一、企業簡介

    維達紙業（中國）有限公司（以下稱維達）是由維達投資集團有限公司（維達國際，股票代碼：H3331）獨資成立的公司。公司主要生產高檔生活用紙（原紙、小包裝面紙、盒裝面紙、卷筒衛生紙、濕紙巾、餐紙、抹手紙、擦手紙）等高檔系列產品的生產經營。

    維達集團是一家集研究、開發、生產、銷售為一體的現代化生活用紙大型企業，是中國生活用紙委員會副主任委員單位，是中國衛生用紙行業產品最多、銷售量最大的企業之一。在生產規模、產品質量、市場占有率、經濟效益等方面一直處于國內生活用紙行業的領先地位。維達紙業（中國）有限公司一直在新技術方面不斷創新，2014年維達通過了國家高新技術企業評定，同時公司擁有省級的工程技術中心和企業技術中心，在智能制造改造和物聯網項目研發項目方面，有多個項目獲得了省、市的項目重點技持。維達紙業（中國）有限公司擁有員工1985人，大專以上的科技人員有639人，研究人員有464人。

二、企業信息化應用總體現狀

    維達紙業（中國）有限公司在2012年開始立項建設智能工廠，集團營運總裁王波女士擔任項目總負責人，經過近5年的探索和創新，公司在智能工廠建設方面已經獲得了較大的成果和突破，同時在造紙智能制造方面找到了更適合于維達智能工廠建設的方向。

    維達建設的智能工廠是應用信息化平臺把人、機、流程不斷進行連接，目前維達智能工廠平臺包含生產管理系統（以下簡稱MES）、倉庫管理系統（以下簡稱WMS）、能管中心（以下簡稱EMS）和設備管理系統（以下簡稱EAM），目前進度如下：

    1、維達MES目前已經完成了基本平臺的搭建，基于GE的IFIX平臺，并已完成以下內容的開發。

    1)數據監控平臺（完成開發）：已經完成了所有生產線上的設備數據和生產數據的監控開發。

    2)質檢管理系統（完成開發）：目前已經完成了QC的開發并投入使用。

    3)半成品庫存管理系統（完成開發）：半成品管理系統主要包含原紙和盤紙管理系統。

4)人資生產管理系統（在開發）：此系統主要是從生產角度方面對每個崗位進行生產數據或者設備數據的記錄，并得出每個員工的能力變化等方面數據，為人資部門管理提供現場數據。

    5)線邊庫管理系統（在開發）：主是包含輔料的進倉、分配和使用整個跟蹤過程進行跟蹤。

    6)生產看板及KPI（部分投入使用）：主要涉及生產崗位的KPI看板，目前已經部分投入使用。

    2、成品管理的WMS一期項目已經在2015年全部投入使用，經過幾年的使用，已經獲得了相當大的成功，目前WMS二期項目在2016年開始籌建，計劃2017年年底投入使用，二期項目主要有以下的特點：

    1)倉庫主體使用智能立體倉庫，從成品入庫到儲存再到出庫，使用全自動、智能的現代化設備有管理手段；

    2)WMS向前延伸到生產，向后擴展到物流跟蹤；

    3)WMS、MES相結合，形成成品質量追蹤。

    3、能源管控中心EMS，已經投入使用，目前生產線上90%的用能單位都已經納入到EMS管理系統中，具有能源使用報表、分析、歷史對比等功能，滿足了生產的要求。

    4、設備管理系統EAM一期項目在2016年已經投入使用，二期優化項目在2017年可以完成。

    5、質量管理平臺成功推出并投入使用后，突顯了以下的績效：

    1)工人工作量降低約60%；

    2)驗核員的基本檢測能力的培訓周期從半年縮短到三天；

    3)從檢驗開始到出檢驗報表結果的時間周期從6小時，縮短到1小時，另外，對于關鍵不合格值能做到了1分鐘內自動通知到管理者制手里；

    4)由于發現質量問題的及時性提高，大幅降低了質量問題。

三、參評信息化項目詳細情況介紹

    1.項目背景介紹

    面對市場越來越激烈的競爭，如何減少生產成本是企業十分關心的問題，企業可以通過減少人員達到減少生產成本的目的。基于以上傳統操作的缺點，為了提升企業生產效率、促進企業兩化融合，本公司與廣州博依特智能信息科技有限公司聯合開發維達質量管理系統平臺。

