本文着重讨论一种印染生产管理系统，利用精确控制生产过程参数的方法实现印染厂的节能减排，并对其在节能减排方面的效果作详细的解读。

关键词：印染  节能  减排  生产过程参数  纺织生产管理

众所周知印染厂是排污多并且又耗能的企业，普通百姓中的印象可能只是知道印染厂有很多的污水排出，对环境造成了污染。但是在印染厂的管理者眼中，不单是印染厂处理污水要化很大的资金投入设备和增加很大的成本，而且实施降低能耗项目也同样需要大量投入资金。在过去十多年的时间，中国的印染企业在这方面的投入很少，印染企业管理者们宁可投入更多的实用的生产设备，这样可以增加产量，以增加产量而获取更多的效益。

而现在中国的环境日趋严重，由于环境问题引发的各类农业减产事件也出现不少，更是有众多的“癌症村”在中国的土地上频频出现，环境问题到了非治理不可的地步了。李克强总理在2015年的政府工作报告中也把治理环境问题比作“宣战”，他说：“出重拳强化污染防治”,“我们要像对贫困宣战一样，坚决向污染宣战”。所以治理环境已是当务之急，而印染厂的减排与节能也正是当今印染企业的管理者们首要考虑的问题。

 1 当前印染厂节能减排现状

就目前印染厂的生产环境与设备的使用情况，可以说有很多的方法可以着手进入，中国的印染厂在节能减排方面还处在初级阶段。与发达国家相比，可以治理的入手点非常之多，如蒸汽的有效管理、生产过程的工艺参数的合理分配、废水的余热回收等等。

参考文献【1】中提出了一种以用水量平衡和能量平衡的方法去分析印染厂的能耗与废水的排放的问题凸出点，从而针对问题就可以快速找到解决方法。文章也提出几点通用的法理方法。如降低织物的轧余率，余热回收利用和利用太阳能等。

参考文献【2】中则重点讲述了印染厂在余热回收利用中的几个例子，得出的结果是一年的余热回收利用可以给工厂带来750万元的效益。节能效果明显。

参考文献【3】则介绍了一种节能工艺叫做“湿开幅定形”。织物按传统工艺染色后，需经烘干再进入定形机进行成品定形。“湿开幅定形”是用湿布直接进行成品定形，从而减少一道烘干工序，增加了软辊轧布工序(主要为低幅度脱水)，这种工艺的使用可以节省蒸汽的用量。从而达到节能的目的。

参考文献【4】则介绍了印染厂的废水的处理和从高温废水的回收余热的技术改造项目的使用果效。

 2 基于制造物联网的印染生产管理系统

本文介绍一种基于精确控制生产过程工艺参数的方法来达到节能减排的效果。这是基于物联网的纺织清洁生产与优化执行系统，也是基于制造物联网的印染生产管理系统。以下简称“印染生产管理系统”。该系统起初开发目的主要是为了解决印染厂生产管理中的一些问题，例如在众多的订单中想要找到某个特定的订单是一件很繁琐的事，另外每个订单在实施过程中，各工艺参数也不准确地落实，导致由于生产过程控制不严格而引起的产品合格率下降问题。而且往往是在出现质量问题之后，才知道是之前是由于信息传递滞后所引起的，出现这些问题会使得印染厂生产成本提高。最典型的把有问题的订单进行返工，要知道印染布匹的每一道工序都需要消耗大量能源的同时也要排放大量的污水，所以印染生产管理系统针对印染厂的这些管理问题而创造了一系列的解决方案，使用印染生产管理系统后，会对印染厂的管理有巨大的帮助。典型的效果就是提高生产的一次合格率，其结果也就能达到节能减排的目的，所以在使用本印染生产管理系统后提升印染厂管理水平的同时，也会附带地得到了节能减排的结果。但是本管理系统的更高层次的节能减排功能是要靠使用者的精心策划才能实现的，是从精确控制印染过程工艺参数来实现节能减排，这就是本文后半部分介绍的印染生产管理系统中的生产评价与优化体系。

过去使用人工跟单，使用的纸质的工艺过程单，每完成一个工序，当班负责人在此工序上签字，当一个订单从开始到结束，往往有很多道工序，所以一个订单流程下来，也要几天或者几周的时间，而且在这订单的实施过程中，只有订单下达时的工艺参数，而在订单实施时刻的当班工艺参数值一般不会记录，这样如果最后的成品有一点质量问题，很难找到根本的原因。管理者往往只是凭个人的经验进行判断在工艺过程中的是哪个环节中的工艺参数控制有误差，如温度的控制误差，试剂的浓度的误差，或者是车速的误差。另外在对每一个订单的工艺制定过程中，也是依靠技术人员的经验来完成，而且在试验的过程中也会出现反复多次的打小样来确定。还有在产品的生产过程中的质量控制也基本是靠当班工人的责任心来，如果遇到在夜班时工人精神不集中时，就会出现控制偏差而影响产品质量。

相反，基于物联网的印染生产管理系统就是可以做到对印染厂每一个订单进行在线网络监控，管理者可以随时在电脑查看任一订单的进行情况，还能做到在过程实时控制产品质量，这样会大提高产品的一次合格率。该系统实施之后，会收集印染厂过去所有订单的工艺参数，供使用者调用参考，所以在新订单发生时，系统也会自动找出与此订单相近的一些过去实施过的工艺参数供选择，这就给在试验小样有了更多的依据，小样的成功率会大大增加。该系统也会在每一个订单的实施过程对各个工艺参数进行监控，如有偏差系统会自动调用相应生产机台的控制系统对某个参数进行调整，如果订单在实施过程中工艺参数有大的偏差，还会有报警提示。该系统也会在每个订单实施完成之后，对该订单的结果进行统计分析，如能源消耗的统计、蒸汽的使用时、水的使用量、布坯的消耗量等产品成本的统计，所以使用该系统好处多多。

