舒 偉

(中國紡織工程學會， 北京 100025)

紡織智能制造任重而道遠
——第11期紡織科技新見解學術沙龍后記

舒 偉

(中國紡織工程學會， 北京 100025)

由中國紡織工程學會主辦，《紡織學報》編輯委員會和江南大學教育部針織技術工程研究中心共同承辦的第11期紡織科技新見解學術沙龍于2017年4月21日在江蘇無錫舉辦。本期沙龍的主題為“智能制造”。中國工程院俞建勇院士、東華大學陳革教授、江南大學蔣高明教授、中國紡織機械協(xié)會祝憲民教授級高工共同擔任本期沙龍領銜科學家。中國紡織工程學會伏廣偉常務副理事長出席沙龍活動。來自清華大學、浙江大學、中國科學院、東華大學、江南大學、浙江理工大學、天津工業(yè)大學、武漢紡織大學、西安工程大學、青島大學等高校，以及山東如意集團、無錫一棉紡織集團有限公司、泉州佰源機械科技股份有限公司、江蘇潤源控股集團有限公司、恒天重工股份有限公司等行業(yè)和企業(yè)的50余位代表應邀參加本期學術沙龍?，F(xiàn)將本期沙龍的有關觀點綜述如下。

1 紡織智能制造背景與現(xiàn)狀

經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，我國制造業(yè)轉型升級進入重要歷史時期，長期以來主要依靠資源要素投入、規(guī)模擴張的粗放型發(fā)展模式難以為繼；盡管我國制造業(yè)規(guī)模躍居世界第1位，但是大而不強的問題突出，尤其是以紡織行業(yè)為代表的輕工業(yè)，存在智能化程度不高、系統(tǒng)集成能力不足，關鍵工藝過程數(shù)控化率和數(shù)字化研發(fā)設計工具普及率低于歐美發(fā)達國家。而加快發(fā)展紡織智能制造，對于推進我國紡織行業(yè)供給側結構性改革，培育經(jīng)濟增長新動能，構建新型紡織制造體系，促進紡織行業(yè)向中高端邁進、實現(xiàn)紡織強國具有重要意義。

目前，智能化技術在紡織生產(chǎn)、研發(fā)、管理、倉儲、物流等各環(huán)節(jié)已經(jīng)開始運用。在棉紡、印染、化纖、服裝、針織、家紡等領域，已開展以自動化和智能化生產(chǎn)、在線工藝和質(zhì)量監(jiān)控、自動輸送包裝、智能倉儲、智能管理為主要特征的數(shù)字化、智能化工廠(車間)試點。通過智能化生產(chǎn)和信息化集成管理，可有效提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，其中智能制造試點示范項目勞動生產(chǎn)率提高30%以上，產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)周期縮短20%以上，殘次品率下降30%。表1示出我國在2015—2016年紡織智能制造項目立項情況。

表1 我國在2015—2016年紡織智能制造項目立項情況

2 紡織智能制造平臺的構建

針對紡織行業(yè)關鍵工序自動化、數(shù)字化改造需求，推廣應用數(shù)字化技術、系統(tǒng)集成技術、智能制造裝備，提高設計、制造、工藝、管理水平，努力提升發(fā)展層次，急需構建一個通用的紡織智能制造平臺。

東華大學張潔教授詳述了以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎、信息物理融合平臺為核心、3大集成為手段的紡織智能制造平臺體系。其中橫向集成實現(xiàn)紡織生產(chǎn)車間及紡織供應鏈的協(xié)同優(yōu)化；縱向集成實現(xiàn)制造過程的互聯(lián)化、數(shù)據(jù)化、信息化、知識化和智能化；端到端集成實現(xiàn)企業(yè)不同部門之間協(xié)同管理。隨著大量紡織工藝設備、眾多供應鏈成員、不同信息系統(tǒng)的互通互聯(lián)，紡織行業(yè)數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢。智能制造平臺通過對市場、設計、工藝、生產(chǎn)、管理和銷售等的數(shù)據(jù)進行分析，有利于實現(xiàn)紡織產(chǎn)業(yè)鏈每個環(huán)節(jié)的融合與協(xié)同優(yōu)化；挖掘這些數(shù)據(jù)中所蘊含的特征信息、規(guī)律知識，并將這些大數(shù)據(jù)技術應用到精準營銷模式、眾創(chuàng)設計平臺、自動工藝規(guī)劃、自適應生產(chǎn)調(diào)整和自主設備維護等環(huán)節(jié)，為紡織制造業(yè)帶來新的業(yè)務增長與附加價值。

