故事
新材料故事 | 玻璃纤维“未来工厂”的奥秘
来源：中国建材股份、中国巨石 发布时间：2022-05-11
编者按
当材料醒来的那一刻，它将成为你生活中的一段感受。看、听、触摸......置身其中，材料无处不在。中国金年会的能工巧匠们，实验、坚守、创新，锲而不舍，只为成就材料背后的可能，开发材料蕴含的宝藏。我们始终心怀“国之大者”，打造“国之大材”，服务国防建设、服务国家重大工程、服务国民经济主战场、服务人民美好生活......
《新材料故事》，将用通俗易懂的话语，让大家更好认识身边无处不在的新材料，为大家讲述我们与社会发展、人类生活齐步走的故事。
“呜……”，中国巨石股份有限公司智能制造基地六分厂智能控制中心里，警报声响起。
智能控制中心宽敞通透，硕大的显示屏布满了整面墙壁，显示屏上密集的数据图表正在进行全域追踪、实时更新，分门别类对年产15万吨的玻璃纤维生产线进行数字化、可视化的全流程监控。操作台上安装着二十余台电脑，却只有两名值班员。
值班员迅速找到报警源，随后点击显示屏，“料仓送料延时2秒，自动送料已恢复，无需人工干预，警报解除”。只需短短几秒，一段小插曲轻松落幕。
这座充满科技未来感的智能工厂位于嘉兴桐乡，是一家广泛应用数字孪生、物联网、工业互联网等技术，实现数字化设计、智能化生产、智慧化管理、协同化制造、绿色化制造、安全化管控和社会经济效益大幅提升的现代化工厂。2021年，中国巨石智能制造基地六分厂成功入选浙江省12家“未来工厂”。
未来的生产和生活会是什么样子？让我们一起来揭开它的奥秘。
工业机器人是“主力”
置身“未来工厂”，彷佛误入科幻电影现场，在占地20万平方米的生产线里，基本看不到人的身影，只有工业机器人井然有序地穿梭在车间，精准无误地完成物料运输和装卸。自动分配车会将烘箱烘干的原丝筒自动运送到相应的包装线；智能机械臂负责把已完成包装的原丝筒送到指定的摆放位置；AGV智能搬运机器人的任务是把整车的原丝筒送到智能仓储中心。“未来工厂”的某些生产线，已经基本将人工从产品的移动分类中解放出来了。
统筹调度这些工业机器人的则是精密的智能化系统，它就像“未来工厂”的“大脑”，计算并指挥着它的科技大军。
智能控制中心的显示器上播放着工业电视拍摄的窑炉实况，通过智能化系统的运算，可以对窑炉熔制工艺进行感知，并自动计算出天然气和氧气的配比和投放流量，从而精准控制炉温和燃烧氛围，保障玻璃液质量，同时充分提升热能利用效率。而在21年前，这项工作还没有形成闭环控制，需要通过人工调节，操作难度非常大。
生产环节高度智能化，带来了生产效率的巨大提升。10年前，年产15万吨玻璃纤维的生产线，需要1200人，而现在“未来工厂”只需要300人。在“未来工厂”建设之前，巨石最好的生产线年人均产量320吨，这已经是全球最高的水平，但“未来工厂”的生产线，运用大量的工业机器人和数字化、物联网技术，能把年人均产量提高到500吨以上。
人和AI的愉快合作
“未来工厂”并不是不需要工人，但工人的劳动强度和操作难度大大降低。如果你要问如何才能到“未来工厂”上班，我们会告诉你：会用智能手机就行。“未来工厂”追求便捷式操作，劳动者操纵智能设备就像操作智能手机一样简单。
玻璃纤维生产的“拉丝”是目前为数不多的离不开工人的环节，拉丝环节情况千差万别，人工智能还不能像人一样处理错综复杂的情况。拉丝车间里，来自云南的拉丝工小伙正在巡视将玻璃液“魔变”成玻璃纤维的拉丝设备。从每一台拉丝设备顶部下来的玻璃丝有4000根，每一根的直径只有头发丝的十分之一，底部的卷丝装置会将这4000根玻璃丝集束成玻璃纤维。因为温度或杂质等因素，会出现玻璃丝断头的情况。他的任务就是将这些断头处理好。但是在和“AI”的合作下，这项繁复的工作变得越来越“轻松”，以前看管5台机器还手忙脚乱，现在可以看15台机器，而且每天处理的情况就三五次。
资源循环利用是“标配”
资源的循环利用，是“未来工厂”的“标配”。
“烘干”是玻璃纤维生产线继熔制、成型、拉丝后的生产环节，窑炉的余热被充分利用，经过技术改造后，窑炉的余热经过锅炉转化成100多摄氏度的蒸汽，完全满足了烘箱的温度要求，但如此高的温度，离烘箱三五米，并没有热气扑面的感觉，也就不存在高温作业环境。
每一卷玻纤原丝会有数十克有偏差的纱线，在“未来工厂”的生产线上，这些废丝不再是被抛弃，而是回收利用；水也是一样，现在已经做到了每天产生多少工业废水，就回收处理多少，完全实现了循环利用。原材料利用率的提高，能源消耗的精准管控、大幅度下降，让每生产一吨玻璃纤维的成本大大降低，实现生产效益和环境效益“两手抓”。
“被贴标签了”
数字技术加持，让“未来工厂”实现了产品质量全程控制。
玻璃纤维的质检，曾经是一个大难题。工人随机抽取玻璃纤维成品进行质量检测，检测结果反馈到拉丝生产环节，再由拉丝工艺员调整技术参数生产。检测数量多、人为因素多，而且过程复杂。
现在中国巨石开发的系统，可以自动对每一卷纱团进行检测，其结果自动反馈到拉丝生产环节，拉丝设备自动进行参数修正，实现了产品质量的精准控制，废等品率和降等品率大幅下降。在包装环节，每一卷原丝筒都会被工业机器人自动贴上标签，这就是这卷原丝筒的“身份证”，里面备注了生产时间、生产者等关键信息，用户使用过程中发现问题就可以追溯到问题产生的源头。
“不像工厂 更像宾馆”
在“未来工厂”里，不闻噪音，不见粉尘，没有油污。厂外行走汗流浃背，厂内却凉爽宜人，物流、人流各行其道，井然有序。
经过窑炉融化的玻璃液到了拉丝生产环节，尚有1300℃的高温，但在拉丝车间里却感觉不到一丝炎热。到了夏天，工人们都愿意提前来交接班，为的就是享受这里独有的那丝凉意。
在生产线的出口处放置的是存储工人工作服的智能衣柜。每天上班前，清洗烘干的工作服会被放到单个的智能衣柜里，每件工作服里，都嵌入了含有员工信息的芯片，工人们只需用岗位证一扫，就可以拿到干净清爽的工作服。
来“未来工厂”的参观者看到这样的工作环境，甚至笑称，“这里不是工厂”，而是“宾馆”。
从琐屑的工作中解放人力
用智能化系统武装“大脑”
精确运算每一道生产工序
精准调度每一点资源
为产品赋予寻根溯源的标签
让工厂变身惬意舒适的“宾馆”
…………
这就是中国巨石“未来工厂”奥秘
我们永远不会停止探索的脚步
为“未来工厂”创造无限可能
