印染企业数字化转型的技术经济评价与实施路径研究

期刊: 创新科技研究 DOI: PDF下载

王均、孔庆海

绍兴柯桥新都印染有限公司 浙江绍兴312000

摘要

印染行业面临劳动密集、能耗偏高、质量波动大等结构性矛盾,数字化转型正成为推动行业从要素驱动向创新驱动转型的关键路径。本文从技术经济评价视角,系统分析数字化装备对印染企业生产效率、产品质量一致性及人力成本的作用机制,构建涵盖投资回报评价、全流程质量管控、生产排程智能化及能碳数字化管理四个维度的数字化车间经济效益评估模型。在此基础上,从装备升级、精益管理、供应链协同三个层面论述传统印染企业向技术密集型转型的实施路径。研究认为,印染企业数字化转型的经济效益呈现“短期投入、中期降本、长期增值”的递进特征,企业应依据自身发展阶段选择渐进式或跨越式策略,实现数字化转型投资的效益最大化。


关键词

印染企业;数字化转型;技术经济评价;智能制造;精益管理;供应链协同

正文

一、引言

印染行业是纺织工业产业链的关键环节,长期面临高能耗、高水耗、高排放和低附加值的结构性压力。在劳动力成本攀升、环保约束趋紧、国际竞争加剧的多重压力下,仅靠传统要素投入和规模扩张已难以为继,亟需寻求新的增长动能。

政策层面,工业和信息化部等六部门联合印发《纺织工业数字化转型实施方案》,系统推进纺织工业数字化转型;《标准引领纺织工业优化升级行动方案(20262028年)》进一步要求引领行业数字化转型。政策密集部署表明,数字化转型已从企业自选动作上升为行业刚性要求。

然而,数字化转型投资规模较大,其经济合理性、效益量化评估及实施路径选择是核心问题。行业实践中已积累了一批数字化改造案例——河北高阳印染产业园搭建全流程数字化共享平台后,车间生产效率提升百分之三十,单位能耗下降百分之五,生产成本降低百分之十至十五;浙江迎丰科技数字化设备比率达百分之九十以上,生产成本降低百分之二十左右,生产周期缩短百分之三十,能耗降低约百分之二十,一次成功率提升近百分之十五。如何将零散案例上升为系统化的技术经济评价框架,仍是亟待研究的重要课题。本文从技术经济评价视角,分析数字化装备影响机制,构建经济效益评估模型,探讨企业向技术密集型转型的实施路径。

二、印染企业数字化转型的现状与技术特征

数字化装备通过三重机制提升生产效率。一是工艺流程自动化缩短加工时间,自动配送料系统替代人工操作,消除工序间等待环节,使物料流转更加紧凑有序。二是排产智能化提升设备利用率,高级计划排程系统对订单交期、设备产能、工艺路线等多维约束进行智能化计算,设备利用率可从百分之七十提升至百分之八十五以上,有效释放潜在产能。三是工序间数据贯通减少非增值时间,迎丰科技通过一体化数字平台实现翻单效率提升和疵布流转拦截,订单信息实时传递使生产进度透明可控。

在产品质量一致性提升方面,在线检测技术实现了从“事后检验”到“实时管控”的转变。液体吸光度自动分析仪在染色过程中实时检测染液浓度变化,使染色参数始终处于动态优化状态,避免异常发现滞后导致整缸报废。智能配方系统从工艺源头保障一致性,智染通云平台显著提升染色一次成功率,有效降低返工成本与原料消耗,实现了染整颜色的标准化管理与精准追溯。

在人力成本优化方面,通过“机器换人”和“智力替代”双重路径实现。盛虹印染智能车间内机械臂精准完成取料、放料、清洗等操作,美欣达自动化产线实现无人化作业,良品率稳定在百分之九十九。“智力替代”层面,智能系统替代了依赖经验的工艺判断岗位,通过传感器阵列和智能控制算法实现工艺参数的自动监测与动态调整,使生产过程摆脱了对个别技术骨干的过度依赖,降低了人员流失带来的生产经营风险。

 

三、数字化装备对印染企业经济效益的影响机制

数字化装备通过三重机制提升生产效率。一是工艺流程自动化缩短加工时间,自动配送料系统替代人工操作,消除工序间等待环节。二是排产智能化提升设备利用率,高级计划排程系统对多维约束进行智能化计算,设备利用率可从百分之七十提升至百分之八十五以上。三是工序间数据贯通减少非增值时间,迎丰科技通过一体化数字平台实现翻单效率提升和疵布流转拦截。

