紡織智能制造標準體系架構研究與實現

丁海濤

（固始縣工程咨詢公司，河南 固始 465200）

引言

紡織智能制造標準的制定可加速紡織智能制造的快速發展。本文依據《國家智能制造標準體系建設指南(2015年版)》，圍繞紡織智能制造標準核心問題，從紡織智能制造裝備、生產執行、流通管理等環節的智能化，研究提出系統性、先進性和可操作性的紡織智能制造標準體系架構，為智能制造標準有序制定，提高紡織裝備的智能制造水平和質量穩定性提供參考。

一、紡織智能制造標準發展現狀

隨著移動互聯網、物聯網、云計算和大數據等新信息技術的發展，紡織企業的制造模式和技術架構面臨著深刻變革。智能制造是與信息技術、工業技術以及管理技術都相關的系統技術，由此形成的智能制造系統是一個巨大復雜的系統，而標準化則是推動紡織智能制造科技發展與實施的強有力的工具。紡織智能制造系統的建設必須率先開展標準化建設。標準化是實現智能制造的基礎，標準先行是信息化的基礎和前提。經過數十年的發展，紡織生產過程已經基本實現了自動化、大部分紡織企業部署了企業資源計劃(ERP)、生產執行系統(MES)、計算機輔助工藝規程設計(CAPP)、供應鏈關系管理(SCM)等信息系統。由于缺乏統一的規劃標準，這些智能設備和信息系統的應用效果并不理想。自從國家工業和信息化部、國家標準化管理委員會共同組織制定了《國家智能制造標準體系建設指南(2015年版)》后，許多學者在智能制造標準領域展開研究：研究船舶智能制造技術發展趨勢，并提出了標準體系框架分析;對航空智能制造標準體系進行了設計方法的研究;對通用智能制造標準體系構建提出建議;對針織面料生產智能制造進行研究，給出針織面料生產智能制造通用信息模型標準和驗證平臺;研究大數據驅動下的紡織智能制造平臺架構。

二、紡織智能制造標準體系架構

（一）共性技術與標準

紡織智能制造標準體系中，共性技術與標準主要包括智能傳感技術、物聯標識技術、網絡架構技術、安全、機器人和OPCUA協議等。在新型紡織機械中，有很多類型的傳感器對改善紡織生產發揮了極大的作用，如光電傳感器、電磁傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器及各種工藝參數傳感器等，已廣泛應用于各種新型紡織機械，如異纖檢測，并條機和梳棉機等的棉條均勻度檢測，棉網均勻度檢測，紡絲機、細紗機、整經機、織機的斷紗自停檢測，織機、紗線卷取機、絡筒機等紗線張力檢測，印染設備中在線色差檢測等。隨著紡織裝備向著數字化、智能化、多功能化發展，掌握紡織裝備中各種信息檢測的需求，研究紡織裝備專用新型傳感器的檢測原理和方法，以及適合紡織生產的物聯標識技術和標準，實現紡織機械裝備動態運行狀態的有效監測是實現紡織智能制造的基礎。共性技術與標準中，需要抽取紡織業物聯的要求，研究物聯標識技術，形成紡織物聯標識標準，為實現紡織制造過程中的物聯和數據采集打下基礎。網絡架構、安全、機器人和OPCUA協議等可采用已經發布的相關標準。

（二）關鍵技術標準

關鍵技術標準主要包括3部分：工業軟件與大數據、智能車間與智能工廠以及工業互聯網。工業軟件與大數據標準中，需要研究與紡織相關的工業大數據處理技術標準和與紡織產品相關的應用軟件標準，其他如數據管理技術、工業軟件集成、軟件質量管理和軟件資產管理等可參照國家智能制造標準體系中的相關標準。分析紡織生產過程，可將智能車間與智能工廠標準建設分為6個方面：智能裝備、系統集成、互聯互通、信息融合、制造執行和運營分析。智能設備包括紡織生產中的化纖設備、織造設備、針織設備、非織造設備、印染設備、制衣設備、配套設備、專用傳感器等，需要根據相關行業特點，制定各種智能設備的相關標準。系統集成中需要制定各生產線標準，并針對各生產線進行分析，制定產品與設備集成、設備到設備集成、設備與系統集成等紡織行業的共性標準。互聯互通需要抽取紡織行業的共性技術，制定紡織工業控制網、工業物聯網、紡織工業云平臺和紡織大數據平臺等標準。信息融合標準主要需要制定紡織工藝數據、紡織設備狀態數據、紡織過程數據和紡織物流控制數據等信息融合標準。制造執行標準主要包括紡織設備運行管理、紡織生產質量控制、紡織工藝執行管理、生產物流管理和生產計劃調度等關鍵技術和標準。運營分析主要包括客戶關系管理系統(CRM)、ERP、倉庫管理系統(WMS)和個性化定制平臺等。工業互聯網主要包括網絡組網技術、工業無線通信、工業有線通信和信息協同技術等標準。

（三）紡織智能制造新模式

紡織智能制造新模式主要包括紡絲、非織造流程型智能制造、紡紗、織造、染整離散型智能制造、全流程網絡協同制造、服裝大規模個性化定制和紡織裝備遠程運維服務等。

結語

本文對紡織智能制造標準架構規范進行研究，給出了紡織智能制造共性技術與標準發展目標規劃，分析了紡織智能制造標準體系架構圖，提出關鍵智能工廠架構，包括紡織全生命周期的資源要素、系統集成、互聯互通、信息融合、制造執行和運營分析，對進一步具體研究紡織智能制造標準給出了方向性參考。同時以高端針織面料智能制造為例，提出針織生產智能管控標準架構，對紡織工業各企業建立智能工廠具有很好的參考作用。