十大细分领域创新目标明确

2021-10-25

纺织机械 2021年5期

关键词：织造布装备智能化

《纺织机械行业“十四五”发展指导性意见》在全面理性分析纺机行业“十三五”发展情况的基础上，围绕纺机企业制造智能升级、纺机共性技术、纺纱机械、机织与准备机械等十个细分领域在“十四五”期间的发展趋势与目标，以及重点任务等进行了分析。

纺机企业制造智能化升级

发展趋势

1.纺机制造数字化车间建设；

2.纺织机械的网络协同制造；

3.纺织装备的远程运维服务。

发展目标

开展纺织机械领域自身智能制造示范应用。建立200个以上纺织机械主机和专用基础件生产及应用的智能制造场景，建设20个以上纺织机械生产的智能制造工厂/车间，推选10家以上智能制造创新示范企业。推动纺织机械企业实现智能制造升级，提高装备可靠性及专用基础件的制造水平，研究纺织机械智能制造过程信息物理系统关键技术，开展纺织机械智能制造的试点示范。

重点任务

1.纺机制造数字化车间建设包括：车间系统模型建立;先进设计技术应用和产品数据管理系统（PDM）建设;关键技术装备应用。现场数据采集与分析系统、车间制造执行系统（MES）与产品全生命周期管理（PLM）、企业资源计划（ERP）系统高效协同与集成。

2.纺织机械的网络协同制造:研究基于第三方云平台及业务驱动的多价值链协同模式与协同机制，建立网络化制造资源协同平台或工业大数据服务平台，信息数据资源在企业内外可交互共享。

3.纺织机械的远程运维服务:建设标准化信息采集与控制系统、自动诊断系统、基于专家系统的故障预测模型和故障索引知识库；可实现装备（产品）远程无人操控、工作环境预警、运行状态监测、故障诊断与自修复；建立产品生命周期分析平台、核心配件生命周期分析平台、用户使用习惯信息模型；可对智能装备（产品）提供健康状况监测、虚拟设备维护方案制定与执行、最优使用方案推送、创新应用开放等服务，拓展纺织装备制造服务。

纺机企业需加快自身的智造升级。

纺机共性技术

发展趋势

1.纺织机械动力学及减振降噪降耗技术；

2.纺织装备关键部件可靠性提升和寿命预测技术；

3.机器视觉技术在纺织装备中的应用技术；

4.纺织装备中纤维束、织物与固体的相互作用机理；

5.纺织装备中纤维束、织物与流体的相互作用机理；

6.纺织装备多电机协同控制技术；

7.纺织装备关键零部件和专件制造与强化技术；

8.新材料在纺织装备关键零部件上的应用技术。

重点任务

1.纺织装备机械动力学及减振降噪降耗技术及推广应用；

2.纺织装备关键零部件可靠性提升和寿命预测技术及推广应用；

3.机器视觉技术在纺织装备中的应用；

4.数字孪生技术研究及应用。

纺纱机械

发展趋势

1.在环锭纺设备方面，短流程、连续化、智能化仍将是“十四五”期间棉纺成套设备的发展趋势。一些关键装备如清梳并联、细纱接头机器人等的研发，环锭纺工艺设备的研究，有望在“十四五”期间取得重大突破。

2.在短流程纺纱设备方面，“十四五”期间，智能化短流程设备的研发将取得突破，初步实现数字化、网络化、部分智能化的短流程纺纱设备（系统）将更多的应用于市场，部分替代环锭纺的趋势会更加明显。

3.在毛纺设备方面，“十四五”期间，多联羊绒、牦牛绒分梳成套设备进一步推广，羊绒纺纱智能化工厂将应用于市场，用工大幅度减少；各类混纺纱线及功能性纤维的开发将带动存量设备的技术改造，相应各生产环节中设备的自动化、信息化水平将会得到进一步提升。

“十四五”期间，环锭纺纱万锭用工将降至10人以下。

4.在麻纺设备方面，“十四五”期间，亚麻自动落纱细纱机将会得到大力推广，长麻纺纱连续化、自动化将是未来发展趋势；随着东南亚黄麻加工地区人力成本的提高，也将促进新一代黄麻成套设备的发展。

5.在制丝设备方面，现有的缫丝机和煮茧机将通过引入先进的传感技术和基于图像的无接触检测方法，继续在自动化水平和智能化控制方面有所发展。“十四五”末期，工厂化养蚕配套鲜茧缫丝整套设备也将逐渐成为行业的主流设备。

