智能制造技術在紡織機械制造行業中的應用

申祖輝

（新鄉職業技術學院，河南 新鄉 453006）

近年來，隨著科學技術的快速發展，“互聯網+”“智慧+”成為眾多行業發展的主要方向。云計算、大數據、智能化已經成為當前重要的應用技術，作為國內經濟重要組成部分的紡織機械制造行業也不例外，開始逐步探索和研究智能化制造在紡織機械制造行業的深入應用。

1 紡織機械制造行業的現狀

從國內紡織機械制造行業了解的數據來看，一部分綜合實力較強的紡織機械制造企業已經實現了智能化制造技術的應用，同時也引領著整個紡織機械制造行業向前發展，但是依然有眾多實力較弱的企業以及一些微型企業，不僅沒有實現智能化技術的應用，還與當前實力較強的企業存在很大差距，因此，這些企業在產品生產和自主研發方面還有很長的路要走。隨著國民經濟的迅速發展，紡織機械制造行業一直扮演著實現國民經濟騰飛的重要角色。在科學技術日益增強的今天，智能化紡織機械制造技術的發展已經成為現代化紡織機械制造企業健康發展的必經階段，對紡織機械制造企業的作用也是不可估量的，同時也是國內生產力向前發展的主要動力源泉。

2 智能制造技術在紡織機械制造行業的應用思路

2.1 內涵

目前，智能制造技術已經發展成為集物聯網、云計算、數字通信等技術于一體的現代化制造技術，不僅涉及制造行業的設計、加工、制造、管理等環節，在售后、物流等服務方面也都有應用。因此，紡織機械智能技術的應用，不僅要從產品的源材料、生產過程等環節著手分析和研究，還要對銷售、售后、物流等服務環節進行分析和研究，同時現代化信息網絡技術的支持也是必不可少的。

2.2 需求分析

想要將智能制造技術應用于紡織機械制造行業，就要對產品生命周期的每個階段進行分析，不僅要覆蓋產品的設計、制造環節，還要納入物流、銷售、售后等其他環節。為了實現智能制造技術的應用，首先要收集各類橫向數據，其次完成縱向數據的收集工作，最后就是端到端信息收集工作。因為有時會有客戶參與該環節，所以這種端到端信息的收集，在某種程度上還需要運用大數據技術進行分析和處理，特別是產品的供應商、銷售商以及定制客戶等方面的信息。因此，要想完全實現智能制造技術在紡織機械制造行業中的應用，還需要有大數據技術的參與。只有借助大數據技術的平臺，才能精準實現紡織機械制造產品的精準化、個性化發展。

3 紡織機械制造技術智能化發展涉及的技術

所謂智能化紡織機械制造技術，即基于現代信息通信技術和先進制造技術的相互結合，然后在紡織機械制造的設計、生產、管理、售后、物流以及其他方面進行應用，使紡織機械制造具備自感知、自學習、自決策及自執行等方面的能力[1]。智能化紡織機械制造技術的優勢主要體現在產品研發周期的縮短以及生產效率、產品品質的提升。智能化紡織機械制造技術在硬件上體現在對機械制造企業的關鍵制造環節所涉及的設備進行智能化改造，以此為突破口實施其他環節，才能實現智能化管理和控制，完成各項數據的端到端傳輸和共享。

3.1 智能化控制的紡織機械生產技術

高溫、高壓、濕度大是紡織機械生產車間最明顯的特點，長時間、高負荷的設備工作也是眾所周知的，因此，只有實現紡織機械行業的智能化，才能解決這一難題。從紡織品工藝需要完成的控制任務來看，除了要對源材料（紡紗、纖維等）進行均勻分布的控制、強化張力的控制外，還要做好生產速度、位置及其操作動作和循環管理等方面的控制。

3.2 信息化、網絡化的紡織機械生產加工技術

數字化技術和互聯網通信技術給傳統的紡織機械生產工藝帶來了巨大的挑戰，如果紡織機械生產企業不能及時應用這些技術，必將影響紡織機械企業的發展。從紡織機械企業的生產過程來看，首先，生產工藝是最核心的部分，將復雜的操作工藝簡單化、讓參與生產的機械設備最少化，是衡量企業生產效率的重要參數。其次，使用功能更加完善的、綜合性和集成化程度更高的紡織機械設備，遠比使用普通的生產設備效率更高，只有這樣，才能加快設備的數字化轉型[2]。最后，要實現網絡的信息化發展，強化每個生產設備之間的數據通信，是解決紡織機械設備數據共享的基礎，沒有生產數據信息就無法實現智能化的控制。信息化、網絡化在整個紡織機械生產過程中扮演著重要角色。

