中國紡織工業聯合會科學技術獎獲獎項目選載

（2021年度）

紡紗生產數字化關鍵技術研究及其產業化應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：鄭州輕工業大學、安徽華茂紡織股份有限公司、鄭州天啟自動化系統有限公司、山東華興紡織集團有限公司、商丘市方舟棉業有限公司

主要完成人：王永華、楊圣明、江豪、張保威、孫偉光、王士合、趙素娜、張偉偉、丁莉芬、宋凱迪

針對紡紗生產過程中的數字化關鍵技術進行深入研究，開發了基于工業物聯網的智能紡紗MES 云平臺，將生產各環節中的人機料法環等數據有機融合，實現了大數據等新技術在紡紗領域的若干創新應用。

項目成果是對團隊過去15年研發歷程的總結，更是對數字化新技術在紡紗領域創新應用的凝練，主要內容和技術創新如下：

（1）設計研發了適用于紡紗車間的高可靠低延遲數采系統：構建了紡紗生產過程全設備物聯網絡，解決了異構工業網絡數據獲取瓶頸，系統研究了紡紗車間影響總線網絡穩定性的因素，設計了網絡接地模式及策略，解決了強干擾環境下工業通信網絡的穩定性問題；

（2）研發了基于邊云技術的智能紡紗MES 云平臺：實現了設備實時狀態監測、故障的即時報警、生產進度的動態預測、關鍵數據的歷史回溯、統計報表的自動生成、生產數據的智能分析、客戶訂單的實時追蹤、工藝數據的遠程寫入以及產品質量的檔案管理等功能，完成了紡紗全流程、全設備數據的集成、融合和分析；

（3）運用大數據、云計算等新技術，實現了多場景下的紡紗數字化創新應用，開發了包括基于無線射頻技術的生產質量追溯系統、領域知識驅動的成紗質量預測系統、差異化紡紗生產中的訂單預排系統、動態產能平衡計算系統、紡紗設備在線診斷及運維和多維度紡紗工藝管理系統。

項目授權專利11項，發表論文20篇，相關軟件著作權38項，相關成果“天啟T IS系統”在全國十余個省市廣泛應用，取得了顯著的經濟效益和社會效益。

基于虛擬現實和混合現實技術的面料與服裝協同設計系統研發與應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：中國紡織信息中心、北京商詢科技有限公司

主要完成人：李斌紅、鄔浩、李鑫、李波、齊梅、朱建祥、曹瀟文、宋富佳、馬磊、謝然

該項目開發了基于虛擬現實和混合現實技術的面料與服裝協同設計系統。該系統包括虛擬現實服裝設計&秀演、混合現實服裝設計&交互和云端數據資源管理三個子系統，運用了多租戶SaaS 技術、跨平臺協同技術、遠程協同技術、第三方視角技術和動作捕捉技術等，創建了面料與服裝設計的數字孿生平臺，在現實世界、虛擬世界和用戶之間建立了可交互的多終端協同設計信息回路，通過環繞式虛擬服裝立體影像，構建了富有沉浸感和仿真效果的設計與展示場景，實現了面料與服裝的三維、動態、多用戶、遠程、協同的交互設計。

項目獲得軟件著作權6項，均具有自主知識產權。在多終端服裝面料三維實時渲染與展示、遠程三維虛擬協同設計服務和第三方視角協同設計服務等方面具有創新性，填補了虛擬現實與增強現實技術在面料與服裝設計領域應用的空白，整體技術處于國際領先水平。

項目研究成果已在中國紡織面料流行趨勢研究與發布聯盟企業、國家紡織產品開發基地企業和重點紡織產業集群地紡織服裝企業等代表性企業和集群中先行推廣使用。經紡織服裝企業應用，證明能夠顯著提升紡織服裝設計師的產品企劃與設計能力，提高供應鏈上下游之間設計、生產和推廣的溝通質量和效率，有效降低了紡織服裝企業新產品研發與營銷成本，提高了紡織服裝企業市場競爭優勢和經濟效益。

基于人工智能（AI）的紡織纖維成分分析技術研究及應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：中國紡織工程學會、佛山中紡聯檢驗技術服務有限公司、廣州冠圖視覺科技有限公司、重慶大學、天津工業大學

