中国纺织工业联合会科学技术奖获奖项目选载

（2021年度）

纺纱生产数字化关键技术研究及其产业化应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：郑州轻工业大学、安徽华茂纺织股份有限公司、郑州天启自动化系统有限公司、山东华兴纺织集团有限公司、商丘市方舟棉业有限公司

主要完成人：王永华、杨圣明、江豪、张保威、孙伟光、王士合、赵素娜、张伟伟、丁莉芬、宋凯迪

针对纺纱生产过程中的数字化关键技术进行深入研究，开发了基于工业物联网的智能纺纱MES 云平台，将生产各环节中的人机料法环等数据有机融合，实现了大数据等新技术在纺纱领域的若干创新应用。

项目成果是对团队过去15年研发历程的总结，更是对数字化新技术在纺纱领域创新应用的凝练，主要内容和技术创新如下：

（1）设计研发了适用于纺纱车间的高可靠低延迟数采系统：构建了纺纱生产过程全设备物联网络，解决了异构工业网络数据获取瓶颈，系统研究了纺纱车间影响总线网络稳定性的因素，设计了网络接地模式及策略，解决了强干扰环境下工业通信网络的稳定性问题；

（2）研发了基于边云技术的智能纺纱MES 云平台：实现了设备实时状态监测、故障的即时报警、生产进度的动态预测、关键数据的历史回溯、统计报表的自动生成、生产数据的智能分析、客户订单的实时追踪、工艺数据的远程写入以及产品质量的档案管理等功能，完成了纺纱全流程、全设备数据的集成、融合和分析；

（3）运用大数据、云计算等新技术，实现了多场景下的纺纱数字化创新应用，开发了包括基于无线射频技术的生产质量追溯系统、领域知识驱动的成纱质量预测系统、差异化纺纱生产中的订单预排系统、动态产能平衡计算系统、纺纱设备在线诊断及运维和多维度纺纱工艺管理系统。

项目授权专利11项，发表论文20篇，相关软件著作权38项，相关成果“天启T IS系统”在全国十余个省市广泛应用，取得了显著的经济效益和社会效益。

基于虚拟现实和混合现实技术的面料与服装协同设计系统研发与应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：中国纺织信息中心、北京商询科技有限公司

主要完成人：李斌红、邬浩、李鑫、李波、齐梅、朱建祥、曹潇文、宋富佳、马磊、谢然

该项目开发了基于虚拟现实和混合现实技术的面料与服装协同设计系统。该系统包括虚拟现实服装设计&秀演、混合现实服装设计&交互和云端数据资源管理三个子系统，运用了多租户SaaS 技术、跨平台协同技术、远程协同技术、第三方视角技术和动作捕捉技术等，创建了面料与服装设计的数字孪生平台，在现实世界、虚拟世界和用户之间建立了可交互的多终端协同设计信息回路，通过环绕式虚拟服装立体影像，构建了富有沉浸感和仿真效果的设计与展示场景，实现了面料与服装的三维、动态、多用户、远程、协同的交互设计。

项目获得软件著作权6项，均具有自主知识产权。在多终端服装面料三维实时渲染与展示、远程三维虚拟协同设计服务和第三方视角协同设计服务等方面具有创新性，填补了虚拟现实与增强现实技术在面料与服装设计领域应用的空白，整体技术处于国际领先水平。

项目研究成果已在中国纺织面料流行趋势研究与发布联盟企业、国家纺织产品开发基地企业和重点纺织产业集群地纺织服装企业等代表性企业和集群中先行推广使用。经纺织服装企业应用，证明能够显著提升纺织服装设计师的产品企划与设计能力，提高供应链上下游之间设计、生产和推广的沟通质量和效率，有效降低了纺织服装企业新产品研发与营销成本，提高了纺织服装企业市场竞争优势和经济效益。

基于人工智能（AI）的纺织纤维成分分析技术研究及应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：中国纺织工程学会、佛山中纺联检验技术服务有限公司、广州冠图视觉科技有限公司、重庆大学、天津工业大学

主要完成人：伏广伟、杨知方、张珍竹、王文、余娟、刘建勇、刘雍、王军、毕兴忠、林佳鹏

目前，国内外海关技术中心、第三方检测实验室、科研机构和大专院校仍然是借助生物显微镜，通过肉眼观测和化学溶解法对纤维成分进行检测，暂未见自动智能化设备在市场上流通和应用。面对当下新形势，国内纺织检测机构必须高度重视自身检测自动智能化程度，提升核心竞争力，才能在日益激烈的市场竞争中脱颖而出。如何让人工智能赋能纺织品检验检测，成为当前纺织品检测行业的一项重要课题。

