智能制造技术在纺织机械制造行业中的应用

2021-12-02申祖辉

纺织报告 2021年9期

申祖辉

（新乡职业技术学院，河南新乡 453006）

近年来，随着科学技术的快速发展，“互联网+”“智慧+”成为众多行业发展的主要方向。云计算、大数据、智能化已经成为当前重要的应用技术，作为国内经济重要组成部分的纺织机械制造行业也不例外，开始逐步探索和研究智能化制造在纺织机械制造行业的深入应用。

1 纺织机械制造行业的现状

从国内纺织机械制造行业了解的数据来看，一部分综合实力较强的纺织机械制造企业已经实现了智能化制造技术的应用，同时也引领着整个纺织机械制造行业向前发展，但是依然有众多实力较弱的企业以及一些微型企业，不仅没有实现智能化技术的应用，还与当前实力较强的企业存在很大差距，因此，这些企业在产品生产和自主研发方面还有很长的路要走。随着国民经济的迅速发展，纺织机械制造行业一直扮演着实现国民经济腾飞的重要角色。在科学技术日益增强的今天，智能化纺织机械制造技术的发展已经成为现代化纺织机械制造企业健康发展的必经阶段，对纺织机械制造企业的作用也是不可估量的，同时也是国内生产力向前发展的主要动力源泉。

2 智能制造技术在纺织机械制造行业的应用思路

2.1 内涵

目前，智能制造技术已经发展成为集物联网、云计算、数字通信等技术于一体的现代化制造技术，不仅涉及制造行业的设计、加工、制造、管理等环节，在售后、物流等服务方面也都有应用。因此，纺织机械智能技术的应用，不仅要从产品的源材料、生产过程等环节着手分析和研究，还要对销售、售后、物流等服务环节进行分析和研究，同时现代化信息网络技术的支持也是必不可少的。

2.2 需求分析

想要将智能制造技术应用于纺织机械制造行业，就要对产品生命周期的每个阶段进行分析，不仅要覆盖产品的设计、制造环节，还要纳入物流、销售、售后等其他环节。为了实现智能制造技术的应用，首先要收集各类横向数据，其次完成纵向数据的收集工作，最后就是端到端信息收集工作。因为有时会有客户参与该环节，所以这种端到端信息的收集，在某种程度上还需要运用大数据技术进行分析和处理，特别是产品的供应商、销售商以及定制客户等方面的信息。因此，要想完全实现智能制造技术在纺织机械制造行业中的应用，还需要有大数据技术的参与。只有借助大数据技术的平台，才能精准实现纺织机械制造产品的精准化、个性化发展。

3 纺织机械制造技术智能化发展涉及的技术

所谓智能化纺织机械制造技术，即基于现代信息通信技术和先进制造技术的相互结合，然后在纺织机械制造的设计、生产、管理、售后、物流以及其他方面进行应用，使纺织机械制造具备自感知、自学习、自决策及自执行等方面的能力[1]。智能化纺织机械制造技术的优势主要体现在产品研发周期的缩短以及生产效率、产品品质的提升。智能化纺织机械制造技术在硬件上体现在对机械制造企业的关键制造环节所涉及的设备进行智能化改造，以此为突破口实施其他环节，才能实现智能化管理和控制，完成各项数据的端到端传输和共享。

3.1 智能化控制的纺织机械生产技术

高温、高压、湿度大是纺织机械生产车间最明显的特点，长时间、高负荷的设备工作也是众所周知的，因此，只有实现纺织机械行业的智能化，才能解决这一难题。从纺织品工艺需要完成的控制任务来看，除了要对源材料（纺纱、纤维等）进行均匀分布的控制、强化张力的控制外，还要做好生产速度、位置及其操作动作和循环管理等方面的控制。

3.2 信息化、网络化的纺织机械生产加工技术

数字化技术和互联网通信技术给传统的纺织机械生产工艺带来了巨大的挑战，如果纺织机械生产企业不能及时应用这些技术，必将影响纺织机械企业的发展。从纺织机械企业的生产过程来看，首先，生产工艺是最核心的部分，将复杂的操作工艺简单化、让参与生产的机械设备最少化，是衡量企业生产效率的重要参数。其次，使用功能更加完善的、综合性和集成化程度更高的纺织机械设备，远比使用普通的生产设备效率更高，只有这样，才能加快设备的数字化转型[2]。最后，要实现网络的信息化发展，强化每个生产设备之间的数据通信，是解决纺织机械设备数据共享的基础，没有生产数据信息就无法实现智能化的控制。信息化、网络化在整个纺织机械生产过程中扮演着重要角色。

3.3 纺织机械机器人等智能装置的研发

从纺织机械制造行业的生产过程来看，只要经济条件允许，便能开发出一套用于完成步骤固化、反复进行的工业机器人，借助自动化智能装置的工业机器人来实现整个纺织品的生产，生产过程的安全性和可靠性是有目共睹的，不仅可以节省人力、财力，还可以提高企业的生产效率和效益。市面上某些可编程的工业机器人已经具备了这种对动作轨迹和动作速度精准控制的能力，不过还是需要对其进行特定的研发和编程。如果将纺织机械制造行业工艺操作的技术要点和工业机器人可以完成的动作相结合，共同进行编程方面的研发，肯定可以研发出一款用于纺织机械制造行业的工业机器人。目前，有这种研发工业机器人想法的企业并不多，只有个别实力非常强大的企业才会考虑对这种工业机器人进行编程和研发。

3.4 智能化故障检测和分析系统的开发

自动化制造是智能化制造的上一个阶段，只有实现了自动化制造以后，才可以考虑应用智能制造技术。智能化不同于自动化，智能化可以预测纺织机械在工作过程中的故障概率。要想实现这一功能，需要对生产过程中的工艺参数、机械设备的电气性等方面的数据进行收集和汇总，只有掌握这些数据，才能对纺织机械设备的工作状态进行监控和预测，才能精准地预测故障发生概率。因此，对于纺织机械企业来讲，迫切需要研究和开发出一套用于智能检测和故障分析的系统，该系统不仅要完成对加工工艺参数的在线检测和分析，还要对机械电气的各项性能指标进行在线监测和控制，从而准确地研判出故障发生的概率和时间，以实时解决设备的故障，提升设备的利用率，为企业健康发展做好保障工作。

4 智能制造技术在纺织机械制造行业应用过程中遇到的问题

4.1 智能化机械制造的工艺水平有待提高

国内纺织机械制造行业中有很多企业的制造工艺水平较低，智能化的实施也只是开始起步，个别企业可以说基本上处于单机的自动化程度，根本没有涉及智能制造技术和柔性自动化生产技术。

4.2 量身打造的核心芯片技术欠缺且成本过高

国内纺织机械制造行业的智能化发展主要还是以单片机为核心的硬件技术和以计算机程序设计为要点的软件技术相结合的智能化机械制造，该阶段其实只是智能化制造的初级阶段，智能化应用才刚刚出场。只有掌握电气控制系统和元器件高度集成的芯片等关键的核心技术，才能保障后续智能化的健康发展，但是成本确实比较高，这也是目前最为欠缺的。