從棉紡設(shè)備的選型談紡機(jī)行業(yè)的發(fā)展

張建祥，殷翠紅，賈云輝，耿彩花

(魯泰紡織股份有限公司，山東 淄博 255100)

0 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)紡紗錠數(shù)超過(guò)1.2億錠，占世界總錠數(shù)的近50%，是名副其實(shí)的紡織大國(guó)。近年來(lái)，隨著自動(dòng)化、信息化技術(shù)不斷進(jìn)步，我國(guó)紡織行業(yè)及紡織設(shè)備得到快速發(fā)展，紡織技術(shù)水平明顯提高，紡織行業(yè)呈現(xiàn)出高速度、高自動(dòng)化、高產(chǎn)量、高質(zhì)量及新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的“四高一新”局面。

紡織工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃中明確提出，要發(fā)展高效、低能耗、柔性化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化紡織設(shè)備，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)在紡織行業(yè)融合應(yīng)用，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)智能制造和綠色制造，形成發(fā)展新動(dòng)能，創(chuàng)造競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)紡織產(chǎn)業(yè)邁向中高端，初步建成紡織強(qiáng)國(guó)[1]。

魯泰紡織股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱魯泰紡織)作為棉紡領(lǐng)域的標(biāo)桿企業(yè)之一，在做強(qiáng)實(shí)業(yè)的同時(shí)，時(shí)刻關(guān)注行業(yè)新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用轉(zhuǎn)化，不斷注入新動(dòng)能，加大研發(fā)設(shè)計(jì)投入，深化、細(xì)化智能制造，逐步由縱向一體化產(chǎn)業(yè)鏈向柔性個(gè)性化智能供應(yīng)鏈邁進(jìn)，著眼做“大紡織”，促進(jìn)企業(yè)由生產(chǎn)加工型向制造服務(wù)型轉(zhuǎn)型升級(jí)。筆者分析魯泰紡織在紡織設(shè)備運(yùn)行及應(yīng)用方面的經(jīng)驗(yàn)，從棉紡設(shè)備的選型談紡機(jī)行業(yè)的發(fā)展與認(rèn)識(shí)。

1 設(shè)備選型考慮因素

1.1 符合企業(yè)產(chǎn)品定位、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與品質(zhì)要求

紡機(jī)的性能是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。隨著原材料、人力資源成本、市場(chǎng)環(huán)境等因素的競(jìng)爭(zhēng)加劇，紡織設(shè)備應(yīng)具備高可靠性、高穩(wěn)定性和高速高效等特點(diǎn)。高可靠性是連續(xù)生產(chǎn)、故障率低的保障；高穩(wěn)定性意味著運(yùn)行穩(wěn)定，品質(zhì)如一；而高速高效則能提高產(chǎn)量，并降低生產(chǎn)成本。

雖然國(guó)內(nèi)制造的部分整機(jī)設(shè)備，以及針布、鋼領(lǐng)、錠子等紡織器材專件，從外在制造精度到內(nèi)在性能品質(zhì)，與國(guó)外的差距逐漸縮小，但仍有一定的差距。因此，設(shè)備的選型一定要從企業(yè)自身的產(chǎn)品定位、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與品質(zhì)要求入手，做到科學(xué)選配，以充分發(fā)揮紡機(jī)作用。

魯泰紡織的產(chǎn)品以棉及其它天然纖維為主，功能性化纖和生物基纖維為輔的多元化紡織面料，產(chǎn)品定位為國(guó)際高端市場(chǎng)。目前紡紗規(guī)模達(dá)到80萬(wàn)紗錠，其中集聚紡占75%以上。由于紗線是影響面料品質(zhì)的關(guān)鍵因素，要保證最終成品面料的品質(zhì)要求，必須先控制好紗線的質(zhì)量，如高強(qiáng)力、低棉結(jié)、少毛羽(有害毛羽)、優(yōu)條干等，并且要保證品質(zhì)的穩(wěn)定。因此，在設(shè)備選型上，要充分考慮這些因素。