项目经过多年的技术攻关，打破了传统检测与人工智能的屏障，主要技术内容包括：（1）将相关AI前沿算法进行优化，应用AI视觉技术进行深度学习、纤维分割、定位、连接、拓扑成分分析，可准确地对采集到的纤维图像进行识别、分类、计算，整体效率提升10 倍，彻底解放人工。（2）开发了针对纤维结构特征的双通道光学系统，采取上下打光的方式，以突出纤维的立体感和表面纹理，更加方便检测人员观测，解决了传统生物显微镜的诸多使用弊端。（3）采用图像景深合成技术，实现了多焦距的纤维图像融合增强，以获得清晰图像，解决了自动对焦画面模糊的问题。（4）开发了特种动物纤维褪色剂，在不损伤纤维鳞片的前提下，提升了深色纤维表面纹理特征的识别能力。

项目具有自主知识产权，截至目前，申请发明专利9项、实用新型专利4项、软件著作权5项，其中已授权实用新型专利4 项。发表论文7 篇，制定团体标准3项。项目产品已量产200多台，应用于国内30多家检测机构、科研院校、企业等，经济效益显著。

水刺法非织造布智能工厂关键技术装备及工程化应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：济南永信新材料科技有限公司、山东大学、恒天重工股份有限公司、山东建筑大学、山东深蓝机器股份有限公司、山东华特天维新材料有限公司、浪潮通用软件有限公司

主要完成人：朱波、史成玉、于宽、王晶、汤水利、蔡珣、史晓慧、张德亮、刘凤莲、宋东鹏

项目以水刺非织造布智能制造新模式应用为目标，建立订单驱动的智能制造新模式，实现从产品研发、工艺设计、生产制备、仓储物流、产品追溯到运营管理的全业务流程智能化。项目采用22种核心技术装备，突破多种短板关键装备，实现产品优良率提升至99.5%，产能提高20%，运转率提高至94%，减少生产用工25%，综合指标大幅提升。打造面向非织造行业的智能工厂系统解决方案，形成重大原创性成果。

（1）基于客户牵引的订单驱动为切入点，建成国内首座集设备开发与“ERP+MES+EMS+WMS”于一体的水刺非织造布的智能工厂，打造面向非织造行业的智能工厂系统解决方案，实现数据互联互通及生产全流程自动化与信息化的深度融合。（2）建成两条水刺非织造全自动智能化生产线，实现基于人工智能技术的全线智能控制及工艺参数智能预测优化。（3）基于大数据平台技术及面向非织造行业应用的基因技术，开发全流程自动化控制及人工智能非织造布智能集成系统，实现非织造布生产工艺流程和工艺参数的智能优化和柔性制造，系统已应用到2 条万吨级水刺非织造布智能生产线。（4）完成多项核心装备突破，自主开发微波水分检测与烘干联动控制技术、AGV小车及导引技术及装备运行状态实时监控体系，完成关键工序设备的远程监测诊断及故障预警，实现水刺非织造布全流程装备国产化和生产全过程自动化、智能化。

项目拥有自主知识产权，授权专利20余项，其中发明专利5项，获软件著作权15项。该项目实现国产首台套数字化水刺非织造布成套装备示范应用，打破国外高端技术装备垄断。

基于工业互联网的医疗卫生用纺织品韧性产业链协同技术及推广应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：北京航天智造科技发展有限公司、东华大学、中国纺织信息中心、上海嘉麟杰纺织科技有限公司

主要完成人：王文宣、鲍劲松、崔红斌、王俊丽、刘佩全、曹凯、杨芸、翟燕驹、纪丰伟、李婕

项目基于工业互联网平台快速构建了面向医疗卫生用纺织品的网络化协同技术体系，开发了基于区块链的纺织行业供应链的可信技术，实现了担保支付模式的工业品线上交易信用体系；研制了工业知识封装以及云边协同的边缘智能一体机，实现了重点防疫医疗卫生用纺织品快速转产的边缘智能和知识封装技术；搭建了产业链数字孪生环境，建立军民融合的应急状态下联动保供系统。

