中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學技術獎獲獎項目選載（2021年度）

數(shù)字化全成形經(jīng)編裝備及智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：五洋紡機有限公司、東華大學、常州機電職業(yè)技術學院

主要完成人：陳革、王敏其、周其洪、孫志宏、王水、王云良、高燕、單鴻波、王菡珠、程凌

項目屬于紡織機械高端智能裝備制造與紡織成形織造技術領域，涉及紡織全成形技術、機電儀一體化、智能技術與互聯(lián)網(wǎng)技術等跨學科領域。該項目研發(fā)的數(shù)字化全成形經(jīng)編裝備及智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)突破了全成形產(chǎn)品生產(chǎn)，實現(xiàn)立體編織到服飾一次成形編織完成的“織可穿”全新生產(chǎn)模式，實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術的全成形產(chǎn)品生產(chǎn)線全產(chǎn)業(yè)鏈的智能化管理。主要包括無縫成形經(jīng)編機、全成形3D 織物經(jīng)編機、雙面成形提花經(jīng)編機、數(shù)控絨毯類經(jīng)編機和經(jīng)編智能生產(chǎn)線管理系統(tǒng)等。主要創(chuàng)新成果為：

（1）全成形精細化加工技術。突破了高機號全成形編織技術、壓電陶瓷賈卡控制系統(tǒng)、智能多軸導紗針橫移系統(tǒng)、多速多段電子送經(jīng)、成形織物任意密度牽拉系統(tǒng)等關鍵技術，實現(xiàn)了精細化、數(shù)字化全成形系列經(jīng)編裝備及產(chǎn)業(yè)化的應用。

（2）經(jīng)編機智能控制系統(tǒng)。開發(fā)了自主知識產(chǎn)權的經(jīng)編機多維精協(xié)嵌入式智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了設備、人員的生產(chǎn)過程管理、遠程運維一體化協(xié)同控制，與ERP、智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)全閉環(huán)運行，達到智能化高精度協(xié)同在線控制。

（3）基于物聯(lián)網(wǎng)的高效智能化生產(chǎn)線。創(chuàng)新了智能化、遠程監(jiān)控、信息交換等技術的高效智能化生產(chǎn)線，集成訂單、個性化服裝設計、原料、整經(jīng)、編織、縫剪、包裝、倉儲、物流等，實現(xiàn)了全成形服裝的全產(chǎn)業(yè)鏈智能化生產(chǎn)和管理。

該項目已獲專利授權21項，其中發(fā)明專利13項；已獲軟件著作權6項；“五洋”商標被認定為中國馳名商標。項目整體技術處于國際先進水平，部分技術達到國際領先水平。系列經(jīng)編機及智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)已累計銷售1 500余臺套，新增銷售額超2.26億元，新增利潤3 341.3萬元。項目完成單位及應用單位新增銷售額36億元，新增利潤超3億元，出口創(chuàng)匯500萬美元。

基于數(shù)據(jù)流的智能紡紗工廠關鍵技術及產(chǎn)業(yè)化

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：魏橋紡織股份有限公司、東華大學、經(jīng)緯紡織機械股份有限公司、青島環(huán)球集團股份有限公司

主要完成人：程隆棣、張紅霞、張潔、魏家坤、和杉杉、王曉蕓、汪俊亮、趙素華、呂佑龍、李杰、張玉清、馬法紅、王森棟、趙宏偉、張海忠

當前國內(nèi)外“智能紡紗”體系呈碎片化狀態(tài)：分散化的紡紗裝備制造企業(yè)難以建全完整的全流程橋接體系；紡紗企業(yè)對軟硬件技術難有系統(tǒng)掌控，僅以拼接應用；檢測設備制造商對產(chǎn)業(yè)發(fā)展未有深入了解，研發(fā)難有及時跟進；信息技術研發(fā)商僅開發(fā)通用軟件難以滿足紡紗企業(yè)的專業(yè)化需求。雖經(jīng)十多年努力，“智能化”雛形初見端倪，但離真正意義的“智能化”尚有距離。項目建立了完整的連續(xù)化纖維流銜接系統(tǒng)，創(chuàng)建了全流程節(jié)點裝備在線檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)流高效傳輸與融合及智能管控系統(tǒng)。

首次完成全流程纖維流傳輸無人化。根據(jù)不同工序產(chǎn)品特殊形態(tài)，結(jié)合AGV 智能機器人、智能連接裝置等，接通工序間物流斷點，研發(fā)智能上包、并粗間智能運輸、管紗按質(zhì)分流輸送等技術，實現(xiàn)紡紗車間纖維流的智能化精準銜接。

首次實現(xiàn)全流程各節(jié)點裝備實時在線采集與調(diào)控。實時采集產(chǎn)品質(zhì)量、設備狀態(tài)數(shù)據(jù)，獲取問題并預警，由大數(shù)據(jù)中心指導當下解決問題，保證纖維制成率與生產(chǎn)效率。生條棉網(wǎng)質(zhì)量在線監(jiān)測，細紗生產(chǎn)管管監(jiān)測，筒紗按質(zhì)碼垛等技術，建立了質(zhì)量可追溯體系。

