經(jīng)編裝備的“兩化融合”發(fā)展

蔣高明+高哲

摘要：本文闡述了“兩化融合”的發(fā)展趨勢和發(fā)展要求，介紹了近年來我國經(jīng)編設(shè)備的發(fā)展情況，并從經(jīng)編織物設(shè)計電腦化、經(jīng)編裝備的數(shù)字化、經(jīng)編生產(chǎn)和管理的智能化等方面說明了我國經(jīng)編裝備制造、經(jīng)編生產(chǎn)和經(jīng)編管理領(lǐng)域中的信息化與工業(yè)化相互促進(jìn)、相互提升的現(xiàn)狀，最后對未來我國經(jīng)編裝備產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的“兩化融合”發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：經(jīng)編裝備；兩化融合；數(shù)字化；智能化

中圖分類號：TS183.92 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Integration of Information Technology and Industrialization in Warp Knitting Equipment Industry

Abstract： Based on introducing the development trend and requirements of integration of information technology and industrialization， the status-quo of domestic warp knitting equipment was stated in this paper. The mutual promotion of information technology and industrialization in the field of warp knitting equipment manufacturing， product design and production， as well as business management was introduced. Besides， the future development of domestic warp knitting equipment industry was proposed.

Key words： warp knitting equipment； integration of information technology and industrialization； digitization； intelle-ctualization

經(jīng)編產(chǎn)業(yè)作為我國紡織工業(yè)中發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，具有生產(chǎn)高效、產(chǎn)品花式多樣、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靈活和應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等特點。近年來，隨著計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）、計算機(jī)輔助制造（CAM）和數(shù)控等信息化技術(shù)的引入，現(xiàn)代經(jīng)編裝備正朝著控制數(shù)字化、生產(chǎn)智能化以及管理網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。隨著信息化程度的提高，現(xiàn)代經(jīng)編裝備正逐步實現(xiàn)信息化和工業(yè)化的相互帶動與促進(jìn)，進(jìn)而實現(xiàn)全面技術(shù)升級，這極大地推動了新產(chǎn)品的開發(fā)，產(chǎn)品的附加值也大幅提升。信息技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的融合，引領(lǐng)經(jīng)編設(shè)備、經(jīng)編生產(chǎn)以及經(jīng)編企業(yè)的經(jīng)營管理進(jìn)入新的發(fā)展階段，形成了經(jīng)編行業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點。

1 中國經(jīng)編裝備的發(fā)展概況

進(jìn)入21世紀(jì)以來，經(jīng)編織造設(shè)備開始大規(guī)模采用數(shù)字化裝備來武裝，我國經(jīng)編裝備沿著高速化、精密化、數(shù)字化和智能化的方向得到了快速發(fā)展，取得了質(zhì)的飛躍。伺服驅(qū)動技術(shù)、Piezo賈卡技術(shù)、集成控制技術(shù)、經(jīng)編針織物CAD系統(tǒng)、智能化織物疵點檢測技術(shù)以及MES、ERP等信息化企業(yè)管理系統(tǒng)在經(jīng)編裝備上的應(yīng)用，使得經(jīng)編織物的設(shè)計與織造、經(jīng)編機(jī)械產(chǎn)品、經(jīng)編產(chǎn)品檢測和經(jīng)編生產(chǎn)管理等諸多環(huán)節(jié)在科技含量、自動化程度、精密程度和系統(tǒng)化程度上都有了大幅提高。

經(jīng)過40多年的發(fā)展，我國經(jīng)編機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)已有30余家，為行業(yè)累計提供了 3 萬多臺經(jīng)編裝備。這些企業(yè)所生產(chǎn)的高速經(jīng)編機(jī)、多梳櫛經(jīng)編機(jī)、雙針床經(jīng)編機(jī)、整經(jīng)機(jī)等設(shè)備及其電子控制裝置較好地適應(yīng)和推動了行業(yè)發(fā)展，其中部分產(chǎn)品出口東南亞國家，有的已出口到歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。經(jīng)編裝備制造業(yè)信息化技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，有力推動了我國經(jīng)編行業(yè)的發(fā)展。

