1 前言

目前陽極氧化處理工藝生產的鋁型材產品約占一半的建筑鋁型材市場。如何把現代信息技術運用到氧化生產線上，以提高生產效率、促進節能減排是近年來眾多鋁加工企業關注的問題?，F代的鋁型材氧化生產線上，信息化技術的運用程度各有不同，許多公司都進行了信息化的研究?？傮w來說，這些研究和實施都是局部的。這樣的局部的信息系統就如同一個個信息孤島，相互之間的聯接靠人工輸入，很容易出現人為錯誤，導致生產效率的下降；多數企業的生產控制系統對工序的控制用的是有線傳輸，布線要求高，增加了成本投入。據研究表明，應用信息技術可使工業生產效率提高10%，并使排放和污染降低25%。因此，信息化應用是鋁加工行業能否實現產業結構轉型的關鍵。本文簡要介紹了信息融合、無線控制與自動包裝等現代化信息技術在立式氧化生產線上的應用。

2 技術特點

2.1 總體思路

陽極氧化是鋁型材處理最常用的方法，因此，針對本工序開展信息化與工業化融合以促進節能減排、提高生產效率具有很好的示范作用。下圖對實施全自動化技術后的立式氧化線與原立式氧化線結構進行了對比。

（a）原氧化線結構                 （b）全自動化氧化線結構

圖1 全自動鋁型材氧化生產線與傳統氧化生產線結構對比

2.2主要特點

由圖1的系統結構對比圖可以看到，本自動化系統的信息技術應用的創新主要有以下四個主要部分：

（1）系統融合

ERP系統傳遞所要生產批次料的相關數據，如顏色、膜厚、長度和外周長等。而氧化線生產控制系統包括了處理工序的程序、時間等數據。以往，這兩個系統是相互獨立的，中間的傳遞由工人根據ERP的數據人工輸入進中控電腦中。我們通過信息技術改造將原有的兩個獨立的系統進行了融合。運用GATEWARE公司推出的編譯軟件將ERP系統中的數據編譯成中控電腦可以識別的十六進制碼的形式，從而實現兩個系統的聯接和資源共享。

（2）信息反饋和記錄

中控電腦接收到上排ERP系統的相關信息后，即刻又將收到的信息反饋給上排的ERP，形成一個循環，以確保信息傳遞的準確性。當確定了接收和發送的數據一致時，中控電腦就會向吊機控制PLC（可編程邏輯控制器）發出生產指令。系統除了對每一個生產工序進行實時監控外，另增加了一臺記錄電腦，用于存儲生產數據。

（3）無線控制

據市場統計，在傳統有線系統中，布線成本是每米30～100美元，惡劣情況下甚至達到每米2000美元，而且維修、保養難度大^[3]。為了克服這些問題，本氧化線利用無線局域網組成自動化工業網絡代替質脆、易斷裂的光纖傳輸，無線控制是一種面向設備間短程的、適合在惡劣的工業現場環境中使用的技術。中控電腦通過無線信號對六臺吊車控制PLC進行控制。數據經無線路由器轉化為無線信號，再通過無線信號發送和接收設備，發送至指定的吊機控制PLC上。在氧化線U型循環兩邊各有一個無線信號發射器，每臺吊機上都安裝有無線信號接收器，一個發送器可以對同側3臺吊機進行無線信號發射。如圖2所示。

圖2 鋁型材氧化線無線控制系統示意圖

（4）自動包裝

傳統的包裝過程屬于勞動力密集型工序，產品包裝過程要投入大量的勞動力。為了節約人力、物力、財力，本立式氧化線采用了產品自動包裝技術。該自動包裝線主要由自動包裝操作工具、產品傳輸裝置和輔助工藝裝置組成?？梢詫﹃枠O氧化線下排、包裝、標簽打印、成品掃描入庫與入庫確認等工序進行系統自動判斷分析。

3 應用效果

通過信息融合使原來的兩個獨立系統實現了聯接，與無線控制和自動包裝一同構成了一個完整的氧化線自動化系統。在這個系統中，氧化生產線的生產計劃、信息傳遞、工藝控制和信息記錄到最后自動包裝等多個工序都在其中得到了實現，使信息化技術融入到工業生產進程的每個環節之中。該新系統在生產線上的作用主要有以下幾個方面：