 3 印染生产管理系统的功能及其节能减排功效

那如此神奇的功能是如何实现的呢？这需要讲述基于物联网的印染生产管理系统所研究的内容。该系统研究的内容主要有以下几个。

研究和开发在纺织品制造过程中应用基于条形码、RFID等物联网技术，研究开发基于制造物联网的印染生产管理系统。

既然是基于物联网，那条码技术、RFID技术就必然需要使用，利用已有的技术，建立订单数据库，来管理印染厂的生产过程中的每一个环节。我们把每一车布都打上条码，这个条码中包含有该布所属的订单号、数量、已经完成的工序、下一步要进行的工序等信息。反过来这些信息也可以根据这个条码在电脑上查到，或者在手持式的显示设备上得知。同时在管理者的电脑上也可以看到整个工厂中的机器在生产中的布匹信息，做到实时查看，如果发现问题可以及时处理，这样可以大大提高生产的一次成功率，减少返工，从而达到降低能耗，降低成本的目的。

    第一、它是以物联网技术为基础，研究针对纺织清洁生产与优化执行系统在管理功能上的研究。包括纺织生产管理、环境与能耗检测等。

这方面的研究成果是，有一套以生产订单为主线，基于网络的信息收集系统。这套系统可以收集每一个订单在生产流转过程的各个环节产生的物料成本、能源成本和人工成本等数据，对其进行统计、分析和管理，实现生产批次成本分析。该系统还可实现计划生产成本与实际生产成本的对比分析，帮助企业判断具体品种，具体生产批次的额定成本执行情况，为管理决策提供数据支撑。

    第二、研究建立面向印染车间的环境和能耗检测传感网。

此项研究的成果表现为，可以将现有印染厂的生产设备中的大多数控制信号的电信息引出到本研究项目的系统中。由于印染厂的工艺繁多，使用的生产设备种类也多，而且每一种类的设备都有不同的品牌与型号，所以这项工作难度极大，一旦我们得到了这些重要电信号，就可以采集到生产过程中各类信息，如车速、温度、湿度、碱浓度、布坯含水率等等。这些信息可以通过得到的电信号转换成数字的量化信息。有了这些数字化的信息，该系统中的软件就可以做两件事，一件事就是拿这些数字化的信息去监控生产过程，确保每一订单在实施过程中的各工艺参数正确，这些控制都可以做到系统自动进行，无需人工参与。另一件事就是，有了这套信息采集系统，我们也可以对生产所使用的消耗品进行量化采集，进入到数据库中，再将这些数据进行加工整理从而得到我们需要能源消耗与生产成本的统计。

    第三、开发支持印染清洁生产的评价与优化系统，实现节能减排增效。

基于前三项的研究成果，印染清洁生产的评价与优化系统着重于将收集到到的各类量化信息，统一处理成数字化的信息，再将所有数字化信息存入计算机内形成数据库。有了这套数据库，就可以用来处理各类分类的数据的统计分析。以对比、统计均值、工艺参数参考、分类统计成本等一切需要的数据。这些经过加工的数据为我们的生产管理，降低能耗，节约成本，减少排放都提供了有效的数据支持。

其节能减排方面的典型例子就是含水率指标的控制。通常，印染布前处理时都把布坯全部烘干，再拿去做下一道印花或者是染色。可是，经过试验发现前道工序如果不完全烘干布坯，而留一些水在布中，也就有一定的含水率，也能达到产品质量的要求。留一定的含水率在布中，一方面可以节省前道工序中的烘干蒸汽消耗量。另一方面，后道工序中也可以减少给水量，从而在前后两道工序上都有了节能减排的效果。在实施这样的想法时，含水率指标在多少才合适呢？过去采用人工控制的方法不能得到准确的含水率参数，而在使用了此印染生产管理系统后，此参数就可以准确得到，并且在生产过程也有自动控制系统确保些参数的正确，让含水率偏差在很小的范围内，所以经过几次试验之后，就会得到一个合理的含水率参数，而且此参数是可以为以后的类似订单参考使用，多次应用之后节能减排的效果更加显著。

 4、印染生产管理系统的节能减排功效

印染生产管理系统在江苏某印染企业实施后效果也是明显的。该系统在该厂的实施主要涉及精炼机、定型机、卷染机、溢流染色机、验样机、办公室、技术部等车间和职能部门，其中精炼机设置采集控制点21个，定型机28个，溢流染色机8个，卷染机5个，共计62个采集控制点。经统计，该厂在使用印染生产管理系统后，其明显的效益是：降低返工率20％以上，提高一等品率5％以上，每年可为企业降低用水量24万吨以上、降低用电量48万千瓦时以上、减少废水排放量16万吨以上。其典型指标在使用前后的对比数据参考表一。

表1 使用前后几个典型指标对比表

参考文献：

    [1] 胡婷莉，黄健平，阎克路，侯爱芹，崔明.基于印染企业水和能量平衡的节能减排措施[J] 印染  2013 No.16

    [2] 韩　阳. 印染厂废水余热的回收利用[J] 染整技术 2013-12期 第35卷，第12 期

    [3] 叶杰文. 印染企业节能技改项目的监测分析[J] 印染 2013 No.14

[4] 黄瑞敏，文淦斌，林德贤，秦四海. 印染企业节能减排技术的应用[J] 印染 2011 No.9

[5] 基金项目：浙江省重点科技创新团队计划资助项目（2011R50004）