经编装备的“两化融合”发展

2014-02-12蒋高明高哲

纺织导报 2014年1期

蒋高明+高哲

摘要：本文阐述了“两化融合”的发展趋势和发展要求，介绍了近年来我国经编设备的发展情况，并从经编织物设计电脑化、经编装备的数字化、经编生产和管理的智能化等方面说明了我国经编装备制造、经编生产和经编管理领域中的信息化与工业化相互促进、相互提升的现状，最后对未来我国经编装备产业领域的“两化融合”发展进行了展望。

关键词：经编装备；两化融合；数字化；智能化

中图分类号：TS183.92 文献标志码：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

经编产业作为我国纺织工业中发展最快的产业之一，具有生产高效、产品花式多样、产品结构灵活和应用领域广泛等特点。近年来，随着计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和数控等信息化技术的引入，现代经编装备正朝着控制数字化、生产智能化以及管理网络化等方向发展。随着信息化程度的提高，现代经编装备正逐步实现信息化和工业化的相互带动与促进，进而实现全面技术升级，这极大地推动了新产品的开发，产品的附加值也大幅提升。信息技术与传统技术的融合，引领经编设备、经编生产以及经编企业的经营管理进入新的发展阶段，形成了经编行业新的经济增长点。

1 中国经编装备的发展概况

进入21世纪以来，经编织造设备开始大规模采用数字化装备来武装，我国经编装备沿着高速化、精密化、数字化和智能化的方向得到了快速发展，取得了质的飞跃。伺服驱动技术、Piezo贾卡技术、集成控制技术、经编针织物CAD系统、智能化织物疵点检测技术以及MES、ERP等信息化企业管理系统在经编装备上的应用，使得经编织物的设计与织造、经编机械产品、经编产品检测和经编生产管理等诸多环节在科技含量、自动化程度、精密程度和系统化程度上都有了大幅提高。

经过40多年的发展，我国经编机械生产企业已有30余家，为行业累计提供了 3 万多台经编装备。这些企业所生产的高速经编机、多梳栉经编机、双针床经编机、整经机等设备及其电子控制装置较好地适应和推动了行业发展，其中部分产品出口东南亚国家，有的已出口到欧美等发达国家和地区。经编装备制造业信息化技术的开发与应用，有力推动了我国经编行业的发展。

2 中国经编装备的“两化融合”

经编装备的“两化融合”即实现信息化与工业化的相互带动与促进，进行技术革新，增加产品的技术含量并且提升设计研发、生产制造及经营管理的水平。随着“信息化与工业化融合”的不断加深、国民经济发展模式的改变以及我国人力资源成本上升等经济发展环境的变化，国内科研院所及生产企业正在进一步推广应用电脑化、数字化控制技术，积极开发经编针织物CAD系统，集成创新一批数控装备，实现织物设计织造方式、装备性能和功能的升级换代，同时实现经编装备的高效率和低能耗。提高产业核心竞争力，切实推进装备制造业转型升级，实现参数精确控制、多电机传动控制等功能。

2.1 经编针织物设计电脑化

经编CAD技术是利用计算机强大的计算功能和高效率的图形、图像处理能力进行经编针织物设计和数码打样的技术。该技术为经编产业的快速设计和开发创造了条件，使经编产品的种类和花色以及开发效率得到极大的提高。经编CAD具有对市场变化的快速反应能力，能够适应多品种、小批量、短周期、高质量的生产要求，已成为经编企业应对市场竞争的有效工具。

江南大学多年来一直致力于经编工艺与生产技术前沿方面的研究，坚持理论研究与实践相结合，经过10多年攻关，开发了具有自主知识产权的经编针织物辅助设计系统WKCAD4.3。该系统经过长时间的完善，具有良好的使用性能，人机界面友好，操作方便，可以直观、快速、准确地设计各类经编织物，已经充分实现了产业化。该系统已远销欧洲、亚洲等地区，在国内外300多家企业推广使用，是国际市场上占有率最高的一款经编针织物辅助设计软件之一。

2.2 经编装备的数字化

经编装备的数字化可省去复杂的传动结构，而且具备适应性强、柔性高、加工精度高、质量稳定、自动化程度高、生产效率高、节约人工与资源以及改善环境等特点，因此非常符合当前对工业化领域高速、高效、低耗的要求。在当今的经编装备发展中，随着高性能嵌入式计算、现场总线高速网络、分布式多轴伺服驱动等先进技术的应用，诞生出以信息化、智能化和网络化为特征的现代经编装备技术，并逐步形成与经编行业特征密切相关的系统化数字控制技术，实现了信息技术、自动化技术与制造技术的成功结合，将其应用于经编装备的电子送经、电子横移、电子铺纬、电子贾卡和电子牵拉卷取等系统，已成为现代经编装备的标准配置。这些成果不但提高了经编机的工艺性能，也大大简化了操作。

江南大学和国内经编机械制造企业合作，长期从事经编装备与产品设计的数字化开发及产业化应用的研究，成功研制了具有国际先进水平的经编电子送经、电子牵拉、电子横移和电子贾卡提花系统。先后承担了“纺织行业（苎麻、针织、涤布）装备数控化应用示范（研究方向：数控化针织加工设备）”、“数字化经编装备的关键技术研究及系统集成”、“经编提花毛巾生产关键技术研究及产业化”、“经编毛绒数字提花关键技术及产业化”等省部级项目及横向项目20多项，其经编装备数字化技术研究成果先后荣获2010年国家科学技术进步二等奖、2009年江苏省科学技术进步二等奖、2009年中国纺织工业协会科学技术进步一等奖、2008年中国纺织工业协会科学技术进步三等奖等。研究成果的实施打破了国外公司的长期垄断，增强了我国经编机械制造领域的科技创新能力，推动了国内经编装备的信息化升级，实现了经编产品的快速设计和开发，有力地促进了我国经编行业的科技进步。

