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智能化时代,制革企业何去何从

发布时间:2021-05-07 来源:本刊记者 马诗杰 泉州办事处记者 温茂凤

时至5月,疫情对全球经济的冲击余波尚存,进入二季度以来,不少企业明显感受到原材料价格上涨,利润空间被压缩。不仅如此,逐年上涨的人力成本和环保压力,也在刺激着制革企业的神经。尽管国内产能复苏遥遥领先国际,当下订单充裕,但此消彼长,长远看却不容乐观,外因还需由内突破,一些企业将目光聚焦智能升级,以期实现降本增效的目标。近年来“智能制造”呼声渐显,从国家层面来看,不管是“十四五”规划,还是2035远景目标纲要草案中,智能制造都被多次提及。纵观轻工业,在纺织制鞋等领域,许多企业已经做出了“机器换人”的动作,因其具有改善工作环境、提高工作效率、降低生产成本、提升产品质量等诸多优点而被大为推广。智能制造产业的发展如火如荼,制革行业能否借势而为,推动传统工艺实现智能化,将成为新阶段是否能制胜的关键。本期记者与业内人士、专家学者一道,共话国内外皮革机械技术的发展与展望。


探访国外制革新机械

在介绍新一代皮革机械设备之前,先简单了解“智能制造”。从概念出发,智能制造是指制造技术与信息技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、产品等各个环节,具有自感知、自学习、自适应等功能的新型生产方式,能够赋予制造智能化、数字化、网络化,不断提升企业的产品质量、研发实力、经济效益。

对于皮革行业来说,制革工艺智能化往往需要依靠皮革机械设备来实现。目前皮革机械前沿技术还要聚焦欧洲,例如意大利的皮革机械企业历史悠久,多年积淀的技术经验,经过不断研发创新,在工艺、性能、质量上都较为突出,被世界范围内的制革企业所认可。根据意大利鞋类、皮革制品和制革机械制造商协会(Assomac)公布的数据来看,2020年,意大利皮革机械的产值达到6.2亿欧元,出口额占总产值的70%。

国外皮革机械在创新和可持续性方面可圈可点,如Barnini s.r.l.公司(成立于1965年),专注于皮革涂饰喷涂设备及系统,由于与Mostardini公司(创立于20世纪20年代)的合并,产品横向扩展,加入了皮革压花机等系列产品,Barnini在2020年推出了新型喷淋控制单元,该系统技术先进、操作简单,可以利用中控屏检查所有的工艺参数,与其搭配的喷涂旋转舱是该公司最先进的技术结晶,该设备内含低压系统,精确控压达0.2 bar,能够降低皮革化学产品的消耗。而在喷涂阶段,喷涂旋转舱搭载24个喷雾臂,同时减少机舱内的空气湍流。各种大小的低压枪嘴,每平方英尺喷涂2~20 g,保证了涂饰更为均匀。该公司通过一系列的创新系统改进可以加快涂饰环节,节约能源和化学产品。

Barnini喷涂设备.jpg

Barnini喷涂设备

同样致力于皮革涂饰机械的还有Gemata公司(成立于1972年),该公司因产品质量和制造精度而享誉世界,2020年10月,Gemata通过测试推出紧凑型涂饰设备,不同于喷涂技术,该系统用辊涂方式在皮革上涂上热敏胶,然后使用红外线烤箱进行干燥,红外线烤箱能够确保无尘干燥,是一种更生态的选择,该技术可以用于所有类型的皮革,包括无金属鞣制(需低温干燥)。不仅如此,紧凑型生产线仅占据20 m的长度,大大降低了场地成本,却不影响生产效率,确保辊涂速度6~7 m/min,是小批量生产的理想选择。另一实验室的生产线长度仅为11 m,辊涂速度为1~2 m/min。Gemata公司表示,紧凑型生产线是为了满足一些空间有限、生产场地很小的制革厂。随着这些紧凑型生产线的推出,公司可以根据客户的需求定制长度。

