1、洗衣廠工程的概念
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,國內(nèi)洗衣廠長期以來維持的低效運(yùn)營模式已經(jīng)越來越不能適應(yīng)客戶和市場發(fā)展的需要。當(dāng)下自動(dòng)化的設(shè)備在不斷涌現(xiàn),國內(nèi)洗滌行業(yè)進(jìn)入大規(guī)模轉(zhuǎn)型升級(jí)的軌道,國外已經(jīng)大量普及的自動(dòng)化洗衣廠在國內(nèi)也開始初露端倪。實(shí)際上,并不是我們具備了自動(dòng)化的洗滌設(shè)備就一定具備了現(xiàn)代洗衣廠整體工程建設(shè)的能力了,要具備這種能力還應(yīng)該至少建立起企業(yè)資源整合和洗衣廠工程建立這兩個(gè)基本的手段。
由于布草洗滌的品種多且處理流程較長,其涉及的洗滌機(jī)械品種較多,需要應(yīng)用的技術(shù)普遍和繁雜,因此,依靠一家企業(yè)或者一個(gè)工廠來完成“一體化”供應(yīng)和服務(wù)就會(huì)越來越困難。國外頭牌企業(yè)都是依靠不斷并購的產(chǎn)業(yè)鏈整合模式來實(shí)行系統(tǒng)的集成。我們國內(nèi)的企業(yè)一直以來都擅長于“小而全”或“大而全”的配套經(jīng)營模式,這種模式很難適應(yīng)未來即將形成主流的洗衣廠工程的需要,會(huì)有一個(gè)優(yōu)勝劣汰的過程。
本文所提出的“洗衣廠工程建設(shè)”是指為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代洗衣廠的高效,節(jié)能,環(huán)保和安全目的而實(shí)施的自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng),自動(dòng)物流系統(tǒng),介質(zhì)資源系統(tǒng),控制和信息管理系統(tǒng)的建設(shè)或改造工程。設(shè)備系統(tǒng)包括了自動(dòng)洗滌系統(tǒng)和自動(dòng)后整理系統(tǒng);物流系統(tǒng)包括了布草的自動(dòng)分揀,傳輸和儲(chǔ)存系統(tǒng);介質(zhì)資源系統(tǒng)包括了前級(jí)熱源介質(zhì)的優(yōu)化方案,后級(jí)廢熱介質(zhì)的再利用方案和進(jìn)出水介質(zhì)的處理系統(tǒng);控制和信息管理系統(tǒng)包括了洗滌處理過程的全自動(dòng)化控制和洗滌過程數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng),等等。簡單地理解,可以把這四大系統(tǒng)看著是包含了現(xiàn)代化的洗衣廠內(nèi)一切與洗滌處理有關(guān)的環(huán)節(jié)的建設(shè)過程(注:本文所述的過程暫不包含洗衣廠布草管理,人員管理和外部收發(fā)管理等洗衣廠運(yùn)營管理內(nèi)容)。
我們過去所強(qiáng)調(diào)的洗衣廠一體化方案只是提供了一種單套或多套系統(tǒng)的組合配套服務(wù),要在這種方案的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高效和自動(dòng)化就必然會(huì)演變成為一整套的“洗衣廠工程”,它的特點(diǎn)是涵蓋面更廣且沒有固定的模式,需要根據(jù)客戶的具體條件進(jìn)行量身定制,個(gè)性化需求更強(qiáng),因此往往需要企業(yè)具備較強(qiáng)的整體技術(shù)能力和工程服務(wù)能力。實(shí)際上,國外頭牌企業(yè)彼此之間互相競爭的關(guān)鍵就是這種整體工程配套和建設(shè)的實(shí)力,從而形成了相對(duì)壟斷地位,把單一產(chǎn)品企業(yè)逐步排擠出中大型社會(huì)洗滌市場之外。
國內(nèi)市場目前開始出現(xiàn)了一些洗衣廠工程的局部功能系統(tǒng),比如有的企業(yè)已有了自動(dòng)洗滌或整燙單元系統(tǒng),有的已有了自動(dòng)物流系統(tǒng),有的已有了新的熱源解決方案,有的已有了數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng),等等。但是,這些目前還處于初級(jí)階段,都還沒有形成的完整的理論和系統(tǒng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文將從洗衣廠工程理論,工程內(nèi)容和工程建設(shè)流程等幾個(gè)方面提出一些探討,供參考。
2、洗衣廠工程的理論基礎(chǔ)
實(shí)施洗衣廠工程建設(shè)或改造的根本目的是提升洗滌處理眾多過程的效率和效能,這其實(shí)與制造業(yè)已經(jīng)大量推行的精益生產(chǎn)理論是相通的。精益生產(chǎn)就是通過提高客戶滿意度,降低成本,加快流程速度,改善資本投入效益,使得股東和客戶的價(jià)值比較大化的過程。生產(chǎn)效率提高的本質(zhì)就是一個(gè)發(fā)現(xiàn)和減少浪費(fèi)的過程,是通過持續(xù)不斷地減少浪費(fèi)來創(chuàng)造價(jià)值。
