【纺织技术】纺机智能化创新路径的探讨

文/缪定蜀  刘国卫（苏州市纺织工程学会 亚太健康防疫产业公司）

 

最近中纺联书记兼秘书长高勇强调，我国纺机的智能制造比机床、汽车等行业相对落后，应将制造环节的柔性化、工艺软件与MES（制造企业生产过程执行系统，是面向车间执行层的生产信息化管理系统）结合起来。智能制造是推进我国制造强国战略的重要举措，也是建设纺织强国，实现科技、时尚、绿色纺织新定位的重要路径。

1 纺机行业智能制造落后其它行业的原因

1.1 行业特点的影响

纺织装备品种多、批量小、产品类型差别大，造成我国的纺机现代化制造基础与发达国家相比相对薄弱，特别是科技创新、智能制造标准、人工智能、柔性化制造技术、智能工艺软件与生产融合等方面差距较大。

1.2 基础差，起步晚

受诸多因素的影响，我国纺织企业中小企业居多，发展很不平衡，智能化进程的起步较晚，很多所谓的智能化纺纱装备实际上大多还处于逻辑化及程序化阶段，还没有实现真正意义上的智能化。以细纱机为例，真正智能化的细纱机，每个生产单元必须融合自动化与信息化元素，采集系统所有传感器（收集断头、空锭、温度、能耗、压力、张力、振动等参数）的数据，进行分析处理，利用无线射频技术、物联网技术、无线网络技术等组网连接，达到自感知、自学习、自分析、自决断、自修复、自适应协调的效果，减少人工干预、提供准确生产数据。

2 纺机智能制造的差距

目前我国可以说是制造大国，但离制造强国还有不小的差距，而纺机的智能制造差距更大。如日本的涡流纺机、德国的自动络筒机等，可靠、安全、精密、耐用，智能化程度很高。

我国申报的专利数量居世界前列，很多国外纺机上的技术项目明明我国早就有相关的专利申请，但大多数只是停留在纸面上的论证阶段，并没有转化为实际的产品。如在2019年ITMA纺机展上，日本丰田推出了无钢领钢丝圈离心式纺纱技术，锭速达到了5万转/分钟，其实相关的技术我国沈阳华岳机械有限公司早在2006年就已经申请过专利；立达展出了柔性接头机器人，而上世纪八十年代国内就有人设计了细纱自动接头装置，以后申报的各类细纱接头专利也不少。

我们如何把专利技术真正转化为产品，要整合科技资源、营造创新生态环境，激发科技人才的探索精神。

3 国产纺机智能化的发展潜力

3.1 细纱长车

经纬纺机研发的JWF1580超长智能型细纱机达到了1824锭，突破了超长细纱设备的高速机架、电子加捻/牵伸、快速组装、超长罗拉长径比传动、锭子罗拉同步控制、负压均衡、精准快速落纱、双侧工艺吸棉、智能化纺纱控制等9大技术难题，可减少占地面积20%，吨纱能耗降低15%，节约安装时间30%，设备运行稳定可靠、故障率低，留头率达99.4%以上，拔管率达100%。

太平洋机电集团、江阴华方科技研发出了单电机智能驱动锭子细纱机，有电机轴与锭子合一、电机轴与锭子分离两种驱动方式。

3.2 细纱智能化改造技术

目前国内对传统细纱机进行智能化改造的项目，已经包括：自动生头、自动落纱、自动换管，粗细络联，单锭检测、电子牵伸、电子卷绕等。

细纱长车的智能化改造，要逐步淘汰机械凸轮与机械式传动，推动单锭传动，实现控制系统和关键器材的智能化。

4 纺机智能化未来的发力点

4.1 做好信息化与网络化基础的普及

在5G+ABC（5G技术与AI人工智能、Big Data大数据与Cloud云计算融合）的时代，没有信息化与网络化就不可能有真正意义上的智能化。我国纺机应加大对传感技术和网络技术的推广运用，增加对机、电运行监控信息的采集、信息联网、同类机型集中控制，整合、完善制造执行系统（MES）、企业资源计划系统（ERP）、基于CPS全过程互联互通系统及智能可视化客户交互交易系统与平台。

4.2 优先推行MES系统软件

MES系统软件可以实现对生产经营产质量、消耗的控制及数字化管理，防止人为统计误差与差错，整合流程中各单机的产量、品质、物耗、能耗、人员、成本的量化管理及动态跟踪，包括生产工艺稳定性报警预警软件，在线检测及质量预报软件，自动监控纱条及气圈动态张力、断头、接头、空锭变化率及锭速等软件，停车与机械效率分析软件，能耗物耗及生产效率控制软件等，使企业能够及时了解各种运行参数、工艺参数合理性并进行优化调整。通过设备生产效率、报警信息、能耗信息分析，制订科学的设备维护计划。

4.3 自动化+连续化+智能化

智能化纺机未来的发展趋势，纺织装备除了要实现工艺、操作、巡回清洁、设备维护、安全等项目的智能化外，还要完成纺纱系统前后工序的衔接，按照不同品种配置既能提供粗纱的运输、更换、尾纱处理、停喂、甚至接头等动作，以满足任何一台细纱机向任何一台络筒机供应管纱与空管返回，实现台台通的闭环智能系统。最终由中央数控智能系统统一发出指令，将有功能及动作进行协调管理，完成少人与无人的智能化生产。

4.4 纺机制造与纺纱工艺软件的衔接

在十三五期间，我国纺机装备的信息化、网络化（包括ERP、MES、财务管理系统、工厂管理系统、客户管理系统等）得到迅猛发展，取得了较好的效果。但从实际运用及智能自动化程度来看，还存在以下问题：

（1）产品质量检测依然以线下抽测为主，应采取线上全数检测推广或者线上为主线下为辅相结合的形式。

（2）产品生产动态数据采集、反馈与工艺质量的对接，应实现产品的柔性化生产，精准控制质量、产量、成本与消耗。

（3）扭转纺织元件高“性价比”、低配置的选用惯性思维，选用长寿命、免加油、易维护的零配件，把系统运行的可靠性、稳定性、长期性作为考量标准。

（4）通过创新改造，使中小企业落后的生产设备加快实现智能化。

（5）互联网、大数据、5G、人工智智能与纺企深度融合，推动纺机制造模式和纺企生态的根本性转变。

4.5  颠覆式创新是根本

正视我们与发达国家科技的差距，自省、自警、自励，奋起直追，埋头苦干，紧紧抓住中国发展难得的重要战略机遇期，加快发展自己。原中国工程院院长徐匡迪在一次会议上指出：颠覆式创新是根本，包括理论创新、体制创新、制度创新、人才创新等，以科技创新为动力，用网络科技来蜕变传统业态，走上信息化、智能化的快车道。

5 结语

我国纺机装备要想在国际竞争中立于不败之地，就必须痛下决心，不断提升科技含量和品牌质量，实现创造置换制造、质量置换速度、品牌置换产品的目标。

编辑：纺织大学堂