首次建立數(shù)據(jù)流在線處理與智能化管控系統(tǒng)?；谌ば蛟诰€監(jiān)測系統(tǒng)，采用5G 高速網(wǎng)絡對檢測數(shù)據(jù)實時保真?zhèn)鬏?，通過全流程軟件設計實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理與挖掘，對工藝需求點進行實時人工干預；結(jié)合專件、設備數(shù)字化管理以及海量在線生產(chǎn)數(shù)據(jù)，快速判斷并預警失效專件或設備；在線分析空調(diào)能耗、制成率等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，宏觀智能化管控車間運行。項目建立產(chǎn)品、工藝、設備等全系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺，設計“訂單—選點排產(chǎn)—工藝優(yōu)選—生產(chǎn)加工—產(chǎn)/質(zhì)量標識—產(chǎn)品交付”的工作流程，為智能紡紗產(chǎn)品標準化、產(chǎn)能最大化、生產(chǎn)持續(xù)化、質(zhì)量平穩(wěn)化打下扎實基礎。

項目已申請專利42 項，其中發(fā)明專利17 項，授權12項；軟著12項；企標3項；論文3篇。樹立起了紡紗行業(yè)的智能化標桿，也為紡織領域的智能化模式探索提供借鑒。

高端羊絨紗線制造智能工廠關鍵技術研發(fā)

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：康賽妮集團有限公司、浙江理工大學

主要完成人：薛驚理、錢淼、金光、薛正利、秦保新、陳文浩、沈春婭、韓慶鋒、殷小鋒、牟黃波、張武輝、汝欣、池祥、黃象杰、邱定坤

我國是全球最大的山羊絨產(chǎn)地，為世界提供90%以上的高端原料，同時也是羊絨紗線出口的第一大國。然而，由于普遍采用自動化程度低、市場快速響應能力弱、質(zhì)量管控技術落后的羊絨紗線生產(chǎn)方式，企業(yè)在附加值高、技術含量高的羊絨紗線制造領域，產(chǎn)能不高、國際市場份額小、競爭力差，亟待在制造技術和生產(chǎn)方式上探索、創(chuàng)新。為此，項目通過自主創(chuàng)新，攻克了高端羊絨紗線制造智能工廠的一系列關鍵技術難題，創(chuàng)建智能工廠，并進行了產(chǎn)業(yè)化推廣。

項目主要針對高端羊絨紗線制造智能工廠的關鍵技術進行研究。開發(fā)研制了羊絨粗紡紗線生產(chǎn)設備間的物流系統(tǒng)，建立了國際首條高端羊絨粗紡紗線全流程連續(xù)化智能生產(chǎn)線；研究了基于OPC UA規(guī)范的毛紡設備信息化模型構建技術，設計了信息模型，開發(fā)了羊絨粗紡生產(chǎn)設備的信息互聯(lián)互通系統(tǒng)；研制了適合羊絨粗紡紗線生產(chǎn)的MES 系統(tǒng)和ERP 系統(tǒng)，實現(xiàn)了羊絨紗線制造的智能生產(chǎn)和管理。制訂了《毛粗紡智能工廠》系列團體標準，規(guī)范了毛粗紡智能工廠的技術要求。項目顛覆了傳統(tǒng)毛紡企業(yè)自動化和信息化技術落后的面貌，創(chuàng)立“紡紗單元化、工廠黑燈化、物流全自動、數(shù)據(jù)互聯(lián)通、排產(chǎn)高智能、質(zhì)量可追溯”的創(chuàng)新生產(chǎn)模式，實現(xiàn)了羊絨紗線的高端制造。

項目成果具有自主知識產(chǎn)權，授權發(fā)明專利4項，獲得軟件著作權13項，制訂團體標準3項。評為浙江省智能工廠，并通過浙江省“未來工廠”培育驗收。整體技術達到國際先進水平，在高端羊絨粗紡紗線全流程連續(xù)化智能生產(chǎn)方面達到國際領先水平。項目實現(xiàn)了羊絨紗線制造設備智能化控制及車間設備、產(chǎn)品、人員、訂單的協(xié)同管理，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，增加了生產(chǎn)效率。

渦流紡經(jīng)彈牛仔面料制備關鍵技術及產(chǎn)業(yè)化

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：東華大學、浙江鑫蘭紡織有限公司、德州華源生態(tài)科技有限公司、百隆東方股份有限公司、浙江九舜紡織有限公司

主要完成人：王榮武、權震震、黃景明、李向東、覃小紅、楊衛(wèi)國、季東曉、金友誼、黃敏、景慎全、劉力、楊燿斌、劉琳、黃友洪、朱曉英

目前我國已成為全球最大的牛仔面料生產(chǎn)基地，年產(chǎn)量超20 億m，但是現(xiàn)有彈力牛仔面料經(jīng)彈不足。由彈性長絲和短纖維組成芯鞘結(jié)構的彈力渦流包芯紗在提高牛仔面料經(jīng)向彈性的同時，還可使得牛仔服裝更塑形，更挺括。為解決彈性渦流包芯紗牛仔面料生產(chǎn)過程中所涉及到的紡紗、染整、漿紗、織造等方面問題和提高牛仔面料生產(chǎn)企業(yè)智能制造水平，歷經(jīng)5年攻關，實現(xiàn)了渦流包芯經(jīng)彈牛仔面料的制備及智能制造，并提供了一整套解決方案，該項目創(chuàng)新性成果：

