紡織行業(yè)機械制造大數(shù)據(jù)技術的應用

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摘要：印染行業(yè)體量較大,對于這樣的行業(yè)而言，大數(shù)據(jù)分析顯得尤為重要。在社會經(jīng)濟和科技的快速發(fā)展下為了能夠為紡織智能機械制造行業(yè)提供更多的發(fā)展支持，促進紡織智能制造技術的發(fā)展文章在闡述智能制造內涵和關鍵技術形式的基礎上，結合當前紡織行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，為如何更好地借助智能技術優(yōu)化紡織行業(yè)發(fā)展進行策略分析。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)技術；紡織；機械制造；智能化

一般來說，大數(shù)據(jù)在具體應用操作的時候能夠像整合電腦系統(tǒng)一樣來對大數(shù)據(jù)信息進行全方位的分析處理。而紡織行業(yè)擁有大量的經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)、海關進出口數(shù)據(jù)、企業(yè)經(jīng)營發(fā)展數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)信息能夠從宏觀角度上體現(xiàn)出行業(yè)發(fā)展的情況。將大數(shù)據(jù)技術應用到紡織行業(yè)，能夠解決紡織行業(yè)大量數(shù)據(jù)信息的處理繁瑣問題，提升各類信息的綜合利用率。紡織智能機械是紡織行業(yè)實現(xiàn)智能化、穩(wěn)定化、長遠化發(fā)展的關鍵，為此，文章結合紡織行業(yè)機械制造發(fā)展實際情況，就如何依托大數(shù)據(jù)技術更好地實現(xiàn)紡織機械智能化發(fā)展進行策略分析。

一、基于大數(shù)據(jù)技術的智能制造內涵

1.智能制造內涵從上個世紀80年代開始，美國第一次提出了智能制造的發(fā)展理念，在經(jīng)過幾十年的發(fā)展，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算等信息技術的快速發(fā)展，使得智能制造的內涵發(fā)生了新的變化，當前智能制造主要是指基依托信息通信技術和先進制造技術融合的，體現(xiàn)在設計、加工制造、管理服務等活動各個環(huán)節(jié)的一種生產(chǎn)方式。大數(shù)據(jù)技術的應用流程如圖一所示。智能制造的發(fā)展是一項龐大的功能，需要從產(chǎn)品、生產(chǎn)、管理、模式等角度深入推進進行。智能制造的發(fā)展需要得到信息網(wǎng)絡的支持，在時代的發(fā)展進步下智能制造的發(fā)展內涵也在不斷發(fā)生著變化。2.智能制造和關聯(lián)技術分析從當前工業(yè)化發(fā)展實際情況來看智能制造是最新一輪工業(yè)革命發(fā)展的核心技術形式，在社會經(jīng)濟和科技的在影響下智能制造體現(xiàn)出不同的表現(xiàn)形式，諸如云制造、數(shù)字化制造、網(wǎng)絡制造等。從宏觀角度上來看，智能制造技術基本上涵蓋智能產(chǎn)品、智能機械、智能生產(chǎn)車間、智能工廠、智能產(chǎn)線、智能物流、智能供應、智能開發(fā)、智能服務管理等內容。

二、紡織行智能制造的發(fā)展需求分析

參照《工業(yè)4.0參考架構模型》和中國智能制造標準化參考模型可以發(fā)現(xiàn)防止智能制造體系的發(fā)展需要充分考慮產(chǎn)品的生命周期和各個階段的生產(chǎn)情況等，打造多維度的建設工作模式，實現(xiàn)產(chǎn)品設計、制造、物流運輸、銷售管理多個環(huán)節(jié)的一體化發(fā)展。為了能夠滿足以上紡織行業(yè)智能制造建設發(fā)展需要，需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術在互聯(lián)紡織制造過程各個加工工序設備的基礎上紡織智能制造的系統(tǒng)構成如下所示：第一，橫向集成。紡織智能制造行業(yè)的橫向集成主要是指面向紡織產(chǎn)品生產(chǎn)全生命周期的物料和信息的全面收集整理，具體包含企業(yè)之間的橫向集成和企業(yè)內部的橫向集成。其中之間的橫向集成主要是指打破產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展約束，促進各個企業(yè)之間信息的有效溝通交流。紡織產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈管理是從上中下游三個方面來對紡織行業(yè)的物流發(fā)展進行管理。大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展催生了紡織行業(yè)橫向集成發(fā)展新需求?？紤]到在集成化發(fā)展過程中各個企業(yè)信息不對稱的問題，因而怎樣治療出統(tǒng)一和離開的數(shù)據(jù)接口規(guī)范成為相關人員需要思考和解決的問題。第二，縱向集成。紡織行業(yè)發(fā)展過程中所涉及到的縱向集成包含服務的封裝、服務平臺的打造、服務配置的補充幾個方面。其中，制造服務封裝主要是指地制造業(yè)的發(fā)展資源、服務管理等進行封裝化處理，實現(xiàn)對產(chǎn)品封裝操作的集成化管理。第三，端到端的集成化發(fā)展。在紡織產(chǎn)品的智能制造中，客戶往往會參與到產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)中，因而會使得產(chǎn)品的生產(chǎn)鏈更加嚴謹。在紡織車間中端到端的集成需要依靠大戶數(shù)據(jù)技術。在大數(shù)據(jù)技術的作用下會將產(chǎn)品的供應商、產(chǎn)品的銷售商、產(chǎn)品客戶和紡織物設計、紡織物生產(chǎn)和售后服務等統(tǒng)一聯(lián)系在一起，實現(xiàn)對紡織產(chǎn)品的規(guī)?；芾怼榱四軌驅崿F(xiàn)端到端的發(fā)展目標，需要在大數(shù)據(jù)平臺上設計出面向設備管理和生產(chǎn)調度的決策算法，在算法的支持下實現(xiàn)紡織行業(yè)的精準化發(fā)展。