    若制定的標準過高，將造成質量過剩，令產品成本升高；若所制定的標準過低，則不能滿足用戶對質量日漸提高的要求，降低了產品的市場價值；若不了解品質與制造過程和與原材料的關系，所制定的產品質量標準不符合企業自身特點，實施起來就有困難。因此，分析歸納實際生產過程的數據及進行必要的實驗室試驗在制定產品質量標準。

生產線末端的產成品檢驗、分級、分類與管理，一般都是通過對紙的物性參數進行必要頻數的抽樣檢測，再根據檢測結果將產品劃分為合格與不合格，最后按品級分別歸類入倉存放。這一過程中公正、準確與快速高效最重要，但對不合格品和不合率的管理也必須重視。

    不合格品率影響著成本，最好的品質管理人員應充分把握產品的質量參數與使用功能和效果之間的相關性，最終目標是使得產成品既能滿足用戶對質量的需求，又能盡量減少不合格品的數量，降低不合格率。用戶對紙的質量的需求有三個基本點：穩定、可用和成本優勢，希望降低紙的制造成本，杜絕浪費，以得到價位上的競爭優勢。因此，品質管理員不恰當地定等，或出于“寧錯殺一百，不放過一個”的怕負責任的心態，過于嚴苛的界定品級，或者疏于監控，造成漏檢、錯檢，都會造成不必要的浪費，抬高不合格品率或投訴率，令成本上升。

    維達品質保證科負責公司產品質量監督、生產流程監督、原材料質量監督等，主要管理公司產品的宏觀質量問題。品質保證科包括質量控制(QC)及質量分析(QA)兩部分，QC包括生產來料檢驗、過程質量檢驗、庫存檢驗等，在生產過程中，質檢員需要花費大量時間做質量檢驗，導致了質檢員沒有足夠的時間做質量分析。

