紡織生產(chǎn)和紡織產(chǎn)品智能化的思考

謝丹飛　王江 正　王飛鴻　李發(fā)林

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善發(fā)展，我國 距離發(fā)達(dá)國家的目標(biāo)已經(jīng)無限接近。紡織業(yè)作為傳統(tǒng)行業(yè) 、民生行業(yè)，同時也是我國支柱產(chǎn)業(yè)之一，在行業(yè)發(fā)展初 期的確很艱難，不過隨著我國的戰(zhàn)略性目標(biāo)的制定，在新 一代智能科技來臨之際，紡織行業(yè)迎來了又一輪的改革創(chuàng) 新，對于紡織行業(yè)來講，新一代的人工智能技術(shù)是變革的 核心動力，也是一個新篇章的開始;國家也在近年來不斷 推動著行業(yè)規(guī)劃和發(fā)展，在紡織行業(yè)智能化的進(jìn)行中，主 要有三個方向：生產(chǎn)裝備自動化、生產(chǎn)管理信息化、生產(chǎn) 過程連續(xù)化。由于人們對于紡織產(chǎn)品的需求性越來越高， 相關(guān)設(shè)備的智能化程度也是越來越高，作業(yè)環(huán)境也有明顯 改善;同時，設(shè)備裝備的技術(shù)也得到全面提升，對于故障 率方面進(jìn)行了有效處理，智能化設(shè)備可以有效提高紡織行 業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)產(chǎn)量，所以，智能化不僅能夠體現(xiàn)在電 子產(chǎn)品當(dāng)中，在紡織設(shè)備上也能夠充分體現(xiàn)。

現(xiàn)階段，隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生 活水平也發(fā)生了日新月異的變化，不過在高收入的背景 下還掩藏著高消費(fèi)。隨著國家的宏觀調(diào)控影響，紡織原材 料、人工費(fèi)用、低碳環(huán)保設(shè)備等成本費(fèi)用不斷提升，尤其 在人工上的花費(fèi)基本占到了整個紡織企業(yè)成本的一半，紡 織行業(yè)生存困難，加之行業(yè)競爭，紡織企業(yè)生存發(fā)展形勢 越發(fā)嚴(yán)峻。隨著智能科技時代的來臨，紡織業(yè)將進(jìn)行一次 行業(yè)大洗牌，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成智能化科技生產(chǎn)模式， 引進(jìn)先進(jìn)紡織技術(shù)和紡織產(chǎn)品最新科技成果，跟著時代走 ，才是紡織企業(yè)生存發(fā)展的唯一出路。截至目前，紡織行 業(yè)的智能化問題已是行業(yè)范重點(diǎn)問題，先進(jìn)設(shè)備及先進(jìn)技 術(shù)的引入不僅對行業(yè)的未來發(fā)展及新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)起著 引導(dǎo)性作用，還將是保留中國紡織業(yè)傳統(tǒng)文化持續(xù)發(fā)展的 必要選擇。而就紡織行業(yè)來講，紡織行業(yè)的智能化應(yīng)用升 級，不僅在于紡織行業(yè)的技術(shù)突破，還要做好智能信息技 術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)的全面融合，即通過現(xiàn)代通信技術(shù)、數(shù)字化 網(wǎng)絡(luò)、傳感器技術(shù)及生物技術(shù)等新技術(shù)的突破創(chuàng)新為傳統(tǒng) 紡織行業(yè)的智能化完善調(diào)整提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。目前 ，紡織行業(yè)在智能化發(fā)展上基礎(chǔ)尚淺，一切都處于起步階 段?？萍及l(fā)展永無止境，紡織業(yè)的設(shè)備和技術(shù)發(fā)展都是在 科技實(shí)現(xiàn)突破創(chuàng)新之后，才能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行升級改造 ，而現(xiàn)在，紡織行業(yè)自動化的進(jìn)步在于智能化，需要不斷 加強(qiáng)對智能化的運(yùn)用，進(jìn)而使得紡織行業(yè)升級到智慧化層面。