江南大學蔣高明教授從針織產(chǎn)品設計智能化、裝備控制智能化、生產(chǎn)管理智能化、服裝營銷智能化、產(chǎn)品性能智能化和產(chǎn)業(yè)服務智能化6個方面介紹了針織行業(yè)的智能化發(fā)展方向。其開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)針織CAD系統(tǒng)采用B/S架構，具有花型設計、工藝設計、織物仿真、虛擬展示等功能，并建有針織產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，用戶可直接通過智能終端隨時對針織物進行設計。該系統(tǒng)結合云存儲、針織物仿真、虛擬展示和三維模擬等技術，通過大數(shù)據(jù)相關技術，對所有存儲信息進行分析，對針織產(chǎn)品進行智能設計與優(yōu)化。免安裝、免硬件、免維護是系統(tǒng)的最大特點，有利于降低企業(yè)成本，符合當前的“快時尚”營銷理念。針織智能制造平臺為針織企業(yè)產(chǎn)品的快速研發(fā)、提升質(zhì)量水平和市場競爭力提供支持。

天津工業(yè)大學陳瀚林教授介紹了面向產(chǎn)業(yè)眾創(chuàng)、支持互聯(lián)網(wǎng)+服裝紡織新模式和產(chǎn)業(yè)集群整合提升的智能紡織云服務平臺，該平臺可以為本地區(qū)乃至全國范圍內(nèi)的紡織服裝文化創(chuàng)意設計、工藝創(chuàng)新設計等相關活動提供設計工具支持、資源整合、在線展示、在線交易、工藝庫維護等完備的云服務，積極推動“互聯(lián)網(wǎng)+紡織”這一新型商業(yè)模式的成熟度和市場規(guī)模，培育新型互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。該平臺還支撐研發(fā)、產(chǎn)品設計、工藝驗證與產(chǎn)品試制等紡織生產(chǎn)活動，有效推動智能工廠、智能機器人技術等先進制造技術在紡織服裝領域的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

通過構建基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動的紡織智能制造體系，對紡織行業(yè)合理應用與集成物聯(lián)網(wǎng)技術、服務互聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術、信息物理融合技術具有重要借鑒價值，為我國紡織企業(yè)從自動化轉型升級到智能化發(fā)展，提供了重要的參考。

3 轉型升級及其設備技術創(chuàng)新

要實現(xiàn)紡織智能制造，如何將紡織設備與數(shù)字技術、智能技術及新一代信息技術融合，開發(fā)面向產(chǎn)品全生命周期的具有信息感知、優(yōu)化決策、執(zhí)行控制功能的制造系統(tǒng)，是當前紡織設備發(fā)展的重要難題。

武漢紡織大學梅順齊教授認為裝備的智能化是智能制造的核心，紡織智能制造裝備涉及的關鍵技術包括：智能控制、網(wǎng)絡化與信息化、紡織智能裝置與機器人、紡織裝備智能檢測與故障診斷、工序裝備的自動連接、紡織裝備的大數(shù)據(jù)與建模。紡織智能制造裝備是實現(xiàn)紡織智能生產(chǎn)的基礎，而工藝裝備的多領域建模是實現(xiàn)智能控制的基礎，也是對“大數(shù)據(jù)”進行分析運用的核心。因此必須加強紡織智能制造裝備相關理論技術基礎的研究，為紡織智能制造裝備的設計和實踐提供理論技術支持。

