我國細(xì)紗長車智能化路徑的探討

繆定蜀 劉國衛(wèi)

（1.蘇州市紡織工程學(xué)會，江蘇蘇州，215004；2.亞太健康防疫實(shí)業(yè)有限公司，江蘇蘇州，213100）

世界第四次工業(yè)革命的浪潮已經(jīng)掀起，以網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化為主導(dǎo)的技術(shù)革命如火如荼開展，紡紗裝備實(shí)現(xiàn)智能化既是紡機(jī)設(shè)備發(fā)展的必然趨勢，也是紡織企業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。細(xì)紗作為紡紗流程的重要工序，國產(chǎn)細(xì)紗長車智能化取得初步成效，但與世界先進(jìn)水平相比仍存在一定的差距。本研究就細(xì)紗長車智能化這一議題進(jìn)行探討。

1 國外細(xì)紗長車的最新技術(shù)動態(tài)

當(dāng)今全球紡機(jī)制造企業(yè)都在關(guān)注數(shù)字化、智能化，并加速持續(xù)推進(jìn)。國外有代表性的細(xì)紗長車（超過1 200錠）在國內(nèi)使用較多的有歐瑞康公司Zinser360、Zinser351型細(xì)紗機(jī)，瑞士RIETER公司G32、G33、K44、K45型細(xì)紗機(jī)，日本TOYOTA公司RX240、RX300E型細(xì)紗機(jī)，印度朗維公司IR60/AX型細(xì)紗機(jī)［1］。其中，在國內(nèi)展出的Zinser72型細(xì)紗機(jī)錠數(shù)達(dá)2 016錠，該 機(jī) 型 生 產(chǎn)JC 14.5 tex紗時實(shí)開錠速25 000 r/min，配有可節(jié)約能耗的吸風(fēng)系統(tǒng)以及自清潔系統(tǒng)，獨(dú)創(chuàng)的抓手與安全膜和獨(dú)立的氣壓系統(tǒng)相互分離，不會因落紗故障造成整機(jī)停車。國際先進(jìn)細(xì)紗機(jī)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、低能耗，大致有以下優(yōu)勢。

1.1 糾錯修正軟件運(yùn)用

德國歐瑞康巴馬格公司將糾錯修正軟件用于工藝監(jiān)控的工廠操作中心（POC），能夠?qū)ΜF(xiàn)有生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對、修正并使用。同時，根據(jù)機(jī)器數(shù)據(jù)庫提供的參數(shù)設(shè)計(jì)，用于識別錯誤模式或偏差，以及提供診斷支持、預(yù)測性維護(hù)并幫助人工進(jìn)行工藝優(yōu)化。

1.2 柔性接頭機(jī)器人

在2019年西班牙巴塞羅那紡機(jī)展上，瑞士RIETER公司正式推出可以實(shí)現(xiàn)細(xì)紗自動接頭的智能機(jī)器人，機(jī)械手完全模擬人工，實(shí)現(xiàn)拔管、找頭、穿鋼絲圈、穿導(dǎo)紗鉤、柔性接頭等一整套動作循環(huán)。

1.3 超長與超高速

在2019年西班牙巴塞羅那紡機(jī)展上，西班牙卓斯特公司、日本TOYOTA公司分別展出最高錠速達(dá)40 000 r/min～50 000 r/min的紡紗設(shè)備；在印度市場，瑞士RIETER公司的K系列集聚紡紗機(jī)實(shí)開錠速22 000 r/min～25 000 r/min，且在保證質(zhì)量前提下，千錠時斷頭控制在20根以內(nèi)，可降低噸紗成本。印度朗維公司展出至今最長為2 400錠的超長四端驅(qū)動細(xì)紗機(jī)，開車穩(wěn)固不振動。

1.4 全新數(shù)字化平臺與預(yù)見性維護(hù)