圖1 中國產(chǎn)業(yè)一季度運(yùn)行分析

首先，紡織設(shè)備智能化應(yīng)用能夠給企業(yè)帶來的 主要優(yōu)勢是可以降低用工成本，減少勞動量，優(yōu)化工作環(huán) 境，有效響應(yīng)國家綠色環(huán)保號召;其次，在過往的生產(chǎn)制 造過程中，設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，不但人員設(shè)備成本損失嚴(yán) 重，紡織原材料也會有較大損失，綜合其他因素給企業(yè)造 成很大的成本損耗，而將智能化應(yīng)用后可以及時診斷設(shè)備 故障，對設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供重要幫助，節(jié)約設(shè)備維修費(fèi) 用的同時，也節(jié)約了紡織原材料的成本;同時，生產(chǎn)工藝 智能化運(yùn)行后，可以全程監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)狀態(tài)，保證產(chǎn)品的 加工工藝，確保質(zhì)量提升的同時，提高生產(chǎn)產(chǎn)量;此外， 產(chǎn)品智能化還可以適當(dāng)增加紡織產(chǎn)品的多樣化，滿足民眾 個性化需求，提升紡織企業(yè)的競爭力，從而將紡織產(chǎn)業(yè)的 傳統(tǒng)文化技術(shù)在新時代全面升級，適應(yīng)時代發(fā)展。

圖2 紡織行業(yè)歷年對比分析

（一）異纖清除技術(shù)

在紡織生產(chǎn)過程中，采用異纖清除技術(shù)，具體 操作如下：第一，采用1-2臺異纖識別和清除裝置，并 且將其配置在開棉機(jī)和混棉機(jī)等機(jī)械設(shè)備中，以做好清棉 這一工序;第二，通過對異纖清除智能化裝置來檢測異纖 ，然后將其剔除，以此保證清除效果;第三，要充分發(fā)揮 絡(luò)筒機(jī)的功能，并對功能進(jìn)行科學(xué)、合理的拓展，使其能 夠更好地完成清紗工作。在具體的實(shí)施過程中，還需要注 意以下幾個問題：對于異纖識別，要采用適宜的識別技 術(shù)，一般情況下，既可以采用超聲波異纖識別方式，也可 以采用CCD攝像機(jī)異纖識別方式，另外，還需要工作人員 了解每種識別方式的優(yōu)勢，根據(jù)具體情況將不同的識別方 式結(jié)合使用。

（二）自調(diào)勻整技術(shù)

自調(diào)勻整技術(shù)主要通過在線控制，能夠?qū)w維 的均勻度進(jìn)行科學(xué)、合理的控制。一般情況下，自調(diào)勻 整裝置主要有三種，其主要是根據(jù)檢測和控制部位來區(qū)分 ，一是開環(huán)的自調(diào)均勻裝置，該裝置的檢測點(diǎn)和控制點(diǎn)分 別處于機(jī)器輸出方某處和喂入處;二是閉環(huán)的自調(diào)均勻裝 置，該裝置的檢測點(diǎn)分別處于機(jī)器輸入方某處和輸出處; 三是混合環(huán)的自調(diào)均勻裝置，該裝置是由上述兩種系統(tǒng)結(jié) 合而成的系統(tǒng)，充分、有效結(jié)合了上述兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。 在實(shí)際使用過程中，運(yùn)用自調(diào)勻整裝置，要注意裝置的開 啟和關(guān)閉，還應(yīng)在使用前，對裝置進(jìn)行全面的檢查，以此 保證裝置能夠正常運(yùn)行。

（一）智能調(diào)溫紡織品

在紡織產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，通過對智能化技術(shù)的 運(yùn)用，開發(fā)出了智能調(diào)溫紡織品，這種紡織品具有溫度調(diào) 節(jié)功能，可以感知外界溫度變化，然后適當(dāng)?shù)奈蘸歪?放溫度，進(jìn)而更好的滿足穿戴者的需求。智能調(diào)溫紡織 品的制作方法主要有織物后整理法、紡絲法、中空纖維填 充法等，在具體的制作過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況，選 擇適宜的方法進(jìn)行智能填充。智能調(diào)溫紡織品具有較大的 市場應(yīng)用需求，可以將智能調(diào)溫紡織品應(yīng)用在服裝行業(yè)中 ，能夠提高人們穿衣的舒適度;將智能調(diào)溫紡織品應(yīng)用在 床上用品中，通過物理方法，使得床上用品的彈性、收縮 性以及強(qiáng)度得到有效改善;智能調(diào)溫紡織品還可以應(yīng)用在 醫(yī)療衛(wèi)生用品中，例如病人床上用品、手術(shù)服等，均可以 采用智能調(diào)溫紡織品，可以為病人創(chuàng)造良好的環(huán)境，有利 于病人的康復(fù);將智能調(diào)溫紡織品應(yīng)用在汽車內(nèi)飾中，可 以起到冬暖夏涼的效果，保證車內(nèi)環(huán)境的適宜性?？傊?智能調(diào)溫紡織品是一項(xiàng)新型的材料，給人們的生活帶來極 大便利，但目前來說，我國對智能調(diào)溫紡織品的創(chuàng)新還 存在一定的不足，在未來還需要繼續(xù)對智能調(diào)溫紡織品進(jìn) 行深入探究。

