紡織智能制造任重而道遠(yuǎn)
——第11期紡織科技新見解學(xué)術(shù)沙龍后記

舒 偉

(中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)， 北京 100025)

紡織智能制造任重而道遠(yuǎn)
——第11期紡織科技新見解學(xué)術(shù)沙龍后記

舒 偉

(中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)， 北京 100025)

由中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)主辦，《紡織學(xué)報(bào)》編輯委員會(huì)和江南大學(xué)教育部針織技術(shù)工程研究中心共同承辦的第11期紡織科技新見解學(xué)術(shù)沙龍于2017年4月21日在江蘇無(wú)錫舉辦。本期沙龍的主題為“智能制造”。中國(guó)工程院俞建勇院士、東華大學(xué)陳革教授、江南大學(xué)蔣高明教授、中國(guó)紡織機(jī)械協(xié)會(huì)祝憲民教授級(jí)高工共同擔(dān)任本期沙龍領(lǐng)銜科學(xué)家。中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)伏廣偉常務(wù)副理事長(zhǎng)出席沙龍活動(dòng)。來(lái)自清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、東華大學(xué)、江南大學(xué)、浙江理工大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、武漢紡織大學(xué)、西安工程大學(xué)、青島大學(xué)等高校，以及山東如意集團(tuán)、無(wú)錫一棉紡織集團(tuán)有限公司、泉州佰源機(jī)械科技股份有限公司、江蘇潤(rùn)源控股集團(tuán)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(yīng)邀參加本期學(xué)術(shù)沙龍?，F(xiàn)將本期沙龍的有關(guān)觀點(diǎn)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(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)入重要?dú)v史時(shí)期，長(zhǎng)期以來(lái)主要依靠資源要素投入、規(guī)模擴(kuò)張的粗放型發(fā)展模式難以為繼；盡管我國(guó)制造業(yè)規(guī)模躍居世界第1位，但是大而不強(qiáng)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(guān)鍵工藝過程數(shù)控化率和數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)工具普及率低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家。而加快發(fā)展紡織智能制造，對(duì)于推進(jìn)我國(guó)紡織行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，培育經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)能，構(gòu)建新型紡織制造體系，促進(jìn)紡織行業(yè)向中高端邁進(jìn)、實(shí)現(xiàn)紡織強(qiáng)國(guó)具有重要意義。

目前，智能化技術(shù)在紡織生產(chǎn)、研發(fā)、管理、倉(cāng)儲(chǔ)、物流等各環(huán)節(jié)已經(jīng)開始運(yùn)用。在棉紡、印染、化纖、服裝、針織、家紡等領(lǐng)域，已開展以自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)、在線工藝和質(zhì)量監(jiān)控、自動(dòng)輸送包裝、智能倉(cāng)儲(chǔ)、智能管理為主要特征的數(shù)字化、智能化工廠(車間)試點(diǎn)。通過智能化生產(chǎn)和信息化集成管理，可有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，其中智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目勞動(dòng)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(guó)在2015—2016年紡織智能制造項(xiàng)目立項(xiàng)情況。

表1 我國(guó)在2015—2016年紡織智能制造項(xiàng)目立項(xiàng)情況

2 紡織智能制造平臺(tái)的構(gòu)建

針對(duì)紡織行業(yè)關(guān)鍵工序自動(dòng)化、數(shù)字化改造需求，推廣應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、智能制造裝備，提高設(shè)計(jì)、制造、工藝、管理水平，努力提升發(fā)展層次，急需構(gòu)建一個(gè)通用的紡織智能制造平臺(tái)。