主要完成人：伏廣偉、楊知方、張珍竹、王文、余娟、劉建勇、劉雍、王軍、畢興忠、林佳鵬

目前，國內外海關技術中心、第三方檢測實驗室、科研機構和大專院校仍然是借助生物顯微鏡，通過肉眼觀測和化學溶解法對纖維成分進行檢測，暫未見自動智能化設備在市場上流通和應用。面對當下新形勢，國內紡織檢測機構必須高度重視自身檢測自動智能化程度，提升核心競爭力，才能在日益激烈的市場競爭中脫穎而出。如何讓人工智能賦能紡織品檢驗檢測，成為當前紡織品檢測行業的一項重要課題。

項目經過多年的技術攻關，打破了傳統檢測與人工智能的屏障，主要技術內容包括：（1）將相關AI前沿算法進行優化，應用AI視覺技術進行深度學習、纖維分割、定位、連接、拓撲成分分析，可準確地對采集到的纖維圖像進行識別、分類、計算，整體效率提升10 倍，徹底解放人工。（2）開發了針對纖維結構特征的雙通道光學系統，采取上下打光的方式，以突出纖維的立體感和表面紋理，更加方便檢測人員觀測，解決了傳統生物顯微鏡的諸多使用弊端。（3）采用圖像景深合成技術，實現了多焦距的纖維圖像融合增強，以獲得清晰圖像，解決了自動對焦畫面模糊的問題。（4）開發了特種動物纖維褪色劑，在不損傷纖維鱗片的前提下，提升了深色纖維表面紋理特征的識別能力。

項目具有自主知識產權，截至目前，申請發明專利9項、實用新型專利4項、軟件著作權5項，其中已授權實用新型專利4 項。發表論文7 篇，制定團體標準3項。項目產品已量產200多臺，應用于國內30多家檢測機構、科研院校、企業等，經濟效益顯著。

水刺法非織造布智能工廠關鍵技術裝備及工程化應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：濟南永信新材料科技有限公司、山東大學、恒天重工股份有限公司、山東建筑大學、山東深藍機器股份有限公司、山東華特天維新材料有限公司、浪潮通用軟件有限公司

主要完成人：朱波、史成玉、于寬、王晶、湯水利、蔡珣、史曉慧、張德亮、劉鳳蓮、宋東鵬

項目以水刺非織造布智能制造新模式應用為目標，建立訂單驅動的智能制造新模式，實現從產品研發、工藝設計、生產制備、倉儲物流、產品追溯到運營管理的全業務流程智能化。項目采用22種核心技術裝備，突破多種短板關鍵裝備，實現產品優良率提升至99.5%，產能提高20%，運轉率提高至94%，減少生產用工25%，綜合指標大幅提升。打造面向非織造行業的智能工廠系統解決方案，形成重大原創性成果。

（1）基于客戶牽引的訂單驅動為切入點，建成國內首座集設備開發與“ERP+MES+EMS+WMS”于一體的水刺非織造布的智能工廠，打造面向非織造行業的智能工廠系統解決方案，實現數據互聯互通及生產全流程自動化與信息化的深度融合。（2）建成兩條水刺非織造全自動智能化生產線，實現基于人工智能技術的全線智能控制及工藝參數智能預測優化。（3）基于大數據平臺技術及面向非織造行業應用的基因技術，開發全流程自動化控制及人工智能非織造布智能集成系統，實現非織造布生產工藝流程和工藝參數的智能優化和柔性制造，系統已應用到2 條萬噸級水刺非織造布智能生產線。（4）完成多項核心裝備突破，自主開發微波水分檢測與烘干聯動控制技術、AGV小車及導引技術及裝備運行狀態實時監控體系，完成關鍵工序設備的遠程監測診斷及故障預警，實現水刺非織造布全流程裝備國產化和生產全過程自動化、智能化。

項目擁有自主知識產權，授權專利20余項，其中發明專利5項，獲軟件著作權15項。該項目實現國產首臺套數字化水刺非織造布成套裝備示范應用，打破國外高端技術裝備壟斷。

基于工業互聯網的醫療衛生用紡織品韌性產業鏈協同技術及推廣應用

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：北京航天智造科技發展有限公司、東華大學、中國紡織信息中心、上海嘉麟杰紡織科技有限公司

主要完成人：王文宣、鮑勁松、崔紅斌、王俊麗、劉佩全、曹凱、楊蕓、翟燕駒、紀豐偉、李婕

項目基于工業互聯網平臺快速構建了面向醫療衛生用紡織品的網絡化協同技術體系，開發了基于區塊鏈的紡織行業供應鏈的可信技術，實現了擔保支付模式的工業品線上交易信用體系；研制了工業知識封裝以及云邊協同的邊緣智能一體機，實現了重點防疫醫療衛生用紡織品快速轉產的邊緣智能和知識封裝技術；搭建了產業鏈數字孿生環境，建立軍民融合的應急狀態下聯動保供系統。