從精益生產(chǎn)的角度來分析,單就洗脫機(jī)的工作環(huán)節(jié)來說,真正為客戶創(chuàng)造價(jià)值的只是洗滌和脫干過程,其它的諸如進(jìn)出料,進(jìn)排水,加減速,升降溫等過程環(huán)節(jié)是不創(chuàng)造價(jià)值和應(yīng)該盡量壓縮的過程。洗滌處理整個(gè)生產(chǎn)流程中存在著眾多的分揀,等待,搬運(yùn),裝卸,檢查,送料,儲(chǔ)存等不增值作業(yè)環(huán)節(jié),占用了大量的時(shí)間,空間,人力資源。據(jù)測(cè)算,一車布草從客戶處取出到洗滌處理完成后再送給客戶的整個(gè)周期時(shí)間通常是24小時(shí)以上,即便是不考慮周轉(zhuǎn)的不停頓正常連續(xù)批量作業(yè)也至少需要10小時(shí),但一車布草通過洗脫,烘干,熨燙,折疊和包裝等必須的增值處理環(huán)節(jié)的時(shí)間只需要不到1個(gè)小時(shí)的時(shí)間,增值比為10%左右,也就是說在布草處理過程中理論還有高達(dá)90%的可壓縮和可改善的空間,可見其“系統(tǒng)效率”的低下。同樣,洗滌處理過程中的前后級(jí)能源使用方法和落后管理方法所產(chǎn)生的浪費(fèi)也非常驚人,按照精益生產(chǎn)理論,這些中間時(shí)間和資源消耗有許多都是不能為客戶創(chuàng)造價(jià)值的浪費(fèi),是應(yīng)該被削減和壓縮的研究對(duì)象。
圖1,洗滌過程效率分析示意圖
洗衣廠工程建設(shè)實(shí)際上就是通過技術(shù)和管理手段來減少各種過程浪費(fèi)的一種系統(tǒng)性的方法,它有兩個(gè)比較好的特點(diǎn):一方面是在技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上對(duì)多個(gè)處理工藝或工步組合與連續(xù)的自動(dòng)化作業(yè),另一方面就是介質(zhì)資源利用的較大化,互為補(bǔ)充,缺一不可。通過隧道式洗滌機(jī)組,自動(dòng)后整理線,自動(dòng)物流系統(tǒng),介質(zhì)資源優(yōu)化利用方案,控制和數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)所組成系統(tǒng)工程來實(shí)現(xiàn)洗衣廠的精益生產(chǎn),并構(gòu)建起的“系統(tǒng)思考”和“化繁為簡”精益思維模式,這樣才能更精確地發(fā)現(xiàn)瓶頸,找到適合自己的解決方案,把以往的大量過程時(shí)間和成本壓縮到比較低,從而提高增值比,實(shí)現(xiàn)綜合的工程優(yōu)化。
3、洗衣廠工程建設(shè)的內(nèi)容
3.1自動(dòng)洗滌系統(tǒng)
自動(dòng)洗滌系統(tǒng)就是將洗滌,烘干兩大工藝過程及其相關(guān)的裝卸料和傳送等輔助工藝過程進(jìn)行串聯(lián)集成,從而實(shí)現(xiàn)洗滌,烘干過程自動(dòng)化的單元系統(tǒng),主要包括了隧道式洗滌機(jī)組和單機(jī)自動(dòng)集成洗滌系統(tǒng)兩種方式。
3.1.1隧道式洗滌機(jī)組
隧道式洗滌機(jī)組(國內(nèi)俗稱洗衣龍系統(tǒng))誕生于六十年代,通過不斷地研發(fā)至九十年代穩(wěn)定成型為現(xiàn)代通行的一體式結(jié)構(gòu)。洗衣龍的細(xì)分種類有多種多樣,比如按照洗滌轉(zhuǎn)動(dòng)方式分為晃動(dòng)洗滌型(180度-270度)和圓周洗滌型(360度連續(xù));按照物料傳送方式分為底部傳送型(物料從側(cè)壁邊的孔傳送)和頂部傳送型(物料從中間孔傳送);按照組合驅(qū)動(dòng)方式分為整體式(各倉連成一體,整體驅(qū)動(dòng))和模塊式(各倉單獨(dú),分別驅(qū)動(dòng));按照水流形式分為逆流分段進(jìn)排水型和不逆流單獨(dú)進(jìn)排水型;按照脫水方式分為壓榨式和離心式,等等。洗衣龍具有洗滌速度快,節(jié)省人工和能耗,脫干含水率低等比較好的特點(diǎn),比較適合布草類別一致性高的大批量洗滌處理。由于布草租賃業(yè)務(wù)已經(jīng)發(fā)展成熟,洗衣龍已經(jīng)成為國外現(xiàn)代集中洗衣工廠的主流洗滌方式,也正在成為國內(nèi)快速推廣應(yīng)用和成長的新興技術(shù),前景廣闊。
圖2,洗衣龍結(jié)構(gòu)形式圖例
3.1.2單機(jī)自動(dòng)洗滌系統(tǒng)
單機(jī)自動(dòng)洗滌系統(tǒng)(國內(nèi)稱自動(dòng)集成洗滌系統(tǒng))也是將洗滌,烘干兩大工藝過程及其相關(guān)輔助工藝過程進(jìn)行串聯(lián)集成,從而實(shí)現(xiàn)洗滌,烘干過程自動(dòng)化的另一種方式。它在國外也具有悠久的發(fā)展歷史,一些比較有名品牌如MILNOR,BRAUN,JENSEN,LAVATEC,TONSEN都有這類產(chǎn)品和系統(tǒng),而且至今還在采用。
集成洗滌系統(tǒng)的較大特點(diǎn)是與原有的單機(jī)洗滌處理模式實(shí)現(xiàn)了無縫集成,只需要將單機(jī)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)升級(jí)(如洗脫機(jī)改為前后傾斜式,烘干機(jī)改為貫通式等),是一種不改變單機(jī)洗滌原理的自動(dòng)化升級(jí)。集成洗滌系統(tǒng)在批量處理能力和資源節(jié)省能力方面還不如洗衣龍系統(tǒng),但它卻保持了單機(jī)洗凈度高和使用維護(hù)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn),尤其適合于布草品種多,有疑難布草(如服裝,地墊等)且洗凈度要求較高的客戶。在國外的大型洗衣工廠,這兩種方式往往會(huì)互為補(bǔ)充,有一些客戶會(huì)采取同時(shí)配置多套洗衣龍和一套集成系統(tǒng)的組合生產(chǎn)模式。
