从棉纺设备的选型谈纺机行业的发展

张建祥，殷翠红，贾云辉，耿彩花

(鲁泰纺织股份有限公司，山东 淄博 255100)

0 引言

据统计，我国纺纱锭数超过1.2亿锭，占世界总锭数的近50%，是名副其实的纺织大国。近年来，随着自动化、信息化技术不断进步，我国纺织行业及纺织设备得到快速发展，纺织技术水平明显提高，纺织行业呈现出高速度、高自动化、高产量、高质量及新技术不断涌现的“四高一新”局面。

纺织工业“十三五”发展规划中明确提出，要发展高效、低能耗、柔性化、自动化、数字化、智能化纺织设备，推动互联网、大数据、云计算、物联网在纺织行业融合应用，增强产业创新能力，优化产业结构，推进智能制造和绿色制造，形成发展新动能，创造竞争新优势，促进纺织产业迈向中高端，初步建成纺织强国[1]。

鲁泰纺织股份有限公司(以下简称鲁泰纺织)作为棉纺领域的标杆企业之一，在做强实业的同时，时刻关注行业新技术、新业态、新模式的开发和应用转化，不断注入新动能，加大研发设计投入，深化、细化智能制造，逐步由纵向一体化产业链向柔性个性化智能供应链迈进，着眼做“大纺织”，促进企业由生产加工型向制造服务型转型升级。笔者分析鲁泰纺织在纺织设备运行及应用方面的经验，从棉纺设备的选型谈纺机行业的发展与认识。

1 设备选型考虑因素

1.1 符合企业产品定位、产品结构与品质要求

纺机的性能是影响产品质量的关键因素。随着原材料、人力资源成本、市场环境等因素的竞争加剧，纺织设备应具备高可靠性、高稳定性和高速高效等特点。高可靠性是连续生产、故障率低的保障；高稳定性意味着运行稳定，品质如一；而高速高效则能提高产量，并降低生产成本。

虽然国内制造的部分整机设备，以及针布、钢领、锭子等纺织器材专件，从外在制造精度到内在性能品质，与国外的差距逐渐缩小，但仍有一定的差距。因此，设备的选型一定要从企业自身的产品定位、产品结构与品质要求入手，做到科学选配，以充分发挥纺机作用。

鲁泰纺织的产品以棉及其它天然纤维为主，功能性化纤和生物基纤维为辅的多元化纺织面料，产品定位为国际高端市场。目前纺纱规模达到80万纱锭，其中集聚纺占75%以上。由于纱线是影响面料品质的关键因素，要保证最终成品面料的品质要求，必须先控制好纱线的质量，如高强力、低棉结、少毛羽(有害毛羽)、优条干等，并且要保证品质的稳定。因此，在设备选型上，要充分考虑这些因素。

1.2 与企业文化理念及未来发展相契合

设备选型要与企业的文化理念及未来发展相契合。鲁泰纺织文化的精髓是“以人为本”，为降低员工劳动强度，鲁泰纺织在设备的信息化、自动化、智能化方面投入较多。1988年引进首套清梳联生产线，2002年开始推行自动落纱、细落联等自动化装置，目前纺纱工厂自落比例达到85%以上，部分车间已实现从清花到筒纱包装、立体仓库系统的全自动生产及运输。

鲁泰纺织与经纬纺机合作建立的纺纱“e”系统，是基于物联网采集、大数据应用的棉纺生产智能管理系统，将纺纱车间的机台数据、质量信息、人员信息、设备电量和车间环境信息等集成到大数据平台，以数据分析反向指导生产管理，实现了闭环式大数据管理，以及高效智能纺纱管理模式，在提高纺纱工厂管理水平、减少用工、提高效率等方面作用显著。

1.3 综合比较整机性能、运行能耗和操作性等因素

设备选型要综合比较整机性能、运行能耗和操作性等因素。以细纱机为例，2012年鲁泰纺织为新建纱厂进行设备选型，对国内外8个制造厂家的样机进行历时7～8个月的比对，积累了大量的一线数据和资料。

从当时的设计锭速来看，国外细纱机设计最高锭速为25 kr/min，高于国内的20 kr/min；国外细纱机使用了与锭子分开驱动的电子独立牵伸罗拉驱动系统，卷绕成形系统采用CPU+伺服电机+连杆形式，使钢领板升降更积极稳定；在落纱时间上，国外细纱机有较大优势，落一排纱较国内细纱机少用约2 min；面板操作功能较全面，运转条件设定、运转操作和监控器显示等均可在面板上实现，设备发生故障时有信息及图片表示详细的故障原因及位置等，使保全人员易发现故障并找到解决方法；在改纺品种时，无需换轮子，工作量小，效率高。