（二）形狀記憶智能紡織品

形狀記憶智能紡織品主要是通過采用具有形狀 記憶功能的材料所生產(chǎn)的一種紡織品。在特定的條件下， 發(fā)生塑性變形的形狀記憶紡織品能夠恢復(fù)原狀?，F(xiàn)階段， 形狀記憶智能紡織品有許多種，包括形狀記憶合金紡織品 、形狀記憶高聚物類紡織品、形狀記憶水凝膠類紡織品。 其中，形狀記憶合金類紡織品主要包含的合金材料有金鉻 合金、銅鋅合金以及銅錫合金等;形狀記憶高聚物類紡織 品主要采用樹脂整理、聚氨酯涂層整理以及液氨整理等技 術(shù)方法進(jìn)行處理，該類紡織品均屬于棉織物類;真絲綢形 狀記憶紡織品，主要含有三甘醇縮水甘油醚整理等成分; 形狀記憶水凝膠類紡織品，其中的關(guān)鍵材料就在于水凝膠 ，在一定的環(huán)境下，水凝膠受到刺激，會發(fā)生體積的相變 。

圖3 形狀記憶效應(yīng)

圖4 變色原理

（三）智能變色紡織品

智能變色紡織品是指紡織品在不同的外界環(huán)境 條件下會呈現(xiàn)出不同的色澤?；诖朔N特點(diǎn)，智能變色紡 織品應(yīng)用的較為廣泛，可以作為防偽材料或衣飾的裝飾物 ，以及進(jìn)行軍事偽裝等等。在智能化變色紡織品制作過程 中，主要可以采用三種方法，第一種方法是將變色纖維添 加到織物中;第二種是應(yīng)用變色染料進(jìn)行染色;第三種應(yīng) 用變色涂料進(jìn)行印花。其中第一種方法應(yīng)用的效果較好。 現(xiàn)階段變色紡織品主要包括光敏變色紡織品、溫敏變色紡 織品。

（四）智能抗菌紡織品

智能抗菌紡織品具有抑制細(xì)菌的作用，可以保證皮膚表面的微生物量維持在正常的水平，對于智能抗菌紡織品，有多種加工方法，包括離子交換法、后整理法、濕紡法，在具體的制作過程中，可以根據(jù)實(shí)際需要采用適宜的制作方法。智能抗菌紡織品可以應(yīng)用在床單、兒童布偶玩具等紡織產(chǎn)品中，但是需要注意的是智能抗菌紡織 品還存在一定的缺點(diǎn)，即耐久性能較差，具體表現(xiàn)在經(jīng)過洗滌的智能抗菌紡織品，其抗菌性能會逐漸下降。對此還需要對智能抗菌紡織品進(jìn)行進(jìn)一步研究，提高智能抗菌紡織品的耐久性和安全性，進(jìn)而使其能夠應(yīng)用在更多的領(lǐng)域當(dāng)中。例如某公司，研發(fā)了一款新型運(yùn)動內(nèi)衣，這種內(nèi)衣主要采用智能聚酞胺纖維，由于其與尼龍充分結(jié)合，因此不僅具有良好的抗菌性能，還提升了安全性能以及耐久性能。

（一）紡織智能化生產(chǎn)工藝發(fā)展現(xiàn)狀

紡織產(chǎn)品智能化發(fā)展的首要前提是要解決紡織 生產(chǎn)工藝智能化，包含紡織智能化生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈條，同時，進(jìn)行線上規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)督;在原料階段開始進(jìn)行監(jiān)控 、儲存、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、包裝等所有環(huán)節(jié)的智能化管 理，建立智能化生產(chǎn)車間，并進(jìn)行智能化生產(chǎn)制造，信息 科技化管理，提高新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)力度，充分提升勞動 生產(chǎn)力，保證產(chǎn)品質(zhì)量，從而確保紡織行業(yè)智能化產(chǎn)品 的順利生產(chǎn)。

