經過“十三五”發展，國家政策對智能化生產技術的深入推進，使得兩化融合戰略在紡織工業轉型方案中得到強有力的發展.在2019年度中國紡織工業智能制造大會的總結報告中得到了強有力的落實，有30多家試點企業相繼在紡織單機設備上采用自動化生產技術、智能化技術，實現了降低生產成本和提高生產效率的目標. 在“十三五”發展的收官階段，完成紡織工業轉型升級，實現智能制造和創造國際競爭新優勢是政府對紡織工業的重點發展策略 .本文通過梳理現階段紡織工業智能化轉型發展現狀，重點探討自動化技術、智能化管理、智能化生產關鍵技術對紡織工業轉型的影響，并提出今后紡織工業智能化轉型的技術突破方向，為紡織工業“十四五發展”的智能化無人工廠建設提供研究思路. 目前國內紡織企業向智能化轉型方案有兩種：一種是以自動化生產技術為解決方案的企業，另一種是基于自動化技術結合新興技術的試點智能化企業 .前者占據紡織企業的大多數，但由于國內自動化技術的關鍵技術受國外控制、資源成本昂貴、標準不成熟，使其成為紡織工業轉型的過渡階段 .試點智能化企業結合國際自動化技術、新興技術，針對產品在生產環節、倉儲環節、物流環節、銷售環節、顧客信息反饋環節等環節出現的問題快速地進行處理，服務于產品的整個生命周期.中國紡織工業聯合會黨委書記兼秘書長高勇在中國紡織工業智能制造大會上指出：“前期行業的智能化生產實踐雖取得明顯成效，但行業整體的智能化生產水平低下.”從中可以看出：紡織工業今后的重點發展方向是自動化設備結合新興技術形成智能化模式，該模式涉及紡織、機械、電氣、計算機、管理等專業，實現交叉領域技術融合，建立涵蓋共性技術、關鍵技術和行業應用的智能制造標準體系，使得國內企業智能制造技術同國際發展接軌，并建立了國內紡織工業無人化工廠.紡織工業智能化生產技術自提出到現在，經歷了逐步完善和發展的過程，多數企業都是以原有生產線為主，以自動化技術、柔性制造技術、智能化管理技術為輔進行生產線改造，試點企業將三者融合進行產業改造升級，成為紡織工業智能化轉型的先行者. 傳統紡織企業在生產過程中因受技術的束縛，存在工序繁瑣、生產流程長、人工耗時多、占地面積大等問題.經過長期探索，利用基礎共性A和關鍵技術 B 的 BA 融合策略，將特種機械結構、新型微機控制技術、信號檢測技術和PLC控制技術結合，形成機械設備基礎共性和關鍵技術融合的自動化理論，運用到企業生產中，以實現產能高效的目的.自動化生產技術旨在解決單機設備之間協同生產的問題，并優化生產環節技術參數，如對紗線染液溫度濃度、張力極限、牽引速度、位置、加工順序的實時檢測，實現產出高質量紡織品的目標 .十九屆上海國際紡織工業展覽會展出了大批的自動化設備，如針織業的短流程自動化圓緯機、紡紗設備的各類自動化混棉機及連續化紡紗設備，立信公司開發的 COS 系列短流程筒子紗染色機，解決紗線染液溫度、濃度、位置、加工順序的實時檢測，同時節省人力達 60% 以上；新疆溢達 E80 型精梳機結合液壓機構完成自動換卷工藝，解決了單機設備之間的協同生產問題，使其精梳質量提升了30%，人工效率提升了66%.2018 年中國國際紡織機械展覽會暨 ITMA 亞洲展顯示：目前印染行業在轉型過程中的自動化生產技術遇到諸多難題，如理論成熟的助劑自動配送技術、染液濃度自動檢測技術受生產線多變的客觀因素影響，成為印染行業自動化技術應用瓶頸，是今后紡織印染業需要重點突破方向.工業機器人代替人工完成移動作業是傳統式勞動密集型產業轉型的另一個可行性方案，隨著近幾年新型柔性制造加工技術（如圖 1 所示）的發展，兩者協同代替人工作業在紡織工業產能改造中顯現出不可替代的優勢.第一，代替人工高效完成生產線單機生產設備之間的自動化銜接；第二，代替人工作業，避免高危工作對人體健康帶來的損傷 .如土耳其“唯愛”技術公司（VAV）開發的 OB48 和 MD48 型機器人，解決了牛仔業生產線對人體健康不利的問題，受到國內紡織業的推崇和贊揚；江陰華方新技術有限公司生產的落紗機器人可以高效安全完成工藝要求，同時成本縮減 50%. 新型國產粗紗自動落紗機器人、新松機器人針對化纖紗全自動分揀包裝生產線，完成稱重、檢測、分揀、打標，并對不同型號產品進行重新組盤、裝箱、貼箱標、封箱、捆包、碼垛等，在業內極具應用價值.柔性制造技術廣泛應用于針織行業和服裝行業，不僅解決了批量加工不同尺寸服裝的難題，而且提升了企業經濟效益和產能，在個性化定制消費理念盛行的今天，它給予生產線多功能、高產量的優勢 .國內產出代表性設備有針織印染前處理機、印花機、印染后整理機，是目前針織產品高效柔性生產的主流設備；岱銀集團的卓郎金壇圓盤式清梳聯設備，實現多種纖維靈活加工；富怡集團柔性制造設備將被芯從梳棉到絎縫、裁剪的一體化生產，不僅提升了產品質量而且經濟效益也得到顯著提升.