GEMATA锟涂设备.jpg

GEMATA辊涂设备

在剖层工序,AlpeSpak公司(创立于20世纪70年代)在2020年设计了一台名为“捕食者”的皮革片皮机,新机器保留了铰接式滚筒系统,但内部部件都用特殊的皮带套包裹,无需操作者就可以自动引入皮革,以确保工人的生产安全。同时皮带套也保护了机器内部部件,防止磨损,大大减少清洗时间。根据皮革的种类,片皮机每小时可以完成300~400张皮。而在熨压工序,Bergi S.p.A.公司(成立于1965年)是连续熨烫和压花机技术的前沿代表。该公司引入预热系统,从而降低了热冲击。而超压辊技术增加了压花面积,比市场上其他机器高35%,提高了皮革加工方面的性能,并参考了印刷机的原理,可以获得更加完整、清晰的印纹。

HUNI瑞士汉尼集团是PPH聚丙烯超载技术环保智能转鼓与全自动化智能制革加料监控系统的发明者与制造商。以汉尼全自动化制革加料监控系统为例,该系统可以实现蓝湿革制革厂与复鞣染色车间的工艺配方及工序时间提前输入、完善单一客户订单的生产计划、自动加料、远程遥控操作与监控、数据记录与处理、制革数据可追溯性等功能,HUNI全自动化智能制革系统及高端PPH聚丙烯超载环保智能转鼓等系列产品被世界各地的制革企业采用和认可,包括国内多家制革厂:兴业皮革科技股份有限公司(以下简称“兴业科技”)、浙江通天星集团股份有限公司、明新旭腾新材料股份有限公司、隆丰革乐美有限公司、日本Midori皮革集团下属的美多绿汽车皮革(广州)有限公司、丹麦ECCO集团下属的ECCO皮革(厦门)有限公司、兴昂制革(惠州)有限公司等。

汉尼复鞣染色车间的自动化一览图.jpg

汉尼复鞣染色车间的自动化

类似的创新还有很多:Elitron公司皮革切割机的视频投影系统,将虚拟模具的形状投影到皮革上,从而降低出错的风险。Mosconi spa公司的皮革片皮机搭载了互联网设备,能够提供远程援助服务。由此可见,国外皮革机械在涂饰、干燥、剖层、自控系统等技术方面正在不断创新,这些新技术将逐步改变传统制革的生产模式。

把握皮革智造新机遇

说完国外,视角转向国内。近年来,随着皮革行业发展变化,市场竞争加剧,制革企业需要更新技术设备,提高生产效率,节约能源损耗,相比之下,国外皮革机械设备虽然做工精良,但没有价格优势,这为国内皮革机械行业发展提供了契机。目前,中国皮革机械行业已走向成熟,在完善设备种类的基础上,部分企业已经展开智能化探索。中国皮革协会皮革和制鞋机械专业委员会主任王丹向记者介绍,目前中国皮革机械装备已达到或接近国际同类产品水平,是除意大利外皮革机械行业第二大制造国。随着皮革机械的产量和质量不断增长和提高,国产设备的占有率进一步提升,国内市场份额占比达到90%,部分产品达到国际先进水平,有效地满足了国内皮革企业的生产需求,不仅如此,国产设备具备国际竞争力,出口至世界各地,满足了全球皮革产业的需求。 

尽管国内皮革机械企业在硬件上过关,但尚未实现制革工序全自动化,陕西科技大学李闻欣副教授表示,自动化和智能化的含义是不一样的,国内制革企业在自动化的方面,一些大工厂设备升级或新建的厂房从准备到鞣制工段已基本实现自动化控制,可减少约2/3的人力,从浸水到蓝湿革出鼓基本实现自动化生产,而在鞣后湿加工机器设备方面,主要有真空机和绷板机等设备还不能实现全自动化,必须需要人工。

