1、“纺机金刚”的智能总动员自第二次工业革命以来，有两大科技梦想一直是人类不断执着追求的目标。刚刚成功登陆月球的嫦娥 3 号和月兔车承载了其中一个航空航天的梦想，而另一个，则是经久不衰地出现在电影文学各类作品中的人工智能。人工智能也就是最为人们向往的机器人，他们能做人类能做以及不能达到的事情，甚至看上去和人类也没有区别，除了永远不知疲倦。在新中国纺织行业几十年的高速发展历程中，对于人类这两大梦想同样始终孜孜不倦地追求着远在宇宙里的“天宫”翅膀部分由特殊航空纤维材料编织而成，而在地球上的纺织车间里，大型自动长车的身影也已经越来越多见，包含机器人自动生产在内的智能化变革，已经近在眼前。 穿梭纺织生产线
2、的机器人 在改革开放初期，国产传统纺纱成套设备万锭用工大约 300 人。随着清梳联和自动络筒机的普及，纺纱万锭用工降到了 100 人左右。而近几年，100 人的万锭用工也早已成为纺纱企业的负担。 在此基础上，清梳联、粗细联、细络联、粗细络联等技术已经开始在全行业广泛全面推广。目前，通过使用国内最先进的纺纱成套设备及配套的科学管理方式，一些企业可以将万锭用工控制在 16 人左右。 而一台智能化的纺织机器人，已经有可能替代一整条生产线上的工人，这样的机器人不仅有利于节省人力，而且由于能够精确控制给料，也能大幅减少污染，提升产品品质？早在 2012 年，绍兴县瑞群纺织机械科技有限公司已经研发出了这种
3、人类一直所向往的纺织机器人。 “传统的印染企业，几百名工人得在车间里按部就班工作， 用工荒的瓶颈越来越显现，而通过印染机器人，几个人坐在办公室就能管理整个印染流程。 ”瑞群纺机总经理姚国伟表示，绝大部分传统印染企业一直是凭借经验生产，无法稳定品质。他们在与国际知名奢侈品牌爱玛仕的业务往来中得到启发，决心通过集约化控制生产，保持布料品质，实现生产方式的革命性变革。 2013 年 11 月，青岛东昌纺机、德州恒丰集团、德国西门子青岛公司签署智能化机器人项目，该项目将利用智能芯片技术研发并生产智能纺织机器人，实现纺织流水线的智能自动化工作，项目建成后预计可形成年产 25000 万元生产规模，预计新增
4、销售利润 4000 万元。 青岛东昌纺机制造有限公司董事长刘起强介绍，智能化机器人可以运用智能控制、伺服电机、红外线定位、智能识别等技术，将纺纱条桶从前道工序取出，经过运输、定位，输送到下道工序。再加上自动生条、断条功能，智能化机器人就能实现梳、并、粗工序的完全连接。 “智能化机器人与人工不同，它可以 24 小时连续工作，不用换班。在设计中，我们也充分考虑了设备运行的多种情况，比如，连接梳、并工序和并、粗工序的机器人将采取不同的设计，充分考虑机器人与设备、工艺配合的问题。如果项目能够实现，前纺工序将实现完全的自动化，工作人员在监控室里就可以完成工作。 ” 智能化机器人项目将采用国际先进标准，在
5、工艺流程、自动化程度、劳动安全等方面达到国际先进水平。刘起强说：“企业不能安于现状，只有拿出更高端的产品才能巩固自身的优势，建立品牌，进一步占领市场。 ”据了解，该项目目前已经完成了操作系统的设计工作，下一步将开始机器人的设计与制造工作。 科技的力量改变着时代。 中国纺织机械器材工业协会副理事长祝宪民认为，机器人只是机械智能化的狭义表现之一，在可以预见的范围内，纺织机械的智能化变革还将向更广义发展。同时，数字化、网络化、智能化的时代即将到来，要继续推动中国纺织装备的自动化、智能化技术向更高水平发展。祝宪民介绍，有的纺纱企业已经实现了清梳联、粗细联、细络联，通过工艺连接大幅减少用工，缩减人力资源
6、成本，提高产品利润。如果在此方向继续深入发展，采用更多智能化技术，未来国内将有望建成少人、无人棉纺工厂或车间。 数字智能网络的立体化变革 传统环锭纺生产线包括“清、梳、并、粗、细”5 个工序。目前，后纺工序中的细络联、粗细联、粗细络联，前纺工序中的清梳联等技术已经在国内的许多纺纱企业实现。在其他工艺联合逐步实现的情况下，梳棉、并条、粗纱之间的联合成为下一步发展的关键。 中国纺织工业联合会副会长兼秘书长高勇认为，目前梳棉、并条、粗纱工序之间的联合，无论是在国际上、还是国内都没有很好的解决办法，因此制约了纺纱成套设备由自动化向智能化的发展。 一些化纤生产企业通过控制系统实现长丝的卷绕、检验、包装。