    維達的質量檢測操作地方主要包含兩個現場，分別是質檢實驗室定檢以及生產現場巡檢，在2015年以前，檢驗操作主要有以下的傳統操作方式：

    （1）檢驗過程主要是以全手動操作設備為主，缺點：檢驗人員不能同時操作多項工作。

    （2）數據采集主要是通過紙質記錄然后輸入到電腦，缺點：數據從記錄再到輸入到電腦，這一個過程是沒有增值的過程，浪費時間。

    （3）報表分析主要是用人工進行分析，缺點：質量分析人的大部分時間花在了淺層數據的分析上，不利于質檢人員專業化。

（4）質量標準主要是靠檢驗人員記憶或者把標準抄寫下來，缺點：浪費時間。

    （5）質量報告主要是靠郵件或者電話等通訊，質量反饋滯后。

    根據以上特點，有必要推動智能質量管理系統平臺項目。

    2.項目目標與實施原則

    本項目主要是通過開發一套質量管控軟件，把人、設備、流程、產品有機串連，達到適合于維達的管理模式，并在質量管控、質量追蹤、操作流程等方面達到現代化水平。

    2.1 項目目標

    維達的智能質量管理系統平臺要實現兩個目標，分別為質量在線檢測和實時查詢維護。

    在線檢測模塊的主要使用對象為操作人員，主要目標包括：

    （1）數據自動完成，例如軸號自動生成、檢驗指標標準的根據不同紙種顯示不同內容；

    （2）技術指標檢測數據自動讀取，本系統通過RS232通信標準自動采集檢驗儀器的檢驗數據，包括白度、厚度、柔軟度、抗張強度等；

    （3）操作標準強制執行，根據設定的操作標準，要求操作人員按照標準操作，例如柔軟度需要檢測三到五次，當操作人員檢測次數少于三次或大于五次時，系統產生提示信息；

    （4）保存操作過程數據，每次質量檢測的過程數據都會保存到數據庫，管理人員可以根據操作過程數據判斷操作人員的操作行為；

    （5）復檢功能，當第一次檢測不合格時，系統會匯總不合格指標，并且可以進行第二次檢測，當第二次不合格時不能再進行檢測。

    查詢與維護模塊的主要使用對象為管理人員，其主要目標包括：

    （1）檢測結果查詢，可從時間、機臺、班組、原紙品號等維度進行查詢。查詢結果可以進行修改、刪除、導出等；

    （2）標準維護，維護每個紙種的質量指標標準，可進行新增、修改、刪除等操作；

    （3）操作數據查詢，可從時間、軸號、設備、人員、是否復檢等維度進行查詢；

    （4）用戶維護，管理系統用戶，可新增、刪除、修改用戶。用戶分管理員和操作人員兩種類型。

    2.2 實施方法

    本公司智能質量管理系統平臺包含實驗室定檢系統、后加工巡檢系統和準備做的全集團質量分析系統。

實驗室定檢使用的設備主要是測試物理指標的儀器如拉力儀等，使用工作站把現場的儀表數據讀取，然后通過數據簡單處理并匯總后再發給數據采集層進行匯總處理；生產巡檢使用的設備主要是平板電腦，現場質檢員以平板電腦上的軟件為操作平臺，進行現場的檢驗操作，然后檢驗的結果通過WIFI方式向數據采集層傳遞。

    實驗室定檢系統軟件結構包括在線檢測模塊、查詢與維護模塊，兩個模塊根據需求不同，采用不同的架構。在線檢測模塊為C/S架構，基于C#編程語言開發，采用.NET4.0框架，數據庫為SQL SERVER2008 R2。查詢與維護模塊為B/S架構，基于ASP.NET、HTML、JAVASCRIPT的等語言開發，數據庫為SQL SERVER 2008 R2。

    質檢中心服務器通過Modbus協議經網絡各個采集設備進行通訊，數據采集通訊采用Modbus通訊，將實驗室的質檢的設備：白度儀、柔軟度儀、橫向拉力儀、縱向拉力儀數據采集至質檢工作站中，質檢工作站與公司的局域網相連接實現遠程訪問的功能。

    后加工巡檢中質檢員通過對生產車間中的衛卷、面巾的成品隨機抽查，輸入產品的名稱或者工藝卡號，自動導入對應品種的檢測依據和標準，然后依據導入的標準進行抽樣的質量檢查，來判定當時班次生產成品的質量好壞。檢測步驟如下：

    （1）質檢員進入車間隨機抽查取樣

    （2）質檢員進入抽樣查驗系統，填寫工藝卡號，自動導入參照標準

    （3）質檢員依照成導入的品標準進行檢查，同時填寫質量檢測結果

    （4）判斷產品合格與否，保存檢測結果

    （5）是否打印檢測結果單

    3.項目實施與應用情況詳細介紹

    智能質量管理系統平臺服務于本集團全國所有的生產基地，設計主要分三層架構，分別為操作層、數據采集層和數據處理層：

    操作層主要是質檢員進行紙頁的檢驗操作，實驗室定檢使用的設備主要是測試物理指標的儀器如拉力儀等，使用工作站把現場的儀表數據讀取，然后通過數據簡單處理并匯總后再發給數據采集層進行匯總處理；生產現場檢驗使用的設備主要是平板電腦，現場質檢員以平板電腦上的軟件為操作平臺，進行現場的檢驗操作，然后檢驗的結果通過WIFI方式向數據采集層傳遞。

    數據處理層主要是QA系統，QA系統主要有幾個任務，一是對調用數據庫的數據進行智能分析，二是當前的檢驗出判斷結果，，三是負責質量追蹤體系。

圖1 質量管理系統架構

    在整個項目過程中，較為突出的問題主要是兩個，硬件方面主要是要解決現場的WIFI問題，由于使用的移動終端有大量的數據進行傳遞，所以需要建立起現場的網絡。二是技術開發問題，由于傳統的檢驗辦法是靠檢驗員的個人能力或經驗進行數據分析并做出最終結論，如果要實現智能分析，需要建立不同的數據分析模型，這些模型根據歷史數據和各個關鍵閥值進行數據處理、對比、分析，并最終給出判斷結果給予參考。