中國工程院院士姚穆指出集中精力利用機器人技術處理環錠紗細紗機斷頭問題，完成柔性生產是當前紡織工業機器人的核心技術問題 .從行業應用案例中也可以看出，工業機器人和柔性制造加工技術在降低紡織工業勞動成本、提升經濟效益和產品質量等方面都有著不可替代的優勢，是今后紡織工業生產線改造的可行性方案之一.紡織工業智能化管理技術是指企業管理層通過終端網絡管理系統調控企業資源計劃（ERP）、供應鏈管理（SCM）、制造企業生產過程執行管理系統（MES）、產品生命周期管理（PLM）、客戶關系管理系統（CRM）等項目安排，完成從產品的原材料購買到生產、最終將成品銷售到顧客手中整個過程的管理，如圖2所示.在傳統紡織工業生產管理缺乏市場競爭力的情況下，結合工業物聯網技術，建立大數據驅動下的智能管理系統，實現設備間的智能連接和人機交互，可以有效地規范各類信息資源，明確在崗人員的管理職責和業務流程，使各類信息集成共享，實現工作效率優化，提高企業營運資金的利用率.同時管理者通過網絡監控系統，遇到問題實時做出調整，并為搭建紡織工業智能制造公共服務平臺、實現集成管理、優化工藝路線提供有效支持.從紡織企業轉型發展進程可以得出：自動化技術→工業機器人和柔性制造技術→智能化管理→智能化生產之間是一個層層遞進的關系，隨著技術的迭代，后者包含前者最終形成智能化生產模式 .隨著 BB 智能工廠標準（如圖 3 所示）和新型關鍵技術的推進，紡織工業未來將是 IT 向 DT 轉變的時代，并結合人工智能技術，形成全面互聯、數據智能、智能制造的新模式.國內試點紡織企業根據生產工藝要求，開發適用于生產線的智能化生產設備已取得大量的技術成果 .如北京經緯紡機新技術有限公司研發的經緯e 系統、福建睿能公司的橫機網絡管理系統和云服務平臺、佛山南海天富公司的染色機中央控制管理系統和染色機能源檢測系統 .上述智能化生產技術呈現出生產過程可控、生產效率高的特點，并且減少了生產線的人工干預，產品生產周期縮短 20%，殘次品率下降 30%.目前此類智能化技術已在試點企業中得到廣泛應用，同時在國內實體業轉型的案例中，紡織工業已走在前列.從紡織智能化生產技術對試點紡織工業轉型發展現狀產生的影響來看，當下智能化生產技術和紡織工業轉型相結合，使得試點企業突顯出結構調整持續深入、經濟效益穩定增長、創新能力穩步提升、綠色發展成效明顯的特點，更加適應未來工業發展趨勢.以紡紗試點企業轉型前后為例，比較分析其用工人數、生產成本、故障率、產能變化等指標（如表 1所示），從表 1 中可以看出：在國家對紡織工業轉型的政策扶持下，紡織行業攻克了許多智能化的關鍵技術，交叉領域技術深入融合，成套智能化紡紗設備被不斷產業化，智能紡紗試點企業的產能和經濟效益得到了明顯提高，加速了紡織工業轉型的步伐.圖4 2018年中國國際紡織機械展覽會展出設備數量統計圖2018 年中國國際紡織機械展覽會暨 ITMA 亞 洲展覽會上展出的印染、針織、機織等領域的智能化設備數量有較大幅度的增長（如圖 4 所示），并且國內自主研發設備逐漸占據主導地位，證明國內紡織工業智能化轉型已經成為主流趨勢，同時實現了產業產能的快速提升、節能減排、清潔生產的綠色發展目標 .從試點企業轉型成功案例中可以得知：轉型后企業減少了工人勞動強度和成本支出，提高了產品質量，并獲得可觀的經濟效益 .現階段的人工智能技術也在逐步融入紡織智能生產過程，利用人工智能檢測技術優化紡織的工藝流程，也是目前智能化轉型的一部分.目前國內紡織工業智能制造轉型尚處于探索階段，同時遇到諸多技術問題還有待突破：（1）紡織企業兩化融合理念雖解決了單機設備互聯互通、工藝參數控制的技術難題，但模塊自動化技術向區塊鏈智能化轉換銜接技術仍不成熟，潛在生產力不能完全體現，將是我國紡織工業自動化技術的主攻方向. （2）在紡織企業智能化轉型過程中，要實現機器人技術和紡織工藝的深度融合，急需攻克細紗斷頭、自動接頭技術. （3）互聯網技術和新型管理技術相結合產生的智能管理技術，可實現設計、生產、物流、銷售、服務的網絡終端動態管理. （4）由于諸多新型技術的交叉應用，如物聯網、大數據、人工智能等技術的引入，還需建立相應的行業標準，解決產業技術安全、工程倫理等問題.原文刊載于《湖南工程學院學報（自然科學版）》 2021年12月 作者：席立鋒 周衡書 陳桂春 武世鋒 周蓉 解開放 【免責聲明：本文版權歸原作者所有。為尊重版權，我們盡量標注文章來源，若不愿被轉載或涉及侵權，請及時通過在線客服和郵箱聯系，郵箱地址：wutongtai@wttai.com，我們將第一時間予以刪除】
