据采集，能够对生产状况做到“镜像”掌握，实时监控速度、电机温度、生产压力、纸张张力等各种生产参数，从而确保生产设备各项实时数据都符合质量技术要求。
不同设备之间的信息交互也体现出集成化的一面。在紫丹，原纸/在制品智能物流系统会根据生产计划要求和机台实际生产情况，并结合仓库管理系统（WMS）的信息，将原纸准时准量送到指定机台。随处可见的AGV小车可不是简单的搬运工，其背后是一整套信息调度系统，对所有AGV小车做到智能化调度和可视化监控。
02
掌握生死线，数据驱动精益生产
然而，所有的增量都是变量，由简到繁的连通也意味着更为复杂的“神经元结构”，每一个环节必须严丝合缝，并且需要有自动修复的能力，否则就会落入无尽的bug之中。
紫丹很早就抓住了智能制造的核心——数据驱动。
大多数包装印刷企业由于毛利水平较低，长期处在生死水平线上，更不要说在智能制造上进行试错和布局。在紫丹，ERP信息化系统被称为“一双看得清生死水平线的眼睛”，它是实施智能制造的前提和基础条件。
早在2002年，紫丹就开始实施ERP信息化系统。目前，公司已经实现信息流、物流和资金流的三流同步合一，而这是制造企业实现信息化的标志。
围绕ERP这一核心系统，紫丹持续开发了智能排程系统（APS）、仓库管理系统、业务流程管理系统（BPM）、生产管控系统（MES）、商业数据分析系统（BI），还深度开发了企业微信和安灯系统。
如此一来，在整个智能的系统中，数据流能够丝滑运转。第一层ERP系统作为数据源，将作业参数传导至第二层MES系统，并通过工控服务器和PLC控制器驱动第三层——终端智能设备进行智能化操作。
MES系统通过工控服务器和PLC控制器，把线下实际制造加工各类作业的状态参数实时采集并输入ERP系统，让ERP系统运行的数据精准和智能。最终，MES系统与ERP系统一起，构成计划、控制、反馈、调整的智能制造闭环系统。
作为一家服务于多家世界500强的食品包装企业，紫丹尤其重视产品质量问题。以前，为了保证出厂产品的质量，公司依靠人工进行质检排查，不仅用纸记录费时费力，而且因为工作枯燥乏味，很难招到人。
现在，包装产品上的英文字母是否拼写正确，产品有否食安风险……所有这些产品质量细节都会变成图像数据，一有异常，质检人员就会收到系统发来的警报。通过平板电脑，他可以查阅该产品以往的质量问题，查看异常图片、视频、原因分析，从而针对性地完成产品质量的检查。
“在这个过程中，我们采用了图像实时监控的方法。你可以精确定位高速运行的产品缺陷，并借助AI技术和机器学习，对采集的图像进行匹配和分析，并识别出异常。”何红建解释道。
智能化不仅减少了人力成本，降低了人员流动带来的损失，也减少了技术人员的学习成本。
而通过对设备的预防性管理，加大了生产作业过程的稳定保障。通过数据采集、监控，一旦设备有故障或有异常超标趋势，系统马上就会报警，提醒技术人员到相应生产环节进行排查，从而保持生产的稳定性。
作为一把手工程，紫丹的智慧化工程践行着“以计划部作为指挥调度中枢，以生产部作为执行主导部门，其他部门作为支持部门，整个公司一盘棋”的战略方案，焕发着源源不断的生命力。据统计，近3年紫丹的生产效率提升了8%左右，运营成本降低了5.5%。
“智能化的关键是人，企业要有足够的数字化人才储备。”何红建说，“如果企业没有自己的团队去运维和开发，总是依靠第三方，一旦发生异常，生产稳定性就会受到很大的影响。”在紫丹，就有一个自己的工程师团队，他们热衷于数字化、智能化的探索和创新，这也是紫丹在智能制造方面能够引领行业的重要因素之一。
“未来3到5年，随着对智能制造的探索持续深入，不同包装印刷企业之间的差距可能会日渐加剧。紫丹希望能够将自己的智能制造经验和实践，赋能给同行和其他离散型行业。”何红建憧憬道。