发展目标

环锭纺纱万锭用工 10 人以下；建成数字化、网络化、部分连续化的短流程纺纱示范工厂；建成自动化、连续化、数字化精纺羊绒纱智能工厂及部分连续化粗梳毛纺智能工厂；研究新型黄麻纺纱机，建成新型黄麻纺纱成套装备的纺纱示范生产线；研究亚麻自调匀整成条机，推出新一代成熟的栉成联合机；研发智能化缫丝装备，实现人均产丝 1500kg；开发与全龄饲料工厂化养蚕的鲜茧缫丝整套设备，缫丝环节能耗降低 50%、劳动生产率提高 30%。

重点任务

1.开发新一代智能成套棉纺设备；

2.棉纺设备的升级改造；

3.其他纺纱设备的研发；

4.纺纱关键专件、器材的研发和提升。

织造设备的适用性和织造质量仍是市场关注的焦点。

机织与准备机械

发展趋势

1.在市场方面，机织与准备机械的市场呈现多元化，高、中、低档市场需求并存的局面继续存在，市场关键还是看其品种的适织性和实物质量的反映。机织布在服装服饰以外的家用和产业用两大领域的应用发展势头迅猛，对设备的差异化需求在持续增加。

2.在技术方面，新型机织织造技术与产品的主要发展创新趋势是高速、节能、智能化和差异化创新。进一步提高制造与控制精度和工艺适应性，整经机、浆纱机以及无梭织机继续朝着高速、高效、智能、节能、模块化应用方向发展，在提高智能化控制、产品适应性和降低成本方面，更贴近市场需求。国产无梭织机进一步减少早期故障，提高产品可靠性。采用模块化、通用化设计，保持同原有产品的结构或装置之间的互换性，满足用户企业对不同织物品种的机织工艺要求，降低用户投入成本、丰富产品的多样性，向适应性更强的方向发展。发展满足特种织造需要的高性能毛巾织机、大提花织机、地毯织机、金属丝网织机等，满足产业用纺织品需要的片梭织机、刚性剑杆织机等，加快织造机械系列化产品的研制，满足差异化织造、特种织造的需要，适应纺织工业产品结构调整的需要。

发展目标

织机无梭化率达到 80%以上，自动穿经机规模化产业应用覆盖率达到一半以上。建立具有全面监控管理能力的数字化机织车间、织造准备车间，实现生产过程实时监控与智能化管理，实现织轴、经轴和筒子纱等物料的自动更换与输送，面料质量在线检测。自动穿经装置、高速开口装置等核心零部件实现产业化应用。特种产业用机织与准备装备逐步扩大应用领域，织机品种适应性提高，取得产业用领域市场和技术优势。

重点任务

1.进一步创新机织织造工艺关键技术和装备；

2.重点提升织造专用基础件、器材的水平；

3.顺应产业用织造需求，加强特种织造及成型装备研制；

4.发展绿色织造；

5.建立织造机械标准体系。

织造技术与产品创新趋势是高速、节能、智能化和差异化。

针织机械

发展趋势

1.从市场发展趋势看，圆纬机行业因其下游产品的特点，预计市场会延续“十三五”期间相对比较平稳的态势；横机伴随着技术的更新换代，行业在“十三五”期末出现的下滑趋势有望得到改善；经编机械得益于广泛的应用范围与高效生产，“十四五”期间将得到进一步发展。此外，受益于东南亚及南亚地区等重点下游市场的产能提升，“十四五”期间针织机械出口或将得到进一步增长。

2.从技术发展趋势来看，圆纬机针距将继续向粗、细两个方向研发；筒径继续向更大或更小方向发展；机速在运转平稳的前提下逐步提升；电脑控制技术水平将继续稳步提高。自动送纱、接纱，机台清洁，在线检测纱疵、织疵监控等设备是辅助设备的开发重点，与纺纱技术结合的短流程生产也将持续探索。国产电脑横机将进一步提高机器的稳定性、编织机号、编织速度与加工精度，持续拓展新应用领域，加快全成型机型的开发和量产步伐，电控系统和制版系统更完善，便于操作和产品的开发，工艺软件的开发与普及应用为下游的小批量多品种提供快捷和方便。横机配套的多模块设计系统及编织图像现拍即织的智能编织系统也将成为国内企业研发方向。经编机进一步提升加工精度，提高编织速度和稳定性，向宽幅、高速化方向发展。同时研发智能控制间隔纱梳栉平移成圈系统技术，实现超大隔距织物的成圈编织；研发复杂花型经编织物疵点检测技术，实现更多种类经编织物疵点在线检测；研发单纱送经系统，实现大花型经编织物的编织等。此外，增强经编机对原料（短纤纱、高性能纤维等）的适应能力，生产应用领域更为广泛的经编织物。

