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“准无人车间”在漆包线行业应用的设想
摘要：利用大容量拉丝机和自动装卸盘拉丝机的特性，提出一个在漆包线行业漆前裸线生产拉丝工序中建立“准无人车间”的设想，分析了建立“准无人车间”的可行性和效益比对。
1 引言
近年来我国沿海地区已经出现了劳动力资源严重不足，劳动力资源的匮乏严重影响着劳动力密集型企业的生存和发展。随着全球经济一体化，漆包线行业也逐步成了微利行业，漆包线企业正面临着巨大的挑战，要想在这样的环境中生存求发展，就必须在降低成本和提高产品的竞争力上下功夫，许多企业不约而同地选择了扩大生产规模摊消固定开支的办法降低成本，据不完全统计 2010 年我国年产万吨以上漆包线企业有 60 家左右，超 20000 吨产量企业超过 20 家
随着信息自动化技术的快速发展，漆包线企业的“巨型化”，使漆包线行业在部分工序建立准无人车间提供了必要的条件。在漆包线的漆前裸线生产拉丝工序中建立“准无人车间”，能够实现管理信息化，生产无人化的目标，大大降低了企业的生产成本。
2 “准无人车间”及建立条件的概述
我国大部分漆包线生产工序都是分为拉丝工序和漆包工序，拉丝和漆包的分开增加了拉丝收线和漆包放线的过程。由于使用传统拉丝机收线容量小，换盘频繁，自动化程度低，大量增加了线头线尾及线接头的机会，造成了一线人员众多，直接影响了产品质量和成本。我们如果在拉丝工序中能充分利用母线的储存容量和收线盘的自动装卸，在足够长时间（8 小时以上）不用更换线轴，通过生产中央管理系统，就能够实现“准无人车间”生产。“准无人车间”的概念是指利用信息化管理技术，选用自动化程度较高的设备，采用合理的工序安排，使设备在正常生产过程中，一个班次或数个班次尽可能少或无需人员直接参与手工操作，以减少一线生产人员为目地的生产方式，一般可称之为“无人”。
在漆包线的裸线生产拉丝工序建立“准无人车间”条件是：
1）有稳定的生产设备，并且母线的储存容量足够大及拥有自动装卸盘的小拉机。
2) 设备的自诊和信息反馈功能（联网功能）。
3) 原材料，拉丝模、拉丝油的配套保证拉丝的断线率极低。
4) 具有单规格大批量生产订单。
目前国内情况均已满足上述条件，在漆包线的裸线生产拉丝工序建立“准无人车间”条件已完全成熟。
“准无人拉丝车间”是由大容量拉丝设备、自动装卸盘拉丝机、管控一体化系统三大部份组成。
大容量拉丝设备须配有统一协议的现场总线接口（如 CCLINK、PROFIBUS、CANBUS等），便于现场设备级联网。拉丝机选型如下：
A）中拉机的选择：常见的收线方式为单盘收线（收线盘直径 500 ㎜或 630 ㎜）和梅花收线。由于是单盘生产存在换盘过程，每换一次盘需要花上 6～10 分钟时间，换盘时存在加速、降速过程，对线径质量产生影响，如果使用连续退火装置，会产生线头线尾的退火质量问题。以生产规格铜线 1 ㎜，生产速度 1000 米／分钟，生产 8 小时为例，产能对比见表 1。我们建议在生产 0.80 ㎜以上规格的，选用梅花落线机（例如宝力 WF650 机型），该收线装置可使中拉机实现连续生产，也解决退火线线头线尾退火不稳定的问题。
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项目 |
盘式收线 500 ㎜ |
盘式收线 630 ㎜ |
梅花落线 650 ㎜ |
备注 |
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盘容量 |
250 公斤 |
500 公斤 |
1000 公斤 |
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理论产量 |
3360 公斤 |
3360 公斤 |
3360 公斤 |
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每小时产量 |
420 公斤 |
420 公斤 |
420 公斤 |
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每盘生产时间 |
36 分钟 |
72 分钟 |
144 分钟 |
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换盘次数* |
14 |
7 |
4 |
反映劳动强度 |
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每盘停机时间 |
6 分钟 |
6 分钟 |
0 |
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每班停机时间* |
84 分钟 |
42 分钟 |
0 |
反映有效时间 |
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实际效率* |
82.5％ |
91.25％ |
100％ |
反映效率 |
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实际产能 |
2772 公斤 |
3066 公斤 |
3360 公斤 |
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表 1 中拉梅花收线机与盘式收线机产能对比表
B）小拉机的选择：常用的收线盘为直径 300 ㎜，以生产铜线规格 0.20 ㎜，生产速度 2200 米／分钟，生产 8 小时为例，产能对比见表 2。我们建议选用自动装卸盘小拉机（例如宝力 ZX24D机型）采用全自动装卸盘收线，每个班只需根据要生产铜线规格的大小放上预定数量的空盘即可。（如以生产铜线规格 0.20 ㎜，生产速度 2200 米／分钟，生产 8 小时为例，每82分钟需要换一次盘，那么预先放上6只空盘就可以了；如以生产铜线规格 0.30 ㎜，生产速度 1500 米／分钟，生产 8 小时为例，每53分钟需要换一次盘，那么需要预先放上10只空盘)
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盘式收线 300 ㎜ |
自动装卸盘收线 300 ㎜ |
备注 |
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盘容量 |