圖3,集成洗滌系統(tǒng)圖例
3.2自動(dòng)后整理系統(tǒng)
自動(dòng)后整理系統(tǒng)是布草燙平,整理,折疊及其相關(guān)送料,堆碼,傳送等輔助工藝過程進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)集成,從而實(shí)現(xiàn)洗衣廠燙平,整理,折疊過程自動(dòng)化的單元系統(tǒng),主要包括了布草后整理線,工服后整理線,毛巾后整理線等方式。洗滌和烘干是一種布草批量處理方式,而燙平和折疊是單件處理方式,所以,這兩個(gè)子系統(tǒng)很難串接在一起來實(shí)現(xiàn)全過程的自動(dòng)化,需要進(jìn)行分線作業(yè)。
3.2.1布草后整理線
布草后整理線是指平面型布草(如傳單,被套,桌布,口布等)的自動(dòng)送料,熨燙,折疊,堆碼和傳送自動(dòng)處理子系統(tǒng),它可以按照功能的不同分為大件后整理線,小件后整理線,專業(yè)型后整理線,組合式后整理線,多通道后整理線等多種運(yùn)用形式。
普通熨平機(jī)由2個(gè)人同時(shí)操作的人工送料極限速度比較大只有每分鐘20-25米左右,加之熨燙又必須是單件作業(yè),所以熨燙生產(chǎn)往往是洗衣廠的瓶頸環(huán)節(jié)。布草后整理線通過高吊系統(tǒng),多工位搌布機(jī),高速燙平機(jī),折疊堆碼機(jī)等設(shè)備的組合,把過程中的無效時(shí)間進(jìn)行了大量的壓縮,其多工位或多通道的應(yīng)用也是精益生產(chǎn)“一個(gè)流”節(jié)拍均衡理論的很好詮釋。實(shí)際上,在國內(nèi)推廣高速和高質(zhì)量熨燙作業(yè)的布草后整理線,不能局限在我們熱衷的自動(dòng)搌布機(jī)和折疊機(jī)技術(shù)上,而應(yīng)該同時(shí)關(guān)注高速熨平機(jī)的熱能技術(shù)創(chuàng)新上。由于國內(nèi)蒸汽條件普遍很難達(dá)到理想的壓力或熱值水平,熨平機(jī)往往更需要在控制能耗比的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn),日本率先采用的雙面高低輥高速燙,歐美采用的柔性槽燙以及燃?xì)猓▽?dǎo)熱油)加熱的高溫型槽燙技術(shù)都是較好的應(yīng)用方案。
圖4,床品自動(dòng)后整理線示意圖
3.2.2工服后整理線
工服后整理線(國內(nèi)俗稱干衣龍系統(tǒng))是專門針對(duì)服裝類布草(如醫(yī)院服裝,企業(yè)工裝等)的自動(dòng)送料,烘干,整形,傳送,折疊和堆碼自動(dòng)處理子系統(tǒng)。高效干衣龍系統(tǒng)的真正難點(diǎn)在于對(duì)不同織物的分類識(shí)別和分揀控制,必須配套相應(yīng)的芯片系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),較大處理能力可高達(dá)2000件/小時(shí)。由于設(shè)備與傳送的集成度較高,它本身就構(gòu)成了一個(gè)小型的工程單元。需要注意的是,國內(nèi)使用干衣龍應(yīng)注意對(duì)所謂“全免燙”功能的鑒別,許多醫(yī)院類全棉或含棉工服經(jīng)過干衣龍整燙后并不一定能完全消除皺紋,往往還需要進(jìn)行人工輔助熨燙處理才難達(dá)到預(yù)期的平整效果,所以要在設(shè)備配置和流程規(guī)劃上注意考慮。
3.2.3毛巾后整理
普通毛巾后整理采用的毛巾折疊機(jī)一般都還需要人工送料,在系統(tǒng)中它也是一種較小的工作單元,對(duì)需求量較大或者品種較多的客戶,往往采取增加并行的機(jī)組數(shù)量的辦法來解決。
隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,市場上已經(jīng)出現(xiàn)了集成度很高的無人全自動(dòng)毛巾折疊機(jī),在折疊機(jī)的前端配置了自動(dòng)毛巾撿拾送進(jìn)機(jī),采用人工智能深度學(xué)習(xí)和高分辨率攝像頭的視覺技術(shù),在雜亂的毛巾堆中,機(jī)械手可以準(zhǔn)確地自動(dòng)識(shí)別,拿起,展平和對(duì)中毛巾,并將不同尺寸的毛巾放入送進(jìn)臺(tái)上,準(zhǔn)確地把它喂到后端的毛巾折疊機(jī),實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)高效處理,節(jié)省了大量人工。
圖5,全自動(dòng)毛巾折疊機(jī)
3.3自動(dòng)物流系統(tǒng)
