紡織行業機械制造中的大數據技術應用

楊德杰 李風翥

(青島環球集團股份有限公司,山東青島 266000)

近年來,紡織行業的發展迅速,每年為國家貢獻了巨大的產值,其生產的紡織產品被應用在社會經濟的方方面面。但隨著紡織行業的生產方式轉變,機械生產已然成為了主要方式,為提升產品質量和效率,對紡織機械的制造要求較高,在開展紡織機械設計和制造時,要積極適應信息時代下的要求,將大數據技術應用于其中,推進制造工藝的變革,提升機械制造的現代化水平。未來隨著紡織行業的進一步發展,機械制造中的大數據技術發展和應用潛力巨大,各個紡織企業都要加強大數據技術的創新。

1 紡織機械制造智能化的發展思路

1.1 紡織機械制造智能化的內涵

在進入了信息化時代以后,我國的紡織行業也進入了新的發展階段,智能化概念逐步提出,為實現紡織行業智能化的目標,在紡織機械制造的過程中要加大大數據技術的應用,以充分發揮技術優勢,提升紡織機械的總體性能。伴隨著計算機技術的快速發展,智能化概念被提出且在紡織行業中取得了一定的發展成效,從當下的發展現狀來看,在多年的探索實踐過程中,紡織機械制造中已經形成了集物聯網技術、云計算技術和數字通信技術等現代化技術于一體的制造體系,加快了紡織機械智能化目標的實現。

1.2 紡織機械制造智能化發展的需求分析

工業4.0架構標準模型提出以后,紡織機械制造方面就有了更多的參考標準,相關人員在開展制造工作時,就可以加大現代化技術的應用。紡織機械制造的智能化需求是推進智能化目標實現的基礎,只有全面了解了在紡織行業機械制造中的智能化發展要求,才能夠在產品的整個生命周期和階段中,逐步滲透大數據、智能化的概念,將大數據技術、智能化技術逐步應用在產品設計、制造的各個環節[1]。紡織機械制造智能化要求下,首先要進行橫向數據的收集,在此項工作進行時,相關人員要面向紡織機械制造過程中所涉及的全部原材料和物料的相關信息,這些信息中不僅有企業與企業之間的橫向數據,更存在有企業內部不同部門之間的橫向數據。對于企業與企業之間的橫向數據,主要是這些企業之間在相互交流過程中的信息整合,而企業內部的橫向數據為不同部門的信息整合結果。其次,紡織機械制造智能化需求下,對縱向數據的收集也尤為重要,這一數據收集具體包含的是面向全部服務封裝、服務平臺的打造、服務配置的補充等方面的內容。服務封裝為紡織機械制造過程中對全部發展資源、服務管理等各個要素的封裝化處理,以通過這些過程來實現產品封裝化后的集成。

2 大數據技術在紡織機械制造中的應用

隨著紡織行業現代化發展步伐的加快,紡織機械已然成為了影響紡織企業產品生產效率和質量的關鍵要素,為幫助紡織企業更好地適應當下的發展環境,紡織機械生產廠家在機械制造的過程中,要加強對大數據技術的應用,因為大數據技術下可以輔助數據采集、存儲和處理,也就可以從海量的數據中提取出有價值的信息來輔助機械制造,保障紡織機械制造的整體水平[2]。大數據技術在紡織機械制造中的應用流程如圖1:

圖1 大數據技術的應用流程Fig.1 Application process of big data technology

2.1 智能化控制的紡織機械生產技術

紡織機械的生產車間環境比較惡劣,呈現出高溫、高壓和高濕的特征,整個紡織機械的制造過程中,往往處于高強度、超大負荷的運行條件下,這就使得在整個的紡織機械制造中,需要控制的參數和流程相對較多,傳統的人工控制顯然已經無法保障控制目標的實現,智能控制成為了主要的方向。對于紡織品工藝來看,整個的產品生產中涉及的流程繁多,原材料也就是紡紗和纖維等環節一般要重點關注均勻分布控制、張力控制,但與此同時也要做好生產速度、位置和操作動作等的管控,這些控制對象的控制方面,為提高控制精度,一般要利用嵌入式處理器或者芯片來完成[3]。

