智能制造技術(shù)在紡織機械制造行業(yè)中的應(yīng)用

申祖輝

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453006）

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”“智慧+”成為眾多行業(yè)發(fā)展的主要方向。云計算、大數(shù)據(jù)、智能化已經(jīng)成為當(dāng)前重要的應(yīng)用技術(shù)，作為國內(nèi)經(jīng)濟(jì)重要組成部分的紡織機械制造行業(yè)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(yè)的深入應(yīng)用。

1 紡織機械制造行業(yè)的現(xiàn)狀

從國內(nèi)紡織機械制造行業(yè)了解的數(shù)據(jù)來看，一部分綜合實力較強的紡織機械制造企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了智能化制造技術(shù)的應(yīng)用，同時也引領(lǐng)著整個紡織機械制造行業(yè)向前發(fā)展，但是依然有眾多實力較弱的企業(yè)以及一些微型企業(yè)，不僅沒有實現(xiàn)智能化技術(shù)的應(yīng)用，還與當(dāng)前實力較強的企業(yè)存在很大差距，因此，這些企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)和自主研發(fā)方面還有很長的路要走。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，紡織機械制造行業(yè)一直扮演著實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)騰飛的重要角色。在科學(xué)技術(shù)日益增強的今天，智能化紡織機械制造技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為現(xiàn)代化紡織機械制造企業(yè)健康發(fā)展的必經(jīng)階段，對紡織機械制造企業(yè)的作用也是不可估量的，同時也是國內(nèi)生產(chǎn)力向前發(fā)展的主要動力源泉。

2 智能制造技術(shù)在紡織機械制造行業(yè)的應(yīng)用思路

2.1 內(nèi)涵

目前，智能制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為集物聯(lián)網(wǎng)、云計算、數(shù)字通信等技術(shù)于一體的現(xiàn)代化制造技術(shù)，不僅涉及制造行業(yè)的設(shè)計、加工、制造、管理等環(huán)節(jié)，在售后、物流等服務(wù)方面也都有應(yīng)用。因此，紡織機械智能技術(shù)的應(yīng)用，不僅要從產(chǎn)品的源材料、生產(chǎn)過程等環(huán)節(jié)著手分析和研究，還要對銷售、售后、物流等服務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和研究，同時現(xiàn)代化信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(shù)應(yīng)用于紡織機械制造行業(yè)，就要對產(chǎn)品生命周期的每個階段進(jìn)行分析，不僅要覆蓋產(chǎn)品的設(shè)計、制造環(huán)節(jié)，還要納入物流、銷售、售后等其他環(huán)節(jié)。為了實現(xiàn)智能制造技術(shù)的應(yīng)用，首先要收集各類橫向數(shù)據(jù)，其次完成縱向數(shù)據(jù)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(huán)節(jié)，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(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析和處理，特別是產(chǎn)品的供應(yīng)商、銷售商以及定制客戶等方面的信息。因此，要想完全實現(xiàn)智能制造技術(shù)在紡織機械制造行業(yè)中的應(yīng)用，還需要有大數(shù)據(jù)技術(shù)的參與。只有借助大數(shù)據(jù)技術(shù)的平臺，才能精準(zhǔn)實現(xiàn)紡織機械制造產(chǎn)品的精準(zhǔn)化、個性化發(fā)展。

3 紡織機械制造技術(shù)智能化發(fā)展涉及的技術(shù)

所謂智能化紡織機械制造技術(shù)，即基于現(xiàn)代信息通信技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的相互結(jié)合，然后在紡織機械制造的設(shè)計、生產(chǎn)、管理、售后、物流以及其他方面進(jìn)行應(yīng)用，使紡織機械制造具備自感知、自學(xué)習(xí)、自決策及自執(zhí)行等方面的能力[1]。智能化紡織機械制造技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在產(chǎn)品研發(fā)周期的縮短以及生產(chǎn)效率、產(chǎn)品品質(zhì)的提升。智能化紡織機械制造技術(shù)在硬件上體現(xiàn)在對機械制造企業(yè)的關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)所涉及的設(shè)備進(jìn)行智能化改造，以此為突破口實施其他環(huán)節(jié)，才能實現(xiàn)智能化管理和控制，完成各項數(shù)據(jù)的端到端傳輸和共享。

3.1 智能化控制的紡織機械生產(chǎn)技術(shù)

高溫、高壓、濕度大是紡織機械生產(chǎn)車間最明顯的特點，長時間、高負(fù)荷的設(shè)備工作也是眾所周知的，因此，只有實現(xiàn)紡織機械行業(yè)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(wù)來看，除了要對源材料（紡紗、纖維等）進(jìn)行均勻分布的控制、強化張力的控制外，還要做好生產(chǎn)速度、位置及其操作動作和循環(huán)管理等方面的控制。

