易芳

自第二次工業(yè)革命以來，有兩大科技?jí)粝胍恢笔侨祟惒粩鄨?zhí)著追求的目標(biāo)。剛剛成功登陸月球的嫦娥3號(hào)和月兔車承載了其中一個(gè)航空航天的夢(mèng)想，而另一個(gè)，則是經(jīng)久不衰地出現(xiàn)在電影文學(xué)各類作品中的人工智能。人工智能也就是最為人們向往的機(jī)器人，他們能做人類能做以及不能達(dá)到的事情，甚至看上去和人類也沒有區(qū)別，除了永遠(yuǎn)不知疲倦。

在新中國(guó)紡織行業(yè)幾十年的高速發(fā)展歷程中，對(duì)于人類這兩大夢(mèng)想同樣始終孜孜不倦地追求著——遠(yuǎn)在宇宙里的“天宮”翅膀部分由特殊航空纖維材料編織而成，而在地球上的紡織車間里，大型自動(dòng)長(zhǎng)車的身影也已經(jīng)越來越多見，包含機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)在內(nèi)的智能化變革，已經(jīng)近在眼前。

穿梭紡織生產(chǎn)線的機(jī)器人

在改革開放初期，國(guó)產(chǎn)傳統(tǒng)紡紗成套設(shè)備萬錠用工大約300人。隨著清梳聯(lián)和自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的普及，紡紗萬錠用工降到了100人左右。而近幾年，100人的萬錠用工也早已成為紡紗企業(yè)的負(fù)擔(dān)。

在此基礎(chǔ)上，清梳聯(lián)、粗細(xì)聯(lián)、細(xì)絡(luò)聯(lián)、粗細(xì)絡(luò)聯(lián)等技術(shù)已經(jīng)開始在全行業(yè)廣泛全面推廣。目前，通過使用國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的紡紗成套設(shè)備及配套的科學(xué)管理方式，一些企業(yè)可以將萬錠用工控制在16人左右。

而一臺(tái)智能化的紡織機(jī)器人，已經(jīng)有可能替代一整條生產(chǎn)線上的工人，這樣的機(jī)器人不僅有利于節(jié)省人力，而且由于能夠精確控制給料，也能大幅減少污染，提升產(chǎn)品品質(zhì)？？早在2012年，紹興縣瑞群紡織機(jī)械科技有限公司已經(jīng)研發(fā)出了這種人類一直所向往的紡織機(jī)器人。

“傳統(tǒng)的印染企業(yè)，幾百名工人得在車間里按部就班工作，‘用工荒的瓶頸越來越顯現(xiàn)，而通過印染機(jī)器人，幾個(gè)人坐在辦公室就能管理整個(gè)印染流程?！比鹑杭彊C(jī)總經(jīng)理姚國(guó)偉表示，絕大部分傳統(tǒng)印染企業(yè)一直是憑借經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)，無法穩(wěn)定品質(zhì)。他們?cè)谂c國(guó)際知名奢侈品牌愛瑪仕的業(yè)務(wù)往來中得到啟發(fā)，決心通過集約化控制生產(chǎn)，保持布料品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式的革命性變革。

2013年11月，青島東昌紡機(jī)、德州恒豐集團(tuán)、德國(guó)西門子青島公司簽署智能化機(jī)器人項(xiàng)目，該項(xiàng)目將利用智能芯片技術(shù)研發(fā)并生產(chǎn)智能紡織機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)紡織流水線的智能自動(dòng)化工作，項(xiàng)目建成后預(yù)計(jì)可形成年產(chǎn)25000萬元生產(chǎn)規(guī)模，預(yù)計(jì)新增銷售利潤(rùn)4000萬元。

青島東昌紡機(jī)制造有限公司董事長(zhǎng)劉起強(qiáng)介紹，智能化機(jī)器人可以運(yùn)用智能控制、伺服電機(jī)、紅外線定位、智能識(shí)別等技術(shù)，將紡紗條桶從前道工序取出，經(jīng)過運(yùn)輸、定位，輸送到下道工序。再加上自動(dòng)生條、斷條功能，智能化機(jī)器人就能實(shí)現(xiàn)梳、并、粗工序的完全連接。

