基于ERP的智能针织袜业车间系统设计

(武汉纺织大学机械工程与自动化学院 湖北 武汉 430200)

一、我国传统针织袜业车间目前的形式

(一)我国传统的针织袜业车间发展状况和面临的问题

针织袜业属于我国轻工业领域，是典型的量大利薄型行业。其销售渠道有国内、东南亚、欧美等国家。随着近期中美贸易问题恶化，销售渠道受阻。促使制袜企业存在着严峻的竞争关系，从而导致利润严重下滑，甚至一些传统袜业公司面临倒闭的风险。制袜企业采用缩减人员、减小针织袜业车间规模，来解决这一现状。就目前形势来看，我国传统针织袜业车间发展状况十分艰难。我国传统袜针织业车间也存在着大量的问题。比如：袜子包装缝头等机构自动化程度过低、车间人数较多、人工成本过高、且员工自身素质较差、布局空间设计不合理、信息处理方式过于落后、各部门间协调能力不足、无法实现信息共享、产能过低、效率低下。

(二)我国传统的针织袜业的实践探索

传统的针织袜业面临上述的问题，在实践的探索中采取了一系列的措施。制定标准作业指导书，规定工作人员工作的标准的动作。制定物流集成点，合理的流动产品，不干扰他人工作和正常的走动。特定工位、特定设备安装警报器，出现异常情况，进行实时的报警，确保相关人员快速到位，解决问题。

(三)智能化针织袜业车间发展的趋势

伴随着近年来大数据、云计算、互联网技术的发展，国务院正式印发“中国制造2025”战略，强调信息化和工业化的深度融合发展“互联网+工业”，实现我国传统制造向智能制造的转型[1]。

相比国内智能制造发展，国外也针对新形势下的制造业制定了一系列的规划，其中比较著名的战略规划如下：2012年，美国通用公司发布了《工业互联网——打破智慧与机器的报告》[2]。2013年，德国针对提高制造业的竞争力，制定了“工业 4.0”战略[3]；韩国推进“新增长动力规划”；法国也制定了“新工业法国”计划。

由上述国内外对智能制造发展制定的战略，智能制造方式成为现阶段一种发展趋势。因此我们要跟进时代步伐，抓住发展趋势，将智能制造融入到纺织袜业中，建设一种全新形式的智能化针织袜业车间。从软件到硬件，从生产到管理，从接单到出货，全部智能化生产运营。

二、智能针织袜业车间整体设计

图1 智能针织车间信息及执行制造系统集成图

智能针织袜业车间采用全新的信息技术，建立信息集成平台，实现产业链的互联互通，支撑制造资源的优化配置，供需双方快速匹配和网络化系统设计制造，进而消除各环节信息孤岛，提高袜子的产品设计和制造效率[4]。

为了使“智能针织袜业车间”在各个方面都做到信息通畅，消除袜子制造产品全过程各环节的信息孤岛问题，则主要通过企业资源管理系统 ERP、制造执行系统 MES、产品生命周期管理系统 PLM等信息系统的应用及系统信息互联共享，企业资源、制造执行、实现产品生命周期，智能化硬件设备的综合管控，图1为智能针织袜业车间信息及执行制造系统集成。