在应急状态下，项目利用工业互联网、人工智能、大数据等新技术有效保障了医疗卫生用纺织品生产，并迅速得到了广泛应用，促进了医疗卫生用纺织品等应急物资产业链的高效协同，有力支撑了国家防疫抗疫部署的落实，为国家应对紧急状态下快速达产、转产和优产提供关键技术，也为未来国家应对各类突发事件，保障应急物资的生产、供应提供了全新模式。项目具有自主知识产权，已授权发明专利2项，获得国家软件著作权30 项，累计发表论文19 篇，制订国际标准1项、国家标准4项。

GB 50425-2019《纺织工业环境保护设施设计标准》

获奖等级：二等奖

主要完成单位：上海纺织建筑设计研究院有限公司、东华大学、浙江省生态环境科学设计研究院、上海纺织节能环保中心

主要完成人：武文翔、金平良、尹振文、杨波、梅荣武、顾震宇、李健、龚成晨

该项目编制过程中，总结近年我国纺织工业企业环境保护工程设计和运行经验，广泛征求全国有关纺织科研、设计、企业、专家学者的意见，结合国家新颁布的环境保护各项条例、法律及新近出现的环境保护技术，经反复讨论、修改，最后经审查定稿。“项目”进一步规范了纺织工业环境保护设施设计，防治纺织工业生产过程所产生的污染，适用于纺织工业新建、改建、扩建项目环境保护设施的工程设计，以及以纺织工业为主的开发区环境保护项目的工程设计。该项目相关的3项发明专利和2项实用新型专利已授权。

项目及时充实了国内外纺织废水深度处理及回用已经成熟的新技术与工艺，保证了新标准涉及的技术和工艺与当今的国家科技发展水平合拍；“项目”相关指标紧贴着国家最新颁布的环保要求予以调整，与时俱进；项目重新考量了纺织行业各领域，弥补了原“规范”留下的死角；项目针对一些技术参数或指标所做的细化或调整，既保证环保标准的法律严肃性，又能有效地指导企业严格执行标准。

项目先后在义乌市五洲新材料科技有限公司、江苏申江环境科技有限公司、福建百宏聚纤科技实业有限公司等多家企业应用，均认为“标准”与国家环保标准合拍，有新技术新工艺，部分内容的细化方便企业实施，对企业具有积极指导作用。

基于表面等离子体共振技术的轻纺类消费品部分有害物质检测技术标准化研究

获奖等级：二等奖

主要完成单位：东华大学、上海海关工业品与原材料检测技术中心

主要完成人：费静、薛文良、刘芳、丁亦、魏孟媛、马颜雪、刘敏华、沈华

基于我国进出口消费品中危害因子的高灵敏快速检测需求，以消费品中典型危害因子为检测对象，采用表面等离子共振仪器，围绕轻纺消费品开展研究，建立消费品中有害物质表面等离子体共振（SPR）检测方法，为我国进出口消费品安全检测提供多方位检测方法。

主要技术内容如下：（1）以壬基酚同分异构体为例，建立单克隆抗体制备方法，探索SPR用传感芯片的功能基团修饰。利用酶联免疫分析技术建立一种酶联免疫测定轻纺消费品中环境激素的检测方法，实现快速简便、高灵敏度、高特异性检测。（2）针对典型危害因子，建立轻纺消费品SPR检测方法。研究传感芯片修饰方法。根据轻纺消费品中不同危害因子，选择合适的提取净化方法，建立检测分析方法。验证相关参数，并与传统检测方法结果分析比较，制定新标准。（3）利用化学分析法，完成轻纺消费品SPR检测方法的实验验证。建立了轻纺消费品中新增邻苯二甲酸酯类化合物的液相色谱-串联质谱法、有机汞的液相色谱-电感耦合等离子体质谱法、印花涂层中双酚A及其替代物的液相色谱检测方法以及邻苯二甲酸酯的磁性固相微萃取法。（4）以双酚A为例，完成了对SPR检测方法的风险评估：在完成消费品中危害因子的表面等离子体共振检测方法开发的基础上，项目选取变色纺织品进行双酚A检测风险评估。热敏变色印花产品中存在较高的双酚A检出风险。

项目授权发明专利3项；发表论文14篇；制定并实施行业标准6 项。该项目成果在海关系统、检测公司、纺织企业等机构中得到了推广和应用。