“智能化機(jī)器人與人工不同，它可以24小時(shí)連續(xù)工作，不用換班。在設(shè)計(jì)中，我們也充分考慮了設(shè)備運(yùn)行的多種情況，比如，連接梳、并工序和并、粗工序的機(jī)器人將采取不同的設(shè)計(jì)，充分考慮機(jī)器人與設(shè)備、工藝配合的問題。如果項(xiàng)目能夠?qū)崿F(xiàn)，前紡工序?qū)?shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化，工作人員在監(jiān)控室里就可以完成工作?！?/p>

智能化機(jī)器人項(xiàng)目將采用國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，在工藝流程、自動(dòng)化程度、勞動(dòng)安全等方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。劉起強(qiáng)說：“企業(yè)不能安于現(xiàn)狀，只有拿出更高端的產(chǎn)品才能鞏固自身的優(yōu)勢(shì)，建立品牌，進(jìn)一步占領(lǐng)市場(chǎng)?！睋?jù)了解，該項(xiàng)目目前已經(jīng)完成了操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，下一步將開始機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制造工作。

科技的力量改變著時(shí)代。

中國(guó)紡織機(jī)械器材工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)祝憲民認(rèn)為，機(jī)器人只是機(jī)械智能化的狹義表現(xiàn)之一，在可以預(yù)見的范圍內(nèi)，紡織機(jī)械的智能化變革還將向更廣義發(fā)展。同時(shí)，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的時(shí)代即將到來，要繼續(xù)推動(dòng)中國(guó)紡織裝備的自動(dòng)化、智能化技術(shù)向更高水平發(fā)展。祝憲民介紹，有的紡紗企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了清梳聯(lián)、粗細(xì)聯(lián)、細(xì)絡(luò)聯(lián)，通過工藝連接大幅減少用工，縮減人力資源成本，提高產(chǎn)品利潤(rùn)。如果在此方向繼續(xù)深入發(fā)展，采用更多智能化技術(shù)，未來國(guó)內(nèi)將有望建成少人、無人棉紡工廠或車間。

數(shù)字智能網(wǎng)絡(luò)的立體化變革

傳統(tǒng)環(huán)錠紡生產(chǎn)線包括“清、梳、并、粗、細(xì)”5個(gè)工序。目前，后紡工序中的細(xì)絡(luò)聯(lián)、粗細(xì)聯(lián)、粗細(xì)絡(luò)聯(lián)，前紡工序中的清梳聯(lián)等技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)的許多紡紗企業(yè)實(shí)現(xiàn)。在其他工藝聯(lián)合逐步實(shí)現(xiàn)的情況下，梳棉、并條、粗紗之間的聯(lián)合成為下一步發(fā)展的關(guān)鍵。

中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)高勇認(rèn)為，目前梳棉、并條、粗紗工序之間的聯(lián)合，無論是在國(guó)際上、還是國(guó)內(nèi)都沒有很好的解決辦法，因此制約了紡紗成套設(shè)備由自動(dòng)化向智能化的發(fā)展。

一些化纖生產(chǎn)企業(yè)通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)絲的卷繞、檢驗(yàn)、包裝。除了減少用工以外，通過智能識(shí)別系統(tǒng)可以在保持原有產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，提升供給客戶的商品質(zhì)量，提高產(chǎn)品附加值，增加企業(yè)利潤(rùn)。

在未來，控制系統(tǒng)將產(chǎn)品信息與上下游工藝溝通，幫助企業(yè)將產(chǎn)品打造成為智能產(chǎn)品，使每個(gè)絲餅都可以知道是在什么時(shí)候生產(chǎn)、在哪個(gè)紡絲位生產(chǎn)、將去往哪里、可用何種工藝來處理等信息。在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的情況下，紡織、服裝還可以實(shí)現(xiàn)從大規(guī)模生產(chǎn)方式向以規(guī)模化生產(chǎn)方式生產(chǎn)定制產(chǎn)品。

祝憲民認(rèn)為，盡管如此，目前中國(guó)的自動(dòng)化、智能化技術(shù)的水平仍然比較低，今后將會(huì)進(jìn)入高速發(fā)展期。他指出，以紡紗工藝為例，未來我們可以繼續(xù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連接，以減少人為的干預(yù)。在細(xì)紗設(shè)備方面，電錠技術(shù)可以進(jìn)一步推廣。目前，細(xì)紗斷頭時(shí)錠子仍在運(yùn)轉(zhuǎn)、粗紗仍在喂入，這樣消耗了能源和原材料。電錠技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無需傳感器的單錠斷頭自停和粗紗停止喂入。再加上先進(jìn)的控制系統(tǒng)，企業(yè)可以控制千錠時(shí)斷頭率，從而實(shí)現(xiàn)夜班無人值守。