2 中國經(jīng)編裝備的“兩化融合”

經(jīng)編裝備的“兩化融合”即實現(xiàn)信息化與工業(yè)化的相互帶動與促進(jìn)，進(jìn)行技術(shù)革新，增加產(chǎn)品的技術(shù)含量并且提升設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造及經(jīng)營管理的水平。隨著“信息化與工業(yè)化融合”的不斷加深、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的改變以及我國人力資源成本上升等經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境的變化，國內(nèi)科研院所及生產(chǎn)企業(yè)正在進(jìn)一步推廣應(yīng)用電腦化、數(shù)字化控制技術(shù)，積極開發(fā)經(jīng)編針織物CAD系統(tǒng)，集成創(chuàng)新一批數(shù)控裝備，實現(xiàn)織物設(shè)計織造方式、裝備性能和功能的升級換代，同時實現(xiàn)經(jīng)編裝備的高效率和低能耗。提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力，切實推進(jìn)裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)參數(shù)精確控制、多電機(jī)傳動控制等功能。

2.1 經(jīng)編針織物設(shè)計電腦化

經(jīng)編CAD技術(shù)是利用計算機(jī)強(qiáng)大的計算功能和高效率的圖形、圖像處理能力進(jìn)行經(jīng)編針織物設(shè)計和數(shù)碼打樣的技術(shù)。該技術(shù)為經(jīng)編產(chǎn)業(yè)的快速設(shè)計和開發(fā)創(chuàng)造了條件，使經(jīng)編產(chǎn)品的種類和花色以及開發(fā)效率得到極大的提高。經(jīng)編CAD具有對市場變化的快速反應(yīng)能力，能夠適應(yīng)多品種、小批量、短周期、高質(zhì)量的生產(chǎn)要求，已成為經(jīng)編企業(yè)應(yīng)對市場競爭的有效工具。

江南大學(xué)多年來一直致力于經(jīng)編工藝與生產(chǎn)技術(shù)前沿方面的研究，堅持理論研究與實踐相結(jié)合，經(jīng)過10多年攻關(guān)，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的經(jīng)編針織物輔助設(shè)計系統(tǒng)WKCAD4.3。該系統(tǒng)經(jīng)過長時間的完善，具有良好的使用性能，人機(jī)界面友好，操作方便，可以直觀、快速、準(zhǔn)確地設(shè)計各類經(jīng)編織物，已經(jīng)充分實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。該系統(tǒng)已遠(yuǎn)銷歐洲、亞洲等地區(qū)，在國內(nèi)外300多家企業(yè)推廣使用，是國際市場上占有率最高的一款經(jīng)編針織物輔助設(shè)計軟件之一。

2.2 經(jīng)編裝備的數(shù)字化

經(jīng)編裝備的數(shù)字化可省去復(fù)雜的傳動結(jié)構(gòu)，而且具備適應(yīng)性強(qiáng)、柔性高、加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、自動化程度高、生產(chǎn)效率高、節(jié)約人工與資源以及改善環(huán)境等特點，因此非常符合當(dāng)前對工業(yè)化領(lǐng)域高速、高效、低耗的要求。在當(dāng)今的經(jīng)編裝備發(fā)展中，隨著高性能嵌入式計算、現(xiàn)場總線高速網(wǎng)絡(luò)、分布式多軸伺服驅(qū)動等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，誕生出以信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化為特征的現(xiàn)代經(jīng)編裝備技術(shù)，并逐步形成與經(jīng)編行業(yè)特征密切相關(guān)的系統(tǒng)化數(shù)字控制技術(shù)，實現(xiàn)了信息技術(shù)、自動化技術(shù)與制造技術(shù)的成功結(jié)合，將其應(yīng)用于經(jīng)編裝備的電子送經(jīng)、電子橫移、電子鋪緯、電子賈卡和電子牽拉卷取等系統(tǒng)，已成為現(xiàn)代經(jīng)編裝備的標(biāo)準(zhǔn)配置。這些成果不但提高了經(jīng)編機(jī)的工藝性能，也大大簡化了操作。