1.2 與企業(yè)文化理念及未來(lái)發(fā)展相契合

設(shè)備選型要與企業(yè)的文化理念及未來(lái)發(fā)展相契合。魯泰紡織文化的精髓是“以人為本”，為降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，魯泰紡織在設(shè)備的信息化、自動(dòng)化、智能化方面投入較多。1988年引進(jìn)首套清梳聯(lián)生產(chǎn)線，2002年開(kāi)始推行自動(dòng)落紗、細(xì)落聯(lián)等自動(dòng)化裝置，目前紡紗工廠自落比例達(dá)到85%以上，部分車間已實(shí)現(xiàn)從清花到筒紗包裝、立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的全自動(dòng)生產(chǎn)及運(yùn)輸。

魯泰紡織與經(jīng)緯紡機(jī)合作建立的紡紗“e”系統(tǒng)，是基于物聯(lián)網(wǎng)采集、大數(shù)據(jù)應(yīng)用的棉紡生產(chǎn)智能管理系統(tǒng)，將紡紗車間的機(jī)臺(tái)數(shù)據(jù)、質(zhì)量信息、人員信息、設(shè)備電量和車間環(huán)境信息等集成到大數(shù)據(jù)平臺(tái)，以數(shù)據(jù)分析反向指導(dǎo)生產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)式大數(shù)據(jù)管理，以及高效智能紡紗管理模式，在提高紡紗工廠管理水平、減少用工、提高效率等方面作用顯著。

1.3 綜合比較整機(jī)性能、運(yùn)行能耗和操作性等因素

設(shè)備選型要綜合比較整機(jī)性能、運(yùn)行能耗和操作性等因素。以細(xì)紗機(jī)為例，2012年魯泰紡織為新建紗廠進(jìn)行設(shè)備選型，對(duì)國(guó)內(nèi)外8個(gè)制造廠家的樣機(jī)進(jìn)行歷時(shí)7～8個(gè)月的比對(duì)，積累了大量的一線數(shù)據(jù)和資料。

從當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)錠速來(lái)看，國(guó)外細(xì)紗機(jī)設(shè)計(jì)最高錠速為25 kr/min，高于國(guó)內(nèi)的20 kr/min；國(guó)外細(xì)紗機(jī)使用了與錠子分開(kāi)驅(qū)動(dòng)的電子獨(dú)立牽伸羅拉驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，卷繞成形系統(tǒng)采用CPU+伺服電機(jī)+連桿形式，使鋼領(lǐng)板升降更積極穩(wěn)定；在落紗時(shí)間上，國(guó)外細(xì)紗機(jī)有較大優(yōu)勢(shì)，落一排紗較國(guó)內(nèi)細(xì)紗機(jī)少用約2 min；面板操作功能較全面，運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)定、運(yùn)轉(zhuǎn)操作和監(jiān)控器顯示等均可在面板上實(shí)現(xiàn)，設(shè)備發(fā)生故障時(shí)有信息及圖片表示詳細(xì)的故障原因及位置等，使保全人員易發(fā)現(xiàn)故障并找到解決方法；在改紡品種時(shí)，無(wú)需換輪子，工作量小，效率高。

從當(dāng)時(shí)的能耗情況來(lái)看，國(guó)外細(xì)紗機(jī)由于牽伸驅(qū)動(dòng)采用變頻控制，噸紗用電量明顯降低，紡精梳11.66 tex紗(錠速為18 kr/min)噸紗用電能耗可降低20%以上。從成紗指標(biāo)來(lái)看，國(guó)外細(xì)紗機(jī)成紗的條干CV值、棉結(jié)、3 mm以上毛羽指數(shù)等指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)內(nèi)細(xì)紗機(jī)，且落紗斷頭少，故障率低，設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)明顯。從整體設(shè)計(jì)來(lái)看，國(guó)外細(xì)紗機(jī)設(shè)計(jì)緊湊、簡(jiǎn)潔，機(jī)臺(tái)精度高，專用工具適用，可分段式組裝，生產(chǎn)效率高。

2 我國(guó)紡織機(jī)械發(fā)展前景與展望

2.1 國(guó)產(chǎn)紡機(jī)發(fā)展空間大

我國(guó)是纖維加工與消費(fèi)大國(guó)，紡織工業(yè)纖維加工總量逐年增加，2017年纖維加工總量約5610萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)3.5%，約占全球紡織業(yè)纖維加工總量的50%以上。資料顯示，全球人均纖維消費(fèi)量從1970年的約7.5 kg增加至2016年的13.3 kg，但發(fā)展中國(guó)家人均纖維消費(fèi)量遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)、印度人均年纖維消費(fèi)量分別為15.0 kg和5.7 kg，遠(yuǎn)低于北美的37.2 kg和西歐的23.0 kg。預(yù)計(jì)到2050年人均年纖維消費(fèi)量約為26.9 kg，全球纖維消費(fèi)總量將增加至2.57億 t，年均增長(zhǎng)率約為3.0%[2]。