東華大學(xué)張潔教授詳述了以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)、信息物理融合平臺(tái)為核心、3大集成為手段的紡織智能制造平臺(tái)體系。其中橫向集成實(shí)現(xiàn)紡織生產(chǎn)車間及紡織供應(yīng)鏈的協(xié)同優(yōu)化；縱向集成實(shí)現(xiàn)制造過程的互聯(lián)化、數(shù)據(jù)化、信息化、知識(shí)化和智能化；端到端集成實(shí)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(shè)備、眾多供應(yīng)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(shì)。智能制造平臺(tái)通過對(duì)市場(chǎng)、設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、管理和銷售等的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，有利于實(shí)現(xiàn)紡織產(chǎn)業(yè)鏈每個(gè)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(yùn)含的特征信息、規(guī)律知識(shí)，并將這些大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到精準(zhǔn)營(yíng)銷模式、眾創(chuàng)設(shè)計(jì)平臺(tái)、自動(dòng)工藝規(guī)劃、自適應(yīng)生產(chǎn)調(diào)整和自主設(shè)備維護(hù)等環(huán)節(jié)，為紡織制造業(yè)帶來(lái)新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)與附加價(jià)值。

江南大學(xué)蔣高明教授從針織產(chǎn)品設(shè)計(jì)智能化、裝備控制智能化、生產(chǎn)管理智能化、服裝營(yíng)銷智能化、產(chǎn)品性能智能化和產(chǎn)業(yè)服務(wù)智能化6個(gè)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(gòu)，具有花型設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、織物仿真、虛擬展示等功能，并建有針織產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶可直接通過智能終端隨時(shí)對(duì)針織物進(jìn)行設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)結(jié)合云存儲(chǔ)、針織物仿真、虛擬展示和三維模擬等技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，對(duì)所有存儲(chǔ)信息進(jìn)行分析，對(duì)針織產(chǎn)品進(jìn)行智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化。免安裝、免硬件、免維護(hù)是系統(tǒng)的最大特點(diǎn)，有利于降低企業(yè)成本，符合當(dāng)前的“快時(shí)尚”營(yíng)銷理念。針織智能制造平臺(tái)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提供支持。

天津工業(yè)大學(xué)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(wù)平臺(tái)，該平臺(tái)可以為本地區(qū)乃至全國(guó)范圍內(nèi)的紡織服裝文化創(chuàng)意設(shè)計(jì)、工藝創(chuàng)新設(shè)計(jì)等相關(guān)活動(dòng)提供設(shè)計(jì)工具支持、資源整合、在線展示、在線交易、工藝庫(kù)維護(hù)等完備的云服務(wù)，積極推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+紡織”這一新型商業(yè)模式的成熟度和市場(chǎng)規(guī)模，培育新型互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。該平臺(tái)還支撐研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝驗(yàn)證與產(chǎn)品試制等紡織生產(chǎn)活動(dòng)，有效推動(dòng)智能工廠、智能機(jī)器人技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在紡織服裝領(lǐng)域的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

通過構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的紡織智能制造體系，對(duì)紡織行業(yè)合理應(yīng)用與集成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息物理融合技術(shù)具有重要借鑒價(jià)值，為我國(guó)紡織企業(yè)從自動(dòng)化轉(zhuǎn)型升級(jí)到智能化發(fā)展，提供了重要的參考。

3 轉(zhuǎn)型升級(jí)及其設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新

要實(shí)現(xiàn)紡織智能制造，如何將紡織設(shè)備與數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)及新一代信息技術(shù)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(dāng)前紡織設(shè)備發(fā)展的重要難題。

武漢紡織大學(xué)梅順齊教授認(rèn)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(guān)鍵技術(shù)包括：智能控制、網(wǎng)絡(luò)化與信息化、紡織智能裝置與機(jī)器人、紡織裝備智能檢測(cè)與故障診斷、工序裝備的自動(dòng)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(shí)現(xiàn)紡織智能生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而工藝裝備的多領(lǐng)域建模是實(shí)現(xiàn)智能控制的基礎(chǔ)，也是對(duì)“大數(shù)據(jù)”進(jìn)行分析運(yùn)用的核心。因此必須加強(qiáng)紡織智能制造裝備相關(guān)理論技術(shù)基礎(chǔ)的研究，為紡織智能制造裝備的設(shè)計(jì)和實(shí)踐提供理論技術(shù)支持。