江南大學(xué)和國內(nèi)經(jīng)編機(jī)械制造企業(yè)合作，長期從事經(jīng)編裝備與產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的研究，成功研制了具有國際先進(jìn)水平的經(jīng)編電子送經(jīng)、電子牽拉、電子橫移和電子賈卡提花系統(tǒng)。先后承擔(dān)了“紡織行業(yè)（苧麻、針織、滌布）裝備數(shù)控化應(yīng)用示范（研究方向：數(shù)控化針織加工設(shè)備）”、“數(shù)字化經(jīng)編裝備的關(guān)鍵技術(shù)研究及系統(tǒng)集成”、“經(jīng)編提花毛巾生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化”、“經(jīng)編毛絨數(shù)字提花關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”等省部級項目及橫向項目20多項，其經(jīng)編裝備數(shù)字化技術(shù)研究成果先后榮獲2010年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎、2009年江蘇省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎、2009年中國紡織工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎、2008年中國紡織工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎等。研究成果的實施打破了國外公司的長期壟斷，增強(qiáng)了我國經(jīng)編機(jī)械制造領(lǐng)域的科技創(chuàng)新能力，推動了國內(nèi)經(jīng)編裝備的信息化升級，實現(xiàn)了經(jīng)編產(chǎn)品的快速設(shè)計和開發(fā)，有力地促進(jìn)了我國經(jīng)編行業(yè)的科技進(jìn)步。

2.3 經(jīng)編生產(chǎn)和管理的智能化

在經(jīng)編生產(chǎn)和管理方面，智能化、系統(tǒng)化地掌控產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)情況是經(jīng)編行業(yè)發(fā)展的重要方向。

在經(jīng)編生產(chǎn)中，通過對經(jīng)編機(jī)械加裝油溫控制系統(tǒng)以及織物疵點在線檢測系統(tǒng)，已經(jīng)初步實現(xiàn)了經(jīng)編生產(chǎn)的智能化和優(yōu)質(zhì)化。為提升織物疵點識別的種類、速度和精度，采用高速攝影和圖像處理技術(shù)，分析織物疵點特征，建立織物疵點圖像庫，實現(xiàn)織物疵點在線檢測，提高疵點識別速度和精度，自動統(tǒng)計并分析疵點分布規(guī)律，優(yōu)化生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，減少疵點產(chǎn)生。

在企業(yè)生產(chǎn)管理方面，很多經(jīng)編企業(yè)正在推廣采用經(jīng)編生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES）。基于在線實時數(shù)據(jù)采集技術(shù)，將經(jīng)編機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)終端，在經(jīng)編生產(chǎn)過程中實時掌握機(jī)臺、訂單及工作人員的生產(chǎn)狀況，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與資源共享，同時建立快速反應(yīng)機(jī)制，掌控生產(chǎn)異常情況，及時進(jìn)行調(diào)整、調(diào)配，提高接單能力，對生產(chǎn)人員的產(chǎn)量及效率進(jìn)行統(tǒng)計分析，更大限度地調(diào)動員工的生產(chǎn)積極性。另外，還可建立企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，累積公司的生產(chǎn)管理經(jīng)驗數(shù)據(jù)，避免人員異動流失。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)操作查詢，方便異地管理，不受地區(qū)限制。MES系統(tǒng)的推廣，可有效提高生產(chǎn)效率、加強(qiáng)管理效能，并且降低生產(chǎn)成本。

此外，經(jīng)編企業(yè)ERP系統(tǒng)的應(yīng)用是未來經(jīng)編工廠發(fā)展的必然趨勢。針對智能化經(jīng)編裝備展開系統(tǒng)研究和集成創(chuàng)新，將控制、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等交叉融合，開發(fā)智能化經(jīng)編裝備整機(jī)、花型設(shè)計與仿真系統(tǒng)、實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)并實施產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)經(jīng)編生產(chǎn)的智能化和連續(xù)化，推動經(jīng)編行業(yè)的科技進(jìn)步。通過ERP系統(tǒng)，可以根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)實時查詢工廠的加工過程，甚至知道用哪個紗批，通過何種織造、染色以及后整理工藝加工出來成品面料，參考樣品加工時有何注意事項，從而便于決策人員和技術(shù)人員遠(yuǎn)程指導(dǎo)制定新的加工工藝。目前該系統(tǒng)已經(jīng)在少數(shù)經(jīng)編企業(yè)中得到應(yīng)用，并發(fā)揮了積極的作用。