紡織消費(fèi)市場(chǎng)的增長(zhǎng)有力地帶動(dòng)了紡機(jī)市場(chǎng)的需求，自2015年實(shí)現(xiàn)貿(mào)易順差以來(lái)，我國(guó)紡織機(jī)械出口“穩(wěn)中有升”，進(jìn)口則呈逐年下降趨勢(shì)。我國(guó)紡機(jī)產(chǎn)品已逐步在東南亞、南亞及歐美等市場(chǎng)得到認(rèn)可，海外市場(chǎng)拓展進(jìn)一步加強(qiáng)；2016年越南、孟加拉、印度、馬來(lái)西亞、印度尼西亞和巴基斯坦等亞洲6國(guó)的紡織機(jī)械，呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)?，F(xiàn)階段國(guó)產(chǎn)品牌已基本可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一般需求，但部分高端紡機(jī)仍需進(jìn)口。以織機(jī)為例，2017年進(jìn)口噴氣織機(jī)占國(guó)內(nèi)噴氣織機(jī)市場(chǎng)比重高達(dá)40%，未來(lái)高端產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)替代仍有較大空間。

2.2 國(guó)產(chǎn)紡機(jī)發(fā)展?jié)摿Υ?/h3>

21世紀(jì)以來(lái)，以德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在興起，全球科技創(chuàng)新呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢(shì)和特征。隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深入，國(guó)產(chǎn)中、高端紡織設(shè)備發(fā)展較快，自主創(chuàng)新能力有所提高，各類紡織機(jī)械均有很多新技術(shù)和新產(chǎn)品推向全球市場(chǎng)。

粗細(xì)聯(lián)系統(tǒng)自推向市場(chǎng)以來(lái)，受到用戶的廣泛好評(píng)；JWF1568型超長(zhǎng)細(xì)紗機(jī)，錠數(shù)最多可達(dá)1824錠，配電子牽伸、集體落紗，自動(dòng)化程度非常高，也代表了國(guó)產(chǎn)細(xì)紗機(jī)的高超水平。在2017年第十八屆上海國(guó)際紡織工業(yè)展覽會(huì)上，很多制造商展示了落紗機(jī)器人、絡(luò)筒理管機(jī)、自動(dòng)包裝系統(tǒng)等自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備，形式多樣、各有特色，國(guó)內(nèi)紡機(jī)企業(yè)呈現(xiàn)出百花齊放的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2.3 紡機(jī)行業(yè)發(fā)展前景廣闊

紡織工業(yè)是我國(guó)傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，重要民生產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造國(guó)際化新優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)，是科技和時(shí)尚融合、生活消費(fèi)與產(chǎn)業(yè)用并舉的產(chǎn)業(yè)，在美化人民生活、增強(qiáng)文化自信、建設(shè)生態(tài)文明、帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、拉動(dòng)內(nèi)需增長(zhǎng)、促進(jìn)社會(huì)和諧等方面發(fā)揮著重要作用[1]。衣、食、住、行是人們的基本需求，隨著生活水平的逐漸提高，人們更加注重著裝打扮。中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)孫瑞哲會(huì)長(zhǎng)提出中國(guó)紡織行業(yè)“新三板”發(fā)展定位，即以服裝、家紡品牌為代表的時(shí)尚產(chǎn)業(yè)，以高品質(zhì)高性能纖維、產(chǎn)業(yè)用紡織品、高端智能制造為代表的科技產(chǎn)業(yè)，以及貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈加工的綠色先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)，表明紡織行業(yè)的市場(chǎng)潛力和需求前景將更加廣闊。

3 我國(guó)紡織機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)

隨著紡織技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，傳統(tǒng)制造與云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合，將使信息化和工業(yè)化深度融合，為紡織設(shè)備制造與應(yīng)用提供良好的技術(shù)支撐，紡織機(jī)械將呈現(xiàn)出智能化、信息化、高端化和國(guó)際化的發(fā)展趨勢(shì)[3]。

