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纺织生产和纺织产品智能化的思考

时间:2022-09-28 10:54|来源:|作者:求学星空|点击:

谢丹飞 王江 正 王飞鸿 李发林

随着我国社会经济体系的不断完善发展,我国 距离发达国家的目标已经无限接近。纺织业作为传统行业 、民生行业,同时也是我国支柱产业之一,在行业发展初 期的确很艰难,不过随着我国的战略性目标的制定,在新 一代智能科技来临之际,纺织行业迎来了又一轮的改革创 新,对于纺织行业来讲,新一代的人工智能技术是变革的 核心动力,也是一个新篇章的开始;国家也在近年来不断 推动着行业规划和发展,在纺织行业智能化的进行中,主 要有三个方向:生产装备自动化、生产管理信息化、生产 过程连续化。由于人们对于纺织产品的需求性越来越高, 相关设备的智能化程度也是越来越高,作业环境也有明显 改善;同时,设备装备的技术也得到全面提升,对于故障 率方面进行了有效处理,智能化设备可以有效提高纺织行 业生产质量和生产产量,所以,智能化不仅能够体现在电 子产品当中,在纺织设备上也能够充分体现。

现阶段,随着我国市场经济的发展,人们的生 活水平也发生了日新月异的变化,不过在高收入的背景 下还掩藏着高消费。随着国家的宏观调控影响,纺织原材 料、人工费用、低碳环保设备等成本费用不断提升,尤其 在人工上的花费基本占到了整个纺织企业成本的一半,纺 织行业生存困难,加之行业竞争,纺织企业生存发展形势 越发严峻。随着智能科技时代的来临,纺织业将进行一次 行业大洗牌,传统生产模式转变成智能化科技生产模式, 引进先进纺织技术和纺织产品最新科技成果,跟着时代走 ,才是纺织企业生存发展的唯一出路。截至目前,纺织行 业的智能化问题已是行业范重点问题,先进设备及先进技 术的引入不仅对行业的未来发展及新产品的设计研发起着 引导性作用,还将是保留中国纺织业传统文化持续发展的 必要选择。而就纺织行业来讲,纺织行业的智能化应用升 级,不仅在于纺织行业的技术突破,还要做好智能信息技 术和传统技术的全面融合,即通过现代通信技术、数字化 网络、传感器技术及生物技术等新技术的突破创新为传统 纺织行业的智能化完善调整提供强有力的技术支持。目前 ,纺织行业在智能化发展上基础尚浅,一切都处于起步阶 段。科技发展永无止境,纺织业的设备和技术发展都是在 科技实现突破创新之后,才能根据实际情况进行升级改造 ,而现在,纺织行业自动化的进步在于智能化,需要不断 加强对智能化的运用,进而使得纺织行业升级到智慧化层面。

圖1 中国产业一季度运行分析

首先,纺织设备智能化应用能够给企业带来的 主要优势是可以降低用工成本,减少劳动量,优化工作环 境,有效响应国家绿色环保号召;其次,在过往的生产制 造过程中,设备一旦出现故障,不但人员设备成本损失严 重,纺织原材料也会有较大损失,综合其他因素给企业造 成很大的成本损耗,而将智能化应用后可以及时诊断设备 故障,对设备的稳定运行提供重要帮助,节约设备维修费 用的同时,也节约了纺织原材料的成本;同时,生产工艺 智能化运行后,可以全程监控产品生产状态,保证产品的 加工工艺,确保质量提升的同时,提高生产产量;此外, 产品智能化还可以适当增加纺织产品的多样化,满足民众 个性化需求,提升纺织企业的竞争力,从而将纺织产业的 传统文化技术在新时代全面升级,适应时代发展。

图2 纺织行业历年对比分析

(一)异纤清除技术

在纺织生产过程中,采用异纤清除技术,具体 操作如下:第一,采用1-2台异纤识别和清除装置,并 且将其配置在开棉机和混棉机等机械设备中,以做好清棉 这一工序;第二,通过对异纤清除智能化装置来检测异纤 ,然后将其剔除,以此保证清除效果;第三,要充分发挥 络筒机的功能,并对功能进行科学、合理的拓展,使其能 够更好地完成清纱工作。在具体的实施过程中,还需要注 意以下几个问题:对于异纤识别,要采用适宜的识别技 术,一般情况下,既可以采用超声波异纤识别方式,也可 以采用CCD摄像机异纤识别方式,另外,还需要工作人员 了解每种识别方式的优势,根据具体情况将不同的识别方 式结合使用。