7、除了减少用工以外，通过智能识别系统可以在保持原有产量的基础上，提升供给客户的商品质量，提高产品附加值，增加企业利润。 在未来，控制系统将产品信息与上下游工艺沟通，帮助企业将产品打造成为智能产品，使每个丝饼都可以知道是在什么时候生产、在哪个纺丝位生产、将去往哪里、可用何种工艺来处理等信息。在数字化、网络化、智能化的情况下，纺织、服装还可以实现从大规模生产方式向以规模化生产方式生产定制产品。 祝宪民认为，尽管如此，目前中国的自动化、智能化技术的水平仍然比较低，今后将会进入高速发展期。他指出，以纺纱工艺为例，未来我们可以继续实现设备的连接，以减少人为的干预。在细纱设备方面，电锭技术可以进一步推广。目
8、前，细纱断头时锭子仍在运转、粗纱仍在喂入，这样消耗了能源和原材料。电锭技术可以实现无需传感器的单锭断头自停和粗纱停止喂入。再加上先进的控制系统，企业可以控制千锭时断头率，从而实现夜班无人值守。 有先进的纺纱企业曾经提出，希望新上马的设备能做到 10 年之内不落后。但是生产要素成本的增加使一些几年前还在大量上马的设备逐渐进入淘汰落后的行列。如果这种情况继续下去，只有不断研发更先进的设备才能满足这些企业 10 年不落后的要求。 经纬纺织机械股份有限公司总工程师蔺建旺表示，新型无人化棉纺数字工厂具有感知、决策、执行功能，符合国家高端装备制造业的重点发展方向，是信息化与工业化深度融合的重要体现。 建设
9、新型无人化棉纺数字工厂，将对加快棉纺企业转型升级，提升生产效率、技术水平和产品质量，降低能源、资源消耗，节约用工成本，实现纺纱生产过程的数字化、智能化、网络化，提高企业竞争力，应对国际挑战发挥重要作用。蔺建旺认为，通过推进智能化纺织技术，融合新思想、新技术，打造新型无人化棉纺数字工厂必将成为当前和今后一段时期内纺织装备企业的主要任务。 智能化将率先在中国实现 各种发展现状证明，国内纺织装备新型自动化、智能化技术的发展已经步入快车道。很多企业的新技术、新装备、新系统已经得到了推广应用。这些新技术已经不仅是理念上的创新，更能解决实际生产中的问题。 以一些小快灵的企业技术为例，虽然属于细节工艺，但正
10、所谓细节决定成败，把握住发展趋势的细节体现，正是智能化变革的方向之一。北京机械工业自动化研究所自动控制与物流技术工程研究中心的全自动落筒机应用于化纤生产企业，可以实现从卷绕机上自动落丝、从落筒机上到台车的自动装车、自动打印小标签和工艺卡、自动存储每个丝饼生产过程信息，工艺过程无人干预，可确保尾丝方向一致。 除了智能棉纺设备和棉纺工序连续化系统外，经纬纺织机械股份有限公司更进一步提出了智能化柔性物流仓储系统和新型无人化棉纺数字工厂的概念。智能化柔性物流仓储系统利用条桶智能输送系统、精梳棉卷智能输送系统、筒纱智能整理输送包装系统，使棉纺工序之间柔性连接，避免了纱线的接触损伤，提高生产的连续化、自动
11、化水平。 蔺建旺认为，智能棉纺设备具有高速、高产、高效的性能，能够极大地提高成纱品质和产品的附加值。联合机和基于 AGV 系统的物流仓储系统实现了棉纺工序之间的刚性和柔性联接，保证了全流程运行的稳定性、可靠性、连续性，极大的提高了生产效率。大数据和云计算技术将助力棉纺设备网络监控和管理系统、ERP 系统，提高棉纺工厂的信息化水平。 在谈到中国的数字化、网络化、智能化时，祝宪民说，纺织工业的数字化、网络化、智能化会率先在中国实现。他解释道，作为人口大国，中国不能没有纺织工业，城镇化建设将大大增加纺织品内需，要素成本上涨也需要提高劳动生产力。高成本会阻滞科技的进步，低投入则可加速高技术的推广。目前，中国拥有一定的成本优势，所以一些高新技术有望在中国更快实现。