随着智能时代到来,兴业科技在智能制造方面积极转型升级,投入了大量资金,取得了显著成效。由兴业科技主导的国家级项目——《生态高端皮革智能制造新模式的研究及示范应用》于2021年3月30日接受了验收。相关技术人员告诉记者,该项目包括生皮自动投料系统、灰皮自动刨皮机、智能转鼓车间、蓝皮视觉仿真智能识别分级系统、智能立体仓库、智能化除湿烘干车间、智能化涂饰系统、制革废液综合循环利用系统和智能化复鞣染色车间。

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兴业科技智能车间生产现场

兴业科技通过引进智能设备、改造智能立体仓库等措施,让智能设备代替部分人工,大大提高了生产效率,创新了生产管理模式,同时通过技术赋能成品皮革,提升品质稳定性,提高产品附加值,进一步促进行业的升级改革。

为弄清智能设备的实操情况,记者专门采访了兴业科技制革工程师,他表示,与传统工艺相比,使用智能设备有4大亮点,一是精准,能够减少使用化料的人为失误,通过皮革机械设备使化料实现数据化,质量、温度等精准度大为提高,降低了配液比例出错的情况;二是卫生,化料采用管道输送,隔绝气味,没有了刺鼻味道,工作环境得到改善;三是安全,避免人工加料产生事故,例如甲酸烧伤等,同时优化工序节约时间;四是可追溯,操作数据实时监测,发现问题时能够及时查询,企业月度、年度盘点化料数据更为方便。

南通思瑞机器制造有限公司(以下简称“南通思瑞”)总经理张亚楠表示,当下制造业人员紧缺的情况已越来越严重,自动化设备非常受欢迎,尽管目前少数方面还不够成熟,但用户能够接受,且有共同改善、共同开发的意愿。多数制革企业增加了智能设备的应用,例如传统工艺的毛皮、灰皮入鼓用叉车完成,现改为智能物流系统;传统的成品、半成品运送,都用板车或拖车进行,现改为AGV小车;在制革工艺上,有剖层机、挤水机、振荡拉软机、磨革机、喷浆机、熨平机等,传统的是一边喂皮,一边接皮,需要2~4人操作,现在接皮由皮革码垛机完成,减少了人工;最后是蓝皮分级方面,传统的是人眼识别、人工搬运,现在改为两种:一种半自动的,人眼识别,机器搬运。另一种全自动,采用视觉识别系统判定级别,机器搬运。

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南通思瑞通过式五辊挤水机

如今,智能科技正逐步改变制革生产方式。从专家说法和企业做法来看,制革行业生产线的智能升级正在悄然发生,一些企业将智能化设备作为未来发展的重要筹码,中牛集团有限公司(以下简称“中牛集团”)副总经理夏皓帆表示,智能制革生产设备的研制和推广,为制革企业加快自动化、智能化进程奠定了基础。目前,公司已经购买、安装使用了自动码垛机、智能供水加料系统、智能摔软不锈钢转鼓等智能化程度较高的生产设备,使用效果很好。中牛集团对智能制革设备始终保持高度关注,比如智能分级系统、智能绷板机器人等,在新厂设计、新设备选型方面也将充分考虑整个生产线的自动化、智能化。公司不断提升制革智能化水平,这是公司增强市场竞争力的需要,也是皮革行业可持续发展的大势所趋。 

当下困境和未来趋势

智能化时代似乎招手即来,然而引流“活水”能否真正“解渴”,对企业来说充满未知,我们应当理性地去看待目前行业的发展,既不要无视行业正发生的技术更迭,也不要一味地跟风唱衰,正如倡导清洁生产、生态制革一样,理念消化、设备跟进需要缓冲时间。基于这些情况,让我们来听一下业内声音。

新技术驱动产业变革,但浪潮当头,小船难堪重载。一位不愿透露姓名的河北籍制革企业家向记者透露,智能化转型意味着淘汰旧产能。尤其对于中小企业来说,前期投入的设备,将成为大包袱,难以背负试错成本,既担心投入风险,又怕错失市场机遇,这些原因导致了企业创新意愿不高。其次是观念上的认可,部分企业管理者或员工存在老旧思维,这些新设备、新技术对传统工艺有一定的冲击,从而产生抵触心理。