3 我國經(jīng)編裝備領(lǐng)域“兩化融合”存在的問題

3.1 與國外仍存在較大的技術(shù)差距

國外對經(jīng)編裝備的研究起步較早，特別是在裝備信息化、智能化的設(shè)計與研究方面，德國Karl Mayer（卡爾邁耶）公司等一直在該領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，基本處于壟斷地位。我國國產(chǎn)的經(jīng)編裝備在整體技術(shù)水平上較之還有一定的差距，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，機(jī)械設(shè)計與加工的水平較低，缺乏高速運轉(zhuǎn)下的動平衡設(shè)計研究，曲軸機(jī)構(gòu)的制造和裝配精度不高，與經(jīng)編裝備高速運轉(zhuǎn)的技術(shù)要求相差較大；第二，國際先進(jìn)的經(jīng)編機(jī)已廣泛使用輕質(zhì)高強(qiáng)、溫度變形小的碳纖維復(fù)合材料作為針床、針芯床、沉降片床和梳櫛等長向件材料，而國內(nèi)設(shè)備則仍普遍采用空心鎂合金型材，不利于經(jīng)編機(jī)高速度、高精度地平穩(wěn)運行；第三，送經(jīng)紗線張力和牽拉織物張力的控制不平穩(wěn)，停機(jī)橫條明顯，產(chǎn)品品質(zhì)不佳；第四，國內(nèi)還缺乏對經(jīng)編生產(chǎn)的織物疵點在線監(jiān)測技術(shù)研究，影響了經(jīng)編裝備智能化控制技術(shù)的發(fā)展。

以上問題嚴(yán)重制約了我國經(jīng)編裝備水平的提高和經(jīng)編產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，再加上近年來國內(nèi)勞動力成本的持續(xù)上漲，都促使企業(yè)應(yīng)利用“兩化融合”的發(fā)展契機(jī)，積極研究以高速、高效、智能化為核心的現(xiàn)代新型經(jīng)編裝備生產(chǎn)技術(shù)。

3.2 投入力度不足，缺乏自主創(chuàng)新

經(jīng)編設(shè)備及其生產(chǎn)領(lǐng)域的信息化技術(shù)推廣雖成為一種必然的發(fā)展趨勢，但很多企業(yè)仍未能與時俱進(jìn)，缺乏長遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃。在新技術(shù)、新設(shè)備的研發(fā)中，不論是專業(yè)人才培養(yǎng)還是資金投入力度都比較欠缺，并且急功近利，產(chǎn)品以仿制為主，缺乏創(chuàng)新意識與獨立的知識產(chǎn)權(quán)，企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的根基薄弱。相關(guān)企業(yè)應(yīng)看清信息化與工業(yè)化相融合的發(fā)展需要，積極擴(kuò)大研發(fā)的軟硬件投入，打造開放式數(shù)控技術(shù)開發(fā)與推廣服務(wù)平臺，提升售后服務(wù)能力，持續(xù)不斷地加大人才培養(yǎng)力度，提高自主創(chuàng)新能力，掌握核心技術(shù)，這樣才能有效地使企業(yè)在激烈的競爭中立于不敗之地。

3.3 系統(tǒng)化、集成化研發(fā)有待加強(qiáng)