(二)自调匀整技术

自调匀整技术主要通过在线控制,能够对纤维 的均匀度进行科学、合理的控制。一般情况下,自调匀 整装置主要有三种,其主要是根据检测和控制部位来区分 ,一是开环的自调均匀装置,该装置的检测点和控制点分 别处于机器输出方某处和喂入处;二是闭环的自调均匀装 置,该装置的检测点分别处于机器输入方某处和输出处; 三是混合环的自调均匀装置,该装置是由上述两种系统结 合而成的系统,充分、有效结合了上述两种系统的优点。 在实际使用过程中,运用自调匀整装置,要注意装置的开 启和关闭,还应在使用前,对装置进行全面的检查,以此 保证装置能够正常运行。

(一)智能调温纺织品

在纺织产品生产过程中,通过对智能化技术的 运用,开发出了智能调温纺织品,这种纺织品具有温度调 节功能,可以感知外界温度变化,然后适当的吸收和释 放温度,进而更好的满足穿戴者的需求。智能调温纺织 品的制作方法主要有织物后整理法、纺丝法、中空纤维填 充法等,在具体的制作过程中,可以根据实际情况,选 择适宜的方法进行智能填充。智能调温纺织品具有较大的 市场应用需求,可以将智能调温纺织品应用在服装行业中 ,能够提高人们穿衣的舒适度;将智能调温纺织品应用在 床上用品中,通过物理方法,使得床上用品的弹性、收缩 性以及强度得到有效改善;智能调温纺织品还可以应用在 医疗卫生用品中,例如病人床上用品、手术服等,均可以 采用智能调温纺织品,可以为病人创造良好的环境,有利 于病人的康复;将智能调温纺织品应用在汽车内饰中,可 以起到冬暖夏凉的效果,保证车内环境的适宜性。总之, 智能调温纺织品是一项新型的材料,给人们的生活带来极 大便利,但目前来说,我国对智能调温纺织品的创新还 存在一定的不足,在未来还需要继续对智能调温纺织品进 行深入探究。

(二)形状记忆智能纺织品

形状记忆智能纺织品主要是通过采用具有形状 记忆功能的材料所生产的一种纺织品。在特定的条件下, 发生塑性变形的形状记忆纺织品能够恢复原状。现阶段, 形状记忆智能纺织品有许多种,包括形状记忆合金纺织品 、形状记忆高聚物类纺织品、形状记忆水凝胶类纺织品。 其中,形状记忆合金类纺织品主要包含的合金材料有金铬 合金、铜锌合金以及铜锡合金等;形状记忆高聚物类纺织 品主要采用树脂整理、聚氨酯涂层整理以及液氨整理等技 术方法进行处理,该类纺织品均属于棉织物类;真丝绸形 状记忆纺织品,主要含有三甘醇缩水甘油醚整理等成分; 形状记忆水凝胶类纺织品,其中的关键材料就在于水凝胶 ,在一定的环境下,水凝胶受到刺激,会发生体积的相变 。

图3 形状记忆效应

图4 变色原理

(三)智能变色纺织品

智能变色纺织品是指纺织品在不同的外界环境 条件下会呈现出不同的色泽。基于此种特点,智能变色纺 织品应用的较为广泛,可以作为防伪材料或衣饰的装饰物 ,以及进行军事伪装等等。在智能化变色纺织品制作过程 中,主要可以采用三种方法,第一种方法是将变色纤维添 加到织物中;第二种是应用变色染料进行染色;第三种应 用变色涂料进行印花。其中第一种方法应用的效果较好。 现阶段变色纺织品主要包括光敏变色纺织品、温敏变色纺 织品。

