轉(zhuǎn)變觀念和技術(shù)跨越是實現(xiàn)紡機(jī)強(qiáng)國必由之路

加快發(fā)展自動化紡機(jī)，高產(chǎn)、高效、用人少、減排，不僅是今后的技術(shù)趨勢，更是當(dāng)下經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必然結(jié)果！

　　2010年，我國紡機(jī)行業(yè)獲得空前快速增長，實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入850億元，占全球銷量的1/3。國產(chǎn)紡機(jī)產(chǎn)品市場份額由“十五”末期的59.87%增長到“十一五”末期的78.78%。中國已成為國際紡機(jī)制造業(yè)中規(guī)模最大、產(chǎn)量最高、產(chǎn)品種類最多的國家。紡機(jī)行業(yè)高速增長也帶動了配套產(chǎn)品的增長，以自動化產(chǎn)品為例，2010年紡機(jī)配套的自動化產(chǎn)品占自動化市場份額達(dá)12%，增長率達(dá)65%，位居機(jī)床、風(fēng)電行業(yè)之后的第三位。

　　2011年伊始，中國紡機(jī)市場出現(xiàn)了更強(qiáng)勁的增長勢頭，同時《紡織工業(yè)“十二五”科技進(jìn)步綱要》又吹響了“中國紡機(jī)要在2020年實現(xiàn)世界紡機(jī)強(qiáng)國”的進(jìn)軍號角。按照綱要規(guī)劃，到2015年，紡機(jī)行業(yè)產(chǎn)品銷售收入將達(dá)1200億，年均增長7.0%，國產(chǎn)紡機(jī)份額達(dá)到85%，主要紡機(jī)產(chǎn)品30%以上達(dá)到同期國際先進(jìn)水平（其中紡紗機(jī)械、化纖機(jī)械主要產(chǎn)品達(dá)50%以上）。綱要提到要重點加強(qiáng)50項新型紡機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，重點推廣38項先進(jìn)適用的紡機(jī)產(chǎn)品，即加快新纖維成套技術(shù)工藝裝備、產(chǎn)業(yè)用紡織品裝備、節(jié)能減排和綠色環(huán)保技術(shù)裝備、高性能紡機(jī)專用基礎(chǔ)件和新型紡機(jī)檢驗儀器的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，加大毛、麻、絲等天然纖維紡織機(jī)械的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化投入。

　　然而，越是形勢喜人、目標(biāo)宏偉，越應(yīng)保持頭腦清醒。雖然我們利用低價的差別化優(yōu)勢，經(jīng)過30年的奮斗成為當(dāng)之無愧的世界制造中心，但處于全球生產(chǎn)鏈當(dāng)中低附加值、低技術(shù)含量、高能耗、高污染的下游，這種發(fā)展模式已經(jīng)無法再繼續(xù)下去了，必須轉(zhuǎn)變發(fā)展思路！

　　跟蹤和仿造決不能變成世界強(qiáng)國

　　中國紡機(jī)長期以來在技術(shù)上實行跟蹤路線，以引進(jìn)、仿造為主，消化、創(chuàng)新嚴(yán)重不足。目前主要產(chǎn)品在技術(shù)水平上落后發(fā)達(dá)國家1～1.5代，時間上落后10～20年。下面的幾個實例可以說明：

　　先說細(xì)紗機(jī)，國外在80年代后期轉(zhuǎn)速已達(dá)到25000rpm（從18000rpm達(dá)到25000rpm經(jīng)歷了80年），近期突破了30000rpm，我國細(xì)紗機(jī)的水平長期徘徊在22000rpm。Rieter、Zinser、Toyota的高檔細(xì)紗機(jī)（1008錠）售價高達(dá)250萬～300萬元/臺，而我們的售價僅為50萬～60萬/臺。每錠功耗（22000rpm時），國外已小于34W，我國達(dá)45W，差距十分明顯。Rieter公司強(qiáng)制規(guī)定每年節(jié)能降耗指標(biāo)，從而帶動細(xì)紗機(jī)整機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，連續(xù)多年已累計取得30%的節(jié)能效果。

　　再談自動絡(luò)筒機(jī)，2007年，Schlafhorst推出第4代產(chǎn)品Autoconer 5（Murata、Savio第4代推出在即）。按正常更新周期，2015年，Schlafhorst有望推出第5代產(chǎn)品，而我國仿制產(chǎn)品剛接近第3代水平（1997年，Schlafhorst即推出第3代）。

　　織機(jī)就更不用提了，在速度、能耗和機(jī)種上，差距更為明顯，中高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。

　　最近有報道說我們仿造的地毯簇絨機(jī)達(dá)到“國際領(lǐng)先水平”，而國外的新一代地毯簇絨機(jī)，自動化、柔性化程度較十年前的第一代大大提高，伺服電機(jī)用量2200個，每臺售價達(dá)380萬美金。這種輕率和不實事求是的態(tài)度對發(fā)展紡機(jī)是十分有害的。

