紡織智能制造標準體系架構(gòu)研究與實現(xiàn)

丁海濤

（固始縣工程咨詢公司，河南 固始 465200）

引言

紡織智能制造標準的制定可加速紡織智能制造的快速發(fā)展。本文依據(jù)《國家智能制造標準體系建設(shè)指南(2015年版)》，圍繞紡織智能制造標準核心問題，從紡織智能制造裝備、生產(chǎn)執(zhí)行、流通管理等環(huán)節(jié)的智能化，研究提出系統(tǒng)性、先進性和可操作性的紡織智能制造標準體系架構(gòu)，為智能制造標準有序制定，提高紡織裝備的智能制造水平和質(zhì)量穩(wěn)定性提供參考。

一、紡織智能制造標準發(fā)展現(xiàn)狀

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等新信息技術(shù)的發(fā)展，紡織企業(yè)的制造模式和技術(shù)架構(gòu)面臨著深刻變革。智能制造是與信息技術(shù)、工業(yè)技術(shù)以及管理技術(shù)都相關(guān)的系統(tǒng)技術(shù)，由此形成的智能制造系統(tǒng)是一個巨大復(fù)雜的系統(tǒng)，而標準化則是推動紡織智能制造科技發(fā)展與實施的強有力的工具。紡織智能制造系統(tǒng)的建設(shè)必須率先開展標準化建設(shè)。標準化是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，標準先行是信息化的基礎(chǔ)和前提。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，紡織生產(chǎn)過程已經(jīng)基本實現(xiàn)了自動化、大部分紡織企業(yè)部署了企業(yè)資源計劃(ERP)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計(CAPP)、供應(yīng)鏈關(guān)系管理(SCM)等信息系統(tǒng)。由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃標準，這些智能設(shè)備和信息系統(tǒng)的應(yīng)用效果并不理想。自從國家工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會共同組織制定了《國家智能制造標準體系建設(shè)指南(2015年版)》后，許多學者在智能制造標準領(lǐng)域展開研究：研究船舶智能制造技術(shù)發(fā)展趨勢，并提出了標準體系框架分析;對航空智能制造標準體系進行了設(shè)計方法的研究;對通用智能制造標準體系構(gòu)建提出建議;對針織面料生產(chǎn)智能制造進行研究，給出針織面料生產(chǎn)智能制造通用信息模型標準和驗證平臺;研究大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的紡織智能制造平臺架構(gòu)。

二、紡織智能制造標準體系架構(gòu)

（一）共性技術(shù)與標準

紡織智能制造標準體系中，共性技術(shù)與標準主要包括智能傳感技術(shù)、物聯(lián)標識技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)、安全、機器人和OPCUA協(xié)議等。在新型紡織機械中，有很多類型的傳感器對改善紡織生產(chǎn)發(fā)揮了極大的作用，如光電傳感器、電磁傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器及各種工藝參數(shù)傳感器等，已廣泛應(yīng)用于各種新型紡織機械，如異纖檢測，并條機和梳棉機等的棉條均勻度檢測，棉網(wǎng)均勻度檢測，紡絲機、細紗機、整經(jīng)機、織機的斷紗自停檢測，織機、紗線卷取機、絡(luò)筒機等紗線張力檢測，印染設(shè)備中在線色差檢測等。隨著紡織裝備向著數(shù)字化、智能化、多功能化發(fā)展，掌握紡織裝備中各種信息檢測的需求，研究紡織裝備專用新型傳感器的檢測原理和方法，以及適合紡織生產(chǎn)的物聯(lián)標識技術(shù)和標準，實現(xiàn)紡織機械裝備動態(tài)運行狀態(tài)的有效監(jiān)測是實現(xiàn)紡織智能制造的基礎(chǔ)。共性技術(shù)與標準中，需要抽取紡織業(yè)物聯(lián)的要求，研究物聯(lián)標識技術(shù)，形成紡織物聯(lián)標識標準，為實現(xiàn)紡織制造過程中的物聯(lián)和數(shù)據(jù)采集打下基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、安全、機器人和OPCUA協(xié)議等可采用已經(jīng)發(fā)布的相關(guān)標準。

（二）關(guān)鍵技術(shù)標準

關(guān)鍵技術(shù)標準主要包括3部分：工業(yè)軟件與大數(shù)據(jù)、智能車間與智能工廠以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。工業(yè)軟件與大數(shù)據(jù)標準中，需要研究與紡織相關(guān)的工業(yè)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)標準和與紡織產(chǎn)品相關(guān)的應(yīng)用軟件標準，其他如數(shù)據(jù)管理技術(shù)、工業(yè)軟件集成、軟件質(zhì)量管理和軟件資產(chǎn)管理等可參照國家智能制造標準體系中的相關(guān)標準。分析紡織生產(chǎn)過程，可將智能車間與智能工廠標準建設(shè)分為6個方面：智能裝備、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合、制造執(zhí)行和運營分析。智能設(shè)備包括紡織生產(chǎn)中的化纖設(shè)備、織造設(shè)備、針織設(shè)備、非織造設(shè)備、印染設(shè)備、制衣設(shè)備、配套設(shè)備、專用傳感器等，需要根據(jù)相關(guān)行業(yè)特點，制定各種智能設(shè)備的相關(guān)標準。系統(tǒng)集成中需要制定各生產(chǎn)線標準，并針對各生產(chǎn)線進行分析，制定產(chǎn)品與設(shè)備集成、設(shè)備到設(shè)備集成、設(shè)備與系統(tǒng)集成等紡織行業(yè)的共性標準。互聯(lián)互通需要抽取紡織行業(yè)的共性技術(shù)，制定紡織工業(yè)控制網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、紡織工業(yè)云平臺和紡織大數(shù)據(jù)平臺等標準。信息融合標準主要需要制定紡織工藝數(shù)據(jù)、紡織設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、紡織過程數(shù)據(jù)和紡織物流控制數(shù)據(jù)等信息融合標準。制造執(zhí)行標準主要包括紡織設(shè)備運行管理、紡織生產(chǎn)質(zhì)量控制、紡織工藝執(zhí)行管理、生產(chǎn)物流管理和生產(chǎn)計劃調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)和標準。運營分析主要包括客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM)、ERP、倉庫管理系統(tǒng)(WMS)和個性化定制平臺等。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要包括網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)無線通信、工業(yè)有線通信和信息協(xié)同技術(shù)等標準。

（三）紡織智能制造新模式

紡織智能制造新模式主要包括紡絲、非織造流程型智能制造、紡紗、織造、染整離散型智能制造、全流程網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、服裝大規(guī)模個性化定制和紡織裝備遠程運維服務(wù)等。

結(jié)語

本文對紡織智能制造標準架構(gòu)規(guī)范進行研究，給出了紡織智能制造共性技術(shù)與標準發(fā)展目標規(guī)劃，分析了紡織智能制造標準體系架構(gòu)圖，提出關(guān)鍵智能工廠架構(gòu)，包括紡織全生命周期的資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合、制造執(zhí)行和運營分析，對進一步具體研究紡織智能制造標準給出了方向性參考。同時以高端針織面料智能制造為例，提出針織生產(chǎn)智能管控標準架構(gòu)，對紡織工業(yè)各企業(yè)建立智能工廠具有很好的參考作用。