紡織智能制造發(fā)展戰(zhàn)略研究

余志偉 蔣小貞 李建華

摘要：近年來，我國紡織產(chǎn)業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級已經(jīng)啟動，往智能化發(fā)展，在共性技術(shù)、智能制造車間示范、數(shù)字化智能化紡織裝備和工藝、紡織服飾制造及網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、智能紡織材料等領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展。關(guān)鍵詞：紡織智能制造；發(fā)展戰(zhàn)略 引言經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動我國各行業(yè)發(fā)展迅速的同時(shí)，尤其為紡織智能制造發(fā)展迎來新的發(fā)展機(jī)遇和空間。紡織智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)的建立，有助于紡織生產(chǎn)過程中生產(chǎn)設(shè)備、系統(tǒng)集成、生產(chǎn)執(zhí)行和成品流通智能化改造的快速鋪開，具有重要的意義。1紡織產(chǎn)業(yè)智能制造淺析紡織產(chǎn)業(yè)智能制造可分為三大技術(shù)領(lǐng)域，即紡織產(chǎn)業(yè)智能制造新模式、智能紡織裝備及共性技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)、智能紡織材料。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，梳理出我國紡織產(chǎn)業(yè)智能制造的八個(gè)重點(diǎn)技術(shù)方向，即紡織智能制造標(biāo)準(zhǔn)及共性技術(shù)、智能紡織裝備、化學(xué)纖維智能制造車間（工廠）、紡織加工智能車間（工廠）、染整加工智能車間（工廠）、服裝設(shè)計(jì)與加工智能化、紡織服務(wù)制造及網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、智能紡織材料。近年來，我國紡織產(chǎn)業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級已經(jīng)啟動，并且在共性技術(shù)、智能制造示范車間、數(shù)字化智能化裝備和工藝、紡織服飾制造及網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造等領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展。但與國外先進(jìn)水平相比，我國尚存在裝備和數(shù)據(jù)缺乏互聯(lián)互通，制造數(shù)據(jù)采集、信息融合、智能執(zhí)行、智能運(yùn)營能力不足，與新一代人工智能融合緩慢，關(guān)鍵部件、基礎(chǔ)件和電子元器件大多依靠引進(jìn)等問題。而制約智能制造發(fā)展的主要因素是傳統(tǒng)工業(yè)思維、紡織科技人才隊(duì)伍和科技資源力量薄弱、研發(fā)投入不足、軟硬件基礎(chǔ)能力弱、跨領(lǐng)域協(xié)同不夠等。2智能制造涉及的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)合工業(yè)技術(shù)發(fā)展歷史和智能制造中的核心技術(shù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)在引領(lǐng)新一輪工業(yè)革命中，最重要的部分便是智能制造。智能制造、云制造和數(shù)字制造都屬于智能制造的具體表現(xiàn)方式，是智能化技術(shù)、信息化和數(shù)字化有機(jī)結(jié)合在一起的新型研發(fā)產(chǎn)品。從整體上而言，以智能為基礎(chǔ)的產(chǎn)品、裝備、產(chǎn)線、研發(fā)、管理與決策、服務(wù)、物流和供應(yīng)鏈、車間與工廠構(gòu)成了智能制造的主要技術(shù)。智能制造裝備是推動智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)備，是人類和智能機(jī)器共同研發(fā)的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，這種裝備在生產(chǎn)制造流程中具備分析、推理、決策等的功能，以提高生產(chǎn)制造的科學(xué)性。智能制造中的關(guān)鍵技術(shù)分為五種，分別是自動化智能技術(shù)；信息與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；大數(shù)據(jù)與建模技術(shù)；信息傳感與檢測；工藝裝備集成和自動連接技術(shù)。3紡織智能制造發(fā)展現(xiàn)狀隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)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(gè)巨大復(fù)雜的系統(tǒng)，而標(biāo)準(zhǔn)化則是推動紡織智能制造科技發(fā)展與實(shí)施的強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)了自動化、大部分紡織企業(yè)部署了企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)化管理委員會共同組織制定了《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》后，許多學(xué)者在智能制造標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域展開研究：對通用智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建提出建議；對針織面料生產(chǎn)智能制造進(jìn)行研究，提出針織面料生產(chǎn)智能制造通用信息模型標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)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)等。