很多企業(yè)和客戶都比較重視自動(dòng)化的洗滌設(shè)備本身,對(duì)洗衣廠的物流管理的重要性往往認(rèn)識(shí)不足。實(shí)際上,從精益生產(chǎn)的角度來考慮,洗衣廠90%的不增值過程浪費(fèi)的時(shí)間絕大部分都是發(fā)生在物流管理環(huán)節(jié)上,比如分揀,裝卸,傳送,堆積,等待的時(shí)間等等。不論是單機(jī)模式還是已經(jīng)采用了自動(dòng)處理單元的洗滌工廠,如果沒有自動(dòng)物流系統(tǒng)來配合,其上下工序(比如分揀,洗滌,熨燙)的銜接節(jié)拍會(huì)出現(xiàn)更長的時(shí)間差,同步并行工作能力就差,會(huì)拉長整個(gè)工作流程,成為了串行和交叉工作模式,會(huì)造成資源(如蒸汽供給和人工工時(shí))的無效浪費(fèi)。好的物流動(dòng)線設(shè)計(jì)方案可以加快流程速度,起到大量減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度,減少工作面積,改善工作環(huán)境,方便信息管理的作用。
洗衣廠的自動(dòng)物流包括了分揀系統(tǒng),吊袋系統(tǒng),穿梭系統(tǒng),傳輸系統(tǒng)等功能系統(tǒng),這方面的客戶要求千差萬別,都需要特別規(guī)劃和定制,施工量較大。因此,對(duì)于習(xí)慣于按照固定產(chǎn)品模式的企業(yè)來說,自動(dòng)物流系統(tǒng)無疑也是其將面臨高門檻。
3.3.1分揀系統(tǒng)
再自動(dòng)化的洗衣廠,有兩個(gè)環(huán)節(jié)還是必須用較多的人工來操作的,一個(gè)是熨平或整燙送料機(jī)的夾掛操作,另一個(gè)就是前期的布草分揀作業(yè)(注:這也是未來無人或少人的智能化洗衣工廠需要主攻改善的方向)。因此,是否有高效的分揀和輸送系統(tǒng)也是我們識(shí)別洗衣廠整體效率高低的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
自動(dòng)化洗衣廠的分揀系統(tǒng)一般都會(huì)與吊袋系統(tǒng)和傳輸線相互組合,一種簡單方式是將傳輸線上的待處理臟污布草分類別丟入相應(yīng)的多工位分揀機(jī),再裝入洗衣龍或吊袋中;另一種方式是設(shè)立一個(gè)專門的多孔洞多工位的蜂窩分揀臺(tái),通過分揀臺(tái)再轉(zhuǎn)入吊袋中進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)和輸送。無論哪一種方式都有相應(yīng)的稱重系統(tǒng)和數(shù)據(jù)控制管理系統(tǒng),便于定量,定時(shí)和定點(diǎn)地儲(chǔ)存,輸送與進(jìn)料,可以較大提高了系統(tǒng)的整體工作效率。比如,有預(yù)分揀的吊袋系統(tǒng)的洗衣龍前就不必再留人值守裝料和操作(注:人的因素往往不可控),可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制節(jié)拍的連續(xù)工作,提高設(shè)備的滿負(fù)荷作業(yè)效率,減少等待浪費(fèi)。
3.3.2吊袋系統(tǒng)
吊袋系統(tǒng)是將待處理布草裝入特制的具有一定裝載量的布袋中,通過動(dòng)力提升至一定的高度,在具有斜度的軌道上依靠非動(dòng)力的自重分力滑動(dòng)輸送到指定位置并自動(dòng)卸載的一種物流傳送形式。吊袋系統(tǒng)的構(gòu)建需要至少7米以上的廠房內(nèi)部高度,如果行程不夠也可采用分段爬升機(jī)來輔助增高。吊袋分為水洗吊袋和熨燙吊袋兩種基本類型,一種用于儲(chǔ)存和輸送待洗滌的干態(tài)臟污布草,一種用于儲(chǔ)存和輸送洗滌后需要進(jìn)行熨燙處理的濕態(tài)潔凈布草,主要區(qū)別是對(duì)潔凈度和承載重量的要求有所不同。一個(gè)完整的吊袋系統(tǒng)包括了吊袋,稱重,鎖袋,升降,軌道,爬坡,支撐,限位,開袋,控制等眾多的機(jī)構(gòu)和裝置,可靠性要求較高,其控制系統(tǒng)還應(yīng)與整個(gè)洗衣廠的前后級(jí)相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊連接,確保協(xié)調(diào)一致的流程運(yùn)作。
洗衣廠的吊袋可在空中定量存儲(chǔ)和移動(dòng),具有節(jié)省占地面積,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,儲(chǔ)存周轉(zhuǎn)量大,送料及時(shí)準(zhǔn)確,自動(dòng)化程度高的比較好特點(diǎn),可以極大地減少過程時(shí)間和人工耗費(fèi),壓縮生產(chǎn)過程中的不增值浪費(fèi)。吊袋系統(tǒng)與洗衣廠自動(dòng)化和智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高度集成,發(fā)展成為中大型洗衣工廠主的主要物料傳送方式,也是高效洗衣廠工程必須重點(diǎn)建設(shè)的環(huán)節(jié)之一。
圖6,洗衣廠內(nèi)部自動(dòng)物流示意圖
3.3.3穿梭系統(tǒng)
穿梭系統(tǒng)是在一定區(qū)域進(jìn)行平面或上下移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)物料傳送的一種機(jī)電一體化單元,一般用于洗滌與烘干之間布草的自動(dòng)銜接和傳輸,主要分為用于洗衣龍烘干系統(tǒng)的穿梭機(jī)和用于單機(jī)自動(dòng)洗滌系統(tǒng)的穿梭車兩種基本形式。穿梭機(jī)除了可在地面軌道上進(jìn)行平面移動(dòng)外,還具有升降功能,將壓榨機(jī)輸出的布草再送到烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理,分為單餅與雙餅,或單柱軌與雙柱軌等不同的結(jié)構(gòu)形式。穿梭車用于集成自動(dòng)洗滌系統(tǒng),通常采用斜坡裝料和輸送方式,其低端用于傾斜式洗脫機(jī)的接料,用于貫通式烘干機(jī)的進(jìn)料,分為無人自動(dòng)操作和有人半自動(dòng)操作兩種基本類型。