在2018年中國國際紡織機(jī)械展覽會暨ITMA亞洲展覽會上，瑞士RIETER公司推出全新數(shù)字化平臺，4種新型環(huán)錠紡長車及集聚紡長車均配置電子牽伸與單錠監(jiān)測，用戶只需通過點(diǎn)擊操作就可完成對紡紗企業(yè)的運(yùn)營和控制；UPtime系統(tǒng)為紡紗廠設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)增添了智能化元素，基于實(shí)時監(jiān)測的參數(shù)和大數(shù)據(jù)分析，該系統(tǒng)可自動提取影響設(shè)備性能的數(shù)據(jù)，識別差異和產(chǎn)生的原因，并提示由此可能會出現(xiàn)的潛在問題甚至故障，實(shí)現(xiàn)預(yù)見性維護(hù)。

1.5 能耗低于國內(nèi)同等機(jī)型

由于細(xì)紗能耗占整個紡紗過程的50%～60%，其中錠子驅(qū)動占80%左右。瑞士RIETER公司生產(chǎn)的細(xì)紗長車通過選用高效IE4永磁主電機(jī)，LENA節(jié)能錠子（17.5 mm錠盤）等措施，可做到高速低能耗。據(jù)了解，K47型集聚細(xì)紗長車采用雙側(cè)吸風(fēng)結(jié)合氣流導(dǎo)向控制元件，可節(jié)約高達(dá)80%的集聚能耗，在確保每個錠子的集聚負(fù)壓時單錠功耗不到1 W。對于環(huán)錠紡細(xì)紗長車同樣如此，江陰某紡紗企業(yè)采用G32型（1 440錠）細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)18.5 tex紗時［2］，全年可節(jié)約電費(fèi)支出484萬元。其中，僅細(xì)紗機(jī)采用高速節(jié)能錠子，同等條件下可節(jié)電約15%。

1.6 質(zhì)量追蹤處理

多年前，國外細(xì)絡(luò)聯(lián)就拓展了逐錠質(zhì)量跟蹤的功能，可將自動絡(luò)筒機(jī)上發(fā)現(xiàn)的壞紗（毛羽多、粗細(xì)節(jié)、卷繞成形不良等）跟蹤到細(xì)紗機(jī)具體的錠位上。通過對每個錠子編號，形成絡(luò)紗與細(xì)紗質(zhì)量跟蹤體系，快速發(fā)現(xiàn)有問題的細(xì)紗，并加以應(yīng)對解決，減少壞紗及浪費(fèi)［3］。

2 我國細(xì)紗長車智能化現(xiàn)狀

2.1 起步晚發(fā)展快

我國細(xì)紗長車自動化及智能化推廣發(fā)展迅猛，早期紡紗企業(yè)使用有代表性的細(xì)紗長車機(jī)型有 F1510型［4］、F1520型［5］、JWF1532 型、EJM128JL型、TH598J型、ZJ798型、BS588型、SXF1599A型、TM5263E型、DTM139型等。部分集聚紡集落細(xì)紗長車已經(jīng)采用數(shù)控電子牽伸，伺服電子升降，每根主軸由雙軸承座支撐，全加工的聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接，提高了主軸傳動精度，鋼領(lǐng)板、導(dǎo)紗板兩路升降單獨(dú)傳動，提高了運(yùn)行可靠性，在控制面板上設(shè)有工藝參數(shù)顯示、故障提示及操作調(diào)整菜單顯示。

在2018年中國國際紡織機(jī)械展覽會暨ITMA亞洲展覽會上首推的JWF1589E型高速智能細(xì)紗機(jī)，擁有經(jīng)緯“9+1”智能系統(tǒng)，采用數(shù)控全電子紡紗，配備紡紗工藝專家系統(tǒng)、單錠檢測系統(tǒng)、粗紗停喂系統(tǒng)、智能聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。特別是JWF1580型超長智能型細(xì)紗機(jī)突破了9大技術(shù)難題：1 824錠超長高速機(jī)架技術(shù)、超長電子加捻/牽伸技術(shù)、超長快裝技術(shù)、羅拉超長長徑比傳動技術(shù)、錠子羅拉同步控制技術(shù)、超長負(fù)壓均衡技術(shù)、超長精準(zhǔn)快速落紗技術(shù)、節(jié)能雙側(cè)工藝吸棉技術(shù)、智能化紡紗控制。該機(jī)得到市場高度認(rèn)可，可減少占地面積20%，降低噸紗能耗15%，節(jié)約安裝時間30%，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠、故障率低，留頭率達(dá)99.4%以上，拔管率達(dá)100%，已在國內(nèi)外銷售300多臺。

