纱库式自动络筒机管纱自动上纱技术改造项目现状与市场分析

倪 远

(纺之缘工作室，上海 200063)

1 行业规划

在国内纺纱行业存量自动络筒机中，纱库式自动络筒机的占比较高。随着用工成本不断攀升及生产管理要求的日益强化，需要减少依赖人工找头和上纱的纱库式自动络筒机的比例，增加具有管纱自动找头和上纱系统的自动络筒机，即加大细络联型络筒机和托盘式络筒机两种先进适用技术的市场推广。

在2016年9月发布的《纺织工业“十三五”科技进步纲要》中有两处提到自动络筒机的“管纱自动生头及关键装置”项目[1]。

一是在该纲要第二部分“十三五”纺织工业科技进步的重点任务，第三章节的第五小节“先进纺织装备”中，“推广重点：纺纱机械重点推广”中提及管纱自动生头及关键装置，到2020年规模以上企业应用比例达到25%。

二是在具体安排“十三五”纺织工业先进适用技术推广项目(共100项，棉纺相关7项)中，第五章节的第1小节“纺纱机械(第 61～67 项)”的第63项，内容见表1。

表1 第63项内容明细

技术名称技术特征及市场需求实施效果2020年目标2025年目标管纱自动生头技术及关键装置管纱采用自动插管、挑头、生头、输送、络纱、落筒等工序,具有用工少、劳动强度低等优点。该技术是纺织行业提高劳动生产率、提高自动化水平,减少用工的关键技术。主要用于细络联型络筒机和托盘式络筒机比常规络筒机降低60%～75%的用工规模以上企业应用比例达到25%规模以上企业应用比 例达到 50%

可见在《纺织工业“十三五”科技进步纲要》制定时，对“管纱自动生头及关键装置”技术项目就有明确的要求和目标，只不过该项目是针对新增细络联型络筒机和托盘式络筒机制定的，也许该纲要编制团队没有估计到仅仅两年时间，行业已经等不及仅依靠在增量自动络筒机上应用该技术来实现项目应用目标了。

2 项目现状

行业在用工难、用工贵的背景下，对降低自动络筒机用工的急切需求，正在推动替代技术方案在存量自动络筒机上尽快应用。将依赖人工找头和上纱的纱库式自动络筒机改造为带有管纱自动找头和上纱系统的自动络筒机，已成为行业的一项现实需求。

近年来，将纱库式自动络筒机改造为带有管纱自动找头和上纱系统的自动络筒机的技术改造项目，受到业内多方关注，已有企业开始涉足，有少部分进入用户试用期。由于涉及纺纱工艺、纺机装备及改造成本等因素，已经提出的技术改造方案，可能尚未在性价比方面形成行业共识。即使如此，纺纱企业对该技术的青睐度超乎预料，这将极大鼓舞研发企业的热情，有力推进研发进程。

该项目的自动找头系统是必不可少的，可以参照或直接采用已经成熟应用的托盘式自动络筒机的自动找头系统。依据设计制造水平，单套自动找头系统的产能约为每分钟20个～25个管纱，因此对于大部分线密度纱线，60锭～72锭的自动络筒机需要配置1套～2套自动找头系统。在完成找头后的自动送纱上纱部分，目前已有的技术改造方案就上纱方式而言，大致分为两个类型：一是模仿人工操作的纱库上纱移动式机械手；二是类似托盘式自动络筒机的皮带与托盘管纱输送系统，加上单锭式上纱操作臂。

第一类改造方案对原机的改造较少，相对改造部件较少，现场施工工作量较小，改造的通用性较好，适用于多种品牌机型和各种新老型号。同时，由于保留了原有纱库，与人工操作具有兼容性。但移动式上纱小车占据较大的值车空间，往复移动需要智能检测辅助系统，才能保障安全性问题，且在保障安全性的同时又会显著影响工作效率。移动小车上纱机械手的工作频次较高，运行可靠性和稳定性相对较差，维护管理工作的不确定因素较多。

第二类改造方案对原机的改造较多，相对改造部件较多，现场施工工作量较大，改造的通用性较差，单锭操作臂零部件较多，对多种品牌机型和各种新老型号可能需要定制零部件。如果设计不紧凑，可能会过多占据值车空间。同时由于拆除了原有纱库，与人工操作不具有兼容性，任何找头、输送或单锭操作臂故障，都会影响整机或单锭生产效率，且难以人工补偿。托盘式输送管纱的工作模式较为成熟，单锭操作臂的运行可靠性和稳定性相对较好。

因此两类改造方案各有利弊，依照不同的侧重点看，少改造和灵活性，与多改造和可靠性等几个方面尚需论证。

3 方案比较

在ITMA ASIA+CITME 2018展会上，铜陵松宝智能装备股份有限公司、杭州锐冠科技有限公司和江阴凯业纺织机械制造有限公司3家企业展示了纱库式自动络筒机管纱自动上纱系统改造样机，其中铜陵松宝(见图1)属第一类改造方案，杭州锐冠(见图2)和江阴凯业(见图3)属第二类改造方案。杭州锐冠已有少量投入用户应用。