穿梭系統(tǒng)也是洗衣廠物流自動(dòng)化的一種基本形式,其特點(diǎn)是可按照規(guī)定的節(jié)拍實(shí)現(xiàn)物料的暫存與傳送,并具有各不相同的定制形態(tài),其目也是降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率。
3.3.4輸送線及其它
一個(gè)自動(dòng)化的洗衣廠內(nèi),還有一些環(huán)節(jié)是上述物流系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)的,比如臟污布草往分揀臺(tái)的輸送,烘干或打散后的布草的輸送,折疊堆碼后的布草往打包機(jī)或庫房的輸送,等等。這些布草輸送的“節(jié)拍”可以不連續(xù),所以往往會(huì)采用皮帶輸送線來進(jìn)行銜接與輸送,也都需要根據(jù)客戶的場地特點(diǎn)和流程安排進(jìn)行特別規(guī)劃。
除此之外,有些洗衣廠還會(huì)要求配置一些特別的物流傳送方式,比如布草在不同樓層之間的傳輸,可以采取諸如特制升降機(jī),輸送線爬高與轉(zhuǎn)角,吊袋直接爬高,或電梯式升降等方式。在一些有遠(yuǎn)程傳送要求的特殊工廠,還可采用大吸力的真空風(fēng)管來傳輸布草,或者在打散出料與送布機(jī)之間直接用夾頭進(jìn)行單列隊(duì)或多列隊(duì)的空中軌道輸送(俗稱高吊系統(tǒng)),這些夾頭可以直接在搌布機(jī)上展開布草,克服了搌布機(jī)人工夾持操作可能存在等待或停頓的效率損失,實(shí)現(xiàn)了類似吊袋系統(tǒng)強(qiáng)制節(jié)拍的高效作業(yè)。
鑒于物流系統(tǒng)的定制化程度較高,除了少數(shù)大型設(shè)備集成制造的公司之外,其他企業(yè)很難依靠自身實(shí)力去實(shí)現(xiàn)洗衣廠的物流自動(dòng)化,因此國外就派生出了一些專業(yè)化的洗衣廠自動(dòng)物流工程服務(wù)公司,專門幫助客戶定制或改造物流與運(yùn)營管理系統(tǒng)。
3.4熱源介質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)
除了設(shè)備,人員與管理之外,洗衣廠的生產(chǎn)和運(yùn)營活動(dòng)離不開對(duì)各種特定介質(zhì)的使用,比如熱源介質(zhì)(蒸汽,燃?xì)?,?dǎo)熱油,電),動(dòng)力介質(zhì)(電,壓縮空氣,新鮮空氣),洗滌介質(zhì)(水,化劑,臭氧),等等。這些介質(zhì)消耗構(gòu)成了國內(nèi)洗衣廠運(yùn)營成本的30%左右,而在國外中大型洗滌服務(wù)公司只會(huì)占到其運(yùn)營成本的12%-18%左右,因此,除了采用高效節(jié)能的設(shè)備以外,科學(xué)合理的介質(zhì)優(yōu)化應(yīng)用方案也是我們洗滌企業(yè)獲得競爭優(yōu)勢(shì)的有效方法之一。
3.4.1前級(jí)熱源介質(zhì)優(yōu)化方案
洗衣廠“前級(jí)熱源介質(zhì)”是指各洗滌處理流程開展工作之前就需要配備的供給方案,因客戶的條件和要求不同而變化。洗滌工藝對(duì)熱量的需求無處不在,比如洗脫機(jī)需要熱量來加熱水,化劑和織物,烘干機(jī)需要熱量來蒸發(fā)水分,熨平機(jī)和整燙機(jī)需要熱量來蒸發(fā)與定型,干洗機(jī)需要熱量來烘干與回收,等等。普通洗衣廠大多采用蒸汽加熱方式,但蒸汽系統(tǒng)也存在諸如對(duì)蒸汽鍋爐日益嚴(yán)格的使用限制,熱能損耗較大(綜合熱效率只有45%-55%),日常使用維護(hù)成本高等明顯的缺陷,所以國外很多先進(jìn)的洗衣工廠采用了直燃加熱系統(tǒng)進(jìn)行替代。
表1比較了幾種加熱方式對(duì)不同洗滌環(huán)節(jié)的適用性。由于設(shè)備種類多,蒸汽方式系統(tǒng)效率并不算高,在烘干和熨平等環(huán)節(jié)也存在著溫度瓶頸。正是基于這個(gè)原因,國內(nèi)外企業(yè)紛紛開始著手開發(fā)各種“無蒸汽”加熱產(chǎn)品與系統(tǒng),比如凱里基莎的The Green Laundry,簡森的CleanTech等,對(duì)熱介質(zhì)的利用進(jìn)行了深度優(yōu)化。
表1:洗滌設(shè)備加熱方式比較表
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在各種無蒸汽方案中,較值得關(guān)注的是燃?xì)饧訜岷蛯?dǎo)熱油加熱兩種方式。燃?xì)饧訜峋哂袩嶂蹈吆涂梢詫?shí)現(xiàn)即時(shí)加熱控制的優(yōu)點(diǎn),有效地減少了能源的浪費(fèi),已在歐美國家烘干機(jī)中普遍使用。燃?xì)饧訜岱绞綄?duì)燃?xì)赓Y源的配置條件有一定的限制,只適合于部分有燃?xì)夤┙o條件的地區(qū)或提前做好了系統(tǒng)規(guī)劃的客戶采用。導(dǎo)熱油加熱在其它行業(yè)(如化工,食品等)已經(jīng)是非常成熟的加熱方式,由于它具有加熱溫度高(200度以上),循環(huán)熱利用效率高(90%以上),溫度控制等明顯的優(yōu)點(diǎn),成為了高速燙平機(jī)的熱源方案。
