日前，天津工業(yè)大學(xué)與天津市嘉誠機(jī)電設(shè)備有限公司合作完成的“數(shù)字化小樣紡織快速反應(yīng)系統(tǒng)的開發(fā)與推廣”項(xiàng)目獲得2013年度“紡織之光”科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。該系統(tǒng)一經(jīng)上市就以價(jià)格優(yōu)勢(shì)和數(shù)值化程度高的特點(diǎn)吸引了國內(nèi)外企業(yè)和院校的眼球。該系統(tǒng)的推廣，也大大推動(dòng)了我國紡織企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新能力的提高，加速了我國紡織企業(yè)由“來樣加工”型向“自主創(chuàng)新”型的轉(zhuǎn)變。同時(shí)，該系統(tǒng)也為紡織高等院校、科研院所提供了高效、方便、快捷的紡織研究試驗(yàn)平臺(tái)，為高等院校提供了理想的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，使以往的演示實(shí)驗(yàn)變成了單人獨(dú)立的上機(jī)操作，通過課程實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)品上機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

　　用最少原料實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)

　　隨著經(jīng)濟(jì)全球化和高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的不斷加快，紡織行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，紡織服裝產(chǎn)品流行周期越來越短，已進(jìn)入個(gè)性化、小批量、短周期、快交貨、零庫存的敏捷定制時(shí)期。現(xiàn)代紡織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是廣泛使用清梳聯(lián)、粗細(xì)聯(lián)、細(xì)絡(luò)聯(lián)設(shè)備，這些設(shè)備的應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度，節(jié)約了用工，也提高了生產(chǎn)效率，但是這樣的生產(chǎn)設(shè)備與“小批量、多品種”的市場(chǎng)需求存在一定的矛盾，這一矛盾突出表現(xiàn)為工廠無法打樣，無法進(jìn)行新材料、新工藝、新產(chǎn)品的上機(jī)試驗(yàn)。

　　對(duì)企業(yè)來講，“數(shù)字化小樣紡紗快速反應(yīng)系統(tǒng)”主要針對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程中的工藝試驗(yàn)與打樣問題。使用這套系統(tǒng)，從紗線設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)到紡紗過程，采用全面數(shù)字化手段，15克纖維按照普梳工藝紡14tex細(xì)紗，紡紗長(zhǎng)度可以達(dá)到1000米，完成紡紗大約需要1小時(shí)(梳棉10分鐘，并條2道10分鐘，粗紗10分鐘，細(xì)紗30分鐘)。這些紗線足以用于條干、強(qiáng)力、毛羽等物理機(jī)械性能指標(biāo)的測(cè)試，也足以織出一塊小樣。但是，如果使用大生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行試紡，開清棉原料投入量最少也要50公斤以上，若考慮成卷均勻則需要200公斤以上，完成紡紗大約需要2個(gè)班的時(shí)間，不僅原料消耗大，而且影響正常生產(chǎn)。數(shù)字化小樣紡紗系統(tǒng)很好地破解了這一難題，實(shí)現(xiàn)了工藝試驗(yàn)與打樣的快速反應(yīng)。數(shù)字化小樣紡織快速反應(yīng)系統(tǒng)很好地滿足了紡織產(chǎn)品開發(fā)過程中對(duì)于新產(chǎn)品打樣和上機(jī)工藝試驗(yàn)的需求，同時(shí)也為紡織高校提供了較為理想的教學(xué)和科學(xué)試驗(yàn)設(shè)備平臺(tái)。

　　校企聯(lián)合完成自主創(chuàng)新

　　在該系統(tǒng)的研究過程中，天津工業(yè)大學(xué)與天津市嘉誠機(jī)電設(shè)備有限公司的校企合作緊密，天津工業(yè)大學(xué)的研究人員以學(xué)術(shù)和理論為主，著重于總體方案的提出與設(shè)計(jì)，而天津市嘉誠機(jī)電設(shè)備有限公司的研發(fā)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)加工、機(jī)械裝配方面有著豐富的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，因此以具體設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配調(diào)試及改進(jìn)升級(jí)為主。

　　據(jù)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人天津工業(yè)大學(xué)教授馬崇啟介紹，該系統(tǒng)在開發(fā)研究階段遇到的最大瓶頸就是要將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等應(yīng)用到傳統(tǒng)的紡織工程中，需要有紡織專業(yè)、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)的人才，通過整個(gè)團(tuán)隊(duì)緊密合作完成了紡織計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（TCIMS）的集成創(chuàng)新及機(jī)電一體化、數(shù)字化、信息化技術(shù)在紡織生產(chǎn)中的全過程集成應(yīng)用兩方面的創(chuàng)新舉措。