目前，國家還沒有相關(guān)的紡織智能制造標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，但工信部近兩年來加快了對紡織智能制造標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃和建設(shè)：某大學(xué)開始展開對針織裝備間互聯(lián)互通及互操作標(biāo)準(zhǔn)的研究；高校、研究所和企業(yè)開始展開對針織織造、染整生產(chǎn)過程的智能制造標(biāo)準(zhǔn)展開相關(guān)研究，而紡織生產(chǎn)過程復(fù)雜，需要綜合分析紡紗、機(jī)織、針織和染整等紡織生產(chǎn)工序智能制造需求，總體構(gòu)建紡織智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)，為紡織生產(chǎn)智能制造標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展提供參考。4紡織智能制造發(fā)展戰(zhàn)略4.1紡織生產(chǎn)各工序裝備的自動連接紡織加工中，所有工序之間的機(jī)械化的無縫銜接，是建設(shè)紡織加工智能工廠的重要內(nèi)容，當(dāng)下工序之間自動銜接的方法有兩種：（1）結(jié)合車間的結(jié)構(gòu)和每道工序設(shè)備研發(fā)專門的輸送裝置系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)上下道工序設(shè)備的自動輸送；（2）建設(shè)自動引導(dǎo)小車作為輸送系統(tǒng)。第一種方法的可靠性高，傳送效率低，但是不具備理想的互換性，第二種方法互換性高，但是自動引導(dǎo)小車和工序設(shè)備之間，還需要企業(yè)提供轉(zhuǎn)接裝置。4.2智能執(zhí)行與運(yùn)營分析在互聯(lián)互通和信息融合的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)紡織智能工廠的智能制造執(zhí)行和運(yùn)營分析。利用紡織設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測和異常偵測，從而實(shí)現(xiàn)紡織設(shè)備的運(yùn)行管理。通過紡織工藝數(shù)據(jù)、紡織過程數(shù)據(jù)和信息模型，可實(shí)現(xiàn)紡織生產(chǎn)各工序的質(zhì)量分析與工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)工藝執(zhí)行管理和紡織生產(chǎn)質(zhì)量控制。利用紡織物流控制數(shù)據(jù)和紡織過程數(shù)據(jù)，應(yīng)用智能算法，可進(jìn)行紡織生產(chǎn)全流程計(jì)劃與調(diào)度，從而實(shí)現(xiàn)智能工廠生產(chǎn)物流管理和生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度。借助智能工廠的ERP系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)、紡織大數(shù)據(jù)分析和個(gè)性化定制平臺，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)可視化、知識創(chuàng)新和科學(xué)決策，以及企業(yè)的智能運(yùn)營分析和智能化運(yùn)營，在紡織智能制造新模式中進(jìn)行智能制造應(yīng)用示范。4.3紡織生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化與信息化紡織生產(chǎn)工藝一般存在裝備類型多樣化、工序多和工藝線路長等的特點(diǎn)，要想推動紡織生產(chǎn)達(dá)到網(wǎng)絡(luò)化和信息化的標(biāo)準(zhǔn)，形成智能化紡織生產(chǎn)，就需要實(shí)現(xiàn)每項(xiàng)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)平臺中，實(shí)現(xiàn)各方面數(shù)據(jù)信息的銜接，以聯(lián)網(wǎng)的方式對設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。基于此，需要確定紡織設(shè)備通信結(jié)構(gòu)的具體協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)科學(xué)的接口模塊，這是一項(xiàng)應(yīng)該被高度重視起來的工作。當(dāng)下我國紡織機(jī)械協(xié)會推動下，形成了“棉紡設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理通信接口和規(guī)范”，其它防止裝備的通信結(jié)構(gòu)規(guī)則也處于完善中，要想促使這些規(guī)范制度能夠被每個(gè)紡織企業(yè)所遵循，還需要給出可行的監(jiān)控機(jī)制，督促這些規(guī)則制度的落實(shí)。結(jié)語在移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的浪潮下，如何最大化形成紡織生產(chǎn)線自動化、數(shù)字化、智能化，甚至互聯(lián)、互通、共享、學(xué)習(xí)的系統(tǒng)都已成為智能化的核心。作為紡機(jī)企業(yè)，不僅要加強(qiáng)紡織裝備的研發(fā)，更重要的是將信息技術(shù)發(fā)揮到極致，建設(shè)紡織智能生態(tài)鏈，以占據(jù)智能紡織一席之地。贏得未來，正所謂"意氣成功日，春風(fēng)起絮天"。參考文獻(xiàn)[1]辛國斌，田世宏.國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）解讀[M].北京：電子工業(yè)出版社，2016：6-40.[2]周濟(jì).智能制造是中國制造2025的主攻方向[J].中國機(jī)械工程，2015，26（17）：2273-2284.[3]祝憲民.數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化是紡織裝備發(fā)展的必然趨勢[J].紡織機(jī)械，2014（1）：3-6.作者簡介：余志偉（1980.05-），男，浙江省杭州市人，材料科學(xué)與工程，本科，研究方向：智能制造，材料工程；蔣小貞（1977.03-），女，浙江省杭州市人，染整工程，本科，研究方向：紡織，智能制造；李建華（1962.12-），男，浙江省杭州市人，制絲，本科，研究方向：絲織、智能制造。