電是必不可少的動(dòng)力資源,在洗滌設(shè)備上作為熱源來使用雖然比較環(huán)保和方便,但卻效率不高,也很不經(jīng)濟(jì),不具備大面積推廣價(jià)值。其它一些熱資源如太陽能,空氣源熱泵和地?zé)岬龋捎诳商峁┑臒嶂岛蜏囟扔邢?,都只能作為輔助熱源來使用,目前還很難單獨(dú)成為洗衣廠設(shè)備的主要供熱系統(tǒng)。
3.4.2后級(jí)熱量介質(zhì)再利用方案
所謂“后級(jí)熱量介質(zhì)再利用”是指洗衣廠內(nèi)經(jīng)過各種工藝環(huán)節(jié)使用之后的廢熱介質(zhì)的熱能二次回收再利用方案,比如洗滌系統(tǒng)排水中的熱量資源,烘干和熨平設(shè)備的廢熱排放熱量資源(如蒸汽疏水和熱排風(fēng)等),如果采用的是鍋爐熱源系統(tǒng),其排放的廢熱本身也具有較大的回收價(jià)值(如鍋爐煙道熱量和疏水再回收系統(tǒng)),等等。
普通洗衣廠的熱量利用率(被正常利用的有效熱量與系統(tǒng)提供總熱量的比率)一般只有45%左右,也就是說,如果我們不采用熱源優(yōu)化或熱量再利用方案,洗衣廠有一半左右的熱量是被無形浪費(fèi)掉了。以普通100公斤的洗脫機(jī)的測(cè)算為例,一個(gè)洗滌標(biāo)準(zhǔn)周期的蒸汽輸入總熱量大約為216000 kJ,其中加熱布草和水有效利用的熱量只有26%左右,其余大量熱量都損失在熱排水(占32%),加熱外缸和內(nèi)膽等金屬結(jié)構(gòu)體(占33%),熱輻射(占9%)等方面,熱利用率低下(見表2所示)。由此可見,洗衣廠的熱量優(yōu)化和再利用方案的實(shí)施不容忽視,需要我們精打細(xì)算,否則既耗費(fèi)有限的資源,也會(huì)增加無效運(yùn)營成本。
表2:普通洗滌設(shè)備熱利用表
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熱量再利用是一門正在迅速發(fā)展的技術(shù),在各個(gè)行業(yè)已有眾多舉不勝舉的應(yīng)用方案,實(shí)施難度并不大,關(guān)鍵還在于我們觀念和認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)變。對(duì)于洗衣廠來說,介質(zhì)熱能回收的關(guān)鍵是要配置熱水利用系統(tǒng)(注:國外工廠的熱水系統(tǒng)都是標(biāo)配),其重要手段是在不耗費(fèi)初級(jí)熱源的前提下,盡可能地提高系統(tǒng)用水的初級(jí)溫度,比如對(duì)排放廢水,蒸汽疏水或廢排氣的熱量進(jìn)行交換回用成熱水,有條件的還可以輔助利用空氣源熱泵,太陽能,鍋爐煙道的熱量來提高水的溫度,提供55度左右的初級(jí)洗滌用水。
水洗環(huán)節(jié)除了采用熱損失更小的洗脫機(jī)或洗衣龍之外,可采用逆流管管交換方式,利用70度左右的廢熱水來提高新鮮水的初級(jí)溫度。烘干機(jī)和熨平機(jī)的蒸汽系統(tǒng),除了要采用科學(xué)的管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)(比如進(jìn)行分壓供汽,多級(jí)疏水)外,還應(yīng)配置疏水回用系統(tǒng),對(duì)這部分熱量可以采用專業(yè)的裝置來回收(比如汽水分離器,管板交換器等)。無疏水回用裝置的鍋爐系統(tǒng)或是外部管道供汽的系統(tǒng),對(duì)疏水再利用方案更要重視(其中含有30%以上的系統(tǒng)熱能),盡量不要采用直接通入水池加熱冷水的辦法,因?yàn)檫@樣疏水中的0.2Mpa的閃蒸熱量可能會(huì)被浪費(fèi)掉,同時(shí)管路雜質(zhì)也會(huì)污染新鮮水,影響洗滌質(zhì)量。此外,烘干機(jī)和熨平機(jī)排出的熱風(fēng)中也含有大量的可利用熱能,但這些都是濕含量較高的熱量,不宜直接回用,需要進(jìn)行隔離交換。國外有些企業(yè)采用了大型的板板交換器來回收這部分熱量,更好地實(shí)現(xiàn)了熱能的回收,減少了毛絮排放。
圖7,洗衣廠熱量再利用方案示意圖
除了熱量外,洗衣廠還有一些其它的可利用介質(zhì),比如漂洗水直接過濾回用或處理后回用到下一次的預(yù)洗或主洗,可以節(jié)省用水30%以上,其中含有的熱量和活性劑也可被再利用。一個(gè)現(xiàn)代化的洗衣廠,化劑供應(yīng)的自動(dòng)化及低溫化,水的軟化處理,廢水處理及回用系統(tǒng)都是需要重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié),這也是構(gòu)建資源友好型社會(huì)的基本要求。
3.5自動(dòng)與信息管理系統(tǒng)
生產(chǎn)企業(yè)如果有先進(jìn)的設(shè)備卻沒有好的管理系統(tǒng),就如同好的電腦硬件缺少了必要的軟件一樣無法實(shí)現(xiàn)真正的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。專業(yè)化的洗滌公司在具備了一定生產(chǎn)規(guī)模并實(shí)現(xiàn)了上述工程硬件建設(shè)的同時(shí),依靠現(xiàn)代先進(jìn)科技手段來提高管理效率也是未來發(fā)展的趨勢(shì)之一。