图1 铜陵松宝纱库式自动络筒机管纱自动上纱系统

图2 杭州锐冠纱库式自动络筒机管纱自动上纱系统

图3 江阴凯业纱库式自动络筒机管纱自动上纱系统

除了这3家企业外，常州长荣机械科技有限公司也已经研发出了第二类管纱自动上纱技术方案(见图4)，并且已经公开发布广告，进入市场少量试用和营销阶段。

图4 常州长荣纱库式自动络筒机管纱自动上纱系统

在没有完全定型和规模应用之前，改造成本尚处于估算状态。如果在改造成本接近的情况下，综合比较以下项目，4家厂商两类改造方案的优势各有侧重，见表2。

表2纱库式自动络筒机管纱自动上纱系统结构类型与应用效应对比

项目铜陵松宝杭州锐冠江阴凯业常州长荣改造类型一二二二技术思路少改造,留纱库改机型,弃纱库少改造,弃纱库少改造,弃纱库管纱输送中部连续输送下部连续输送中部连续输送下部连续输送上纱形式移动机械手单锭操作臂单锭操作臂单锭操作臂原机改造量较小较大中中机型适应性好定制较好较好操作臂工作频次较高较低较低较低值车空间占用较多较少中等较少人工值车兼容性可以不可不可不可维护便利性————改造成本————综合性价比————

最后几栏的填写显然不是当下的事，留给时间、留给市场。

由于各企业设计的具体结构不同， 以上的分类只是简单的归类，表2中的应用效应也是简单的判断与评估，而且结构与应用效应也在不断改进和完善之中。

上述研发中的4家厂商都对认为需要知识产权保护的技术结构申请了专利，已经公开的至少有30项，其中常州长荣专利申请起始时间较早、申请数量较多。

有关知识产权问题，研发企业需要注意的是，管纱自动找头和托盘输送系统的技术结构这两个部分国内外多家自动络筒机主机制造厂商都有一些专利保护。

4 市场分析

将纱库式自动络筒机改造为带有管纱自动找头、自动上纱的自动络筒机，其主要功能是降低现实的用工成本。行业以改造附加成本和用工节省成本为主要依据来计算投资回报期。

事实上这项改造方案，从技术角度看并非真正意义上技术领域的进步，只不过是一个过渡性的补缺项目，其改造目标机型是市场存量的纱库式自动络筒机。客观上这项技术的改造方案，在现有产品中有明确的功能替代机型，即托盘式自动络筒机，因而对于增量市场来说，一般不会再有用户在新购纱库式自动络筒机的同时采用这项技术改造方案。除非新购纱库式自动络筒机加这项技术改造的成本明显低于托盘式自动络筒机的售价，或者增加了某些用户需要的附加功能。

这样看来，这项技术改造方案的目标存量市场已较为明确，且已经或马上就要形成竞争格局，就意味着这项在研发中、尚未成熟的项目，在没有形成规模化量产时就已经不是所谓的“蓝海”项目了。

当然，中国的纱锭规模决定了这个存量市场依然巨大，一个足够大的市场体量，将强有力地支撑研发和应用，并同时为供需双方创造价值。

以下是针对该项目的市场估算，数据并非来自官方，仅作为示例供参考。

以全国纱锭规模为1.2亿枚计，其中85%以上应用了自动络筒机，其中近80%为纱库式自动络筒机，以每万纱锭配置3台纱库式自动络筒机计，则纱库式自动络筒机数量有近24 480台。其中有约35%是残值较低不适于改造的老机，预计还有10%左右为品种或企业规模结构因素不会改造的机器，这样可能改造的机台数量约为13 460台，以每台改造费用为20万元～25万元计，总的市场容量约为27亿元～33亿元，如果以5 a均衡推进完成改造计算，则年改造销售额中位数可达约5亿元～6亿元，可见市场容量足够大，就看这块“蛋糕”有多少企业按何种份额来划分。

5 结语

依照技术进步方向，自动络筒机的发展随着自身和细纱机技术的发展，循着纱库式移动小车接头、纱库式单锭接头、托盘式、细络联型自动络筒机的方向发展。当然，数十年来各发展阶段都有前后机型共存的局面，现在正是后3种机型共存的时期。

在上述基础上，如果有一种对纱库式自动络筒机自动化改造形式，既能兼容人工与自动化操作、纱线品种适应性好，能为市场普遍接受，又在改造成本方面明显低于托盘式与纱库式两种自动络筒机新机之间的差价，在性价比上具有优势，那么是否派生出一种具有过渡意义的“新机型”?一方面在应用效应上具有存在价值，另一方面跃升出将要形成的竞争格局，占据行业技术领域的制高点，为行业和研发者创造价值。

除上述4家厂商外，不排除还有处在研发中及准备研发的厂商，每一家都可能会有若干新亮点，同时也免不了有曲折。市场竞争将推动该项目尽快成熟、不断优化，满足市场需求。

2018年可以说是“纱库式自动络筒机管纱自动上纱改造技术项目”亮相元年，依照上述分析和估算，也可算为ITMA ASIA+CITME 2018纺机展上棉纺装备中最受行业关注、十分具有应用价值和行业体量的一个现实项目。

《纺织工业“十三五”科技进步纲要》提出的是先进适用技术——细络联型络筒机和托盘式络筒机的推广项目，以便增加这两种自动化应用程度较高机型的市场比例，但是在没有大规模扩锭的行业背景下，增量应用对存量市场比例的增加程度较小。《纲要》规划目标主要针对规模以上纺纱企业，从目前行业对纱库式自动络筒机管纱自动上纱系统改造的热情看，无论企业规模大小，自动化替代改造方案都有可能应用，这将会使全行业应用比例得以提升，行业规划提出的应用比例也会提前实现，这将成为新世纪初集聚纺纱技术项目后，“趋势超越规划”的又一个实例。