關于現場網絡問題無非投入的問題，維達有約4萬平米的生產區，在這么大的空間建立起WIFI網絡，是一個相當大的工程，但我們還是順利推進了。

    智能分析模型方面，我們與廣州博依特智能信息科技有限公司進行了合作，由維達提出需要，廣州博依特智能信息科技有限公司安排調研、分析、建模和測試，經過一年的開發，QA系統最終實現了我們所需要的功能。

    接下來對集團智能質量管理系統平臺中實驗室定檢和現場巡檢進行詳細介紹：

    3.1 實驗室定檢

    全集團實驗室定檢系統分為以下三個層面：

    （1）數據采集層

    質檢系統數據采集基于RS232 協議自主開發的質檢采集軟件，通過RS232驅動接口，與現場設備進行通訊，實時采集各個的各個設備參數：白度值、厚度值、柔軟度值、橫向張力值、縱向張力值等。

    （2）數據應用層

    現場數據存儲通過關系數據庫完成、負責存儲來自數據采集接口機的生產現場實時數據，形成歷史數據倉庫。其具快速的讀寫性能以及用于真正的實時數據的“低至秒級”的分辨率。該功能能夠實現更好的響應性。

    （3）人機交互層

 維達集團每個分公司的質檢中心現場安裝數據采集工作站以及質檢系統軟件用于工人的操作，在集團或者各分公司內部的局域網可以通過Web方式瀏覽到各分公司的質檢系統。

圖2 維達實驗室定檢系統架構圖(分公司質檢系統架構圖)

圖3 維達實驗室定檢系統架構圖(集團系統架構圖)

    以下為集團定檢系統的實施方案與具體內容介紹

    3.1.1 基本信息

    質量檢測系統基本信息包括原紙品種、原紙品號、機臺、班組、軸號等信息，其中軸號根據相關信息自動生成。幅寬默認為3400，斷頭數默認為0。

  3.1.2 技術指標

    技術指標包括自動采集和手工錄入兩部分。切換到技術指標界面時，可以看到相應紙種的檢測標準。例如白度值（%）（>=83<=90），厚度值（mm/12層）（>=1.2）等。

    監測方式：

    （1）選擇好參數后點擊開始按鈕即可開始檢測；

    （2）開始檢查后，操作人員需要到設備上進行操作，有檢測結果后，數據通過RS232通信協議自動讀取到系統上。如果選擇的是“全檢”，有檢測項目沒有做完的時候會提醒操作人員。

    （3）當操作人員沒有按照設定的操作標準操作的時候，系統會出現相關的提示，要操作人員按照標準進行操作，技術指標中有部分數據是經過計算得出的，包括平均值、縱向濕強保留率。

    3.1.3 外觀指標

    外觀指標主要包括洞眼、塵埃點、白色漿點組成。每個指標的總數自動累加得到。填寫外觀指標數據，并保存數據，如果有不合格項，則會出現不合格項匯總窗口。出現不合格匯總界面時，可點擊復檢按鈕進行再次檢測，也可以關閉不進行再次檢測。復檢完畢點擊保存則完成質量檢測。

圖4 不合格匯總窗口

    打印

    打印功能可實現檢測結果在線打印，根據軸號查找相應的檢測結果，打印界面。

    3.1.4 查詢與維護

    查詢與維護模塊的使用對象主要為管理人員，主要包含檢測結果查詢、標準維護、操作數據查詢、用戶維護等功能。查詢與維護模塊可通過瀏覽器進行訪問，不需要安裝額外插件。

    （1）檢測結果查詢

    檢測結果查詢功能包括檢測結果查詢，可從時間、機臺、班組、原紙品號等維度進行查詢。查詢結果可以進行修改、刪除、導出等。

圖5 檢測結果查詢界面

（2）標準維護

    標準維護主要包括標準新增、標準刪除、標準的修改等操作。點擊每個標準，在右側都可以看到這個標準的詳細信息，其中上下限狀態中未啟用表示不顯示該標準，啟用但不參考表示顯示該標準，但不進行是否合格判斷，啟用并且參考表示顯示該標準并且進行是否合格判斷。