三、基于大數(shù)據(jù)技術的紡織智能制造技術分析

紡織智能化發(fā)展的核心是機械的智能化，在實現(xiàn)紡織機械智能化發(fā)展的過程中往往會涉及到智能控制技術、信息網(wǎng)絡技術、智能裝置處理、紡織機械智能的檢測和故障判斷等。

1.紡織機械的智能化控制技術紡織行業(yè)在發(fā)展的過程中具有連續(xù)高負荷運作的特點，工作環(huán)境多為高溫高壓和高濕潤。從實際加工生產(chǎn)情況來看，紡織機械的基本控制包含以下幾個方面的內容：第一，均勻的紡織控制。在紡織行業(yè)發(fā)展的過程中需要相關人員強化對纖維紗線的定量控制，減少紗線使用細度分布不均衡的問題。第二，強化系統(tǒng)張力控制。在紡織行業(yè)發(fā)展的過程中需要對纖維、紗線、紡織紡織行業(yè)機械制造中的大數(shù)據(jù)技術應用分析張宸銘西安北大科技園創(chuàng)新基地摘要：印染行業(yè)體量較大,對于這樣的行業(yè)而言，大數(shù)據(jù)分析顯得尤為重要。在社會經(jīng)濟和科技的快速發(fā)展下為了能夠為紡織物開展必要的在線張力檢測和施工控制。第三，做好紡織生產(chǎn)的速度、位置控制。第四，加強對紡織生產(chǎn)工藝的操作動作和循環(huán)管理控制。

2.紡織機械的智能化控制細節(jié)分析紡織機械的智能化控制重在細節(jié)，尤其是紡織工藝和通用控件，所以，首先要針對某一種紡織工藝設備開發(fā)所使用的控制器。在發(fā)展紡織工藝的時候根據(jù)各個工藝設備的使用特點來積極研發(fā)嵌入式處理器和芯片技術。在信息科技的發(fā)展支持下紡織行業(yè)可以加大力度研究開發(fā)可編程控制技術、CAN控制技術，通過對這些技術的研究和開發(fā)實現(xiàn)對整個紡織機械系統(tǒng)的智能化控制管理。其次，基于通用控制性器件支持的智能化開發(fā)控制系統(tǒng)。在紡織工業(yè)發(fā)展的過程中相關人員要加大對PLC控制器件、工程控制機的開發(fā)使用。

3.紡織機械生產(chǎn)加工的信息化和網(wǎng)絡化紡織行業(yè)屬于傳統(tǒng)行業(yè)，受新興經(jīng)濟影響最大，數(shù)字化時代下，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)線改革創(chuàng)新尤為重要，從整個紡織行業(yè)的發(fā)展實際情況來看，紡織行業(yè)首先要進一步改進生產(chǎn)工藝，解決操作工藝繁多、涉及機械種類眾多的特點。整合生產(chǎn)工藝以后，簡化設備種類，更換成綜合性、集體化程度更高的設備，降低整體實現(xiàn)信息化的難度。只有生產(chǎn)線整體實現(xiàn)信息化，生產(chǎn)才能數(shù)據(jù)化，整個行業(yè)才能走向網(wǎng)絡化。當然，在紡織行業(yè)發(fā)展整體數(shù)字化的過程中，為了能夠更好地實現(xiàn)網(wǎng)絡信息化發(fā)展，還必須需要強化各個設備之間的網(wǎng)絡通信，網(wǎng)絡通信技術的實現(xiàn)是解決未來對設備進行聯(lián)網(wǎng)控制的基礎。