节能降耗虽好,落地生根才是真发展。漳州富洋皮业有限公司董事长余礼忍表示,目前皮革企业设备都在逐渐更新、升级,注重节能,提高生产效率,但是大部分皮革企业仅在部分工序完成升级优化,采用智能化设备,缓解用工紧张,多数企业还是采用传统工艺模式。随着社会发展,一线工人数量逐年减少,无法满足企业的生产需求,智能化、自动化设备在皮革企业将受到欢迎,但需要注意的是,如果用工成本比购买智能设备的成本还低,大多数企业还是会考虑用人工。

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国外制革流程自动化一览图

泰安达尚化工有限公司总经理徐洪营表示,目前公司智能化程度不高,仅采用了智能计量仪,精准控制反应材料的配比,对成品质量的稳定起到关键作用。他认为皮革技术是一种实践性很强的科学,制革企业想要实现智能化,量化是最为关键的一步,需要大量的实践数据做基础。除了对经验进行物化指标的量化,机械自动化、工艺科学化同等重要,三者相互融合,制革可以基本实现智能化生产,这需要制革行业的齐心协力、通力合作。

南通思瑞总经理张亚楠指出,国内皮革机械企业目前处境艰难,一是皮革机械行业缺乏新鲜血液,后继年轻科研人才不足;二是资金不足,因皮革机械批量不大,且大多是定制设备,导致皮革机械开发投入大、产出小,是件吃力不讨好的事情。希望国内制革企业能够改变观念,认可国产设备,并给予一定的支持,使皮革机械厂家留有利润空间,加强研发投入的信心,也希望政府出台惠企政策和资金扶持。未来公司将进一步拓宽产品矩阵,投入研发:成品革等级分选机;真空机自动铺皮、刮皮、收皮机;自动绷板机;智能喷涂机;通过式去肉机;皮革打包机等系列产品,为行业创新加码。

借鉴国外制革企业的成功经验不失为一个好办法,海德皮业总裁、瑞士汉尼自动化智能制革系统与PPH智能转鼓中国区总代理董亚仙女士表示,面对不断变化的世界动态和科技文化,国内制革企业应该打破思想疆域,唤醒可持续发展意识。 智能设备不仅是把加料流程自动化、降低人工费用,而且是通过工业4.0理念,把传统制革厂提升到智能制革厂,汉尼系统的全方位智能自动化控制,把人为误差化零,促使工艺配方流程能够完美执行,产品质量稳定最大化,大大减少自然资源浪费,包括水源、能源、化料及人员等。对企业来说,这将是最佳良性循环。董亚仙女士指出,制革业的未来必将走向可持续发展之路,制革企业不能站在末端赛跑,只顾眼前利益,应以全球化眼光,提升工艺技术、降低能源消耗、提高产品标准、维护生态平衡,同时,在市场营销方面积极推广制革业的循环经济性,鼓励广大消费者拥有社会责任心,提倡高品质可持续经济消费文化,减少消费品垃圾,为中国真正实现制革大国提质加速。

陕西科技大学李闻欣副教授认为,智能化是今后制造业的发展方向,也是制革业的发展方向。目前来看,制革企业的智能化需要经过一段时间的探索,特别是要突破一些瓶颈技术。而工厂要从自动化提升到智能化,应循序渐进,先实现生产自动化,然后再提升到智能化,聚焦人工智能方面的技术。未来,蓝皮验级智能化、绷板自动化、成品验级智能化、成品包装智能化、喷浆机自动喷匀智能化、智能调色等技术的开发和应用或将成为行业热门。

皮革机械行业的稳定发展,为建设现代化的智能工厂打下良好的基础。中国皮革协会皮革和制鞋机械专业委员会主任王丹表示,未来皮革机械行业将利用5G、人工智能、物联网、云计算、大数据等新技术,在提升皮革机械行业基础能力的同时,推进皮革行业智能制造,推动装备升级从单项应用向综合集成转变,突破关键技术与核心部件,进一步提高综合集成水平,推动我国皮革行业实现由大变强。

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