洗滌公司的高效管理系統(tǒng)主要分為設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)和信息數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)兩大部分。設(shè)備自動(dòng)化控制是對(duì)生產(chǎn)線的工作過程進(jìn)行自動(dòng)化控制和管理,可以在許多自動(dòng)化子系統(tǒng)基礎(chǔ)上再進(jìn)行更高的集中自動(dòng)控制,國外只有幾家大型系統(tǒng)集成商能夠自帶這些系統(tǒng)功能,中小型公司還很難做到。信息數(shù)據(jù)管理就如同制造業(yè)中大量采用的ERP,是對(duì)生產(chǎn)過程信息數(shù)據(jù)的智能管理系統(tǒng),其目的是分析生產(chǎn)流程瓶頸,控制過程成本,更大的提高作業(yè)效率,一般需要專業(yè)化的軟件工程公司來提供服務(wù)(如荷蘭的WSP公司)。它們都能與布草信息管理和配送系統(tǒng)(如RFID射頻技術(shù))實(shí)現(xiàn)集成,并可以通過因特網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理,實(shí)現(xiàn)了更高效的物聯(lián)網(wǎng)和信息化管理。
洗衣廠的過程自動(dòng)化和智能化是未來洗衣廠工程發(fā)展必不可少的重要環(huán)節(jié),且隨時(shí)都在變化升級(jí),需要一定的硬件條件來支持。如果你的公司發(fā)展規(guī)劃是長期的,在當(dāng)前進(jìn)行較大投資改造的時(shí)候就需要為將來留出一定的改造升級(jí)空間和條件(比如選擇可進(jìn)行升級(jí)的設(shè)備或系統(tǒng)),避免今后再遇到“推倒重來”的麻煩。
圖8,洗衣自動(dòng)控制及管理圖示
4、洗衣廠工程建設(shè)的要求
如果我們把一個(gè)現(xiàn)代化洗衣廠中的自動(dòng)控制與智能管理系統(tǒng)比作是人的中樞控制系統(tǒng),自動(dòng)物流系統(tǒng)比作是消化道系統(tǒng),介質(zhì)及其再利用系統(tǒng)比作是血液循環(huán)系統(tǒng),設(shè)備系統(tǒng)比作是肢體系統(tǒng),那么,要把這些復(fù)雜的系統(tǒng)有機(jī)地構(gòu)建在一起高效運(yùn)作,就不能再用簡單的產(chǎn)品買賣關(guān)系來實(shí)現(xiàn),需要用“全身體檢”式的系統(tǒng)工程的思維和要求來建設(shè)。
由于起步較晚,國內(nèi)企業(yè)還沒有達(dá)到國外企業(yè)的系統(tǒng)集成高度,還需要一個(gè)發(fā)展過程。這就需要行業(yè)內(nèi)的企業(yè)要有建設(shè)配套供應(yīng)鏈或產(chǎn)業(yè)鏈的概念,比如專業(yè)的設(shè)備公司,機(jī)電安裝,熱能系統(tǒng),物流系統(tǒng),信息管理,化料方案,水處理,等等,企業(yè)可以在不同的發(fā)展階段根據(jù)自己的條件采取不同的實(shí)施策略。
4.1客戶需求和條件調(diào)查
普通洗衣廠只需要對(duì)客戶的洗滌量和布草種類進(jìn)行了解即可做出設(shè)備配置方案,但建設(shè)洗衣廠工程則完全不同,因?yàn)樗非蟮氖窍匆聫S整體效率和效能的極大提高,要對(duì)洗衣流程中可能存在的潛在浪費(fèi)進(jìn)行系統(tǒng)性的挖潛,因此,對(duì)客戶需求和條件的仔細(xì)調(diào)查和分析是洗衣廠工程必須完成的一項(xiàng)前期工作。
一份專業(yè)的調(diào)查問卷是必須的,比如國外同行對(duì)中大型客戶的調(diào)查問卷長達(dá)十多頁,問題一百多條,包括客戶基本信息,運(yùn)營條件,生產(chǎn)流程,期望效果等內(nèi)容,涵蓋了影響洗衣廠運(yùn)作因素的方方面面。只有掌握了這些客戶的真實(shí)需求和條件,才能集中資源進(jìn)行更透徹的分析,聚焦到客戶真正關(guān)心的解決方案上來,避免分散或錯(cuò)誤的信息誤導(dǎo)項(xiàng)目的規(guī)劃效果。
4.2方案溝通與規(guī)劃設(shè)計(jì)
有了上述基本資料和溝通就可以開展初步的規(guī)劃,但是,即便是非常有經(jīng)驗(yàn)的銷售工程師也不一定就馬上能拿出系統(tǒng)配置方案,因?yàn)橄匆聫S工程的主要特點(diǎn)是高效流程的客戶化定制,而客戶的具體條件,當(dāng)前需求與潛在需求都卻各不相同,往往需要專業(yè)團(tuán)隊(duì)(包括營銷,場地,熱源,機(jī)械,電控,信息,環(huán)保)來共同分析和規(guī)劃。比如,客戶的熱源及介質(zhì)再利用方案,布草分揀與自動(dòng)線的批次配置和管理方法,物流傳送組合方式和路線,廠房或客戶限制條件的解決,自動(dòng)和信息管理的要求,安全和環(huán)保因素,洗消多位一體的聯(lián)合建設(shè),未來的拓展空間和發(fā)展模式等,需要更綜合的專業(yè)建議。
