引言：當(dāng)前，世界經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)處于深度調(diào)整階段，與此同時(shí)，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正加速推進(jìn)，兩者疊加效應(yīng)明顯。一方面，學(xué)科多點(diǎn)突破、交叉融合趨勢(shì)日益明顯，信息網(wǎng)絡(luò)、生物科技、清潔能源、新材料與智能制造等領(lǐng)域呈現(xiàn)群體躍進(jìn)態(tài)勢(shì)，不斷催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)；另一方面，世界主要國(guó)家都在加快布局新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)，通過(guò)加大科技創(chuàng)新投入，充分利用科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇，加快培育新動(dòng)能，以搶占未來(lái)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。相關(guān)研究表明，從現(xiàn)在到2040年前后，將是新科技革命孕育發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，帶來(lái)世界發(fā)展格局的深刻變化。
“智能化”無(wú)疑是近兩年的高頻熱詞之一，主要涵蓋智能產(chǎn)品、智能裝備和智能運(yùn)營(yíng)三大板塊。其中，裝備是基礎(chǔ)，運(yùn)營(yíng)是核心，而產(chǎn)品是方向。下面我們將主要探討生產(chǎn)和產(chǎn)品領(lǐng)域的一些智能化案例。
智能生產(chǎn)
目前，智能化在紡織各細(xì)分領(lǐng)域都有應(yīng)用。如：滌綸短絲后處理聯(lián)合機(jī)由直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)長(zhǎng)邊軸到多電機(jī)直流共母線(xiàn)變頻調(diào)速分部驅(qū)動(dòng)；棉紡生產(chǎn)線(xiàn)從清梳聯(lián)到細(xì)絡(luò)聯(lián)、粗細(xì)絡(luò)聯(lián)、并粗細(xì)絡(luò)聯(lián)、車(chē)間管理系統(tǒng)；噴氣織機(jī)引緯自動(dòng)分析自動(dòng)修正；針織車(chē)間設(shè)備互聯(lián)互通；圖像整花整緯技術(shù)等。
棉紡智能化車(chē)間
江南大學(xué)與經(jīng)緯榆次共同研發(fā)的三原色智能紡紗技術(shù)，通過(guò)同時(shí)喂入3根不同顏色的粗紗，經(jīng)耦合牽伸、混合加捻以及改變?nèi)呐浔榷淖兗喚€(xiàn)顏色，可以紡制任意色彩的紗線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了紡紗與紗線(xiàn)配色的同步，以及配置方式的智能化操作。
三原色智能紡紗技術(shù)
針織裝備智能化技術(shù)的研究與推廣應(yīng)用，進(jìn)一步提高了針織產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。基于機(jī)器視覺(jué)的疵點(diǎn)在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)、送紗的智能化控制技術(shù)、CAM集成控制系統(tǒng)促進(jìn)了針織裝備的智能化發(fā)展，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)；針織智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)、針織物仿真系統(tǒng)、針織物虛擬展示技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步提升了針織產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，適應(yīng)個(gè)性化、定制化、快時(shí)尚的發(fā)展趨勢(shì)；在線(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集技術(shù)及大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)而建立針織產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)挖掘模型，為企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量管理提供預(yù)先控制機(jī)制。
針織生產(chǎn)中的智能化應(yīng)用
未來(lái)，紡織行業(yè)將加快智能化技術(shù)與裝備的開(kāi)發(fā)與服務(wù)提供，推進(jìn)傳感、通訊、人工智能等技術(shù)與紡織技術(shù)結(jié)合，在紡織價(jià)值鏈的各環(huán)節(jié)廣泛推行裝備智能化，構(gòu)建智能化長(zhǎng)絲生產(chǎn)線(xiàn)、智能化紡紗生產(chǎn)線(xiàn)、智能化印染生產(chǎn)線(xiàn)、智能化非織造布生產(chǎn)線(xiàn)、智能化針織生產(chǎn)線(xiàn)、智能化服裝家紡生產(chǎn)線(xiàn)，提升生產(chǎn)的質(zhì)量與效率；分步驟建設(shè)智能制造示范生產(chǎn)線(xiàn)和數(shù)字化工廠(chǎng)，打造紡織工業(yè)智能制造生態(tài)體系。