    （3）操作數據查詢

    在操作數據查詢界面，可以查詢到操作人員操作過程儀器產生的過程數據，可從時間、軸號、設備、人員、是否復檢等維度進行查詢。查詢結果可以導出。

    （4）用戶維護

    用戶維護模塊主要管理系統用戶及權限，包括新增用戶、刪除用戶、修改用戶等操作。用戶權限分操作人員和管理人員。

    3.2 現場巡檢

    后加工巡檢中質檢員通過對生產車間中的衛卷、面巾的成品隨機抽查，輸入產品的名稱或者工藝卡號，自動導入對應品種的檢測依據和標準，然后依據導入的標準進行抽樣的質量檢查，來判定當時班次生產成品的質量好壞。檢測步驟如下：

    （1）質檢員進入車間隨機抽查取樣

    （2）質檢員進入抽樣查驗系統，填寫工藝卡號，自動導入參照標準

    （3）質檢員依照導入的成品標準進行檢查，同時填寫質量檢測結果

    （4）判斷產品合格與否，保存檢測結果

    （5）是否打印檢測結果單

    生產現場檢驗使用的設備主要是平板電腦，現場質檢員以平板電腦上的軟件為操作平臺，進行現場的檢驗操作，然后檢驗的結果通過WIFI方式向數據采集層傳遞。

圖6 巡檢操作主頁

    巡檢操作主頁見圖，質檢人員填寫基本生產信息，根據填寫的工藝卡號顯示標準，進行后加工巡檢。

    在物理指標頁面中填寫紙張的抽數、層數等，還有裁切與外觀的合格檢測，將檢驗的壓線距離和切邊效果填上系統中。

圖7 物理指標

    在工藝參數頁面中根據生產填寫“壓花”形式和“香水”類型。紙種、表層皺紋等需要填入具體數值，而壓線效果、反紙則填寫合格與否即可。

圖8 工藝參數

包裝質量頁面中根據效果檢測，標識寫明打/噴碼的位置等。熱封效果、小包刻線和打碼情況判斷合格與否，小包高度要填寫具體數值。

    盤紙輔料頁面中需要填寫紙張與輔料的檢測、紙張松緊度檢測等。最后在所有質量指標都填入系統后，判斷產品是否合格并檢測記錄的提交和打印與否。

    另外成品編碼是唯一，只能新增，不能刪除。要求每次修改工藝配方時，需要新增一列修改內容（要求修改人記錄修改了哪些內容才能進行保存），每次修改的人員及時間。同時保存首次添加及每次修改的時間和人員信息。

    巡檢查詢與維護模塊的使用對象主要為管理人員，主要包含檢測結果查詢、標準維護、操作數據查詢、用戶維護等功能。查詢與維護模塊可通過瀏覽器進行訪問，不需要安裝額外插件。

    4.效益分析

    智能質量管理系統平臺為促進企業“兩化融合”做出巨大的貢獻。

    自動化與信息化在造紙企業生產中占有舉足輕重的地位，在造紙企業中推工業化、信息化“兩化融合”，借助數學方法，計算機技術，信息技術，自動控制技術等，進一步推進企業全面實施和提升生產裝備智能化、生產過程自動化和企業信息化的水平，最大限度提升造紙企業生產管理水平，提高造紙企業產品質量。

    智能質量管理系統平臺成功推出并投入使用后，突顯了以下的績效：

    （1）工人工作量降低約60%，工人有更多的時間可以做質量分析；

    （2）驗核員的基本檢測能力的培訓周期從半年縮短到三天；

    （3）從檢驗開始到出檢驗報表結果的時間周期從6小時，縮短到1小時，另外，對于關鍵不合格值能做到了1分鐘內自動通知到管理者制手里；

    （4）由于發現質量問題的及時性提高，大幅降低了質量問題。提高產能，生產效率得到飛速的提升。

來源：巨靈鳥 歡迎分享本文