3.1 智能制造

智能制造是未來(lái)發(fā)展方向，在關(guān)鍵設(shè)備、重點(diǎn)工序、特殊崗位實(shí)施并全力建設(shè)大數(shù)據(jù)支撐的智能制造，可以完成人不愿干的、干不好的，以及干不了的工作，如細(xì)紗換紗、理管、助劑稱量配送、穿筘等機(jī)械勞動(dòng)，既繁重艱苦，又要求準(zhǔn)確、精細(xì)、穩(wěn)定，講究速度和效率。魯泰紡織集合設(shè)計(jì)、技術(shù)、工藝、客戶等信息數(shù)據(jù)，建立了中國(guó)紡織服裝行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)庫(kù)，為實(shí)現(xiàn)智能制造提供了有力支撐。以智能制造為突破口，實(shí)現(xiàn)了全流程的在線監(jiān)控、快速靈活生產(chǎn)調(diào)度、實(shí)時(shí)信息采集分析反饋，快速有效地對(duì)產(chǎn)品狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，解決產(chǎn)品追溯控制管理中的關(guān)鍵問(wèn)題。如康平納筒子紗染色智能制造技術(shù)，染色實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程管理控制一體化。自主開(kāi)發(fā)的計(jì)劃智能排產(chǎn)(APS)系統(tǒng)，通過(guò)進(jìn)行模擬生產(chǎn)、運(yùn)算出最優(yōu)計(jì)劃需求，減少非生產(chǎn)時(shí)間，解決了傳統(tǒng)的計(jì)劃調(diào)度不能解決的問(wèn)題，提高了生產(chǎn)效率。

3.2 優(yōu)化成本

優(yōu)化成本是智能制造的關(guān)鍵。智能化不能盲目跟風(fēng)，要基于企業(yè)自身的行業(yè)環(huán)境和實(shí)際現(xiàn)狀，構(gòu)建優(yōu)化成本的智能制造。如何控制成本和收益，確保企業(yè)能夠獲利才是實(shí)施智能制造的關(guān)鍵，而并非所有企業(yè)都適合，尤其是避免簡(jiǎn)單的“拿來(lái)主義”。 如細(xì)紗機(jī)人工落紗改造自動(dòng)落紗，11.7 tex以下細(xì)號(hào)紗品種每排紗生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，配用自動(dòng)落紗小車既可降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，又可減少改造成本；而粗號(hào)紗紡紗速度快，配用集體落紗形式相對(duì)更適合。

3.3 以人為本

以人為本是智能制造的核心。智能制造雖然實(shí)現(xiàn)的是提質(zhì)增效、節(jié)能降耗，但其內(nèi)涵是讓員工體面工作、快樂(lè)生活，讓企業(yè)更具吸引力和魅力，以實(shí)現(xiàn)“以人為本”的創(chuàng)新發(fā)展理念。如穿經(jīng)工序是行業(yè)公認(rèn)的一項(xiàng)工藝繁雜、特別勞神費(fèi)力的工種，面對(duì)動(dòng)輒十幾甚至二十多頁(yè)的綜框，幾十個(gè)上百個(gè)的色紗工藝循環(huán)，一萬(wàn)多根的總經(jīng)根數(shù)，不僅要求員工年輕健康、心靈手巧，還要有定力，有良好的視力和智力等，各方面均需達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)要求。引進(jìn)經(jīng)紗前準(zhǔn)備系統(tǒng)，工作效率是人工效率的8.6倍以上。魯泰紡織使用了此系統(tǒng)后，減少用工1200多人，實(shí)現(xiàn)了“早班有人，中班少人，夜班無(wú)人”的紡織女工夢(mèng)想。未來(lái)十年，智能制造就是要企業(yè)實(shí)現(xiàn)由勞動(dòng)密集型向智能密集型的根本轉(zhuǎn)變。

4 思考與建議

4.1 認(rèn)清形勢(shì)，應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)