此外，太平洋機(jī)電（集團(tuán)）有限公司、江陰華方新技術(shù)科研有限公司獨(dú)辟蹊徑，研發(fā)的單電機(jī)智能驅(qū)動錠子，其創(chuàng)新點(diǎn)是電機(jī)軸與錠子合一或者電機(jī)軸與錠子分離，其中需要攻克的是如何校準(zhǔn)錠子實(shí)現(xiàn)“三心”合一，以及細(xì)紗接頭時如何控制電錠的運(yùn)轉(zhuǎn)等。

2.2 智能化推行總體上尚低

從整體上看，由于我國細(xì)紗長車起步滯后發(fā)達(dá)國家?guī)资辏由闲畔⒒M(jìn)程沒有達(dá)到預(yù)期效果，在智能化實(shí)際運(yùn)用現(xiàn)狀中，多數(shù)處于邏輯化及程序化階段，還沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能化。真正智能化的細(xì)紗機(jī)必須強(qiáng)化融合自動化與信息化元素至每個單元，通過采集系統(tǒng)把所有傳感器（收集斷頭、空錠、溫度、能耗、壓力、張力、振動等參數(shù)）數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用無線射頻技術(shù)實(shí)時采集生產(chǎn)線上數(shù)據(jù)，通過RFID對每個工人、每個工序、工時進(jìn)行評估。對生產(chǎn)進(jìn)度、過程進(jìn)行有效監(jiān)管，找出生產(chǎn)瓶頸，解決生產(chǎn)問題，部署更高層次質(zhì)量控制及在線檢測；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng)連接，嵌入式系統(tǒng)采集生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)并發(fā)送到服務(wù)器，設(shè)備監(jiān)控技術(shù)和數(shù)據(jù)分析加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，達(dá)到自感知、自學(xué)習(xí)、自分析、自決斷、自修復(fù)、自適應(yīng)協(xié)調(diào)的境界，減少人工干預(yù)，提供準(zhǔn)確生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0升級。

2.3 器材維護(hù)周期偏短

我國從“十三五”開始實(shí)施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，由于產(chǎn)品檔次普遍不高，多以中檔為主，在材質(zhì)、耐磨性、使用壽命上不能適應(yīng)高速、免加油、少維護(hù)、長壽命的要求，只好通過嚴(yán)格維護(hù)管理周期（較短）來保證產(chǎn)品質(zhì)量，風(fēng)險(xiǎn)較大。而國外器材使用周期按年更換，電機(jī)、軸承5年免加油，錠子1年加油，鋼領(lǐng)使用可達(dá)5年以上甚至10年。在用工緊張、成本日增的情況下，以增加工作量來保證質(zhì)量的思路，不僅造成停臺時間增加，生產(chǎn)效率降低，實(shí)際產(chǎn)量減少，而且還會造成生產(chǎn)管理混亂，經(jīng)營成本增加，與智能化推行進(jìn)程不匹配。