3.3 紡織機械機器人等智能裝置的研發

從紡織機械制造行業的生產過程來看，只要經濟條件允許，便能開發出一套用于完成步驟固化、反復進行的工業機器人，借助自動化智能裝置的工業機器人來實現整個紡織品的生產，生產過程的安全性和可靠性是有目共睹的，不僅可以節省人力、財力，還可以提高企業的生產效率和效益。市面上某些可編程的工業機器人已經具備了這種對動作軌跡和動作速度精準控制的能力，不過還是需要對其進行特定的研發和編程。如果將紡織機械制造行業工藝操作的技術要點和工業機器人可以完成的動作相結合，共同進行編程方面的研發，肯定可以研發出一款用于紡織機械制造行業的工業機器人。目前，有這種研發工業機器人想法的企業并不多，只有個別實力非常強大的企業才會考慮對這種工業機器人進行編程和研發。

3.4 智能化故障檢測和分析系統的開發

自動化制造是智能化制造的上一個階段，只有實現了自動化制造以后，才可以考慮應用智能制造技術。智能化不同于自動化，智能化可以預測紡織機械在工作過程中的故障概率。要想實現這一功能，需要對生產過程中的工藝參數、機械設備的電氣性等方面的數據進行收集和匯總，只有掌握這些數據，才能對紡織機械設備的工作狀態進行監控和預測，才能精準地預測故障發生概率。因此，對于紡織機械企業來講，迫切需要研究和開發出一套用于智能檢測和故障分析的系統，該系統不僅要完成對加工工藝參數的在線檢測和分析，還要對機械電氣的各項性能指標進行在線監測和控制，從而準確地研判出故障發生的概率和時間，以實時解決設備的故障，提升設備的利用率，為企業健康發展做好保障工作。

4 智能制造技術在紡織機械制造行業應用過程中遇到的問題

4.1 智能化機械制造的工藝水平有待提高

國內紡織機械制造行業中有很多企業的制造工藝水平較低，智能化的實施也只是開始起步，個別企業可以說基本上處于單機的自動化程度，根本沒有涉及智能制造技術和柔性自動化生產技術。

4.2 量身打造的核心芯片技術欠缺且成本過高

國內紡織機械制造行業的智能化發展主要還是以單片機為核心的硬件技術和以計算機程序設計為要點的軟件技術相結合的智能化機械制造，該階段其實只是智能化制造的初級階段，智能化應用才剛剛出場。只有掌握電氣控制系統和元器件高度集成的芯片等關鍵的核心技術，才能保障后續智能化的健康發展，但是成本確實比較高，這也是目前最為欠缺的。

4.3 智能化機械制造的認知程度不高

在國內紡織機械制造企業中，中小型紡織機械制造企業非常多，這些企業對智能化的認知觀念不強，直接導致整個紡織機械制造企業的設計、生產以及服務等方式跟不上時代發展的步伐。

5 智能制造技術在紡織機械制造行業的應用途徑

5.1 通過數據的共享來提高紡織機械制造的工藝水平

數據是智能制造技術的基礎，只有將企業生產、銷售、物流以及售后等方面的服務數據匯總、共享起來，才能真正實現紡織機械制造行業的智能化制造。比如從產品的設計開始進行數據收集，通過智能化控制設備來對生產過程中的全部數據進行存儲和分析，嚴格控制紡織機械生產制造的全過程，做好每一件紡織機械制造的產品。

5.2 利用5G技術實現現代化技術的融合

5G技術使網絡信息傳輸變得更加高效快捷，智能化紡織機械制造的實施需要5G技術的大力支持，不管是在識別技術集成方面、三維建模技術方面還是在物體識別準確率方面，沒有5G技術的支持，效率不可能有明顯的提升。除此以外，在實時定位跟蹤方面，也離不開5G技術。

5.3 強化智能化紡織機械制造的理念

智能制造技術在縮短產品的設計周期、降低人力成本、提升生產效率方面的功能是有目共睹的。只有在平時強化設計人員這方面的理念，才能讓他們具備更高的設計眼光，才能充分發揮他們創造性的思維，拋棄閉門造車的觀念，通過提取和分析大數據來對產品的關鍵環節進行設計和匹配，為智能化紡織機械制造的實施貢獻力量。

6 結語

科學技術帶動了智能化產品的日益普及，也帶動了紡織機械制造企業發展和創新。從事機械專業教學的高校教師，一定要了解當前國內智能化紡織機械制造的實情，結合同學們的實際學情，讓學生有足夠的熱情來學習智能制造方面的專業知識，也為需要了解這方面知識的人員提供一些參考。