纺织行业机械制造中的大数据技术应用

2021-09-23杨德杰李风翥

数字技术与应用 2021年8期

杨德杰李风翥

(青岛环球集团股份有限公司,山东青岛 266000)

近年来,纺织行业的发展迅速,每年为国家贡献了巨大的产值,其生产的纺织产品被应用在社会经济的方方面面。但随着纺织行业的生产方式转变,机械生产已然成为了主要方式,为提升产品质量和效率,对纺织机械的制造要求较高,在开展纺织机械设计和制造时,要积极适应信息时代下的要求,将大数据技术应用于其中,推进制造工艺的变革,提升机械制造的现代化水平。未来随着纺织行业的进一步发展,机械制造中的大数据技术发展和应用潜力巨大,各个纺织企业都要加强大数据技术的创新。

1 纺织机械制造智能化的发展思路

1.1 纺织机械制造智能化的内涵

在进入了信息化时代以后,我国的纺织行业也进入了新的发展阶段,智能化概念逐步提出,为实现纺织行业智能化的目标,在纺织机械制造的过程中要加大大数据技术的应用,以充分发挥技术优势,提升纺织机械的总体性能。伴随着计算机技术的快速发展,智能化概念被提出且在纺织行业中取得了一定的发展成效,从当下的发展现状来看,在多年的探索实践过程中,纺织机械制造中已经形成了集物联网技术、云计算技术和数字通信技术等现代化技术于一体的制造体系,加快了纺织机械智能化目标的实现。

1.2 纺织机械制造智能化发展的需求分析

工业4.0架构标准模型提出以后,纺织机械制造方面就有了更多的参考标准,相关人员在开展制造工作时,就可以加大现代化技术的应用。纺织机械制造的智能化需求是推进智能化目标实现的基础,只有全面了解了在纺织行业机械制造中的智能化发展要求,才能够在产品的整个生命周期和阶段中,逐步渗透大数据、智能化的概念,将大数据技术、智能化技术逐步应用在产品设计、制造的各个环节[1]。纺织机械制造智能化要求下,首先要进行横向数据的收集,在此项工作进行时,相关人员要面向纺织机械制造过程中所涉及的全部原材料和物料的相关信息,这些信息中不仅有企业与企业之间的横向数据,更存在有企业内部不同部门之间的横向数据。对于企业与企业之间的横向数据,主要是这些企业之间在相互交流过程中的信息整合,而企业内部的横向数据为不同部门的信息整合结果。其次,纺织机械制造智能化需求下,对纵向数据的收集也尤为重要,这一数据收集具体包含的是面向全部服务封装、服务平台的打造、服务配置的补充等方面的内容。服务封装为纺织机械制造过程中对全部发展资源、服务管理等各个要素的封装化处理,以通过这些过程来实现产品封装化后的集成。

2 大数据技术在纺织机械制造中的应用

随着纺织行业现代化发展步伐的加快,纺织机械已然成为了影响纺织企业产品生产效率和质量的关键要素,为帮助纺织企业更好地适应当下的发展环境,纺织机械生产厂家在机械制造的过程中,要加强对大数据技术的应用,因为大数据技术下可以辅助数据采集、存储和处理,也就可以从海量的数据中提取出有价值的信息来辅助机械制造,保障纺织机械制造的整体水平[2]。大数据技术在纺织机械制造中的应用流程如图1:

图1 大数据技术的应用流程Fig.1 Application process of big data technology

2.1 智能化控制的纺织机械生产技术

纺织机械的生产车间环境比较恶劣,呈现出高温、高压和高湿的特征,整个纺织机械的制造过程中,往往处于高强度、超大负荷的运行条件下,这就使得在整个的纺织机械制造中,需要控制的参数和流程相对较多,传统的人工控制显然已经无法保障控制目标的实现,智能控制成为了主要的方向。对于纺织品工艺来看,整个的产品生产中涉及的流程繁多,原材料也就是纺纱和纤维等环节一般要重点关注均匀分布控制、张力控制,但与此同时也要做好生产速度、位置和操作动作等的管控,这些控制对象的控制方面,为提高控制精度,一般要利用嵌入式处理器或者芯片来完成[3]。