2.4 機(jī)械效率尚需提高

國產(chǎn)細(xì)紗長車型號較多，以2011年生產(chǎn)的DTM139型細(xì)紗機(jī)（1 200錠）為例，落紗總時間一般超過4 min，留頭率實(shí)際在95%左右，而G32型細(xì)紗機(jī)有1 440錠，落紗時間不超過2.5 min，落紗后留頭率達(dá)到99.5%以上。兩者差距明顯，故障率是因素之一。經(jīng)過近幾年設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化，器材及部件優(yōu)選，尤其鋼領(lǐng)板升降采用電子凸輪和螺桿積極式升降，解決了傳統(tǒng)錠帶易黏花、鋼領(lǐng)板與葉子板走動、鋼領(lǐng)板打頓及抖動等難題，從而減少了細(xì)紗斷頭，管紗成形一致，適應(yīng)了絡(luò)筒高速退繞。另外，落紗部件如抓管器氣囊、輸送帶的鋼帶、托盤、氣缸等外購件質(zhì)量按照高品質(zhì)設(shè)備要求配置，落紗時間控制在3 min左右，但留頭率仍在96%～98%波動。因此，機(jī)械效率與智能化改造要匹配、同步才相稱。

目前JWF1580型超長智能型細(xì)紗機(jī)突破了1 824錠超長高速機(jī)架技術(shù)、電子加捻/牽伸技術(shù)、節(jié)能雙側(cè)工藝吸棉技術(shù)、智能化紡紗控制等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，留頭率達(dá)99.4%以上，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

3 細(xì)紗長車實(shí)現(xiàn)高端智能化的必要條件

3.1 信息化與網(wǎng)絡(luò)化是智能化的基礎(chǔ)

5G+ABC（5G技術(shù)與AI人工智能、Big Data大數(shù)據(jù)與Cloud云計(jì)算融合）時代的到來，意味著沒有信息化與網(wǎng)絡(luò)化就沒有真正意義上的智能化。我國細(xì)紗長車由于歷史積存的短板，運(yùn)行效果不太理想，加上紡紗企業(yè)以中小企業(yè)居多，多數(shù)尚未實(shí)現(xiàn)信息化及數(shù)字化轉(zhuǎn)型，必須加快補(bǔ)上智能制造這一環(huán)節(jié)。在細(xì)紗主機(jī)輔機(jī)信息化、智能化應(yīng)用方面，加大對傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推廣運(yùn)用，主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)配合紡紗企業(yè)升級改造，除了增加機(jī)與電的運(yùn)行監(jiān)控信息采集、信息聯(lián)網(wǎng)、同類機(jī)型集中控制外，還包括5G在紡織上的推廣運(yùn)用，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化各類軟件整合完善，即制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）、基于信息物理系統(tǒng)（CPS）全過程互聯(lián)互通系統(tǒng)及智能可視化用戶交互交易系統(tǒng)與平臺。

現(xiàn)有在用的細(xì)紗長車改造較為迫切的是通過MES系統(tǒng)整合細(xì)紗產(chǎn)量、品質(zhì)、物耗、能耗、人員、成本的量化管理及動態(tài)跟蹤，包括生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性報(bào)警預(yù)警軟件，在線檢測及質(zhì)量預(yù)報(bào)、自動監(jiān)控、細(xì)紗氣圈動態(tài)張力監(jiān)控軟件，細(xì)紗斷頭、接頭、空錠變化率及錠速監(jiān)控軟件，停車與機(jī)械效率分析軟件，能耗物耗及生產(chǎn)效率控制軟件等，幫助紡紗企業(yè)及時了解細(xì)紗各種運(yùn)行參數(shù)、工藝參數(shù)合理性，并及時進(jìn)行修正，通過設(shè)備生產(chǎn)效率、報(bào)警信息、能耗信息分析，制訂科學(xué)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃。

3.2 智能化是自動化連續(xù)化的發(fā)展趨勢

自動化+連續(xù)化+智能化才能達(dá)到最佳生產(chǎn)效率。細(xì)紗工序是紡紗流程重要的節(jié)點(diǎn)，除了實(shí)現(xiàn)工藝、操作、巡回清潔、設(shè)備維護(hù)、安全等項(xiàng)目智能化，同時要完成紡紗系統(tǒng)前后銜接，按照不同品種配置，既能提供粗紗的運(yùn)輸、更換、處理尾紗、停喂、甚至接頭，又可以滿足任何一臺細(xì)紗機(jī)向任何一臺絡(luò)筒機(jī)供應(yīng)管紗與空管返回，實(shí)現(xiàn)臺臺通的閉環(huán)智能系統(tǒng)。最終由統(tǒng)一中央數(shù)控智能大腦發(fā)出指令，將上述所有功能及動作結(jié)合MES系統(tǒng)軟件完美進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，完成少人或無人操作的智能化生產(chǎn)。

