纺织智能制造标准体系架构研究与实现

丁海涛

（固始县工程咨询公司，河南 固始 465200）

引言

纺织智能制造标准的制定可加速纺织智能制造的快速发展。本文依据《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》，围绕纺织智能制造标准核心问题，从纺织智能制造装备、生产执行、流通管理等环节的智能化，研究提出系统性、先进性和可操作性的纺织智能制造标准体系架构，为智能制造标准有序制定，提高纺织装备的智能制造水平和质量稳定性提供参考。

一、纺织智能制造标准发展现状

随着移动互联网、物联网、云计算和大数据等新信息技术的发展，纺织企业的制造模式和技术架构面临着深刻变革。智能制造是与信息技术、工业技术以及管理技术都相关的系统技术，由此形成的智能制造系统是一个巨大复杂的系统，而标准化则是推动纺织智能制造科技发展与实施的强有力的工具。纺织智能制造系统的建设必须率先开展标准化建设。标准化是实现智能制造的基础，标准先行是信息化的基础和前提。经过数十年的发展，纺织生产过程已经基本实现了自动化、大部分纺织企业部署了企业资源计划(ERP)、生产执行系统(MES)、计算机辅助工艺规程设计(CAPP)、供应链关系管理(SCM)等信息系统。由于缺乏统一的规划标准，这些智能设备和信息系统的应用效果并不理想。自从国家工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同组织制定了《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》后，许多学者在智能制造标准领域展开研究：研究船舶智能制造技术发展趋势，并提出了标准体系框架分析;对航空智能制造标准体系进行了设计方法的研究;对通用智能制造标准体系构建提出建议;对针织面料生产智能制造进行研究，给出针织面料生产智能制造通用信息模型标准和验证平台;研究大数据驱动下的纺织智能制造平台架构。

二、纺织智能制造标准体系架构

（一）共性技术与标准

纺织智能制造标准体系中，共性技术与标准主要包括智能传感技术、物联标识技术、网络架构技术、安全、机器人和OPCUA协议等。在新型纺织机械中，有很多类型的传感器对改善纺织生产发挥了极大的作用，如光电传感器、电磁传感器、温度传感器、压力传感器、图像传感器及各种工艺参数传感器等，已广泛应用于各种新型纺织机械，如异纤检测，并条机和梳棉机等的棉条均匀度检测，棉网均匀度检测，纺丝机、细纱机、整经机、织机的断纱自停检测，织机、纱线卷取机、络筒机等纱线张力检测，印染设备中在线色差检测等。随着纺织装备向着数字化、智能化、多功能化发展，掌握纺织装备中各种信息检测的需求，研究纺织装备专用新型传感器的检测原理和方法，以及适合纺织生产的物联标识技术和标准，实现纺织机械装备动态运行状态的有效监测是实现纺织智能制造的基础。共性技术与标准中，需要抽取纺织业物联的要求，研究物联标识技术，形成纺织物联标识标准，为实现纺织制造过程中的物联和数据采集打下基础。网络架构、安全、机器人和OPCUA协议等可采用已经发布的相关标准。

（二）关键技术标准

关键技术标准主要包括3部分：工业软件与大数据、智能车间与智能工厂以及工业互联网。工业软件与大数据标准中，需要研究与纺织相关的工业大数据处理技术标准和与纺织产品相关的应用软件标准，其他如数据管理技术、工业软件集成、软件质量管理和软件资产管理等可参照国家智能制造标准体系中的相关标准。分析纺织生产过程，可将智能车间与智能工厂标准建设分为6个方面：智能装备、系统集成、互联互通、信息融合、制造执行和运营分析。智能设备包括纺织生产中的化纤设备、织造设备、针织设备、非织造设备、印染设备、制衣设备、配套设备、专用传感器等，需要根据相关行业特点，制定各种智能设备的相关标准。系统集成中需要制定各生产线标准，并针对各生产线进行分析，制定产品与设备集成、设备到设备集成、设备与系统集成等纺织行业的共性标准。互联互通需要抽取纺织行业的共性技术，制定纺织工业控制网、工业物联网、纺织工业云平台和纺织大数据平台等标准。信息融合标准主要需要制定纺织工艺数据、纺织设备状态数据、纺织过程数据和纺织物流控制数据等信息融合标准。制造执行标准主要包括纺织设备运行管理、纺织生产质量控制、纺织工艺执行管理、生产物流管理和生产计划调度等关键技术和标准。运营分析主要包括客户关系管理系统(CRM)、ERP、仓库管理系统(WMS)和个性化定制平台等。工业互联网主要包括网络组网技术、工业无线通信、工业有线通信和信息协同技术等标准。

（三）纺织智能制造新模式

纺织智能制造新模式主要包括纺丝、非织造流程型智能制造、纺纱、织造、染整离散型智能制造、全流程网络协同制造、服装大规模个性化定制和纺织装备远程运维服务等。

结语

本文对纺织智能制造标准架构规范进行研究，给出了纺织智能制造共性技术与标准发展目标规划，分析了纺织智能制造标准体系架构图，提出关键智能工厂架构，包括纺织全生命周期的资源要素、系统集成、互联互通、信息融合、制造执行和运营分析，对进一步具体研究纺织智能制造标准给出了方向性参考。同时以高端针织面料智能制造为例，提出针织生产智能管控标准架构，对纺织工业各企业建立智能工厂具有很好的参考作用。