2.2 信息化、网络化的纺织机械生产加工技术

我国在近年来已然进入了智能化发展阶段,大数据技术、智能化技术等现代技术在很多的领域都得到了广泛的应用,刺激了行业变革。而这些新技术的出现和应用给纺织行业机械制造带来了一定的机遇与挑战,纺织机械制造企业要适应信息化时代的发展要求,开展制造理念、技术和工艺的革新。纺织机械制造中,最需要改变的就是制造工艺,因为传统的制造方式下,整个的制造流程比较复杂,大数据技术出现以后,就需要将大数据技术充分应用于工艺改进中,最好能够简化原有的制造流程,使得在整个的纺织机械制造中,操作工艺和设备数量都相对较少[4]。此外,大数据技术在机械制造中应用时,要充分与信息技术等高度结合起来,以提升机械的集成化程度,使得纺织机械具有综合性特征,能够在纺织产品的生产中发挥其应有的作用,保持可靠的运转状态。现阶段,纺织行业也表现出了一定的数字化特征,大数据技术在机械制造中的应用,可以加快机械制造中的网络信息化发展步伐,使得在机械运行和使用的过程中,不同模块之间的通信更为便捷,保持互相之间的高度衔接。

2.3 纺织机械机器人等智能装置的研发

大数据技术在当下的发展十分迅速,专业人员在充分调研纺织机械制造工艺和流程的基础上,完全可以将大数据技术与各种现代化的技术有效结合起来,开发出智能装置,辅助纺织产品的生产,如纺织机械机器人。在纺织行业机械制造的过程中,一些环节存在重复性的工作,而通过大数据和智能技术的结合,就可以利用程序开发来实现自动化操作,使得整个的纺织机械制造更具安全性、高效性[5]。因此,大数据技术作为纺织机器人研发中的核心技术,通过这些技术的融入,可以在很大程度上实现资源的节约和利用,帮助机械制造企业获得更大的效益。根据当前市场上的纺织机器人研发和利用情况,其在生产的过程中,经由机器人的配置,完全可以对动作轨迹和动作速度加以精准控制。

2.4 智能化故障检测和分析系统的开发

纺织行业机械制造的技术难度较大,在整个的制造工作中往往需遵循很多的设计标准和规范,信息化时代到来以后,人们对纺织机械制造也提出了新的要求,智能化发展趋势下,有关制造人员要在机械中添加智能化故障检测和分析系统的内容,使得在后续投入使用以后,这些智能化模块可以在海量生产数据的采集和分析过程中提取出有价值的信息,辅助机械的控制决策,更好地组织生产[6]。智能化故障检测和分析系统在应用于纺织机械以后,就可以有效对纺织机械运行中可能存在的故障加以预测,但为保障预测的正确性,一般要在工艺参数、电气性能参数等的全面分析中挖掘出有用的信息来更好地进行纺织机械性能优化,降低机械故障率。

2.5 各个制造工序的自动化连接

纺织机械的结构构成复杂,整个制造过程中涉及的工序和工艺繁多,在将大数据技术应用于制造工作时,不仅可以提升制造的效率,更能够提升总体的制造水平。事实上,大数据技术在应用于纺织机械制造以后,因为可以保持不同制造工序之间的高度衔接,也就使得整体的制造效率得以提升。但为实现工序之间的自动化连接,有关人员要根据机械制造的总体要求和生产车间的空间大小和分布,利用大数据技术来进行纺织生产装置系统的设计,使得该系统能够辅助纺织机械的生产作业。

3 纺织行业机械制造的未来发展

3.1 产品设计智能化

在纺织机械制造中,人们越来越意识到了大数据技术对机械制造的优势,未来随着智能化、信息化发展步伐的加快,纺织行业机械制造必将朝着设计智能化的方向迈进,利用大数据技术来进行数据采集和分析,实现供应链协同和工厂互联化,使得全流程数据都可以达到可视化和大规模定制的预期目标。在纺织机械制造中,需采集的信息主要有市场销售数据、需求数据等,因为数据的海量性和多样化特征,可以在复杂网络、深度学习等方法基础上进行大数据分析,从而更好地满足市场上对纺织机械的制造要求,保障所设计、制造的机械产品可以与市场需求相一致。

3.2 纺织机械的协同工艺设计

纺织机械制造的工艺复杂,为提升总体的设计水平,在整个的制造工序中要加强协同化设计,发挥在整个协同设计和制造中ERP、MES、CAD、CAPP等辅助软件的作用,而大数据技术在协同设计和制造中主要发挥的是多元信息融合作用,专业人员完全可以利用大数据技术来将海量的信息整合起来,从这些信息中提取中有价值的信息来构造机械制造模型、工艺专家知识库,使得整个的制造工作进行时,可以直接从专家库内调取相应的制造工具,在专有模型中开展有针对性的设计。