在相對(duì)成熟的歐美市場,大家理念基本相通,企業(yè)已經(jīng)比較成熟和強(qiáng)勢(shì),方案規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)會(huì)相對(duì)順暢。但對(duì)于剛剛起步的中國市場來說,企業(yè)和客戶都還在成長階段,轉(zhuǎn)型需求急迫且更關(guān)注設(shè)備和銷售本身,系統(tǒng)工程的理念實(shí)施相對(duì)較難。筆者先后操作過的一些洗衣廠工程項(xiàng)目(包括集成洗滌項(xiàng)目,洗衣龍項(xiàng)目,無蒸汽項(xiàng)目,三位一體洗消項(xiàng)目等),都是在充分溝通的基礎(chǔ)上制定出了獨(dú)特的方案。因此,系統(tǒng)思維方式,無障礙的溝通,客戶化的定制是實(shí)現(xiàn)洗衣廠工程建設(shè)的有效手段。
4.3專業(yè)化的團(tuán)隊(duì)與能力
洗衣廠工程與常規(guī)單機(jī)生產(chǎn)模式的區(qū)別在于,依靠原來的簡單仿制跟進(jìn)或低成本策略已經(jīng)很難適應(yīng)競爭的需要。企業(yè)要真正地實(shí)現(xiàn)一體化工程服務(wù),除了必須具備一定的綜合實(shí)力和產(chǎn)業(yè)鏈的整合能力以外,強(qiáng)有力的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和服務(wù)能力建設(shè)較關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)力是整體方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的必要保證,往往很難由一個(gè)或幾個(gè)人來完成,需要各種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)人才或企業(yè)來協(xié)同工作,比如研發(fā)要有系統(tǒng)工程的理念,工程師要能到現(xiàn)場設(shè)計(jì)和施工,銷售也要能給出有吸引力的專業(yè)方案。既然是工程,就意味著它一定是一個(gè)高效率的解決方案,而高效率需要建立在不能中途停頓的流水生產(chǎn)作業(yè)基礎(chǔ)之上,因此,快速的服務(wù)體系建設(shè)也是必不可少的能力條件,從長遠(yuǎn)來看,這也是國內(nèi)本地化企業(yè)更能具備的競爭優(yōu)勢(shì)和發(fā)展空間。
4.4 運(yùn)營指標(biāo)要求
再好的工程方案,其運(yùn)營效果較終還是要靠量化的指標(biāo)來核定的。國際通行的洗衣廠內(nèi)部運(yùn)營效率一般通過以下幾個(gè)硬性指標(biāo)來衡量,一是工廠做作業(yè)效率指標(biāo)(PPOH),即人均每小時(shí)處理布草的重量,國外工廠一般至50-80kg/h.p之間(P指生產(chǎn)工人和輔助生產(chǎn)人數(shù),不含公司級(jí)管理及后外部人員,國內(nèi)工廠一般25-35左右);二是資源消耗指標(biāo),比如熱能消耗指標(biāo)不高于1.3Kwh/kg(1kg蒸汽約等于0.7Kwh,1m3燃?xì)饧s等于10Kwh,國內(nèi)洗衣工廠普遍為1.8Kwh/kg),單位電耗不高于0.1kwh/kg,單位水耗指標(biāo)不高于10L/kg(單機(jī)生產(chǎn)方式為25L/kg左右),等。有特殊熱能或水回用系統(tǒng)的工廠,指標(biāo)還可以更加優(yōu)化。無論企業(yè)宣傳做的再好,這些指標(biāo)就是一個(gè)洗滌項(xiàng)目的“照妖鏡”,可以直觀地評(píng)價(jià)出洗衣工廠建設(shè)及管理的基本水平。
當(dāng)然,洗滌項(xiàng)目的運(yùn)營績效不單單體現(xiàn)在效率和成本上,還有很多可衡量的指標(biāo),比如工廠形象,管理體系,感控水平,服務(wù)口碑,社會(huì)責(zé)任等等,需要更加綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)來衡量。
5、綜述
本文對(duì)洗衣廠工程建設(shè)進(jìn)行了一些概念性的導(dǎo)入和介紹,筆者堅(jiān)持認(rèn)為,無論我們是否接受或者是否愿意改變,任何行業(yè)或企業(yè)都不可能長期停滯在效率和效能低下的環(huán)境當(dāng)中。值得慶幸的是,我們處在一個(gè)可以充分開放競爭同時(shí)又與服務(wù)業(yè)密切相關(guān)的行業(yè)生態(tài)之中,過去的落后,或是與國外的差距越大,反而會(huì)給我們帶來更多的成長機(jī)會(huì)。
未來的中國洗滌行業(yè)必將在國外成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的引導(dǎo)下,在稀缺資源的日益限制之下,在政策和客戶市場的要求之下,在企業(yè)不斷創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)之下,向著更加高效,節(jié)能和環(huán)保的方向轉(zhuǎn)型和發(fā)展。任何單一產(chǎn)品或技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)很難滿足市場快速提高的需求,以社會(huì)洗滌服務(wù)公司為主體的高效節(jié)能的洗衣廠系統(tǒng)工程建設(shè)將會(huì)是促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的更有效方法,需要我們用更高的視野來思考與探索。
上海柔龍 廖明2013年10月(2023年2月部分修改)