我國的經(jīng)編裝備雖在某些方面實現(xiàn)了數(shù)字化控制，但大多是對某個機(jī)構(gòu)、裝置或者單臺機(jī)器進(jìn)行的數(shù)字化控制，缺乏真正的網(wǎng)絡(luò)化和系統(tǒng)化控制，并且其控制精度、響應(yīng)頻率及穩(wěn)定性均有待提高。針對這一問題，數(shù)字化經(jīng)編裝備技術(shù)的研究需在以下幾個方面加以提升：研究并實現(xiàn)集成控制的快速響應(yīng)性，突破電子橫移系統(tǒng)對高速經(jīng)編機(jī)機(jī)速限制的技術(shù)瓶頸；運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)，開發(fā)快速響應(yīng)的自適應(yīng)型經(jīng)編機(jī)電子送經(jīng)和牽拉控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電子送經(jīng)、織物牽拉的恒張力控制；通過智能式張力補(bǔ)償，并結(jié)合經(jīng)編機(jī)主軸轉(zhuǎn)速控制技術(shù)，實現(xiàn)可控制式的停車定位和紗線張力恒定；利用高動態(tài)響應(yīng)的交流伺服技術(shù)開發(fā)快速響應(yīng)的經(jīng)編機(jī)集成控制系統(tǒng)；持續(xù)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化的集成控制技術(shù)，改善單臺控制的“孤島”現(xiàn)狀。

4 結(jié)語

近年來，國產(chǎn)經(jīng)編裝備取得了快速發(fā)展，雖然國內(nèi)外的差距依然存在，但只要充分響應(yīng)和踐行“兩化融合”的發(fā)展趨勢，堅持?jǐn)?shù)字化和智能化的大方向，積極發(fā)展科技含量高、自動化程度高的中高檔經(jīng)編裝備，加強(qiáng)經(jīng)編應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，以自主創(chuàng)新推動經(jīng)編裝備制造業(yè)的科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級，提升經(jīng)編裝備的國際競爭力，必然能實現(xiàn)我國經(jīng)編工業(yè)向高品質(zhì)、品牌化發(fā)展的目標(biāo)，而我國也必將成為世界上重要的經(jīng)編裝備研發(fā)、制造和供應(yīng)基地。

參考文獻(xiàn)

[1] 金江軍.中國兩化融合發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2012（32）：74-77.

[2] 王亞男.兩化融合視角下的中國制造業(yè)競爭力研究[D]. 北京：北京郵電大學(xué)，2011.

[3] 蔣高明. 經(jīng)編裝備技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 紡織學(xué)報，2012（12）：140-144.

[4] 王瑞，劉雍，張淑潔. 對我國紡織學(xué)科高等教育內(nèi)涵及發(fā)展方向的思考[J]. 紡織教育，2012，27（1）：4-8.

[5] 張琦，蔣高明，徐陽. 紡織工程專業(yè)開設(shè)針織數(shù)控課程教學(xué)的研究[J]. 紡織服裝教育，2013（3）：201-203.

[6] 蔣高明，馮勛偉. 多梳拉舍爾花邊CAD設(shè)計模型[J]. 紡織學(xué)報，2006，27（11）：18-21.

[7] 郭俊華，蔣高明，夏風(fēng)林. 基于伺服控制經(jīng)編機(jī)電子橫移系統(tǒng)的研究[J]. 針織工業(yè)，2007（5）：14-17.

[8] 尹季盛. 2012中國國際紡織機(jī)械展覽會暨ITMA 亞洲展覽會經(jīng)編機(jī)述評[J]. 針織工業(yè)，2012（7）： 18-23.

[9] 夏風(fēng)林，葛明橋，蔣高明. 高速經(jīng)編機(jī)梳櫛橫移運動的優(yōu)化設(shè)計[J]. 紡織學(xué)報，2009，30（5）： 118-121.

[10] 夏風(fēng)林，蔣高明，葛明橋. 高速經(jīng)編機(jī)電子橫移系統(tǒng)運動精度分析[J]. 紡織學(xué)報，2009，30（3）： 106-110.

[11] 劉鑫，胡旭東，陳洪立. 基于柔性多體系統(tǒng)的經(jīng)編機(jī)梳櫛擺動機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析[J]. 紡織學(xué)報，2012，3（6）：92-96.

[12] 杜斌，白瑞林，李英，等. 基于機(jī)器視覺的經(jīng)編機(jī)在線瑕疵檢測技術(shù)[J]. 江南大學(xué)學(xué)報，2012（11） ： 19-22.

[13] XIA Fenglin，GE Mingqiao. Motion rule of electronically pattern[J]. Fibres&Textiles in Eastern Europe，2009，17（4）：64-67.