4.紡織生成智能裝置和機器人的研發(fā)當前，我國紡織行業(yè)在發(fā)展的過程中仍有一些工作是需要人工完成的，比如細紗機械設備的自動落紗操作、粗紗機的落紗操作，多條機的還筒操作等。而這些工作的開展往往需要消耗較多的人力和物力，但在信息技術的發(fā)展支持下則是可以借助大數(shù)據(jù)技術來統(tǒng)一完成以上的工作，從而大幅下降成本。根據(jù)紡織工藝的條件和要求，完全可以借助大數(shù)據(jù)技術形式開發(fā)出一種自動化系統(tǒng)裝置，通過自動化自動裝置的開發(fā)來增強整個系統(tǒng)工序操作的安全性和可靠性，并在紡織行業(yè)發(fā)展的過程中減少系統(tǒng)空間的占用。另外，在紡織行業(yè)發(fā)展的過程中可以應用工藝機器人，根據(jù)系統(tǒng)動作軌跡和動作速度來完成系統(tǒng)可編程操作。借助系統(tǒng)操作來完成編程的優(yōu)點是在很大程度上減少了專用機械結構開發(fā)操作的局限，缺點是整個工序在運作的時候機器人的運動速度十分有限，整體運作的緊湊性較差。

5.紡織機械智能化檢測和故障分析紡織機械智能化的重要保障就是智能化檢測和故障分析，主要是加工工藝參數(shù)的檢測，機械電氣性能的監(jiān)測，以及故障類型的判斷。第一，紡織加工工藝參數(shù)的在線檢測和分析。在紡織工藝發(fā)展的過程中可以應用先進的技術形式對纖維的細度、纖維的包密度、纖維的含水率以及紗線的運動狀態(tài)進行全過程的監(jiān)督，了解紡織行業(yè)在的溫度壓力和加工濃度等參數(shù)信息。第二，加強對機械電氣性能的在線監(jiān)測和控制。對機械電氣性能的監(jiān)控包含各個零部件的位移、零部件的基本運行軌跡、機械運行加壓和電流損耗等。第三，加強對紡織機械故障類型的綜合判斷。借助先進的技術形式對紡織機械動態(tài)特點問題開展研究，打造科學合理的紡織機械故障分析判斷模型，通過對一系列紡織機械工藝參數(shù)的獲取和分析能夠及時掌控整個紡織工藝的參數(shù)信息。

6.強化各個紡織生產(chǎn)工序的自動化連接智能化的第一步就是自動化，對紡織產(chǎn)業(yè)來說，自動化的重點就是調試好紡織生產(chǎn)工序的自動化鏈接，具體從以下兩方面進行操作：第一，根據(jù)各個工序設備及其在生產(chǎn)車間的空間分布情況來設置出專業(yè)的紡織生產(chǎn)裝置系統(tǒng)，完成對已經(jīng)設計完成紡織品的工序運輸傳遞。這種專業(yè)的紡織產(chǎn)品信息輸送系統(tǒng)具有信息傳輸效率高的特點，但是在具體應用的時候需要根據(jù)紡織品的應用情況來設置不同功能的輸送裝置系統(tǒng)。第二，基于自動牽引的小車輸送系統(tǒng)?；谧詣訝恳男≤囕斔拖到y(tǒng)具有良好的通用性，在具體應用的時候能夠以紡織行業(yè)的發(fā)展實際情況來編訂可編程控制系統(tǒng)。

7.基于大數(shù)據(jù)技術的紡織智能制造機械數(shù)據(jù)建模大數(shù)據(jù)技術是紡織機械控制模型和算法操控的重要基礎，紡織智能機械大數(shù)據(jù)技術所包含的內容由紡織機械運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，具體包含紡織機械運行的速度、電壓和電流波動和電力資源的消耗；紡織加工工藝數(shù)據(jù)，具體包含紗線織物的基本張力紗線和纖維條的細度大小等。

四、結束語

綜上所述，紡織智能機械制造是多學科交叉的系統(tǒng)性工程，在具體實施操作的時候往往會和產(chǎn)品加工、產(chǎn)品生產(chǎn)管理、基礎應用四個維度進行操作。在信息科技的發(fā)展支持下紡織行業(yè)的發(fā)展將步入到新的發(fā)展階段，表現(xiàn)為紡織業(yè)逐漸步入到數(shù)字化、信息化的發(fā)展進程。大數(shù)據(jù)技術的出現(xiàn)和發(fā)展為紡織行業(yè)的進步提供了重要的支持，實現(xiàn)了紡織智能化發(fā)展。紡織智能制造機械是一種高端機械設備，是整個紡織行業(yè)的發(fā)展基礎，工藝機械是紡織行業(yè)的核心力量。因此想要在大數(shù)據(jù)環(huán)境下實現(xiàn)紡織行業(yè)的進一步發(fā)展需要相關人員強化對紡織智能制造機械理論的研究，從而為紡織智能制造機械的設計提供更有力的支持。

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作者：張宸銘 單位：西安北大科技園創(chuàng)新基地