与针织机械配套的优化订单流程、降低停台率、减少用工将推进设备联网、生产管理系统、在线监控系统的开发和完善。智能化机器人或机械手的开发将渗透在针织机器中，降低人工成本，提高生产效率。

“十四五”期间，针织行业仍将保持平稳发展。

发展目标

针织装备与专业基础件制造关键技术研发能力进一步提升，针织设备质量与可靠性进一步提高；针织设备、工艺流程以及物料仓储等辅助生产系统智能化改造积极推进，装备生产与企业管理信息系统集成协同，形成连续生产、联网管理、集中管控、资源共享的现代化针织智能制造模式；针织设备在产业用领域的应用进一步拓展，设备附加值大力提升，针织机械产业结构逐步优化。

重点任务

1.继续研发针织物疵点在线识别系统，自动接纱、除尘机器人等辅助设备；突破一步法袜机的关键技术；进一步优化全成型电脑横机制版软件，研发新型高效针织横机电脑控制系统；研发高性能纤维多轴向经编机；掌握高性能织针生产工艺与技术；研发针织机械的跨界应用，拓展针织机械应用领域。

2.制定、修订适用于针织机械新技术的国家标准或行业标准，完善针织机械标准体系建设，提高针织机械行业标准化技术水平。

3.加大关键基础件的研发力度，达到国际先进水平。

4.继续发挥行业协会的沟通协调作用，规范针织机械市场秩序，加强行业自律，避免恶性竞争，积极引导行业持续健康发展。

印染机械

发展趋势

国产印染机械仍将延续以往的高质、高效的发展趋势，在更加注重节能、环保的基础上，设备的运行效率和可靠性将进一步提高，满足我国印染工业大规模生产的更高要求。在单机台工艺参数在线监控技术不断发展的基础上，装备实时动态数据传输与共享技术将得到快速发展，建立信息交互规范，实现异构系统间信息的互联互通，将是纺织印染企业建立数字化、智能化工厂的基础。发展用于印染机械的智能化技术，实现印染生产过程中物料智能化输送，可有效降低工人劳动强度，提高工厂整体运行效率。大批量的针织物、合成纤维织物将由间歇式生产方式向连续式生产方式转变，逐步降低生产过程中的能耗。

国产印染机械将在更加注重节能、环保的基础上，进一步提高设备运行效率和可靠性。

发展目标

逐渐改善市场产品同质化的现象，以科技创新作为市场竞争的主要手段，推动行业技术发展和产品转型升级，发展高端装备参与国际竞争，积极开拓国际市场，提高国产设备全球市场占有率。

设备可靠性能和运行效率进一步提高；突破工艺与控制关键技术，开发针织物、合成纤维织物连续化染色装备，进一步降低印染生产的能耗与水耗。新出厂的印染机械全部配备数据通信接口，印染机械全流程实现数字化监控。智能化物流装备研发取得进展，基于国产数字化装备的印染智能工厂具备运行条件。