4 細(xì)紗長車智能制造發(fā)力點(diǎn)

針對我國紡機(jī)智能制造發(fā)展不平衡不理想的現(xiàn)狀，紡織行業(yè)有權(quán)威人士認(rèn)為：一是紡機(jī)智能制造比機(jī)床行業(yè)、汽車行業(yè)落后；二是實(shí)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)的柔性化，即將工藝軟件與MES結(jié)合起來，把車間里所有柔性加工整合貫徹落實(shí)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、自動、無人操作的智能化生產(chǎn)。智能制造是推進(jìn)我國制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要舉措，也是建設(shè)紡織強(qiáng)國，實(shí)現(xiàn)科技、時尚、綠色紡織新定位的重要路徑。

4.1 打造細(xì)紗長車整體結(jié)構(gòu)可靠性

由于細(xì)紗長車錠子超過短車數(shù)倍，工作面長，加工精度更高，細(xì)紗設(shè)備整體結(jié)構(gòu)可靠性是用好智能控制的基礎(chǔ)。國內(nèi)紡機(jī)已緊跟國際先進(jìn)技術(shù)的腳步，以G32型細(xì)紗機(jī)（1 440錠）為例有5個方面值得借鑒。

（1）機(jī)架為獨(dú)特三位一體框架結(jié)構(gòu)。墻板形成梯形框架式的整體，主軸與羅拉運(yùn)行更加平穩(wěn)和精確，適合做高檔次紗線。國內(nèi)為解決高速后整機(jī)晃動影響牽伸紡紗穩(wěn)定、留頭率低的問題，細(xì)紗長車目前普遍采用整體式中墻板、連體羅拉座、精確銷孔定位安裝及中墻板橋接安裝等，已成為設(shè)計(jì)及組裝標(biāo)配。

（2）鋼領(lǐng)板采取每塊定位。區(qū)別國內(nèi)細(xì)紗機(jī)僅3處定位，錠子錠腳與龍筋孔均采用公差配合，裝配后錠子中心不會移動，有效地控制了錠子中心縱向的直線度，省去了平常敲校錠子的工作，即便機(jī)身再長，錠子及鋼領(lǐng)也不易走動。

（3）器材配置和裝配精度高。一是RIETER公司ORBIT系列鋼領(lǐng)鋼絲圈配上節(jié)能高速錠子，可滿足22 000 r/min的高速要求，且器材的使用壽命可延長數(shù)倍。二是器材精度可靠性好，為滿足高品質(zhì)、錠差小的要求，選用全球物流選配，改善細(xì)紗重量C V、條干C Vb、強(qiáng)力C V和捻度C V，減少成紗毛羽，進(jìn)而使布面偶發(fā)性紗疵明顯減少。三是鋼領(lǐng)與錠子同心度高，并有中心校正儀作保證，對降低毛羽、減少斷頭非常有利。重慶金貓紡織器材有限公司已開發(fā)特殊結(jié)構(gòu)集落專用鋼領(lǐng)［6］，鋼領(lǐng)個體一致性好、耐磨、精度高，可解決紗線從鋼絲圈中滑脫造成留頭率降低的問題。四是超過1 200錠的細(xì)紗長車已淘汰氣缸式托盤，選用鋼帶式托盤，可使空滿管交換時間短，無需中間位寄存，落紗動作快捷可靠。五是所有軸承包括膠輥軸承均實(shí)現(xiàn)5年左右免加油維護(hù)。