(四)智能抗菌纺织品

智能抗菌纺织品具有抑制细菌的作用,可以保证皮肤表面的微生物量维持在正常的水平,对于智能抗菌纺织品,有多种加工方法,包括离子交换法、后整理法、湿纺法,在具体的制作过程中,可以根据实际需要采用适宜的制作方法。智能抗菌纺织品可以应用在床单、儿童布偶玩具等纺织产品中,但是需要注意的是智能抗菌紡织 品还存在一定的缺点,即耐久性能较差,具体表现在经过洗涤的智能抗菌纺织品,其抗菌性能会逐渐下降。对此还需要对智能抗菌纺织品进行进一步研究,提高智能抗菌纺织品的耐久性和安全性,进而使其能够应用在更多的领域当中。例如某公司,研发了一款新型运动内衣,这种内衣主要采用智能聚酞胺纤维,由于其与尼龙充分结合,因此不仅具有良好的抗菌性能,还提升了安全性能以及耐久性能。

(一)纺织智能化生产工艺发展现状

纺织产品智能化发展的首要前提是要解决纺织 生产工艺智能化,包含纺织智能化生产产业链条,同时,进行线上规范标准和质量监督;在原料阶段开始进行监控 、储存、设计、生产加工、包装等所有环节的智能化管 理,建立智能化生产车间,并进行智能化生产制造,信息 科技化管理,提高新产品的设计研发力度,充分提升劳动 生产力,保证产品质量,从而确保纺织行业智能化产品 的顺利生产。

对于传统纺织行业来说,科技信息技术的智能 化应用,是推动纺织业前行的核心动力。在生产制造的 每一个环节,智能化设备都可以进行自我判断和预警,并 针对当下情况进行优化执行,从自动配制纺织产品原料, 到纺纱定位的识别管理,再到络筒的工艺参数以及筒纱的 包装出库等等环节都能够实现自主感知、决策和执行。

(二)对纺织智能化生产工艺的未来发展的相 关建议

纺织行业目前在我国的角色要比其他行业稍逊 色一些,但智能化时代是一个很好的突破点,对于未来 ,纺织行业应该制定一个战略性发展目标,将智能化纺织 作为主要的实行手段,做好产品的创新设计研发,制造工 艺的优化完善,半制品的质量监控,产品的智能修复等等 ,纺织行业中的企业应该分工合作,在产品的生产计划, 半成品的智能化输送分配,部分工序的机械操作等方面都应 该合理地进行智能化合作,保证纺织产品质量,提高产品产 量。

另外,针对纺织生产工艺来讲,除了原有的传 统工艺外,近年来,一些新型技术被广泛应用,其效果不 言而喻,既提高了产量,又缩减了工艺流程。但是新型 技术未能完全取代传统工艺技术,是因为在纺纱的范围和 纱线的结构方面难以得到平衡操作;同时,纺织产品的质 量由于生产工艺的流程较复杂,在一定程度上,智能化纺 织产品生产的难度加大。因此,未来还需要不断地探索, 寻求传统工艺技术与新型技术融合应用的有效途径。

(一)纺织智能化纺织原料的现状

纺织品在未来发展过程中,还需要将多方面技 术进行充分的融合,如电子、化学、医学、生物等,进而 生产出更加完善且功能多元的智能化纺织品。近期,智能 化纺织品在科技信息化产品的带动下,受到民众及业界 广泛关注。虽然这项技术在很早之前就被研究过,但当时 的技术水平和条件不足,研究进度相对迟缓。进入到全新 的智能化时代之后,智能化纺织品的研发在原有基础上得 以迅猛发展,各种新型产品不断进入市场当中,有智能调 温的,有防水透湿的,有形状记忆的,有智能变色的,还 有智能抗菌的以及电子信息智能的等等具有不同功能的新 型纺织产品。

(二)对纺织智能化纺织原料的相关建议

纺织产品智能化在技术方面有很大的创造空间 ,其功能性项目发展路径极为宽广,虽然目前功能性已经逐 步应用,但是其功能性的持久性和实用性方面还是有待加强 。就目前来看,智能化科技逐渐占据人们的生活和工作,越 来越多的科技研发更偏向于其他产业,所以,未来对于纺织 行业的科研,要充分、合理利用资源,进行全面科技研发。

纺织产业智能化发展是一项艰巨而又充满挑战 的工程,在生产模式、设备配备、营销方式等方面都需 要进行改革创新,尤其是要考虑市场需求。因此,纺织行 业想要寻求突破发展,搭建智能化纺织产业链刻不容缓。

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