3.1 提高生產線的自動化水平

立式氧化線信息化技術的應用，完全符合信息化和工業化融合的要求，提高了氧化線的自動化水平和企業的技術水平。ERP與生產控制的統一結合，使生產與資源管理實現自動化，實現了PH值、溫度等參數的實時在線測試；自動包裝技術的應用，可以解決手工包裝產品外觀不統一、質量缺陷多、用工量大的問題。加上整個用戶界面友好，易于操作，員工只要稍加培訓，就可以掌握。所以信息化實施過程中，工人的素質也會相應的提高。隨著科學技術的發展，企業信息化是大勢所趨，只有加快實施信息化，提高自動化水平，才能在激烈的市場競爭中搶得先機。

3.2 促進節能減排，提高了生產效率

1、把ERP信息系統與引進日本先進技術的全自動控制立式氧化生產線控制系統進行對接，實現了氧化型材生產過程的智能化控制。我們將傳統立式氧化線與實現信息融合的立式氧化線（立式新線）進行了對比，如表1所示。

表1 不同立式鋁型材氧化線情況對比表

由表1可以看出，每生產1噸型材可節省約1.9分鐘時間，提高了生產效率。在提高產能的同時，減少了人員的投入，相應的成品率也有所提高。信息的反饋和記錄可以杜絕將型材擺放到錯誤的工藝槽而污染槽液的現象，減少了廢水的排放量。通過自動采集變動的實時生產數據，經運算處理，指示生產設備進行自動調節，控制生產工藝參數穩定在合理范圍，使同種產品保持了高度的一致性，大大減少了型材因色差、膜厚不均、膜結合力不均等一系列常見的質量問題，顯著地提升了產品合格率，同時使每個訂單產量的預留量從5%下降到2%，減少了產品重復處理的能耗物耗，降低了生產成本，提高了企業的經濟效益。

2、傳統的光纖控制通訊網絡需要布置復雜的線路結構，不僅給通訊建筑施工造成很大的阻礙，也降低了工業生產效率。

表2  無線控制與光纖控制對比表

由表2可知，采用無線控制技術，雖然一次投資較大，但不用考慮對傳輸線路的要求，在滿足快速傳輸的同時，也節省了布線和維護線路的費用。無線設備不僅安裝便捷，而且一臺無線信號發射器可控制多臺吊車，使安裝與維護成本降低90%。

3、發貨過程中常存在客戶提貨的支數與生產包裝支數不符，而需拆解包裝的情況，導致包裝成本的增加，增加廢棄包裝材料的浪費。自動包裝技術的應用，進一步降低了訂單拆包率，提高了勞動生產率。表3為實施自動包裝入庫后訂單拆包情況統計表。

表3  該鋁型材氧化線2011年1～7月拆包統計表

由表3可以看出，本系統穩定實施以來，月訂單拆包率從最初的11.17‰，產生廢紙241.4kg，下降到2011年7月的1.42‰，產生的廢紙74.1kg，節能減排效果顯著。同時，投入到包裝工序的工人也由每班34人減少到 30人，不僅減少了勞動力的投入，也提高了包裝產品的外觀統一性。

3.3 促進氧化工藝生產的科學化

實現信息融合的立式氧化線，減少了因人工操作不當引起的各種質量缺陷，增強了生產工序和人員管理的科學性。通過及時的信息反饋和記錄，使信息的傳遞和收集不再滯后。無線控制技術具有很強的抗干擾能力、實時通信、傳輸快、不受空間布線的要求，可以完全滿足吊車在不斷移動而要求傳輸介質靈活、方便的要求，使整個氧化生產工藝更加合理、科學。信息化技術在立式氧化線的應用，實現了電腦集成全自動中央控制，達到了國際先進技術水平。

4 結語

本文簡要介紹了企業資源計劃（ERP）系統與生產線控制系統的融合、無線控制技術以及自動包裝技術在鋁型材氧化線上的應用。
信息技術的高滲透性、高帶動性和高創新性等特征，融合進傳統氧化生產工藝中，可以有效的促進了氧化生產工藝的節能減排和自動化水平。在鋁型材氧化生產過程中，有很好的參考應用價值。