（4）維護(hù)保養(yǎng)簡單可靠。推行無故障器材和部件的配置，采取國際物流采購，按照設(shè)備檔次及性價(jià)比選用有資質(zhì)的制造企業(yè)。解決現(xiàn)有國產(chǎn)低端錠子需要每周或者每月加油的維護(hù)方式，建議選用加油周期在1年以上的高品質(zhì)錠子。某紡紗企業(yè)對進(jìn)口錠子與普通錠子的加油量、加油周期進(jìn)行了3年的跟蹤對比，進(jìn)口錠子加油雖較貴，但加油量、補(bǔ)油次數(shù)、錠膽清洗耗油等僅為普通錠子的1%，高速錠子壽命卻延長1倍以上。龍帶驅(qū)動伺服電機(jī)及升降驅(qū)動電機(jī)，包括主電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)5年以上免加油維護(hù)。這既能確保工況的長期可靠，又能使保全工維修工作量大幅減少。為提高國內(nèi)細(xì)紗長車的可靠穩(wěn)定性，其電氣部件、氣動部件采用進(jìn)口器件是值得肯定的。

（5）能耗達(dá)到國際先進(jìn)水準(zhǔn)。設(shè)計(jì)常閉狀態(tài)的笛管，一旦紗線斷頭探桿失去平衡，密封蓋將翹起打開，從而最大限度節(jié)約細(xì)紗吸棉風(fēng)機(jī)的能耗。此技術(shù)涉及國外專利，為防止侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，可考慮另辟思路。最近有報(bào)道，國內(nèi)某企業(yè)生產(chǎn)的高效巡回清潔器和用于長車的吸棉風(fēng)機(jī)，采用取消皮帶傳動、開式葉輪旋轉(zhuǎn)、前蓋不旋轉(zhuǎn)等技術(shù)，節(jié)能效率分別達(dá)到50%和20%，受到眾多用戶的青睞。智能電子壓力搖架可按品種不同，在保證用戶質(zhì)量要求前提下降低搖架加壓。包括按品種調(diào)整錠帶卷繞張力，按用戶要求在滿足強(qiáng)力前提下盡量減少捻系數(shù)等措施。取消橡膠皮帶，例如SXF1599型細(xì)紗機(jī)主電機(jī)和主軸采用直聯(lián)式，不僅提高了傳動效率，還降低了功耗。將膠輥寬度從28 mm縮小至23 mm，不僅滿足成紗要求，還能減少搖架壓力，延長膠輥使用和回磨周期。

4.2 加速淘汰機(jī)械凸輪與機(jī)械式傳動

國內(nèi)多數(shù)細(xì)紗長車成形裝置仍然采用凸輪箱、鏈條、鏈輪、級升連桿等機(jī)構(gòu)，由于車身長，實(shí)際負(fù)荷重，容易造成軸承損壞、凸輪磨損、鋼領(lǐng)板打頓等問題，影響紡紗成形系統(tǒng)運(yùn)行，出現(xiàn)大量成形不良的紗。因此，改用電子凸輪可避免機(jī)械凸輪磨損產(chǎn)生的壞紗，減少鋼領(lǐng)板頂部換向帶來的張力突變而造成的意外斷頭，既便于各種紡紗號數(shù)調(diào)整，也有利于控制紡紗強(qiáng)力和改善捻度傳遞，從而提高錠速和減少斷頭。電子牽伸與電子升降取代機(jī)械式機(jī)構(gòu)勢在必行。

4.3 關(guān)鍵器材的智能化

2018年中國國際紡織機(jī)械展覽會暨ITMA亞洲展覽會首推YJ210-145DTY型智能細(xì)紗彈簧加壓搖架，通過傳感器、微型電機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程一鍵無極集體調(diào)整，在工藝優(yōu)化、降低能耗方面有較好的現(xiàn)實(shí)意義，并能做到無人智能調(diào)整。又如近兩年正在推行的智能紗管，通過射頻掃描查找問題錠子，這項(xiàng)功能受到用戶的青睞。未來，期待更多器材及輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化。