从当时的能耗情况来看，国外细纱机由于牵伸驱动采用变频控制，吨纱用电量明显降低，纺精梳11.66 tex纱(锭速为18 kr/min)吨纱用电能耗可降低20%以上。从成纱指标来看，国外细纱机成纱的条干CV值、棉结、3 mm以上毛羽指数等指标均优于国内细纱机，且落纱断头少，故障率低，设备可靠性和稳定性优势明显。从整体设计来看，国外细纱机设计紧凑、简洁，机台精度高，专用工具适用，可分段式组装，生产效率高。

2 我国纺织机械发展前景与展望

2.1 国产纺机发展空间大

我国是纤维加工与消费大国，纺织工业纤维加工总量逐年增加，2017年纤维加工总量约5610万t，同比增长3.5%，约占全球纺织业纤维加工总量的50%以上。资料显示，全球人均纤维消费量从1970年的约7.5 kg增加至2016年的13.3 kg，但发展中国家人均纤维消费量远低于发达国家，中国、印度人均年纤维消费量分别为15.0 kg和5.7 kg，远低于北美的37.2 kg和西欧的23.0 kg。预计到2050年人均年纤维消费量约为26.9 kg，全球纤维消费总量将增加至2.57亿 t，年均增长率约为3.0%[2]。

纺织消费市场的增长有力地带动了纺机市场的需求，自2015年实现贸易顺差以来，我国纺织机械出口“稳中有升”，进口则呈逐年下降趋势。我国纺机产品已逐步在东南亚、南亚及欧美等市场得到认可，海外市场拓展进一步加强；2016年越南、孟加拉、印度、马来西亚、印度尼西亚和巴基斯坦等亚洲6国的纺织机械，呈逐年增长趋势。现阶段国产品牌已基本可以满足国内市场一般需求，但部分高端纺机仍需进口。以织机为例，2017年进口喷气织机占国内喷气织机市场比重高达40%，未来高端产品的国产替代仍有较大空间。

2.2 国产纺机发展潜力大

21世纪以来，以德国工业4.0、美国工业互联网为代表的新一轮科技革命和产业变革正在兴起，全球科技创新呈现出新的发展态势和特征。随着我国产业结构调整的深入，国产中、高端纺织设备发展较快，自主创新能力有所提高，各类纺织机械均有很多新技术和新产品推向全球市场。

粗细联系统自推向市场以来，受到用户的广泛好评；JWF1568型超长细纱机，锭数最多可达1824锭，配电子牵伸、集体落纱，自动化程度非常高，也代表了国产细纱机的高超水平。在2017年第十八届上海国际纺织工业展览会上，很多制造商展示了落纱机器人、络筒理管机、自动包装系统等自动化机器设备，形式多样、各有特色，国内纺机企业呈现出百花齐放的发展趋势，未来发展潜力巨大。

2.3 纺机行业发展前景广阔

纺织工业是我国传统支柱产业，重要民生产业和创造国际化新优势的产业，是科技和时尚融合、生活消费与产业用并举的产业，在美化人民生活、增强文化自信、建设生态文明、带动相关产业发展、拉动内需增长、促进社会和谐等方面发挥着重要作用[1]。衣、食、住、行是人们的基本需求，随着生活水平的逐渐提高，人们更加注重着装打扮。中国纺织工业联合会孙瑞哲会长提出中国纺织行业“新三板”发展定位，即以服装、家纺品牌为代表的时尚产业，以高品质高性能纤维、产业用纺织品、高端智能制造为代表的科技产业，以及贯穿全产业链加工的绿色先进制造产业，表明纺织行业的市场潜力和需求前景将更加广阔。

3 我国纺织机械发展趋势

随着纺织技术的发展和进步，传统制造与云平台、大数据、互联网等技术结合，将使信息化和工业化深度融合，为纺织设备制造与应用提供良好的技术支撑，纺织机械将呈现出智能化、信息化、高端化和国际化的发展趋势[3]。

3.1 智能制造

智能制造是未来发展方向，在关键设备、重点工序、特殊岗位实施并全力建设大数据支撑的智能制造，可以完成人不愿干的、干不好的，以及干不了的工作，如细纱换纱、理管、助剂称量配送、穿筘等机械劳动，既繁重艰苦，又要求准确、精细、稳定，讲究速度和效率。鲁泰纺织集合设计、技术、工艺、客户等信息数据，建立了中国纺织服装行业产业链大数据库，为实现智能制造提供了有力支撑。以智能制造为突破口，实现了全流程的在线监控、快速灵活生产调度、实时信息采集分析反馈，快速有效地对产品状态进行实时跟踪，解决产品追溯控制管理中的关键问题。如康平纳筒子纱染色智能制造技术，染色实现了全过程管理控制一体化。自主开发的计划智能排产(APS)系统，通过进行模拟生产、运算出最优计划需求，减少非生产时间，解决了传统的计划调度不能解决的问题，提高了生产效率。