對于傳統(tǒng)紡織行業(yè)來說，科技信息技術(shù)的智能 化應(yīng)用，是推動紡織業(yè)前行的核心動力。在生產(chǎn)制造的 每一個環(huán)節(jié)，智能化設(shè)備都可以進(jìn)行自我判斷和預(yù)警，并 針對當(dāng)下情況進(jìn)行優(yōu)化執(zhí)行，從自動配制紡織產(chǎn)品原料， 到紡紗定位的識別管理，再到絡(luò)筒的工藝參數(shù)以及筒紗的 包裝出庫等等環(huán)節(jié)都能夠?qū)崿F(xiàn)自主感知、決策和執(zhí)行。

（二）對紡織智能化生產(chǎn)工藝的未來發(fā)展的相 關(guān)建議

紡織行業(yè)目前在我國的角色要比其他行業(yè)稍遜 色一些，但智能化時代是一個很好的突破點(diǎn)，對于未來 ，紡織行業(yè)應(yīng)該制定一個戰(zhàn)略性發(fā)展目標(biāo)，將智能化紡織 作為主要的實(shí)行手段，做好產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研發(fā)，制造工 藝的優(yōu)化完善，半制品的質(zhì)量監(jiān)控，產(chǎn)品的智能修復(fù)等等 ，紡織行業(yè)中的企業(yè)應(yīng)該分工合作，在產(chǎn)品的生產(chǎn)計(jì)劃， 半成品的智能化輸送分配，部分工序的機(jī)械操作等方面都應(yīng) 該合理地進(jìn)行智能化合作，保證紡織產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品產(chǎn) 量。

另外，針對紡織生產(chǎn)工藝來講，除了原有的傳 統(tǒng)工藝外，近年來，一些新型技術(shù)被廣泛應(yīng)用，其效果不 言而喻，既提高了產(chǎn)量，又縮減了工藝流程。但是新型 技術(shù)未能完全取代傳統(tǒng)工藝技術(shù)，是因?yàn)樵诩徏喌姆秶?紗線的結(jié)構(gòu)方面難以得到平衡操作;同時，紡織產(chǎn)品的質(zhì) 量由于生產(chǎn)工藝的流程較復(fù)雜，在一定程度上，智能化紡 織產(chǎn)品生產(chǎn)的難度加大。因此，未來還需要不斷地探索， 尋求傳統(tǒng)工藝技術(shù)與新型技術(shù)融合應(yīng)用的有效途徑。

（一）紡織智能化紡織原料的現(xiàn)狀

紡織品在未來發(fā)展過程中，還需要將多方面技 術(shù)進(jìn)行充分的融合，如電子、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物等，進(jìn)而 生產(chǎn)出更加完善且功能多元的智能化紡織品。近期，智能 化紡織品在科技信息化產(chǎn)品的帶動下，受到民眾及業(yè)界 廣泛關(guān)注。雖然這項(xiàng)技術(shù)在很早之前就被研究過，但當(dāng)時 的技術(shù)水平和條件不足，研究進(jìn)度相對遲緩。進(jìn)入到全新 的智能化時代之后，智能化紡織品的研發(fā)在原有基礎(chǔ)上得 以迅猛發(fā)展，各種新型產(chǎn)品不斷進(jìn)入市場當(dāng)中，有智能調(diào) 溫的，有防水透濕的，有形狀記憶的，有智能變色的，還 有智能抗菌的以及電子信息智能的等等具有不同功能的新 型紡織產(chǎn)品。

（二）對紡織智能化紡織原料的相關(guān)建議

紡織產(chǎn)品智能化在技術(shù)方面有很大的創(chuàng)造空間 ，其功能性項(xiàng)目發(fā)展路徑極為寬廣，雖然目前功能性已經(jīng)逐 步應(yīng)用，但是其功能性的持久性和實(shí)用性方面還是有待加強(qiáng) 。就目前來看，智能化科技逐漸占據(jù)人們的生活和工作，越 來越多的科技研發(fā)更偏向于其他產(chǎn)業(yè)，所以，未來對于紡織 行業(yè)的科研，要充分、合理利用資源，進(jìn)行全面科技研發(fā)。

紡織產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展是一項(xiàng)艱巨而又充滿挑戰(zhàn) 的工程，在生產(chǎn)模式、設(shè)備配備、營銷方式等方面都需 要進(jìn)行改革創(chuàng)新，尤其是要考慮市場需求。因此，紡織行 業(yè)想要尋求突破發(fā)展，搭建智能化紡織產(chǎn)業(yè)鏈刻不容緩。