重点任务

1.发展高端、高速连续式棉型机织物印染全流程装备，进一步提高装备的整体可靠性和运行稳定性，设备运行速度达到 80～100 m/min；

2.推广低浴比间歇式染色设备，进一步降低能耗，提高染色一次成功率和产品适应性；探索间歇式染色机全自动进出布技术，解决染色机进出布人工操作难度大的问题；

3.进一步研发棉针织物连续染色生产线，逐步解决目前棉针织物通过间歇式染色机进行处理，而产生的高耗水、高耗能和生产效率低的问题；

4.进一步研发涤纶机织物与针织物连续分散染料染色生产线，大幅度降低耗水和耗能，提高生产效率；

5.研发印染车间物料智能化输送设备，包括开发匹布自动缝纫接头设备、布卷、布车、浆料桶 AGV 运送设备和定位系统，逐步建立印染智能化物流系统；

6.推广高效低能耗双层拉幅定形机，为用户节省场地，提高热能利用率；

7.开发基于 OPC UA 的印染机械监控系统、硬件接口平台，制定信息交互规范，实现不同种类、不同型号印染机械的实时信息在平台上的交互共享；

8.制订印染机械信息模型与数据字典标准，促进印染数字化工厂的建立。

化纤机械

发展趋势

“十四五”期间化纤机械产品将以提升技术水平、高效高产、提高装备稳定性、安全性、节能降耗和绿色环保为主要发展方向。同时化纤机械要向数字化、网络化、智能化方向发展，实现全流程的自动化。在细化常规产品的同时，注重发展与特种纤维、功能纤维相匹配的设备及成套工程技术，降低消耗，减少污染。大力发展功能性纤维、生物基纤维及高性能纤维，这对我国化纤装备走可持续发展之路和提高未来的竞争力，具有十分重要的意义。

发展目标

大容量新溶剂法纤维素纤维、聚乳酸纤维、大丝束碳纤维、万吨级芳纶 1414纤维、超高分子量聚乙烯纤维和再生纤维等成套装备实现国产化；国产大容量薄膜蒸发器、集约式高速卷绕一体机和全自动高速节能假捻变形机等关键单机实现产业化；国产高精度喷丝板及纺丝组件、高精度大容量齿轮泵、热辊等关键零部件实现产业化。

重点任务

1.聚酯聚酰胺纤维装备方面：开展长丝高速卷绕成套装备性能提升攻关，缩小与进口设备差距；对纺丝铲板等化纤关键工艺环节机器人等进行国产化攻关；攻关假捻变形机，实现原丝架长丝自动上丝，成品丝自动搬运。

2.生物基纤维装备：开展 Lyocell 纤维年产 6～10 万吨、单线单釜年产3～5万吨的Lyocell纤维成套装备攻关，实现纺丝稳定运行。

3.高新技术纤维装备：攻关碳纤维原丝高速纺丝关键技术和装备，实现高强高模碳纤维原丝产业化；攻关高性能大丝束碳纤维预氧化炉和高低温碳化炉，实现炉内纺丝稳定，纤维丝束数量达到 25K 以上。攻关耐热抗蠕变、超高强度和模量等超高分子量聚乙烯纤维的关键制备技术和专用设备，单线产能达到 400 吨/年以上。

4.关键零部件：开发长丝卷绕自动生头、纺丝铲板、自动剥丝等专用机器人，国产高精度喷丝板及纺丝组件、高精度大容量齿轮泵、热辊等关键零部件。

“十四五”期间化纤机械产品将以提升技术水平、高效高产，提高装备稳定性、安全性、节能降耗和绿色环保为主要发展方向。

非织造布机械

发展趋势

提高非织造布机械智能化水平，开发全流程生产数字化监控和智能化管理系统和基于机器视觉的非织造布质量在线检测系统，实现设备间互联互通互操作，制定非织造布智能制造相关标准，建设非织造布智能工厂/车间。

面向终端用户需要，发展柔性化、模块化非织造布专用功能性后整理设备。跟踪国际同行发展动态，填补国内某些关键单元机及关键零组件空白。

发展目标

开发完成宽幅高速的高速梳理机、交叉铺网机、自动分切机，实现宽幅高速水刺非织造布生产全流程自动化、数字化和柔性化的全套装备国产化；开发完成宽幅高速纺粘熔喷和双组分纺粘非织造布成套装备；开发宽幅高速针刺非织造布成套装备及椭圆轨迹针刺机等关键单机；实现适用于ES纤维的高效宽幅热风非织造布成套装备国产化应用；开发孖纺非织造布成套装备，开展“纺粘+水刺”等复合法工艺非织造布成套装备攻关；研发非织造布纤网质量在线检测与控制，疵点在线检测与自动剔除及卷材分切、包装机器人；开发高性能热轧机等非织造布专用功能性后整理设备。

“十四五”期间，非织造布机械将大力推进智能化。

重点任务

1.水刺、针刺非织造布成套设备：开发幅宽3.75m、260m/min 以上的高速梳理机、幅宽4m入网速120m/min以上的宽幅高速交叉铺网机、高速自动分切机，实现宽幅高速水刺非织造布成套装备的生产全流程自动化、数字化和柔性化。开发针刺频率1800 次/min 以上的高速宽幅针刺非织造布成套装备。攻关针频 2400 次/min 的高速针刺机及椭圆轨迹针刺机等关键单机，推动针刺向高产高质低能耗发展，加快我国非织造布生产企业设备更新换代的速度。开发聚丙烯纺粘针刺土工布生产线，突破高密度纺丝、纤维冷却、机械牵伸、分丝铺网和热熔粘合等关键技术，建设幅宽4.5m粗旦丙纶纺粘热熔粘合高强土工布材料生产线。