(1) 建立了渦流包芯彈力紗弦振動模型和空心錠氣流場模型，解決牛仔用高包覆率渦流包芯彈力紗制備存在的渦流包芯區(qū)芯紗張力不穩(wěn)定，以及空心錠內(nèi)“氣+纖”流固場易紊亂的難點，將包芯紗包覆率（漢密爾頓指數(shù)）提高至80%以上；

(2) 開發(fā)了包芯紗活性氧界面活化預滲透處理技術和臭氧處理的快速氧化處理新技術，解決渦流包芯紗結(jié)構緊密導致的染料擴散困難、氧化時間長、染色牢度低、上色率低等技術難題，使得染色牢度由1～2級提高至2～3級，染色車速由20 m/min 提高至25 m/min;

(3) 開發(fā)了“兩高一低一無”綠色高效漿紗關鍵技術，通過研發(fā)全淀粉漿料專用助劑，優(yōu)化漿料配方與調(diào)漿工藝，提高漿料滲透率與漿紗回潮率，克服全淀粉漿料漿膜硬脆的缺陷，提高了漿膜柔韌性，將上漿率由16.5%降至10%，節(jié)省漿紗成本超50%；

(4) 構建了設備狀態(tài)參數(shù)與生產(chǎn)工藝參數(shù)大數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析和反饋系統(tǒng)，形成了“一個中心+多條臂膀”的可視化綜合管理平臺，解決設備生產(chǎn)數(shù)據(jù)缺乏有效分析手段、生產(chǎn)工藝確定嚴重依賴經(jīng)驗、存在大量冗余工作的難題，用工量減少了50%，綜合能耗降低了4%。

項目獲國家專利31項，軟件著作權3項，團體標準2 項，發(fā)表論文24 篇，形成了完整的知識產(chǎn)權體系。項目成果已實現(xiàn)推廣應用，形成了約1 200萬m/年的“紡紗—色織”牛仔面料產(chǎn)能，新增利潤達到1.88億元。

數(shù)字化紡織品染色染料與助劑自動配送系統(tǒng)

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：杭州開源電腦技術有限公司、杭州開源科派思智能科技有限公司、浙江理工大學

主要完成人：汪斌榮、徐海江、向忠、許光明、王際明、李誠愷、陳志華、鄭志成、劉楊、汪浩洋、崔志軍、胡志龍、王彥達、景印武、戴冰

染色是用染料/助劑按一定的方法使紡織品獲得顏色的加工過程，是提升紡織品附加值的主要環(huán)節(jié)。化學品用量精度在很大程度上決定了顏色加工質(zhì)量，如加工敏感色時，0.1 g染料的計量偏差，可能造成加工顏色數(shù)量級上的偏差。近年來，我國染色裝備的數(shù)字化與智能化水平有了質(zhì)的提升，但在染色加工化學品輔料自動計量及配送方面，則發(fā)展相對緩慢。為適應染色加工向小批量、多品種、智能化方向的轉(zhuǎn)變，亟需一種能替代傳統(tǒng)人工計量和配送化學品的產(chǎn)品，以提升紡織品顏色加工精度和染色一次成功率。

該項目主要開發(fā)了一種能適應不同工況要求的染料助劑精確計量與智能配送系統(tǒng)。創(chuàng)造性將染料溶解稀釋成標準母液后進行輸送，并開發(fā)了與之相匹配的無彈簧分配閥及多階流量控制技術，實現(xiàn)了對染料的高精度自動計量；打通了配送系統(tǒng)、實驗室測配色系統(tǒng)、染缸集控系統(tǒng)三者間的通訊壁壘，實現(xiàn)了小樣與大貨處方的自動映射，提高了染色一次成功率和染料配送智能化程度；研發(fā)了染料母液密度法體積標定技術，確保了連續(xù)式染色時染料體積濃度的準確性。該系統(tǒng)可適應所有助劑，以及占染色加工染料用量比例最高（約50%）的分散染料的自動計量和配送需求，減少了生產(chǎn)和管理人員，提高了生產(chǎn)效率，提高了印染加工的數(shù)字化水平，為紡織行業(yè)由傳統(tǒng)生產(chǎn)方式向智能制造轉(zhuǎn)型升級示提供了示范作用。

項目成果具有自主知識產(chǎn)權，授權發(fā)明專利3項，授權實用新型專利2項，軟件著作權11項，發(fā)表學術論文4篇，制定企業(yè)標準1項。項目近3年實現(xiàn)銷售收入7 876萬元、利潤1 592萬元。經(jīng)用戶反饋，應用項目產(chǎn)品后染色一次成功率提高16%以上，生產(chǎn)效率提高20%以上，減少染化料浪費10%以上，減少高強度用工50%以上，企業(yè)競爭力得到增強，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。