2.2 信息化、網絡化的紡織機械生產加工技術

我國在近年來已然進入了智能化發展階段,大數據技術、智能化技術等現代技術在很多的領域都得到了廣泛的應用,刺激了行業變革。而這些新技術的出現和應用給紡織行業機械制造帶來了一定的機遇與挑戰,紡織機械制造企業要適應信息化時代的發展要求,開展制造理念、技術和工藝的革新。紡織機械制造中,最需要改變的就是制造工藝,因為傳統的制造方式下,整個的制造流程比較復雜,大數據技術出現以后,就需要將大數據技術充分應用于工藝改進中,最好能夠簡化原有的制造流程,使得在整個的紡織機械制造中,操作工藝和設備數量都相對較少[4]。此外,大數據技術在機械制造中應用時,要充分與信息技術等高度結合起來,以提升機械的集成化程度,使得紡織機械具有綜合性特征,能夠在紡織產品的生產中發揮其應有的作用,保持可靠的運轉狀態。現階段,紡織行業也表現出了一定的數字化特征,大數據技術在機械制造中的應用,可以加快機械制造中的網絡信息化發展步伐,使得在機械運行和使用的過程中,不同模塊之間的通信更為便捷,保持互相之間的高度銜接。

2.3 紡織機械機器人等智能裝置的研發

大數據技術在當下的發展十分迅速,專業人員在充分調研紡織機械制造工藝和流程的基礎上,完全可以將大數據技術與各種現代化的技術有效結合起來,開發出智能裝置,輔助紡織產品的生產,如紡織機械機器人。在紡織行業機械制造的過程中,一些環節存在重復性的工作,而通過大數據和智能技術的結合,就可以利用程序開發來實現自動化操作,使得整個的紡織機械制造更具安全性、高效性[5]。因此,大數據技術作為紡織機器人研發中的核心技術,通過這些技術的融入,可以在很大程度上實現資源的節約和利用,幫助機械制造企業獲得更大的效益。根據當前市場上的紡織機器人研發和利用情況,其在生產的過程中,經由機器人的配置,完全可以對動作軌跡和動作速度加以精準控制。

2.4 智能化故障檢測和分析系統的開發

紡織行業機械制造的技術難度較大,在整個的制造工作中往往需遵循很多的設計標準和規范,信息化時代到來以后,人們對紡織機械制造也提出了新的要求,智能化發展趨勢下,有關制造人員要在機械中添加智能化故障檢測和分析系統的內容,使得在后續投入使用以后,這些智能化模塊可以在海量生產數據的采集和分析過程中提取出有價值的信息,輔助機械的控制決策,更好地組織生產[6]。智能化故障檢測和分析系統在應用于紡織機械以后,就可以有效對紡織機械運行中可能存在的故障加以預測,但為保障預測的正確性,一般要在工藝參數、電氣性能參數等的全面分析中挖掘出有用的信息來更好地進行紡織機械性能優化,降低機械故障率。

2.5 各個制造工序的自動化連接

紡織機械的結構構成復雜,整個制造過程中涉及的工序和工藝繁多,在將大數據技術應用于制造工作時,不僅可以提升制造的效率,更能夠提升總體的制造水平。事實上,大數據技術在應用于紡織機械制造以后,因為可以保持不同制造工序之間的高度銜接,也就使得整體的制造效率得以提升。但為實現工序之間的自動化連接,有關人員要根據機械制造的總體要求和生產車間的空間大小和分布,利用大數據技術來進行紡織生產裝置系統的設計,使得該系統能夠輔助紡織機械的生產作業。

3 紡織行業機械制造的未來發展

3.1 產品設計智能化

在紡織機械制造中,人們越來越意識到了大數據技術對機械制造的優勢,未來隨著智能化、信息化發展步伐的加快,紡織行業機械制造必將朝著設計智能化的方向邁進,利用大數據技術來進行數據采集和分析,實現供應鏈協同和工廠互聯化,使得全流程數據都可以達到可視化和大規模定制的預期目標。在紡織機械制造中,需采集的信息主要有市場銷售數據、需求數據等,因為數據的海量性和多樣化特征,可以在復雜網絡、深度學習等方法基礎上進行大數據分析,從而更好地滿足市場上對紡織機械的制造要求,保障所設計、制造的機械產品可以與市場需求相一致。

3.2 紡織機械的協同工藝設計

紡織機械制造的工藝復雜,為提升總體的設計水平,在整個的制造工序中要加強協同化設計,發揮在整個協同設計和制造中ERP、MES、CAD、CAPP等輔助軟件的作用,而大數據技術在協同設計和制造中主要發揮的是多元信息融合作用,專業人員完全可以利用大數據技術來將海量的信息整合起來,從這些信息中提取中有價值的信息來構造機械制造模型、工藝專家知識庫,使得整個的制造工作進行時,可以直接從專家庫內調取相應的制造工具,在專有模型中開展有針對性的設計。

4 結語

綜上,紡織行業在當下已然成為了我國國民經濟體系中的重要構成,但隨著紡織企業機械化生產的推進,人們對紡織機械的性能和功能也提出了新的要求,整個的機械制造中,要加強大數據技術在數據采集、存儲和挖掘方面的優勢,全面輔助制造工作的進行。