50 公斤 |
50 公斤 |
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理论产量 |
296 公斤 |
296 公斤 |
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每小时产量 |
37 公斤 |
37 公斤 |
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每盘生产时间 |
82 分钟 |
82 分钟 |
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换盘次数* |
6 |
0 |
反映劳动强度 |
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每盘停机时间 |
5 分钟 |
5 分钟 |
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每班停机时间* |
30 分钟 |
15 分钟 |
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实际效率* |
94％ |
94％ |
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实际产能 |
278公斤 |
278公斤 |
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表 2 普通小拉机与自动装卸盘小拉机产能对比表
4 准无人车间的效益分析
我们用常规“传统车间”模式生产与“准无人车间”模式生产，以 5000 吨每年的生产规模进行对比，每月的生产量约 500 吨，生产规格 0.20 ㎜
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传统车间 |
准无人车间 |
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中拉机 |
小拉机 |
中拉机 |
小拉机 |
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收线盘容量 |
250 公斤 |
50 公斤 |
1000 公斤 |
50 公斤 |
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生产班数 |
两班（每班 8 小时） |
三班（每班 8 小时） |
两班（每班 8 小时） |
三班（每班 8 小时） |
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每班产量 |
2772 公斤 |
278 公斤 |
3360 公斤 |
294.5 公斤 |
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每月每台产量（25 天） |
138.6 吨 |
20.85 吨 |
168 吨 |
22.08 吨 |
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机台数量 |
3 台（但每班要开10 个小时） |
25 台 |
3 台 |
24 台 |
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机台操作工人（日班） |
3 人 |
10 人（开 5 台机/人，两班计算） |
2 人 |
4 人（开 16 台机/人，两班计算） |
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机台操作工人（夜班） |
3 人 |
5 人（开 5 台机/人） |
2 人 |
2 人（开 16 台机/人） |
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每班换盘次数 |
14 |
6 |
4 |
两班一次 |
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转运工 |
2 人（每班一人） |
3 人（每班一人） |
与小拉机共用 |
2 人（夜班不用） |
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质检 |
与小拉机共用 |
6 人（每班两人） |
与小拉机共用 |
2 人（夜班不用） |
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带班长 |
与小拉机共用 |
3 人（每班一人） |
与小拉机共用 |
3 人（每班一人） |
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管控一体化系统 |
无 |
无 |
与小拉机共用 |
3 人（每班一人） |
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统计 |
与小拉机共用 |
3 人（每班一人） |
系统实现 |
系统实现 |
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合计用人 |
8 |
30 |
4 |
16 |
表 3 常规“传统车间”模式生产与“准无人车间”模式生产对比表
根据表 3 数据反映，采用常规“传统车间”模式生产与“准无人车间”模式生产相比，机台投入数量要多，而人员投入方面常规“传统车间”模式生产中拉要 8 人、小拉要 30 人合共 38 人，采用“准无人车间”模式生产中拉要 4 人、小拉要 16 人合共 20 人，比常规“传统车间”模式生产少 18 人，夜班生产只需 6 人就可以完成中拉和小拉的生产。
准无人车间在人员配置上进行了精减，摆脱了以往传统作业方式，实现了高产出低消耗的目标，能够提高企业的经济效益。
5 结束语
采用大容量拉丝机在漆包线的漆前裸线生产拉丝工序中建立“准无人车间”的设想是切实可行的，条件已完全成熟，特别适合当前批量性生产企业，有助于为企业降低生产成本，提高企业竞争力。
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