在产品质量一致性提升方面,在线检测技术实现了从“事后检验”到“实时管控”的转变。液体吸光度自动分析仪在染色过程中实时检测染液浓度变化,使染色参数始终动态优化,避免异常发现滞后导致整缸报废。智能配方系统从工艺源头保障一致性,智染通云平台显著提升染色一次成功率,有效降低返工成本。

在人力成本优化方面,通过“机器换人”和“智力替代”双重路径实现。盛虹印染智能车间内机械臂精准完成取料、放料、清洗,美欣达自动化产线实现无人化操作,良品率稳定在百分之九十九。“智力替代”层面,智能系统替代了依赖经验的工艺判断岗位,生产过程摆脱了对个别技术骨干的过度依赖,降低了人员流失风险。

四、数字化车间经济效益评估模型

构建数字化转型的经济效益评估模型,是印染企业进行投资决策和效果评价的基础工具。本文构建的评估模型涵盖投资回收评价、生产效率提升效益、质量管控效益和综合降本效益四个维度,采用“投入-产出”分析框架,从增量投入和增量收益两方面综合评估数字化转型的经济可行性。

投入端主要考察数字化装备的购置安装费用、配套软件系统的实施费用、人员培训与组织变革成本以及系统运行维护费用。收益端则从生产效率提升带来的产能增加、质量改善带来的返工率降低和产品溢价、能耗水耗降低带来的成本节约、人力成本优化四个方面进行量化测算。将前两者的差值与投资总额的比值作为投资回报率的核心参考指标,同时结合投资回收期、净现值等指标进行综合评判。

产品质量的提升是数字化转型效益的重要体现。传统印染生产模式下,一次成功率通常在百分之八十五左右,这意味着约百分之十五的产品需要进行返修或降等处理。数字化转型后,通过工艺参数的在线闭环控制和智能配方系统优化,染色一次成功率可提升至百分之九十五以上。

一次成功率的提升带来了多重经济效益:一是直接减少了返修所需的染料、助剂、蒸汽和水资源消耗;二是减少了返修占用设备的产能损失,相当于间接增加了有效产能;三是减少了因品质问题导致的客户退货和质量索赔。基于实际案例测算,企业数字化设备比率达到百分之九十以上,生产成本可降低百分之二十左右。这种核算方式为印染企业数字化转型的投资决策提供了一套可量化的评估工具。

生产排程是印染企业生产管理中最复杂的决策问题之一。印染生产涉及多品种、小批量、多工序、多约束的复杂排产场景,人工排产模式下排产效率低、设备利用率不高、交期违约风险大。高级计划排程系统的应用将这一复杂决策交由算法完成。系统综合考虑订单交期、设备产能、工艺流程、模具刀具约束等多维因素,自动生成优化的排产方案。美欣达印染借助高级计划排程系统,实现了每米面料的全流程数据追溯和生产过程的无人化操作。

高级计划排程系统带来的经济效益主要体现在三个方面:一是设备利用率提升释放的产能增量;二是生产周期缩短带来的在制品库存和成品库存的降低;三是交期准确率提升带来的客户满意度改善和订单获取能力增强。

印染行业是纺织工业中能耗和碳排放强度较高的环节之一,“双碳”目标下能碳管理能力直接影响企业的生存发展空间。数字化转型为印染企业提供了精细化的能碳管理工具——凤竹纺织通过引进智慧能碳管理系统、智慧污水管理系统、反渗透中水回用系统、废水废气余热回用系统等,实现资源综合利用和单位产品能耗的显著下降。在政策层面,印染行业燃煤锅炉的清洁能源替代项目可获得中央预算内投资支持,印染企业数字化车间及绿色工厂建设可申报省重点工业节能改造项目,获得相应政策激励。这意味着数字化转型不仅能直接降低生产和环保成本,还能通过申请财政补贴和享受税收优惠等方式,有效减轻转型初期的投资压力,加速投资回收,进一步增强投资的经济可行性。

五、印染企业数字化转型的实施路径

印染企业数字化转型的推进应遵循“评估-规划-实施-优化”的渐进式方法论。起步阶段应优先在投入产出比最高的环节引入数字化装备,如自动配送料系统、在线测色系统等,让管理者和一线员工感受到数字化带来的直接效益,积累转型经验。发展阶段应着力打通工序间数据通道,实施制造执行系统和企业资源计划系统的深度集成,实现计划层与执行层的数据贯通。成熟阶段应在数据积累和分析能力具备的基础上,引入人工智能算法和大数据分析工具,构建智能工艺优化和智能排产能力。

