邹华东
广东前进牛仔布有限公司
摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，纺织智能制造产业越来越繁荣起来。智能制造是"中国制造2025"的主攻方向，纺织业的智能制造是实现行业技术升级、变革产业发展模式与转变经济增长方式的有效途径，是近年来政府和行业大力推进的一项系统工程。在国内外实践层面该工程尚处于起步阶段，在理论和技术层面，研究还很不系统充分，尚不能为实践提供有效的理论和技术指导。纺织智能制造装备是纺织业实现智能制造的基础，本文在概述我国纺织智能制造相关领域的内涵基础上，重点探讨纺织智能制造装备涉及的若干关键技术，可为纺织智能制造装备的研究与应用提供思路。
关键词：纺织装备智能制造智能化
引言
在"中国制造2025"中，智能制造是非常重要的一部分，纺织业要想转变发展模式，升级行业技术，形成全新的经济发展模式，智能制造是其重要的转变方法。并且最近我国将智能制造作为重要工程推动和指导。但是整体上，国内外对智能制造的实践还处于探索中，可供参考的理论和方案有限。纺织智能制造装备是纺织行业实现智能制造的前提条件。为给纺织智能制造装备的设计开发提供理论参考和技术支持，促进纺织智能制造技术的发展和行业的技术进步，对智能制造的内涵及其关键技术进行分析和梳理，重点探讨纺织智能制造装备涉及的关键技术。
1智能制造概念及其内涵
20世纪80年代，美国赖特(PaulKennethWright)、伯恩(DavidAlanBourne)首次正式在其著作中提出智能制造的概念，随后几十年智能制造的概念不断得到发展，特别是随着21世纪物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的发展，智能制造的内涵又有了新的发展和深化，现阶段智能制造的内涵描述为:智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。智能制造是一个大系统工程，要从产品、生产、模式、基础4个维度系统推进，其中，智能产品是主体，智能生产是主线，以用户为中心的产业模式变革是主题，以信息－物理系统(cyberphysicalsystem，CPS)和工业互联网为基矗需要指出的是，随着科学和产业技术的发展，智能制造的内涵及其相关理论和技术也在不断发展。
2纺织智能制造装备关键技术
实现智能制造的过程中，必须要具备智能化的装备，这是智能制造目标实现的基矗对于纺织智能制造装备而言，其中需要具备的关键技术主要是防止装备大数据和建模、工序装备自动连接、纺织智能装置与机器人、网络化和信息化、智能控制等。
2.1纺织装备的智能控制
2.1.1纺织装备智能控制的特点与主要类型
从整体上而言，防止装备智能控制的特点和类型包括六方面：（1）均匀性控制，即通过定量控制的方法，保证纤维束的均匀；（2）张力控制，即通过在线检测的方式，保证纤维和纱线的张力性；（3）工艺动作和循环过程的控制，比如保证自动纺织机五种基本运动的科学性；（4）速度与位置的控制，保证纱线能够以合理的速度卷绕成相应的形状；（5）各个动机协调运动的控制，保证每个动机能够相互配合；（6）过程量的控制，即对浆纱工艺装置的流量和温度等进行控制，为纺织活动提供合理的压力、温度和流量环境。
2.1.2纺织装备的智能控制器
对于纺织智能控制而言，主要包括两种控制系统，分别是基于某一纺织工艺研发的专用智能控制器和大部分情况下的通用智能控制系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这两种技术控制系统的概念和特点分别如下所示：第一种是基于某一纺织工艺研发的专用智能控制器，也就是结合工艺设备的结构，引入先进控制器与芯片技术设计的控制系统硬件软件。最近几年中，很多企业在这种软件研发上采取了一系列行动，当下比较成功和典型可以参考复杂可编程逻辑器件(CPLD)、控制器局域网络(CAN)总线的高档织机控制系统。这些系统可以对仿制过程进行相对较精确的控制，有着理想的实时性，并且控制效率高，软件易于维护，软件的知识产权也能够得到法律保护，而不形成侵权问题，不足的是这种控制器需要结合具体的工艺设备进行专门研发，系统在很多情况下不通用，无法互换。第二种是大部分情况下的通用智能控制系统，这种系统结合PLC、工控机这类控制工具研发而来，比上述控制器，这种控制器有着较高的通用性，并且编程灵活，开发时间短。不足的是其硬件成本远高于上述的专用控制系统，并且其软件维护成本也非常高，即不具备较高的可保护性。这需要纺织企业结合纺织活动的复杂情况、成本和整体批量等情况，选择具体的控制器。
2.2纺织生产的网络化与信息化
纺织生产工艺一般存在装备类型多样化、工序多和工艺线路长等的特点，要想推动纺织生产达到网络化和信息化的标准，形成智能化纺织生产，就需要实现每项设备在网络平台中，实现各方面数据信息的衔接，以联网的方式对设备运行进行监控。基于此，需要确定纺织设备通信结构的具体协议、标准，研发科学的接口模块，这是一项应该被高度重视起来的工作。当下我国纺织机械协会推动下，形成了"棉纺设备网络管理通信接口和规范"，其它防止装备的通信结构规则也处于完善中，要想促使这些规范制度能够被每个纺织企业所遵循，还需要给出可行的监控机制，督促这些规则制度的落实。
2.3纺织生产智能装置与机器人
纺织制造中，有很多工作需要员工的参与，包括并条机换筒、送筒，细纱机自动落纱上纱，自动织造车间落布等，要想将这些过程处理成自动化过程，需要通过两种方案进行处理，将活动设计成自动化。按照工艺标准和结构内容设计出针对性的自动装置。这种装置能够灵活控制，动作效率高，可以替代反复性和高精度人工劳动，不足是需要结合具体情况，设计出不同的装置结构。
2.4纺织生产各工序装备的自动连接
根据上文分析，纺织加工中，所有工序之间的机械化的无缝衔接，是建设纺织加工智能工厂的重要内容，当下工序之间自动衔接的方法有两种：（1）结合车间的结构和每道工序设备研发专门的输送装置系统，实现上下道工序设备的自动输送；（2）建设自动引导小车作为输送系统。第一种方法的可靠性高，传送效率低，但是不具备理想的互换性，第二种方法互换性高，但是自动引导小车和工序设备之间，还需要企业提供转接装置。
结语
纺织智能制造装备属于高端装备，是实现纺织智能生产的基础，而工艺装备的多领域建模是实现智能控制的基础，也是对大数据进行分析运用的核心;为此，必须加强纺织智能制造装备相关理论技术基础的研究，为纺织智能制造装备的设计和实践提供理论技术支持。纺织智能制造装备的生产质量、效率与可靠性是其是否具有竞争力的根本，加强产学研合作，在理论研究基础上，潜心开展纺织智能制造装备的试验和实证研究，积累充足的大数据，是保障装备可靠性、提升加工质量的有效手段，甚至可能形成企业独特的技术诀窍和产品的核心竞争力。
参考文献
［1］张洁．大数据驱动的纺织智能制造平台架构［J］．纺织学报，2017，10
［2］梅顺齐．纺织智能制造及其装备若干关键技术的探讨［J］．纺织学报，2017，10
［3］周济．智能制造是中国制造2025的主攻方向［J］．中国机械工程，2015，26(17):2273－2284．
论文作者:邹华东
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第21期
论文发表时间:2019/11/26
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