新時(shí)期、新時(shí)代為我國(guó)紡織機(jī)械工業(yè)提供了新機(jī)遇，但要正視自身差距，既要有較高的民族自信，充滿干勁，又要有冷靜、成熟的心態(tài)，實(shí)事求是，緊緊圍繞工藝做創(chuàng)新。在分梳器材、卷繞器材、電器元件、自動(dòng)化控制等器材專件及設(shè)備上，要做到專業(yè)、專能，精益求精，打造產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力。隨著勞動(dòng)力成本上升，新技術(shù)發(fā)展，企業(yè)還要適應(yīng)市場(chǎng)變化，開(kāi)發(fā)柔性、多功能新型設(shè)備，以便快速反應(yīng)，靈活應(yīng)變，滿足結(jié)構(gòu)調(diào)整新需求。

4.2 由制造型向制造服務(wù)型升級(jí)

紡織設(shè)備制造企業(yè)要向下游延伸，針對(duì)客戶的不同需求，建立專家團(tuán)隊(duì)，提供專業(yè)定制服務(wù)，為客戶提供整體解決方案和個(gè)性化設(shè)計(jì)。如青島環(huán)球針對(duì)魯泰紡織開(kāi)發(fā)的粗細(xì)聯(lián)系統(tǒng)，采用“之”字形軌道，來(lái)實(shí)現(xiàn)小角度粗細(xì)聯(lián)跨樓層鏈接，并創(chuàng)新采用“一軌多分、架庫(kù)公用”形式，減少吊錠拖鏈數(shù)量、軌道長(zhǎng)度等，把費(fèi)用降至可控范圍內(nèi)。華方新技術(shù)科研有限公司針對(duì)魯泰紡織G32型細(xì)紗機(jī)的四羅拉集聚紡改造，共同開(kāi)發(fā)了可變牽伸比集聚紡紗裝置，利用伺服電機(jī)或前羅拉驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸，無(wú)需更換細(xì)紗機(jī)前羅拉，節(jié)約了成本。

4.3 看清市場(chǎng)，做主流開(kāi)發(fā)

目前棉紡市場(chǎng)上以環(huán)錠紡為主，環(huán)錠紡紗毛羽多，3 mm及以上毛羽影響織造效率，危害大，所以集聚紡等新型紡紗技術(shù)把降低紗線毛羽作為一個(gè)重要的指標(biāo)。但集聚紡紗面料手感偏硬，因此紗線的研究方向是既保留3 mm以下毛羽，又具有普通環(huán)錠紡紗線的手感及集聚紡紗線的強(qiáng)力。此外，隨著針織技術(shù)的快速發(fā)展，經(jīng)編、橫編、圓織等應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，其相應(yīng)的設(shè)備發(fā)展前景將更加廣闊。

4.4 看準(zhǔn)方向，把握機(jī)遇

企業(yè)跟著市場(chǎng)走，“走出去”最大的誘惑是市場(chǎng)和稅率，不僅可以降低生產(chǎn)成本、減少貿(mào)易壁壘的阻礙，實(shí)際上更重要的是要實(shí)現(xiàn)企業(yè)的國(guó)際化發(fā)展，獲得更大的市場(chǎng)，而海外投資是優(yōu)化國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)鏈布局的戰(zhàn)略舉措，是出口型大企業(yè)的必然選擇。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 棉紡設(shè)備選型要與企業(yè)的產(chǎn)品定位、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和品質(zhì)要求相結(jié)合，與企業(yè)的文化理念及未來(lái)發(fā)展相契合，并綜合比較整機(jī)性能、運(yùn)行能耗和操作性等因素，綜合考慮，科學(xué)選配。

5.2 紡織機(jī)械將呈現(xiàn)智能化、信息化、高端化和國(guó)際化的發(fā)展趨勢(shì)，以減少用工，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，更好地發(fā)揮人的潛能。

5.3 紡機(jī)制造商應(yīng)認(rèn)清形勢(shì)，適應(yīng)市場(chǎng)變化，開(kāi)發(fā)柔性、多功能新型設(shè)備，以滿足紡織企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整新需求；并向制造服務(wù)型升級(jí)，向下游延伸，針對(duì)客戶的不同需求，提供專業(yè)定制服務(wù)，為客戶提供整體解決方案和個(gè)性化設(shè)計(jì)。

5.4 棉紡企業(yè)要看清市場(chǎng)，看準(zhǔn)方向，做主流開(kāi)發(fā)，把握機(jī)遇，發(fā)展“以人為本”的創(chuàng)新理念。