在應急狀態下，項目利用工業互聯網、人工智能、大數據等新技術有效保障了醫療衛生用紡織品生產，并迅速得到了廣泛應用，促進了醫療衛生用紡織品等應急物資產業鏈的高效協同，有力支撐了國家防疫抗疫部署的落實，為國家應對緊急狀態下快速達產、轉產和優產提供關鍵技術，也為未來國家應對各類突發事件，保障應急物資的生產、供應提供了全新模式。項目具有自主知識產權，已授權發明專利2項，獲得國家軟件著作權30 項，累計發表論文19 篇，制訂國際標準1項、國家標準4項。

GB 50425-2019《紡織工業環境保護設施設計標準》

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：上海紡織建筑設計研究院有限公司、東華大學、浙江省生態環境科學設計研究院、上海紡織節能環保中心

主要完成人：武文翔、金平良、尹振文、楊波、梅榮武、顧震宇、李健、龔成晨

該項目編制過程中，總結近年我國紡織工業企業環境保護工程設計和運行經驗，廣泛征求全國有關紡織科研、設計、企業、專家學者的意見，結合國家新頒布的環境保護各項條例、法律及新近出現的環境保護技術，經反復討論、修改，最后經審查定稿。“項目”進一步規范了紡織工業環境保護設施設計，防治紡織工業生產過程所產生的污染，適用于紡織工業新建、改建、擴建項目環境保護設施的工程設計，以及以紡織工業為主的開發區環境保護項目的工程設計。該項目相關的3項發明專利和2項實用新型專利已授權。

項目及時充實了國內外紡織廢水深度處理及回用已經成熟的新技術與工藝，保證了新標準涉及的技術和工藝與當今的國家科技發展水平合拍；“項目”相關指標緊貼著國家最新頒布的環保要求予以調整，與時俱進；項目重新考量了紡織行業各領域，彌補了原“規范”留下的死角；項目針對一些技術參數或指標所做的細化或調整，既保證環保標準的法律嚴肅性，又能有效地指導企業嚴格執行標準。

項目先后在義烏市五洲新材料科技有限公司、江蘇申江環境科技有限公司、福建百宏聚纖科技實業有限公司等多家企業應用，均認為“標準”與國家環保標準合拍，有新技術新工藝，部分內容的細化方便企業實施，對企業具有積極指導作用。

基于表面等離子體共振技術的輕紡類消費品部分有害物質檢測技術標準化研究

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：東華大學、上海海關工業品與原材料檢測技術中心

主要完成人：費靜、薛文良、劉芳、丁亦、魏孟媛、馬顏雪、劉敏華、沈華

基于我國進出口消費品中危害因子的高靈敏快速檢測需求，以消費品中典型危害因子為檢測對象，采用表面等離子共振儀器，圍繞輕紡消費品開展研究，建立消費品中有害物質表面等離子體共振（SPR）檢測方法，為我國進出口消費品安全檢測提供多方位檢測方法。

主要技術內容如下：（1）以壬基酚同分異構體為例，建立單克隆抗體制備方法，探索SPR用傳感芯片的功能基團修飾。利用酶聯免疫分析技術建立一種酶聯免疫測定輕紡消費品中環境激素的檢測方法，實現快速簡便、高靈敏度、高特異性檢測。（2）針對典型危害因子，建立輕紡消費品SPR檢測方法。研究傳感芯片修飾方法。根據輕紡消費品中不同危害因子，選擇合適的提取凈化方法，建立檢測分析方法。驗證相關參數，并與傳統檢測方法結果分析比較，制定新標準。（3）利用化學分析法，完成輕紡消費品SPR檢測方法的實驗驗證。建立了輕紡消費品中新增鄰苯二甲酸酯類化合物的液相色譜-串聯質譜法、有機汞的液相色譜-電感耦合等離子體質譜法、印花涂層中雙酚A及其替代物的液相色譜檢測方法以及鄰苯二甲酸酯的磁性固相微萃取法。（4）以雙酚A為例，完成了對SPR檢測方法的風險評估：在完成消費品中危害因子的表面等離子體共振檢測方法開發的基礎上，項目選取變色紡織品進行雙酚A檢測風險評估。熱敏變色印花產品中存在較高的雙酚A檢出風險。

項目授權發明專利3項；發表論文14篇；制定并實施行業標準6 項。該項目成果在海關系統、檢測公司、紡織企業等機構中得到了推廣和應用。