4.4 與世界紡織工業(yè)4.0制造對接

紡機(jī)智能制造當(dāng)今流行的趨勢：設(shè)計(jì)模塊化，制造數(shù)控化，生產(chǎn)流程數(shù)字化，質(zhì)量ISO化，采購國際化，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化，維修保養(yǎng)簡單化，操作使用傻瓜化等。紡織企業(yè)需要擁有整套生產(chǎn)流程，其工藝優(yōu)化及性能可靠，確保產(chǎn)品唯一和高效。

4.5 控制系統(tǒng)要擁有穩(wěn)定芯片

控制系統(tǒng)應(yīng)成為最穩(wěn)定可編程邏輯控制器（PLC）的大腦，把集體落紗芯片、電子牽伸、電子升降芯片、單錠及錠速監(jiān)控芯片、能耗監(jiān)測芯片、設(shè)備動態(tài)監(jiān)控與維護(hù)芯片，加上巡回清潔芯片等全部整合在一個集成PLC芯片中，有利于提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性?？梢园衙總€單元芯片做精做好，再統(tǒng)一整合。如較為成熟的單錠檢測裝置已經(jīng)和主機(jī)PLC融合在一起，采集讀取主軸速度、前羅拉速度、錠子速度等參數(shù)，充分利用檢測探頭和傳感器，減少不必要外設(shè)裝置和線路，從而減少故障點(diǎn)。

4.6 單錠傳動利于加快實(shí)施智能化

太平洋機(jī)電（集團(tuán)）有限公司、江陰華方新技術(shù)科研有限公司的電錠驅(qū)動技術(shù)在實(shí)現(xiàn)智能化變革性方面做了嘗試，無論是設(shè)備維修，還是產(chǎn)質(zhì)量提升、產(chǎn)品開發(fā)等均具有獨(dú)特優(yōu)勢。事實(shí)證明，單錠通過線路連接更加方便全程產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控及自動化、智能化水平的推行。單錠監(jiān)測系統(tǒng)（ISM）通過對每個紗錠安裝光學(xué)傳感器監(jiān)測鋼絲圈的運(yùn)動，記錄斷頭及打滑的錠子［7］；在紡織企業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)SPIDERweb中方便地分析和顯示這些數(shù)據(jù)并對擋車工進(jìn)行三級引導(dǎo)，當(dāng)超過斷頭極限時，機(jī)器兩端的信號燈亮起加以指示。滿足錠子精確同步及一致性運(yùn)轉(zhuǎn)的各種要求。錠子速度差異在±0.5%以內(nèi)（國內(nèi)一般在±1%左右）。不過，由于諸多因素，該項(xiàng)目在棉紡企業(yè)至今沒有推行，在毛紡細(xì)紗機(jī)推廣上已取得較好效果。

4.7 細(xì)紗機(jī)智能化改造

根據(jù)我國紡紗企業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移升級需求，“短平快”智能改造受到紡紗企業(yè)歡迎，尤其適用于小批量、多批次、快交期的經(jīng)營模式，且解決了現(xiàn)有細(xì)紗機(jī)機(jī)弄偏小影響操作的難題。如2019年上海國際紡織機(jī)械展覽會展出的細(xì)紗短車集落改造，推出平移集體式落紗改造技術(shù)，較傳統(tǒng)擺臂式是水平收放，不受中墻板腳的跨度大小影響，解決了擺動式集落裝置無法在狹小細(xì)紗機(jī)弄中操作的難題，氣架垂直升降，可取消中間位寄放站，落紗效率高，且改造無需增加額外更換中墻板及大平車費(fèi)用（包括工時），同時留頭率達(dá)到98%以上，落紗時間縮短至2 min左右，完全是中國獨(dú)創(chuàng)，推動了紡紗企業(yè)改造的積極性。

