针织物联网技术前景可期

当前国家提出《中国制造2025》行动纲领，实施智能制造工程，推动制造业转型升级的力度前所未有。针对目前针织行业生产成本日趋增长、生产管理走向精细化等要求，利用物联网中的RFID、ZigBee、Wi-Fi、Web、大数据5大关键技术开发了针织生产管理系统（MES），不仅降低了人力成本、提高工作效率，而且还便于管理人员随时随地了解企业生产情况，实现远程监控与操作，给企业带来巨大的经济效益。

针织物联网架构图

“物联网的开发和应用已经作为关键技术列入《纺织工业“十二五”科技进步指南》，发展前景十分乐观。”中国纺织工程学会针织专业委员会主任、江南大学教授、江南大学教育部针织技术工程研究中心主任蒋高明告诉记者。他认为，从行业现状来看，虽然增长潜力多，但是企业资源少，外向型经济高度重合，竞争明显。当前，各种成本快速上涨，但消化成本的效率还不匹配。因此，加快转型升级已经成为中国针织行业发展的根本任务，还要努力把握住“互联网+”、“物联网”这个重要的发展方向。

针织物联网市场需求

当前，物联网使信息化正在向物理世界进一步推进，使得当前主要由PC、服务器、手机等需要由人操作的电子产品组成的互联网络，延伸和扩展到包括无需由人操作的更多的物品联通在内的网络，这一网络将成为未来信息化的承载网络。物联网在生产管理中的应用，可以加快行业供应链的整合与优化、智能感知与调配资源，推动行业和企业加速发展。

而针织行业对物联网的需求主要表表现在生产产产成成成本本本本本日日日日日日趋趋趋趋趋趋增增增增增长和管理的精细化，再加上物联网网硬硬件件件成成本的的相相相对对对较较低低低使使使得得物联网技术在针织企业中的应用和推广更加具具有有 可可可 行行行性性性。。

对 于 劳 动 力 成 本 而 言 ，2014年 企 业 在 用 工 成成 本本 的的 投投投 入入入 上上上上基本是人均5.8万元，而利润率2010年还能能达达达 到到11444%%%--1155%%，，2014年 则 下 降 为6.4%。对 于 管理 成 本而而 言言言 ，，，， 熟熟熟熟熟 练练练练练 掌掌掌掌掌 握握握握握握 各各各各各各各 主主主主主主 要要要要要要要工 序 操 作 的 操 作 工 比 重 不 高 ， 熟 悉 各 主 要 机 型型 操操操 作作作作 法法法、、、、 能能能 从从从事教练工作的操作工明显不足，培训新员工成了每个针针织织织企企企业必不可少的任务。

另外，硬件、传感器的成本降低，加之比较完善的制造业供应链，再结合云端服务，物联网成了不少投资人眼中下一个“香饽饽”。一套完整的针织物联网系统包括传感器、CPU主板、ZigBee、排线等总成本在200-300元，这个总价格远低于一个针织企业底层生产工人的工资。因此，物联网进军针织企业不仅减少劳动力成本，在提升生产管理、促进企业转型等方面也做出巨大贡献。

MES车间管理图

江南大学教育部针织技术工程研究中心开发的针织MES系统就是一个典型的例子。目前该系统已成功运用于多家针织企业，包括经编、纬编两个领域，例如无锡爱依特纺织有限公司、浙江万方江森纺织科技有限公司、张家港信美针纺织品制造有限公司、常州申达经编有限公司等。据蒋高明介绍，这些企业采用了针织MES系统后，车间管理更直观、更有效，产量统计、工艺统计、员工生产能力统计等一目了然，并撤销了原有的车间统计人员，节省了人力资源，降低了15%左右的人力成本；对于管理人员，减去了之前繁琐的书面统计工作，节约了统计用纸张，可直接在网页便可得到统计的图表，工作效率提高25%左右；利用大数据处理方式合理的计算员工的工资，由计算机自动统计，避免了不必要的薪酬争议；企业高管可随时随地直观的看到本企业工艺管理、生产管理、员工管理等信息，及时地了解相关信息，远程下达命令。

MES工艺管理图

针织物联网关键技术

物联网即通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。

MES生产计划管理图

目前，物联网的架构被公认为有三个层次，由感知层、网络层、应用层组成。底层是用来感知数据的感知层，也就是传感网络；中间层是进行数据传输的网络层，即数据传输的网络通道；上层则是应用层。感知层主要为ZigBee数据采集终端和ZigBee协调器，使用的ZigBee、RFID两大关键技术，用来获取车间机器生产及员工的基本信息；网络层使用的Wi-Fi技术，用来进行企业生产数据的远程传输与存储；应用层主要针对企业办公室的电脑、管理人员的手机和pad等移动终端，使用Web和大数据两大关键技术。

以大数据(big data)为例，大数据是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。针织企业的大量生产、销售等信息被保存到云数据库中，建立生产数据库，数据的分析与处理方法可根据针织企业的需求而变化，可得到任意时间段内各个员工、各台机器的生产能力、工艺的订单化程度等具有价值的信息，企业根据大数据分析的结果辅助决策并积累经验，提升生产水平。

在这些关键技术的应用上，江南大学教育部针织技术工程研究中心开发的针织MES系统，将针织行业信息化的诉求完整纳入针织MES生产管理系统。据了解，针织MES系统具有八个管理模块，通过这八个模块的管理思想，梳理企业的业务流程，对企业物流、信息流、资金流、价值流进行有效的管控。系统终端安装在每个车间的每台机器上，通过终端的ZigBee采集机器上的数据，例如机器速度、停车次数、产品密度等，采集的数据发送到ZigBee协调器最终汇总到PC上，PC上安装有数据采集程序，将采集到的数据发送至云服务器。利用Web技术获取云服务器上的数据并进行数据的处理与分析，最终在网页上显示出来，客户可通过电脑、手机等移动终端随时随地进行设备查询与管理生产情况。

蒋高明表示，纺织管理信息化推进多年，在ERP应用等领域取得较大进展，但是生产制造和物流管理自动化等领域刚刚起步，面临一系列应用瓶颈和技术难题。物联网概念的出现，一系列相关技术的应用，扩大和延伸了基于物联网的信息化系统，加强了数据在线实时采集和处理的能力。物联网发展当下，物联网与针织企业的结合见证了针织MES系统的诞生，提升了针织装备和针织生产的数字化，使得针织装备和针织生产的网络化得以进一步推广，为针织行业乃至整个纺织行业的两化融合做出了贡献。

蒋高明预计今年年底将有200台针织机械联网使用针织MES系统，在逐渐规范化、精细化企业管理的基础上实现车间少人甚至无人的现代化生产。