智能制造是一種集成了技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和組織方式創(chuàng)新的先進(jìn)制造系統(tǒng)，是集成制造、精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)化制造等多種先進(jìn)制造系統(tǒng)和模式的綜合。廣義來(lái)說(shuō)，智能制造是一個(gè)大概念，是先進(jìn)制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)的深度融合，貫穿于產(chǎn)品、制造、服務(wù)全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)及制造系統(tǒng)集成。自動(dòng)化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化是其根本前提。
與“創(chuàng)新”一樣，“智能制造”也存在著認(rèn)識(shí)誤區(qū)甚至被過(guò)度消費(fèi)的現(xiàn)象。從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，現(xiàn)階段我國(guó)大多數(shù)企業(yè)，尤其是廣大中小型企業(yè)，尚未完成數(shù)字化制造轉(zhuǎn)型，而數(shù)字化是智能制造的基礎(chǔ)。因此今后一段時(shí)期內(nèi)，大規(guī)模推廣和全面應(yīng)用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造是我國(guó)推進(jìn)智能制造的重點(diǎn)。
智能產(chǎn)品
傳統(tǒng)的基于電子元件與紡織品結(jié)合的智能紡織品(或稱(chēng)電子紡織品)由于電子元件的存在，不能洗滌或在洗滌時(shí)需要拆卸，且會(huì)影響穿著的舒適性和外觀(guān)美感，而基于柔性紡織智能材料的電子元件則可完全與紡織品集成，如近年來(lái)已開(kāi)發(fā)出的基于織物、繡花和數(shù)碼印刷等的紡織電子元件，可用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、傳感器和儲(chǔ)能設(shè)備。
美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的納米技術(shù)專(zhuān)家開(kāi)發(fā)了一種可以像存儲(chǔ)盤(pán)一樣存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的柔性電子紡織品原型，在織物每個(gè)交織點(diǎn)設(shè)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)點(diǎn)，可將1GB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)115天，理論上允許使用任何形式的交互工具，如電腦向使用者做出反饋。瑞士最知名的刺繡花邊企業(yè)Forster Rohner公司采用導(dǎo)電紗線(xiàn)開(kāi)發(fā)了一種基于繡花的紡織傳感器的電子紡織品，不僅可洗滌，且不影響織物的性能，可用于監(jiān)測(cè)病人或者特殊人群的健康狀況。
NASA開(kāi)發(fā)的紡織柔性電子存儲(chǔ)設(shè)備原型
Forster Rohner公司開(kāi)發(fā)的繡花電子紡織品
除此之外，鑒于普通電池技術(shù)在續(xù)航、洗滌、外形設(shè)計(jì)靈活性等方面的技術(shù)缺陷，基于柔性紡織材料的供電設(shè)備也成為智能紡織品領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的Nazmul Karim等人發(fā)明了一種低成本的柔性紡織超級(jí)電容器，采用簡(jiǎn)單的絲網(wǎng)印刷技術(shù)和氧化石墨烯墨水在棉織物上印刷制成，具有優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性和良好的操作安全性，電池本身還支持快速充電、允許水洗。
2017年10月，劍橋大學(xué)石墨烯中心的FeliceTorrisi等人在Nature Communications上發(fā)表了其首次采用噴墨印刷技術(shù)直接在織物上成功印刷電子電路的研究成果，采用基于石墨烯和其他二維材料的低沸點(diǎn)墨水在滌綸織物上得到的印刷電子電路可經(jīng)歷20次家庭常規(guī)洗滌，通過(guò)對(duì)織物表面粗糙度的改善還可以?xún)?yōu)化電路的性能。研究者表示，由于其他墨水制得的印刷電子元件通常需要有毒的溶劑，因此不適合穿著，而該方法以低成本、安全、環(huán)境優(yōu)好的墨水為基礎(chǔ)，產(chǎn)品可用于可穿戴能量收集和儲(chǔ)存設(shè)備、可穿戴計(jì)算機(jī)、軍用服裝及時(shí)尚服裝等。
氧化石墨烯墨水印刷制成的柔性電子紡織品
噴墨印刷技術(shù)直接在織物上成功印刷電子電路
|