有先進(jìn)的紡紗企業(yè)曾經(jīng)提出，希望新上馬的設(shè)備能做到10年之內(nèi)不落后。但是生產(chǎn)要素成本的增加使一些幾年前還在大量上馬的設(shè)備逐漸進(jìn)入淘汰落后的行列。如果這種情況繼續(xù)下去，只有不斷研發(fā)更先進(jìn)的設(shè)備才能滿足這些企業(yè)10年不落后的要求。

經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司總工程師藺建旺表示，新型無人化棉紡數(shù)字工廠具有感知、決策、執(zhí)行功能，符合國(guó)家高端裝備制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向，是信息化與工業(yè)化深度融合的重要體現(xiàn)。

建設(shè)新型無人化棉紡數(shù)字工廠，將對(duì)加快棉紡企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源、資源消耗，節(jié)約用工成本，實(shí)現(xiàn)紡紗生產(chǎn)過程的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)對(duì)國(guó)際挑戰(zhàn)發(fā)揮重要作用。藺建旺認(rèn)為，通過推進(jìn)智能化紡織技術(shù)，融合新思想、新技術(shù)，打造新型無人化棉紡數(shù)字工廠必將成為當(dāng)前和今后一段時(shí)期內(nèi)紡織裝備企業(yè)的主要任務(wù)。

智能化將率先在中國(guó)實(shí)現(xiàn)

各種發(fā)展現(xiàn)狀證明，國(guó)內(nèi)紡織裝備新型自動(dòng)化、智能化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)步入快車道。很多企業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新系統(tǒng)已經(jīng)得到了推廣應(yīng)用。這些新技術(shù)已經(jīng)不僅是理念上的創(chuàng)新，更能解決實(shí)際生產(chǎn)中的問題。

以一些小快靈的企業(yè)技術(shù)為例，雖然屬于細(xì)節(jié)工藝，但正所謂細(xì)節(jié)決定成敗，把握住發(fā)展趨勢(shì)的細(xì)節(jié)體現(xiàn)，正是智能化變革的方向之一。北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所自動(dòng)控制與物流技術(shù)工程研究中心的全自動(dòng)落筒機(jī)應(yīng)用于化纖生產(chǎn)企業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)從卷繞機(jī)上自動(dòng)落絲、從落筒機(jī)上到臺(tái)車的自動(dòng)裝車、自動(dòng)打印小標(biāo)簽和工藝卡、自動(dòng)存儲(chǔ)每個(gè)絲餅生產(chǎn)過程信息，工藝過程無人干預(yù)，可確保尾絲方向一致。

除了智能棉紡設(shè)備和棉紡工序連續(xù)化系統(tǒng)外，經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司更進(jìn)一步提出了智能化柔性物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和新型無人化棉紡數(shù)字工廠的概念。智能化柔性物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)利用條桶智能輸送系統(tǒng)、精梳棉卷智能輸送系統(tǒng)、筒紗智能整理輸送包裝系統(tǒng)，使棉紡工序之間柔性連接，避免了紗線的接觸損傷，提高生產(chǎn)的連續(xù)化、自動(dòng)化水平。

藺建旺認(rèn)為，智能棉紡設(shè)備具有高速、高產(chǎn)、高效的性能，能夠極大地提高成紗品質(zhì)和產(chǎn)品的附加值。聯(lián)合機(jī)和基于AGV系統(tǒng)的物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了棉紡工序之間的剛性和柔性聯(lián)接，保證了全流程運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性、連續(xù)性，極大的提高了生產(chǎn)效率。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)將助力棉紡設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)，提高棉紡工廠的信息化水平。

在談到中國(guó)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化時(shí)，祝憲民說，紡織工業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化會(huì)率先在中國(guó)實(shí)現(xiàn)。他解釋道，作為人口大國(guó)，中國(guó)不能沒有紡織工業(yè)，城鎮(zhèn)化建設(shè)將大大增加紡織品內(nèi)需，要素成本上漲也需要提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。高成本會(huì)阻滯科技的進(jìn)步，低投入則可加速高技術(shù)的推廣。目前，中國(guó)擁有一定的成本優(yōu)勢(shì)，所以一些高新技術(shù)有望在中國(guó)更快實(shí)現(xiàn)。