3.2 优化成本

优化成本是智能制造的关键。智能化不能盲目跟风，要基于企业自身的行业环境和实际现状，构建优化成本的智能制造。如何控制成本和收益，确保企业能够获利才是实施智能制造的关键，而并非所有企业都适合，尤其是避免简单的“拿来主义”。 如细纱机人工落纱改造自动落纱，11.7 tex以下细号纱品种每排纱生产时间长，配用自动落纱小车既可降低员工劳动强度，提高生产效率，又可减少改造成本；而粗号纱纺纱速度快，配用集体落纱形式相对更适合。

3.3 以人为本

以人为本是智能制造的核心。智能制造虽然实现的是提质增效、节能降耗，但其内涵是让员工体面工作、快乐生活，让企业更具吸引力和魅力，以实现“以人为本”的创新发展理念。如穿经工序是行业公认的一项工艺繁杂、特别劳神费力的工种，面对动辄十几甚至二十多页的综框，几十个上百个的色纱工艺循环，一万多根的总经根数，不仅要求员工年轻健康、心灵手巧，还要有定力，有良好的视力和智力等，各方面均需达到较高的标准要求。引进经纱前准备系统，工作效率是人工效率的8.6倍以上。鲁泰纺织使用了此系统后，减少用工1200多人，实现了“早班有人，中班少人，夜班无人”的纺织女工梦想。未来十年，智能制造就是要企业实现由劳动密集型向智能密集型的根本转变。

4 思考与建议

4.1 认清形势，应对挑战

新时期、新时代为我国纺织机械工业提供了新机遇，但要正视自身差距，既要有较高的民族自信，充满干劲，又要有冷静、成熟的心态，实事求是，紧紧围绕工艺做创新。在分梳器材、卷绕器材、电器元件、自动化控制等器材专件及设备上，要做到专业、专能，精益求精，打造产品核心竞争力。随着劳动力成本上升，新技术发展，企业还要适应市场变化，开发柔性、多功能新型设备，以便快速反应，灵活应变，满足结构调整新需求。

4.2 由制造型向制造服务型升级

纺织设备制造企业要向下游延伸，针对客户的不同需求，建立专家团队，提供专业定制服务，为客户提供整体解决方案和个性化设计。如青岛环球针对鲁泰纺织开发的粗细联系统，采用“之”字形轨道，来实现小角度粗细联跨楼层链接，并创新采用“一轨多分、架库公用”形式，减少吊锭拖链数量、轨道长度等，把费用降至可控范围内。华方新技术科研有限公司针对鲁泰纺织G32型细纱机的四罗拉集聚纺改造，共同开发了可变牵伸比集聚纺纱装置，利用伺服电机或前罗拉驱动传动轴，无需更换细纱机前罗拉，节约了成本。

4.3 看清市场，做主流开发

目前棉纺市场上以环锭纺为主，环锭纺纱毛羽多，3 mm及以上毛羽影响织造效率，危害大，所以集聚纺等新型纺纱技术把降低纱线毛羽作为一个重要的指标。但集聚纺纱面料手感偏硬，因此纱线的研究方向是既保留3 mm以下毛羽，又具有普通环锭纺纱线的手感及集聚纺纱线的强力。此外，随着针织技术的快速发展，经编、横编、圆织等应用领域越来越广泛，其相应的设备发展前景将更加广阔。

4.4 看准方向，把握机遇

企业跟着市场走，“走出去”最大的诱惑是市场和税率，不仅可以降低生产成本、减少贸易壁垒的阻碍，实际上更重要的是要实现企业的国际化发展，获得更大的市场，而海外投资是优化国内外产业链布局的战略举措，是出口型大企业的必然选择。

5 结语

5.1 棉纺设备选型要与企业的产品定位、产品结构和品质要求相结合，与企业的文化理念及未来发展相契合，并综合比较整机性能、运行能耗和操作性等因素，综合考虑，科学选配。

5.2 纺织机械将呈现智能化、信息化、高端化和国际化的发展趋势，以减少用工，降低劳动强度，改善工作环境，更好地发挥人的潜能。

5.3 纺机制造商应认清形势，适应市场变化，开发柔性、多功能新型设备，以满足纺织企业结构调整新需求；并向制造服务型升级，向下游延伸，针对客户的不同需求，提供专业定制服务，为客户提供整体解决方案和个性化设计。

5.4 棉纺企业要看清市场，看准方向，做主流开发，把握机遇，发展“以人为本”的创新理念。