2.3 经编生产和管理的智能化

在经编生产和管理方面，智能化、系统化地掌控产品的质量和生产情况是经编行业发展的重要方向。

在经编生产中，通过对经编机械加装油温控制系统以及织物疵点在线检测系统，已经初步实现了经编生产的智能化和优质化。为提升织物疵点识别的种类、速度和精度，采用高速摄影和图像处理技术，分析织物疵点特征，建立织物疵点图像库，实现织物疵点在线检测，提高疵点识别速度和精度，自动统计并分析疵点分布规律，优化生产工艺数据，减少疵点产生。

在企业生产管理方面，很多经编企业正在推广采用经编生产管理系统（MES）。基于在线实时数据采集技术，将经编机作为网络终端，在经编生产过程中实时掌握机台、订单及工作人员的生产状况，实现业务数据与资源共享，同时建立快速反应机制，掌控生产异常情况，及时进行调整、调配，提高接单能力，对生产人员的产量及效率进行统计分析，更大限度地调动员工的生产积极性。另外，还可建立企业生产数据库，累积公司的生产管理经验数据，避免人员异动流失。该系统可以实现远程联网操作查询，方便异地管理，不受地区限制。MES系统的推广，可有效提高生产效率、加强管理效能，并且降低生产成本。

此外，经编企业ERP系统的应用是未来经编工厂发展的必然趋势。针对智能化经编装备展开系统研究和集成创新，将控制、计算机和网络技术等交叉融合，开发智能化经编装备整机、花型设计与仿真系统、实时生产管理系统并实施产业化，实现经编生产的智能化和连续化，推动经编行业的科技进步。通过ERP系统，可以根据互联网实时查询工厂的加工过程，甚至知道用哪个纱批，通过何种织造、染色以及后整理工艺加工出来成品面料，参考样品加工时有何注意事项，从而便于决策人员和技术人员远程指导制定新的加工工艺。目前该系统已经在少数经编企业中得到应用，并发挥了积极的作用。

3 我国经编装备领域“两化融合”存在的问题

3.1 与国外仍存在较大的技术差距

国外对经编装备的研究起步较早，特别是在装备信息化、智能化的设计与研究方面，德国Karl Mayer（卡尔迈耶）公司等一直在该领域处于世界领先地位，基本处于垄断地位。我国国产的经编装备在整体技术水平上较之还有一定的差距，主要体现在以下几个方面：第一，机械设计与加工的水平较低，缺乏高速运转下的动平衡设计研究，曲轴机构的制造和装配精度不高，与经编装备高速运转的技术要求相差较大；第二，国际先进的经编机已广泛使用轻质高强、温度变形小的碳纤维复合材料作为针床、针芯床、沉降片床和梳栉等长向件材料，而国内设备则仍普遍采用空心镁合金型材，不利于经编机高速度、高精度地平稳运行；第三，送经纱线张力和牵拉织物张力的控制不平稳，停机横条明显，产品品质不佳；第四，国内还缺乏对经编生产的织物疵点在线监测技术研究，影响了经编装备智能化控制技术的发展。

以上问题严重制约了我国经编装备水平的提高和经编产业的持续健康发展，再加上近年来国内劳动力成本的持续上涨，都促使企业应利用“两化融合”的发展契机，积极研究以高速、高效、智能化为核心的现代新型经编装备生产技术。

3.2 投入力度不足，缺乏自主创新

经编设备及其生产领域的信息化技术推广虽成为一种必然的发展趋势，但很多企业仍未能与时俱进，缺乏长远的发展规划。在新技术、新设备的研发中，不论是专业人才培养还是资金投入力度都比较欠缺，并且急功近利，产品以仿制为主，缺乏创新意识与独立的知识产权，企业长远发展的根基薄弱。相关企业应看清信息化与工业化相融合的发展需要，积极扩大研发的软硬件投入，打造开放式数控技术开发与推广服务平台，提升售后服务能力，持续不断地加大人才培养力度，提高自主创新能力，掌握核心技术，这样才能有效地使企业在激烈的竞争中立于不败之地。

3.3 系统化、集成化研发有待加强

我国的经编装备虽在某些方面实现了数字化控制，但大多是对某个机构、装置或者单台机器进行的数字化控制，缺乏真正的网络化和系统化控制，并且其控制精度、响应频率及稳定性均有待提高。针对这一问题，数字化经编装备技术的研究需在以下几个方面加以提升：研究并实现集成控制的快速响应性，突破电子横移系统对高速经编机机速限制的技术瓶颈；运用神经网络智能控制技术，开发快速响应的自适应型经编机电子送经和牵拉控制系统，实现电子送经、织物牵拉的恒张力控制；通过智能式张力补偿，并结合经编机主轴转速控制技术，实现可控制式的停车定位和纱线张力恒定；利用高动态响应的交流伺服技术开发快速响应的经编机集成控制系统；持续开发网络化的集成控制技术，改善单台控制的“孤岛”现状。

4 结语

近年来，国产经编装备取得了快速发展，虽然国内外的差距依然存在，但只要充分响应和践行“两化融合”的发展趋势，坚持数字化和智能化的大方向，积极发展科技含量高、自动化程度高的中高档经编装备，加强经编应用领域的拓展，以自主创新推动经编装备制造业的科技进步与产业升级，提升经编装备的国际竞争力，必然能实现我国经编工业向高品质、品牌化发展的目标，而我国也必将成为世界上重要的经编装备研发、制造和供应基地。

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