機(jī)器視覺指以計(jì)算機(jī)模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。江南大學(xué)高衛(wèi)東教授介紹了機(jī)器視覺在原棉異纖檢測(cè)、粗紗細(xì)紗斷頭、排花、穿經(jīng)、織造、驗(yàn)布、染整等紡織領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展，機(jī)器視覺作為一項(xiàng)紡織智能制造關(guān)鍵技術(shù)，降低了紡織企業(yè)人工成本，提高了產(chǎn)品檢測(cè)準(zhǔn)確度，隨著機(jī)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(lái)紡織智能制造的一雙慧眼。

浙江理工大學(xué)胡旭東教授圍繞“數(shù)控一代”對(duì)紡織裝備技術(shù)的促進(jìn)、紡織裝備智能制造進(jìn)行了分析。以數(shù)控一代機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用為基礎(chǔ)，根據(jù)“創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)+數(shù)控化工藝+智能傳感器+專用數(shù)控系統(tǒng)”技術(shù)路線，充分利用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人，重點(diǎn)面向紡織機(jī)械、輕工機(jī)械、工程機(jī)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(yù)制體及其復(fù)合材料成形等關(guān)鍵共性技術(shù)研究。目前，紡織機(jī)械成套數(shù)字化裝備、智能化輔助裝置等設(shè)備已經(jīng)研發(fā)成功，逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

與會(huì)企業(yè)家分享紡織智能制造在實(shí)際應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)及問題。山東如意集團(tuán)的丁彩玲執(zhí)行總裁介紹了如意集團(tuán)的生產(chǎn)智能化發(fā)展?fàn)顩r，并對(duì)企業(yè)在智能制造轉(zhuǎn)型過程中如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、信息互通、數(shù)據(jù)共享，解決信息孤島問題進(jìn)行探討。無(wú)錫一棉紡織集團(tuán)有限公司周曄珺董事長(zhǎng)介紹了公司在棉紡織智能制造方向和智能制造應(yīng)用模式探索方面的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，針對(duì)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(gè)方面實(shí)現(xiàn)智能化，并從基礎(chǔ)建設(shè)、數(shù)字化制造和智能制造的深度學(xué)習(xí)3方面進(jìn)行智能制造應(yīng)用模式的探索。

4 總結(jié)與展望

本期沙龍領(lǐng)銜科學(xué)家俞建勇院士做了總結(jié)發(fā)言，他指出：與會(huì)專家們提出的不同學(xué)術(shù)觀點(diǎn)將對(duì)紡織行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造具有重要的指導(dǎo)意義，智能制造必定是紡織行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)；同時(shí)還要加大對(duì)紡織智能制造發(fā)展的投入，突破先進(jìn)感知與測(cè)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(guān)鍵共性技術(shù)，推進(jìn)制造過程各環(huán)節(jié)和全價(jià)值鏈的協(xié)同優(yōu)化，完善針對(duì)多行業(yè)的信息網(wǎng)絡(luò)、公共服務(wù)平臺(tái)的搭建。他還指出實(shí)現(xiàn)智能制造要從信息化、自動(dòng)化和數(shù)字化3個(gè)方面著手，要?jiǎng)?chuàng)造大數(shù)據(jù)環(huán)境，正確把握智能制造的實(shí)質(zhì)，通過多行業(yè)間的交叉融合，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，推動(dòng)我國(guó)紡織智能制造快速發(fā)展。

我國(guó)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(shè)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(guān)鍵設(shè)備間實(shí)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(yīng)用還沒有達(dá)到生產(chǎn)應(yīng)用的需求；互聯(lián)網(wǎng)接口也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，接口的安全機(jī)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(zhǎng)企業(yè)管理又熟悉信息技術(shù)，還能開展智能制造技術(shù)開發(fā)、技術(shù)改進(jìn)、業(yè)務(wù)指導(dǎo)的的復(fù)合型人才。紡織智能制造，任重道遠(yuǎn)！