对于新建或大规模改造的印染项目,宜采用跨越式策略,一次性完成从自动化到智能化的全链路部署。新建项目可参考美欣达绿色纺织示范园的建设经验,通过政府共建光伏路网实现绿电全覆盖,依托全生命周期碳追溯体系推进节能降耗。跨越式策略的优势在于可以避免老旧设备改造的兼容性问题,实现数字化架构的整体优化,但需要较强的资金实力和人才储备作为支撑。

数字化转型不仅是技术导入的过程,更是管理变革的过程。在推行数字化转型时,应将精益管理体系与数字化工具深度融合,以发挥协同效应,形成岗位操作标准化、过程管理目视化、绩效评价数据化的管理体系。

岗位操作标准化方面,将数字化装备的操作规程和智能配方系统的配色流程固化为标准作业指导书,确保不同操作人员执行的工艺操作保持一致效果。过程管理目视化方面,利用制造执行系统的看板功能,将产量、质量、能耗等关键运营指标在生产现场的电子显示屏上实时展示,异常情况及时预警。绩效评价数据化方面,依托数字化系统自动采集的生产数据对班组和个人的绩效进行量化考核,引导员工主动参与数字化转型工作。

数字化转型的价值不应局限于企业内部,还应向供应链上下游延伸,构建基于数据共享的供应链协同体系。印染企业处于纺织产业链的中间环节,上游连接面料坯布供应商和染料助剂供应商,下游面向服装品牌采购商,供应链协同空间广阔。

在上下游协同方面,印染企业可将数字化系统中的生产进度信息向品牌客户开放接口,客户可实时查看订单在制品的加工状态和预计交期,提升订单履约的透明度。同时,印染企业应主动接入行业级工业互联网平台,柯桥区织造印染产业大脑集成了近两百个应用,为印染企业间的产能共享、数据互换和经验互鉴提供了平台基础。融入产业互联网可为印染企业带来“借力发展”的协同机遇——中小印染企业通过接入产业大脑,可以共享数字化基础设施和算法模型,以较低成本获取订单匹配、智能排产、质量溯源等服务,降低数字化转型的准入门槛。

六、结论

本文从技术经济评价视角出发,围绕印染企业数字化转型的经济效益与实施路径展开系统分析,形成以下主要结论。

第一,数字化装备通过工艺流程自动化、排产智能化和工序间数据贯通三重机制显著提升印染企业的生产效率,在提质增效方面实现翻单效率提升和疵布流转拦截,在增产增效方面通过智能排产提升设备利用率,在降本增效方面实现能耗与排污降低。行业先进企业的实践数据表明,数字化设备比率达到百分之九十以上的企业,生产成本可降低百分之二十左右,生产周期可缩短百分之三十左右。

第二,产品质量一致性的提升是数字化转型的重要价值体现。在线检测技术、智能配方系统和色彩管理系统的协同应用,实现了印染产品从“事后检验”到“实时管控”的转变,基于机器视觉与算法模型的智能化检测技术已实现从坯布入库到成品出厂的全链条精准管控,质量提升的经济效益通过返工率降低、一次成功率和产品溢价提升等渠道得到实现。

第三,本文构建的数字化车间经济效益评估模型从投资回收评价、全流程质量管控、生产排程智能化和能碳数字化管理四个维度形成系统化的评估框架,为企业数字化转型的量化评价提供了可操作的分析工具。

第四,印染企业数字化转型应遵循“技术装备升级、精益管理融合、供应链协同”三位一体的实施路径。大型企业宜采用全链路跨越式部署策略,中小印染企业可依托产业互联网平台以较低成本获取数字化服务。数字化转型的经济效益呈现“短期投入、中期降本、长期增值”的递进特征,企业在推进过程中应建立分阶段评估机制,持续跟踪数字化投资的回报效果,及时调整实施节奏和资源投入方向,确保转型目标的实现。

本文的研究为印染企业数字化转型的技术经济评价和实施路径设计提供了理论框架与实践参考。后续研究可进一步追踪不同类型印染企业数字化转型的实际投入产出数据,开展数字化转型投资回报率的实证研究,完善数字化车间经济效益评估模型中的各项参数指标,为行业提供更为精准的决策参考。

 

 

 

参考文献

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