　　紡織計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)由三大部分組成，具體為紗線和織物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）系統(tǒng)、紡織生產(chǎn)工藝管理系統(tǒng)（PMS）及紡織計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)。其中紗線和織物CAD系統(tǒng)能完成紗線和織物的設(shè)計(jì)，可以生成紗線和織物的模擬效果圖電子文檔，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳送給客戶，也可打印成紙質(zhì)模擬效果圖傳送給客戶，從收到客戶的需求信息到做出反應(yīng)的時(shí)間不超過30分鐘。

　　對(duì)比價(jià)格市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)明顯

　　據(jù)了解，目前國內(nèi)外尚無開發(fā)完整的從紡到織、從纖維到布樣設(shè)備的廠家。國外開發(fā)小樣紡織設(shè)備的廠商主要是英國SDL公司，開發(fā)小樣織造設(shè)備的廠商主要是臺(tái)灣的碩奇公司。英國SDL公司小樣紡紗設(shè)備包括小型梳理機(jī)、并條機(jī)和細(xì)紗機(jī)3臺(tái)設(shè)備，其價(jià)格約為人民幣200萬元，且為純機(jī)械式，所有紡紗工藝參數(shù)修改均需要更換或調(diào)整機(jī)械部件；數(shù)字化小樣紡紗系統(tǒng)包括梳理機(jī)、并條機(jī)、精梳機(jī)、粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)和并捻機(jī)六臺(tái)設(shè)備，均為數(shù)字式，一般工藝參數(shù)變換只需要通過觸摸屏輸入，整套設(shè)備市場(chǎng)價(jià)格約為人民幣100萬元，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。

　　臺(tái)灣碩奇公司是一家老牌的織樣機(jī)生產(chǎn)商，2003年進(jìn)入中國市場(chǎng)，一度占據(jù)中國織樣機(jī)市場(chǎng)的90%以上，自從天津工業(yè)大學(xué)開發(fā)了自動(dòng)織樣機(jī)并產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)后，臺(tái)灣碩奇逐漸退出了大陸市場(chǎng)。因?yàn)榕_(tái)灣碩奇公司一套打樣設(shè)備（單紗上漿機(jī)、單紗整經(jīng)機(jī)、織樣機(jī)各一臺(tái)）總價(jià)人民幣150萬元左右，天津工業(yè)大學(xué)開發(fā)的自動(dòng)織樣系統(tǒng)價(jià)格僅需人民幣50萬元左右。

　　推廣10年備受市場(chǎng)青睞

　　該系統(tǒng)從2003年開始陸續(xù)進(jìn)行了織造系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，通過產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的實(shí)踐檢驗(yàn)，根據(jù)用戶反饋的改進(jìn)意見，項(xiàng)目組不斷完善系統(tǒng)功能，數(shù)字化小樣紡紗快速反應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和綜合技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。經(jīng)過近幾年的發(fā)展完善，在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上增配了包芯紡紗裝置、賽絡(luò)紡紗裝置、緊密紡紗裝置，開發(fā)了毛紡系統(tǒng)、轉(zhuǎn)杯紡紗設(shè)備、噴氣渦流紡紗設(shè)備等新型紡紗設(shè)備。

　　從單一的織造系統(tǒng)到全套紡織集成制造系統(tǒng)，經(jīng)歷了近十年完善和發(fā)展，形成了一個(gè)完整的基于打樣的紡織計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，具有配套完整、軟硬件功能齊全、自動(dòng)化程度高、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)、工藝變更操作簡(jiǎn)便、打樣效率高等特點(diǎn)。自投入市場(chǎng)以來，累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售額5000余萬元，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　到目前為止，該系統(tǒng)已經(jīng)在東華大學(xué)、西安工程大學(xué)、蘇州大學(xué)、浙江理工大學(xué)、青島大學(xué)、大連工業(yè)大學(xué)、新疆大學(xué)和中國紡織科學(xué)研究院等約40余家紡織高等院校知名紡織高校和科研機(jī)構(gòu)，以及山東魏橋紡織集團(tuán)、浙江華孚色紡有限公司、山東如意集團(tuán)等知名企業(yè)得到應(yīng)用，市場(chǎng)反饋良好。