(一)智能针织袜业车间的ERP信息系统

ERP是(企业资源计划)的简称，是针对物资资源管理(物流)、财务资源管理(财流)、信息资源管理(信息流)集成一体化的企业管理软件[5]。ERP系统可以对整个智能针织袜业车间中数据信息进行高度共享，有效的协调各个部门的动态配合程度，使企业的业务流程和管理过程得到优化，生产效率得到提高。智能针织袜业ERP系统主要分为八个功能模块，分别为订单管理模块、销售管理模块、资源管理模块、财务管理模块、生产运作管理模块、采购管理模块、系统管理模块、库存管理模块。订单管理:企业接受的不同类别袜子订单进行整理、分类、对客户的信息资源进行管理以及相关合同进行评审。销售管理：企业的袜子销售订单进行查询、修改、编辑、统计，并生成各种销售报表，以供后期核查的需求。资源管理:资源管理主要分为两部分,一部分为对人力资源的管理，另一部分为对设备资源的管理。财务管理:企业财务状况的管理。主要包括企业财务的收入和支出，企业收入主要是产品出售到客户手中，从中获取的利益。生产运作管理:智能针织袜业车间内部袜子的生产过程进行管理。包括对智能操作层中袜子生产过程中每道工序的加工情况、定型情况、质量检验情况、包装情况及流转方向等信息进行监测。将记录的数据传到ERP数据库中。系统管理:智能针织袜业车间ERP系统的维护和管理。对ERP系统的维护主要是体现在对ERP数据库的维护，其中有数据备份、还原、共享、修改等方面。采购管理:企业采购原材料，以及生产过程的其他物资。根据袜业的订单，以及自身的库存储备情况做出科学合理的判断，并且制定出物料需求计划，生成最终的采购计划并且制定订单和报表。库存管理:库存管理是对物资进出仓库进行信息的统计和采集。物资不仅包括成品袜子、半成品、原料库的管理。库存管理利用了RFID无限射频传感技术对袜子成品、半成品、乃至原材料进行追踪，进出库的同时，信息已经录入，数据实现同步更新，实现智能化仓储。

(二)智能针织袜业车间的MES系统

智能针织袜业车间中引进MES系统，MES智造执行系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES系统强调的是车间的执行层，与企业最上层的信息层中的ERP和最下层的操作层相互作用，承上启下。ERP与MES系统进行无缝连接，由最上层的ERP接受各种信息传递给MES系统，在进行各种执行控制的操作，最后将命令传递操作层，进行生产和加工袜子。同时MES对智能针织袜业车间生产袜子的过程中进行集成、控制和监控，以及合理有效的配置和组织所有资源，满足智能针织袜业车间信息化需要，提高智能针织袜业车间对突发情况事件处理能力。

该智能针织袜业的MES系统为执行层，该层的主要实现三个目的。

第一，对信息层ERP系统传递来的生产订单进行处理，对现有的资源包括人、机、料等生产资料信息进行预估，并且利用智能算法，科学合理的指定出智能化的调度方案，最终向操作层传递具体的生产任务。

第二，通过RFID无线射频技术对生产过程中的信息进行采集，将采集信息传入MES信息数据库中。MES 系统对数据进行分析处理可以实现对订单的追踪、设备的监控、异常报警、质量的分析等一系列智能活动。MES系统可以对袜子的加工状态、订单完成量、产品合格率等加工信息向上层进行信息反馈。

第三，MES数据库可以和其他已有数据的共享，不重不漏，促使企业资源最优化，生产效率最大化，生产模式最智能化。

(三)智能针织袜业车间的操作系统

智能针织袜业车间建设代表了信息化未来发展方向，可以带动企业信息化转型发展、创新发展，从而进一步提升企业整体信息化水平。智能袜业针织车间包括多种智能化的设备：全自动式智能织袜机器，袜子一体成型减少原有缝头工序。智能输送系统，利用智能传送带代替人员搬运。智能检测与定型系统，改变原有的工作模式，创新性的直接在传送添加检测定型系统，避免了人员操作拥挤相互干涉的问题。智能包装系统，引入智能包装机代替人员手动包装工作，解决工作瓶颈问题。智能配送系统，成品袜子信息录入库存，库存取缔，直接发往客户。在整个袜业制造智能车间中从接收订单到配送发货以及整个生产过程中全部智能化处理，促使整个车间的生产效率达到最优，袜子质量最佳，生产成本最低。

三、智能针织袜业车间的优越性

智能针织袜业车间与传统袜业车间进行了比较，可发现智能袜业针织车间与传统针织袜业车间的差异性。在信息系统对信息采集、执行制造系统对生产状况的反馈、生产工艺流程的创新、操作层智能化设备等方面都取得了显著的改善。

四、总结

构建智能袜业针织车间，打破了原有的生产制造模式，淘汰以往落后的机械设备、拥挤人群的工作方式、以及落后的管理模式。引进新兴信息技术，和高端科技产品，智能针织袜业车间发生了革命式的变革，真正的做到从制造到智造。在智能针织袜业车间中，ERP软件系统 和MES制造执行系统与智能化设备的高度集中使用，促使整个智能针织袜业车间更加科学、更智能、更高效。