機器視覺指以計算機模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并加以理解，最終用于實際檢測、測量和控制。江南大學高衛(wèi)東教授介紹了機器視覺在原棉異纖檢測、粗紗細紗斷頭、排花、穿經(jīng)、織造、驗布、染整等紡織領域的應用進展，機器視覺作為一項紡織智能制造關鍵技術，降低了紡織企業(yè)人工成本，提高了產(chǎn)品檢測準確度，隨著機器視覺硬件智能化程度不斷提高，軟件功能不斷豐富，其必將成為未來紡織智能制造的一雙慧眼。

浙江理工大學胡旭東教授圍繞“數(shù)控一代”對紡織裝備技術的促進、紡織裝備智能制造進行了分析。以數(shù)控一代機械產(chǎn)品創(chuàng)新應用為基礎，根據(jù)“創(chuàng)新結構設計+數(shù)控化工藝+智能傳感器+專用數(shù)控系統(tǒng)”技術路線，充分利用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和國產(chǎn)工業(yè)機器人，重點面向紡織機械、輕工機械、工程機械等行業(yè)，開展智能化連續(xù)化紡紗、織造及后整理、化纖及非織造布、纖維三維預制體及其復合材料成形等關鍵共性技術研究。目前，紡織機械成套數(shù)字化裝備、智能化輔助裝置等設備已經(jīng)研發(fā)成功，逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

與會企業(yè)家分享紡織智能制造在實際應用中的經(jīng)驗及問題。山東如意集團的丁彩玲執(zhí)行總裁介紹了如意集團的生產(chǎn)智能化發(fā)展狀況，并對企業(yè)在智能制造轉型過程中如何實現(xiàn)設備互聯(lián)、信息互通、數(shù)據(jù)共享，解決信息孤島問題進行探討。無錫一棉紡織集團有限公司周曄珺董事長介紹了公司在棉紡織智能制造方向和智能制造應用模式探索方面的經(jīng)驗和體會，針對自身企業(yè)發(fā)展的情況指出智能制造需從裝備、管理和產(chǎn)品3個方面實現(xiàn)智能化，并從基礎建設、數(shù)字化制造和智能制造的深度學習3方面進行智能制造應用模式的探索。

4 總結與展望

本期沙龍領銜科學家俞建勇院士做了總結發(fā)言，他指出：與會專家們提出的不同學術觀點將對紡織行業(yè)實現(xiàn)智能制造具有重要的指導意義，智能制造必定是紡織行業(yè)未來的發(fā)展趨勢；同時還要加大對紡織智能制造發(fā)展的投入，突破先進感知與測量、高可靠智能控制、建模與仿真、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全等一批關鍵共性技術，推進制造過程各環(huán)節(jié)和全價值鏈的協(xié)同優(yōu)化，完善針對多行業(yè)的信息網(wǎng)絡、公共服務平臺的搭建。他還指出實現(xiàn)智能制造要從信息化、自動化和數(shù)字化3個方面著手，要創(chuàng)造大數(shù)據(jù)環(huán)境，正確把握智能制造的實質(zhì)，通過多行業(yè)間的交叉融合，加強產(chǎn)學研合作，推動我國紡織智能制造快速發(fā)展。

我國紡織行業(yè)的智能制造已取得初步的發(fā)展，但是在產(chǎn)業(yè)鏈中仍存在不少問題急需解決。隨著各工序所用設備智能化程度的不斷提高，工序間的互通互聯(lián)成為生產(chǎn)整體化智能制造的制約；關鍵設備間實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)，各產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以提取，但大數(shù)據(jù)的分析和應用還沒有達到生產(chǎn)應用的需求；互聯(lián)網(wǎng)接口也沒有統(tǒng)一標準，接口的安全機制需要得到高度重視；紡織行業(yè)的智能制造的發(fā)展還缺乏既擅長企業(yè)管理又熟悉信息技術，還能開展智能制造技術開發(fā)、技術改進、業(yè)務指導的的復合型人才。紡織智能制造，任重道遠！