國內(nèi)某大學(xué)開發(fā)的智能細(xì)紗機(jī)改造方案獨(dú)特，采用變頻+永磁同步電機(jī)的控制方式，其有別于國外采用的數(shù)字化+模塊化智能控制以及變頻+交流電機(jī)總線式公共電源控制形式。這種控制方式性能較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，改造成本較高。

4.8 智能化推行與管理改革同步

智能化讓原本手工計(jì)算統(tǒng)計(jì)匯總變得統(tǒng)一規(guī)范，柔性化軟件使生產(chǎn)經(jīng)營更加優(yōu)化高效，使紡紗企業(yè)現(xiàn)場工作模式和管理模式更加現(xiàn)代化。第一，相關(guān)監(jiān)控平臺使操作工、維修工可以有目的有針對性地巡回，徹底改變了原有工作方式，可減輕工作強(qiáng)度，提高勞動效率；第二，傳統(tǒng)考核除了產(chǎn)量考核，質(zhì)量、消耗、工作狀態(tài)及效率無法量化，即沒有考核手段，如今通過傳感器連接軟件，可實(shí)現(xiàn)全方位檢測監(jiān)控，對操作工、維修工考核時有數(shù)據(jù)、有分析，考核激勵機(jī)制得以完善，且更加科學(xué)規(guī)范。

5 智能化制造以市場需求為導(dǎo)向

5.1 攻克技術(shù)短板

智能化近幾年在細(xì)紗長車上的應(yīng)用還沒有普及，由于紡紗品種多樣化、復(fù)雜性，要達(dá)到智能化高水平發(fā)展，許多現(xiàn)存的技術(shù)瓶頸需要攻克。如鋼領(lǐng)板升降張力上下一致的問題，突破18 000 r/min高錠速后減少斷頭與提高留頭率的問題，巡回清潔減少布面紗疵的問題，粗紗與細(xì)紗柔性化機(jī)器人接頭的難題等，均需要更加深入實(shí)際，在紡紗基礎(chǔ)理論上有所突破。

5.2 智能化要人性化、理性化

智能化的發(fā)展防止過于追求功能復(fù)雜化，一切以為用戶減少用工、提高效率、增加效益為宗旨，根據(jù)不同紡紗企業(yè)現(xiàn)狀循序漸進(jìn)，尤其控制好企業(yè)可接受的回收成本。一些工藝軟件、操作軟件、維修軟件等讓紡紗企業(yè)員工看得懂、用得上、易操作。

細(xì)紗長車智能化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是紡機(jī)工藝制造的高標(biāo)準(zhǔn)、智能化，而信息化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化是前提，缺一不可，同時要緊密與市場對接［8］，根據(jù)我國國情循序漸進(jìn)布局，基于歷史大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，解決紡紗企業(yè)急需解決的問題。衡量標(biāo)準(zhǔn)“二升二降”，即生產(chǎn)效率與資源綜合利用率的大幅提升，運(yùn)營成本與不良率的大幅降低。

6 結(jié)語

如何加快我國細(xì)紗長車高效智能化進(jìn)程，縮短與國際紡機(jī)智能化水平的差距，重點(diǎn)在硬件與軟件結(jié)合上發(fā)力，真正實(shí)現(xiàn)自動化、連續(xù)化、智能化。紡織設(shè)備現(xiàn)代化體現(xiàn)在基于生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，整合細(xì)紗產(chǎn)量、品質(zhì)、物耗、能耗、人員、成本的量化管理及動態(tài)跟蹤、研發(fā)工藝、質(zhì)量預(yù)警軟件、細(xì)紗紡紗動態(tài)監(jiān)控軟件、停車與機(jī)械效率分析軟件、能耗物耗及生產(chǎn)效率控制軟件等，運(yùn)用信息物理系統(tǒng)（CPS）全過程互聯(lián)互通及智能可視化用戶交互交易系統(tǒng)與平臺。未來紡織機(jī)械智能制造要做到設(shè)計(jì)模塊化，制造數(shù)控化，質(zhì)量ISO化，采購國際化，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化，維修保養(yǎng)簡單化，操作使用傻瓜化等。