3.2 信息化、網(wǎng)絡(luò)化的紡織機械生產(chǎn)加工技術(shù)

數(shù)字化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)給傳統(tǒng)的紡織機械生產(chǎn)工藝帶來了巨大的挑戰(zhàn)，如果紡織機械生產(chǎn)企業(yè)不能及時應(yīng)用這些技術(shù)，必將影響紡織機械企業(yè)的發(fā)展。從紡織機械企業(yè)的生產(chǎn)過程來看，首先，生產(chǎn)工藝是最核心的部分，將復(fù)雜的操作工藝簡單化、讓參與生產(chǎn)的機械設(shè)備最少化，是衡量企業(yè)生產(chǎn)效率的重要參數(shù)。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(shè)備，遠(yuǎn)比使用普通的生產(chǎn)設(shè)備效率更高，只有這樣，才能加快設(shè)備的數(shù)字化轉(zhuǎn)型[2]。最后，要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的信息化發(fā)展，強化每個生產(chǎn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，是解決紡織機械設(shè)備數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)，沒有生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息就無法實現(xiàn)智能化的控制。信息化、網(wǎng)絡(luò)化在整個紡織機械生產(chǎn)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(fā)

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

3.4 智能化故障檢測和分析系統(tǒng)的開發(fā)

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

4 智能制造技術(shù)在紡織機械制造行業(yè)應(yīng)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(nèi)紡織機械制造行業(yè)中有很多企業(yè)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(yè)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(shù)和柔性自動化生產(chǎn)技術(shù)。

4.2 量身打造的核心芯片技術(shù)欠缺且成本過高

國內(nèi)紡織機械制造行業(yè)的智能化發(fā)展主要還是以單片機為核心的硬件技術(shù)和以計算機程序設(shè)計為要點的軟件技術(shù)相結(jié)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(yīng)用才剛剛出場。只有掌握電氣控制系統(tǒng)和元器件高度集成的芯片等關(guān)鍵的核心技術(shù)，才能保障后續(xù)智能化的健康發(fā)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(rèn)知程度不高

在國內(nèi)紡織機械制造企業(yè)中，中小型紡織機械制造企業(yè)非常多，這些企業(yè)對智能化的認(rèn)知觀念不強，直接導(dǎo)致整個紡織機械制造企業(yè)的設(shè)計、生產(chǎn)以及服務(wù)等方式跟不上時代發(fā)展的步伐。

5 智能制造技術(shù)在紡織機械制造行業(yè)的應(yīng)用途徑

5.1 通過數(shù)據(jù)的共享來提高紡織機械制造的工藝水平

數(shù)據(jù)是智能制造技術(shù)的基礎(chǔ)，只有將企業(yè)生產(chǎn)、銷售、物流以及售后等方面的服務(wù)數(shù)據(jù)匯總、共享起來，才能真正實現(xiàn)紡織機械制造行業(yè)的智能化制造。比如從產(chǎn)品的設(shè)計開始進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，通過智能化控制設(shè)備來對生產(chǎn)過程中的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析，嚴(yán)格控制紡織機械生產(chǎn)制造的全過程，做好每一件紡織機械制造的產(chǎn)品。

5.2 利用5G技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)代化技術(shù)的融合

5G技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)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(shù)的大力支持，不管是在識別技術(shù)集成方面、三維建模技術(shù)方面還是在物體識別準(zhǔn)確率方面，沒有5G技術(shù)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(shù)。

5.3 強化智能化紡織機械制造的理念

智能制造技術(shù)在縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期、降低人力成本、提升生產(chǎn)效率方面的功能是有目共睹的。只有在平時強化設(shè)計人員這方面的理念，才能讓他們具備更高的設(shè)計眼光，才能充分發(fā)揮他們創(chuàng)造性的思維，拋棄閉門造車的觀念，通過提取和分析大數(shù)據(jù)來對產(chǎn)品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計和匹配，為智能化紡織機械制造的實施貢獻(xiàn)力量。

6 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)帶動了智能化產(chǎn)品的日益普及，也帶動了紡織機械制造企業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新。從事機械專業(yè)教學(xué)的高校教師，一定要了解當(dāng)前國內(nèi)智能化紡織機械制造的實情，結(jié)合同學(xué)們的實際學(xué)情，讓學(xué)生有足夠的熱情來學(xué)習(xí)智能制造方面的專業(yè)知識，也為需要了解這方面知識的人員提供一些參考。