日前，天津工業(yè)大學(xué)與天津市嘉誠機電設備有限公司合作完成的“數字化小樣紡織快速反應系統的開(kāi)發(fā)與推廣”項目獲得2013年度“紡織之光”科學(xué)技術(shù)二等獎。該系統一經(jīng)上市就以?xún)r(jià)格優(yōu)勢和數值化程度高的特點(diǎn)吸引了國內外企業(yè)和院校的眼球。該系統的推廣，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(lái)樣加工”型向“自主創(chuàng )新”型的轉變。同時(shí)，該系統也為紡織高等院校、科研院所提供了高效、方便、快捷的紡織研究試驗平臺，為高等院校提供了理想的實(shí)踐教學(xué)平臺，使以往的演示實(shí)驗變成了單人獨立的上機操作，通過(guò)課程實(shí)驗和產(chǎn)品上機，培養學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力。
　　
　　用最少原料實(shí)現快速反應
　　
　　隨著(zhù)經(jīng)濟全球化和高新技術(shù)改造傳統產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的不斷加快，紡織行業(yè)競爭日益激烈，紡織服裝產(chǎn)品流行周期越來(lái)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�，F代紡織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢是廣泛使用清梳聯(lián)、粗細聯(lián)、細絡(luò )聯(lián)設備，這些設備的應用大大提高了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度，節約了用工，也提高了生產(chǎn)效率，但是這樣的生產(chǎn)設備與“小批量、多品種”的市場(chǎng)需求存在一定的矛盾，這一矛盾突出表現為工廠(chǎng)無(wú)法打樣，無(wú)法進(jìn)行新材料、新工藝、新產(chǎn)品的上機試驗。
　　
　　對企業(yè)來(lái)講，“數字化小樣紡紗快速反應系統”主要針對產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的工藝試驗與打樣問(wèn)題。使用這套系統，從紗線(xiàn)設計、工藝設計到紡紗過(guò)程，采用全面數字化手段，15克纖維按照普梳工藝紡14tex細紗，紡紗長(cháng)度可以達到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，細紗30分鐘)。這些紗線(xiàn)足以用于條干、強力、毛羽等物理機械性能指標的測試，也足以織出一塊小樣。但是，如果使用大生產(chǎn)設備進(jìn)行試紡，開(kāi)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)。數字化小樣紡紗系統很好地破解了這一難題，實(shí)現了工藝試驗與打樣的快速反應。數字化小樣紡織快速反應系統很好地滿(mǎn)足了紡織產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中對于新產(chǎn)品打樣和上機工藝試驗的需求，同時(shí)也為紡織高校提供了較為理想的教學(xué)和科學(xué)試驗設備平臺。
　　
　　校企聯(lián)合完成自主創(chuàng )新
　　
　　在該系統的研究過(guò)程中，天津工業(yè)大學(xué)與天津市嘉誠機電設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(zhù)重于總體方案的提出與設計，而天津市嘉誠機電設備有限公司的研發(fā)人員在機械設計、機加工、機械裝配方面有著(zhù)豐富的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗，因此以具體設備的設計、生產(chǎn)、裝配調試及改進(jìn)升級為主。
　　
　　據該項目負責人天津工業(yè)大學(xué)教授馬崇啟介紹，該系統在開(kāi)發(fā)研究階段遇到的最大瓶頸就是要將計算機輔助設計、機電一體化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等應用到傳統的紡織工程中，需要有紡織專(zhuān)業(yè)、計算機及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、機電一體化專(zhuān)業(yè)的人才，通過(guò)整個(gè)團隊緊密合作完成了紡織計算機集成制造系統（TCIMS）的集成創(chuàng )新及機電一體化、數字化、信息化技術(shù)在紡織生產(chǎn)中的全過(guò)程集成應用兩方面的創(chuàng )新舉措。
　　
　　紡織計算機集成制造系統由三大部分組成，具體為紗線(xiàn)和織物計算機輔助設計（CAD）系統、紡織生產(chǎn)工藝管理系統（PMS）及紡織計算機輔助制造（CAM）系統。其中紗線(xiàn)和織物CAD系統能完成紗線(xiàn)和織物的設計，可以生成紗線(xiàn)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(hù)，也可打印成紙質(zhì)模擬效果圖傳送給客戶(hù)，從收到客戶(hù)的需求信息到做出反應的時(shí)間不超過(guò)30分鐘。
　　
　　對比價(jià)格市場(chǎng)優(yōu)勢明顯
　　
　　據了解，目前國內外尚無(wú)開(kāi)發(fā)完整的從紡到織、從纖維到布樣設備的廠(chǎng)家。國外開(kāi)發(fā)小樣紡織設備的廠(chǎng)商主要是英國SDL公司，開(kāi)發(fā)小樣織造設備的廠(chǎng)商主要是臺灣的碩奇公司。英國SDL公司小樣紡紗設備包括小型梳理機、并條機和細紗機3臺設備，其價(jià)格約為人民幣200萬(wàn)元，且為純機械式，所有紡紗工藝參數修改均需要更換或調整機械部件；數字化小樣紡紗系統包括梳理機、并條機、精梳機、粗紗機、細紗機和并捻機六臺設備，均為數字式，一般工藝參數變換只需要通過(guò)觸摸屏輸入，整套設備市場(chǎng)價(jià)格約為人民幣100萬(wàn)元，市場(chǎng)競爭優(yōu)勢明顯。
　　
　　臺灣碩奇公司是一家老牌的織樣機生產(chǎn)商，2003年進(jìn)入中國市場(chǎng)，一度占據中國織樣機市場(chǎng)的90%以上，自從天津工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)了自動(dòng)織樣機并產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)后，臺灣碩奇逐漸退出了大陸市場(chǎng)。因為臺灣碩奇公司一套打樣設備（單紗上漿機、單紗整經(jīng)機、織樣機各一臺）總價(jià)人民幣150萬(wàn)元左右，天津工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的自動(dòng)織樣系統價(jià)格僅需人民幣50萬(wàn)元左右。
　　
　　推廣10年備受市場(chǎng)青睞
　　
　　該系統從2003年開(kāi)始陸續進(jìn)行了織造系統的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，通過(guò)產(chǎn)業(yè)化應用的實(shí)踐檢驗，根據用戶(hù)反饋的改進(jìn)意見(jiàn)，項目組不斷完善系統功能，數字化小樣紡紗快速反應系統的設計理念和綜合技術(shù)達到國際先進(jìn)水平。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展完善，在環(huán)錠細紗機上增配了包芯紡紗裝置、賽絡(luò )紡紗裝置、緊密紡紗裝置，開(kāi)發(fā)了毛紡系統、轉杯紡紗設備、噴氣渦流紡紗設備等新型紡紗設備。
　　
　　從單一的織造系統到全套紡織集成制造系統，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算機集成制造系統，具有配套完整、軟硬件功能齊全、自動(dòng)化程度高、設備運行穩定、產(chǎn)品適應性強、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(lái)，累計實(shí)現銷(xiāo)售額5000余萬(wàn)元，取得了較好的經(jīng)濟效益。
　　
　　到目前為止，該系統已經(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構，以及山東魏橋紡織集團、浙江華孚色紡有限公司、山東如意集團等知名企業(yè)得到應用，市場(chǎng)反饋良好。