2.纺粘、熔喷非织造布成套设备：开展纺粘熔喷非织造布成套设备其关键单机及成套装备国产化攻关：建设800m/min 高速宽幅 SSMMS等纺熔复合非织造布生产线；开发超宽幅双组分纺粘非织造布生产线、800m/min宽幅医卫用 PLA 双组分纺粘熔喷复合(SMS)非织造布生产线和幅宽 3.2m 的纺粘热风高蓬松卫材非织造布生产线。开发高性能热轧机等非织造布专用功能性后整理设备。

3.热风非织造布成套设备：开发宽幅高效数字化热风法非织造布成套装备；开发适用于 ES 纤维的易清洁、宽幅高速梳理机及自匀整监测及控制系统；攻关短板设备宽幅高效热风粘结机，入网幅宽 3500mm，生产速度≥150m/min。

4.复合法成网非织造布成套设备：攻关湿法成网非织造布成套设备与工艺技术，提升产能和应用领域；攻关“纤网+木浆 → 水刺”、“纤网+木浆纸+纤网 → 水刺”等成套设备与工艺技术，拓展高端革基布、过滤材料等应用领域。

5.非织造布质量在线智能检测系统：开发非织造布质量在线检测系统，研发生产设备互联及移动端远程控制关键技术，建立非织造布智能工厂。

6.非织造布智能制造标准：建立并完善非织造布智能制造标准体系和公共服务平台，提升行业的质量管理和服务水平，提高标准运行质量，加强标准国际合作。

服装机械

服装机械将围绕市场需求，推进从研发设计到终端销售各个环节的智能化。

发展趋势

为满足传统服装批量生产到个性化、定制化生产，服装产业研发设计、生产加工、产品仓储物流、产品销售以及企业管理实现智能化发展。研发服装定制前端所需要的三维人体测量装置、智慧门店虚拟展示系统及装置，以及产品设计研发所需的三维虚拟人台、服装虚拟展示等技术以满足用户需求。研发生产环节专用机器人、智能缝制单元、设备柔性化设置、多功能整烫设备等，打通服装全流程生产关键环节，通过引入工业互联网平台、数字孪生体技术，实现服装生产中人、机、料的在线实时监控和远程运维，实现生产全流程的自动化、智能化。

发展目标

研究三维量体装备、三维服装设计、服装 AR/VR 系统、柔性缝制、智能自动裁剪、吊挂输送、智能机器人、图像识别、自动模板缝制和成衣物流智能配送装备与系统；完成智能裁剪、抓取、贴兜、传送等工序操作，实现人、机器人和缝制设备协同工作；开发智能立体仓储和分拣系统、智能自动缝制产线和智能整理整烫产线；开发立体缝制与织物拼接缝合等服装和家纺关键工艺环节机器人。

重点任务

1.开发智能化服装生产线，研发数控服装生产关键装备，实现设备的互联互通。

2.研究三维量体、三维设计、服装增强现实/虚拟现实（AR/VR）系统、智能自动裁剪、吊挂输送、自动模板缝制和成衣物流智能配送系统与装备，建立全自动化生产线，降低劳动强度，提高生产效率。

3.开发专用服装生产数字化控制系统，使设计系统与生产管理系统间的信息互联互通，实现虚拟数字体与物理实体间的数据互联互通，形成具有数字孪生技术的服装智能工厂，打造纺织服装全产业链的工业互联网平台。

纺织仪器

发展趋势

纺织工艺、新材料、新纺织产品的不断涌现，对检测的内容和方法提出了更新、更高的要求。电子技术、计算机技术和新型传感器与控制技术的不断进步，带动检测仪器向数字化、智能化方向发展，视觉图像、智能算法等技术的应用日益广泛。纺织仪器在内容上向大信息量、全面性方向发展；在技术上向标准模块化、高新技术化、自动化、人性化方向发展；在应用上向产品辅助设计、质量控制、性能预测及故障诊断等方向发展。全面、系统、快速、精确、低耗是发展的主流。

随着纺织企业更多的使用自动化、连续化、智能化的装备，对在线检测技术有了更多的要求。在线检测仪器的需求也是多种多样的，通过实时地进行生产过程的在线检测，并与企业信息系统连接，为用户及时调整生产工艺和保证产品质量提供依据。