　　作為自動絡(luò)筒機(jī)關(guān)鍵部件的電子清紗器至今仍完全依靠國外產(chǎn)品，國內(nèi)廠家長期停留在為普通絡(luò)筒機(jī)生產(chǎn)配套的清紗器上，國產(chǎn)高檔在線檢測傳感器幾乎空白。隨著紡機(jī)智能化、自動化程度的提高，傳感器占整機(jī)成本的比例越來越高，完全依賴進(jìn)口傳感器必定制約國產(chǎn)紡機(jī)自動化和附加值的提高，國產(chǎn)紡機(jī)在高端領(lǐng)域很難取勝。

　　觀念革命破除僵化教條，紡機(jī)才能進(jìn)步

　　印度紡織專家S.Y.Nanal用7年的時間，在4個棉紡廠的細(xì)紗機(jī)上進(jìn)行25000rpm紡紗生產(chǎn)實踐，出版了一本著作《High Speed Spinning of Polyester and its Blends with Viscose》，從理論上論述高速紡紗不但可行而且十分必要：既提高生產(chǎn)率又保證紗線質(zhì)量優(yōu)異，有效克服原料、能源、人力成本上升帶來的壓力，較低速紡紗具有明顯優(yōu)勢。高速紡紗的經(jīng)驗?zāi)壳耙言谟《韧茝V。Rieter公司紡紗技術(shù)專家在與中國棉紡總工程師進(jìn)行交流時，也提到中印兩國在紡紗觀念上的差異：印度追求高速、高質(zhì)，盡量采用先進(jìn)設(shè)備，從2009年開始進(jìn)口高端紡紗設(shè)備已超過50%。而中國長期以來追求低速低定量，這種傳統(tǒng)觀念影響紡機(jī)自動化水平的發(fā)展，無法建立持久的競爭優(yōu)勢。

　　事實上，自2010年以來，棉紡市場出現(xiàn)了不曾有過的火爆，極大刺激了棉紡企業(yè)進(jìn)行擴(kuò)大再生產(chǎn)，但沿海企業(yè)出現(xiàn)嚴(yán)重“用工荒”，企業(yè)開工產(chǎn)量不足（50%～75%的開工率），用工成本也節(jié)節(jié)攀升。通過提高紡紗裝備的自動化水平，提高勞動生產(chǎn)率，萬錠紗廠用工可減少1/3以上（如采用自動絡(luò)筒機(jī)可減少21人，細(xì)紗機(jī)具備自動落紗可減少9人等），可有效解決棉紡企業(yè)用工短缺的問題，這是引起近期先進(jìn)紡機(jī)需求突然增加的直接原因。萬錠紡紗車間的用工方面，國外早在20年前已降為7人，并實現(xiàn)夜間無人值守，中國則為100人。隨著經(jīng)濟(jì)方式的轉(zhuǎn)變，中國低勞動力成本的差別優(yōu)勢正在減弱，紡機(jī)自動化對減少人力成本的作用日益凸顯，而幾年前很多人對紡機(jī)自動化的認(rèn)識還只停留在解決質(zhì)量問題上。加快發(fā)展自動化紡機(jī)，高產(chǎn)、高效、用人少、減排，不僅是今后的技術(shù)趨勢，更是當(dāng)下經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必然結(jié)果！要看到目前紡機(jī)企業(yè)訂單一時“飽滿”，很大原因是國外先進(jìn)紡機(jī)企業(yè)供貨能力滿足不了需求的突然增加，這并不是我們的競爭優(yōu)勢提高的標(biāo)志。　

　　中國紡機(jī)必須要找到高效的、顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新道路

　　實踐證明：中國紡機(jī)與世界先進(jìn)水平的差距不僅表現(xiàn)在二維上（即時間、水平），實際上還有更加重要的第三維——可靠性。可靠性是最重要的基礎(chǔ)性能，離開可靠性，高產(chǎn)、高效、低耗、少人都無從談起，越自動化越是要求可靠性高。三維差距根本無法采用跟蹤、引進(jìn)、消化再創(chuàng)新的模式來縮小，只有改變傳統(tǒng)觀念，另辟蹊徑，采用技術(shù)跨越戰(zhàn)略，才有可能實現(xiàn)。

　　根據(jù)世界著名的Triz創(chuàng)新理論，工程創(chuàng)新分成五個級別：第1～2等級是依賴本人和本行業(yè)內(nèi)的知識，也是我們紡機(jī)行業(yè)目前的方法，沒有實質(zhì)性的創(chuàng)新；第3等級是利用其他行業(yè)的知識進(jìn)行實質(zhì)性改進(jìn)，實現(xiàn)效能的顯著提升；第4等級是通過應(yīng)用其他學(xué)科領(lǐng)域知識對核心原理進(jìn)行創(chuàng)新，實現(xiàn)系統(tǒng)重大突破。很明顯從這個理論出發(fā)，我們必須在第3～4等級層面上從概念設(shè)計上進(jìn)行創(chuàng)新才能實現(xiàn)技術(shù)跨越。

　　國外自動絡(luò)筒機(jī)的技術(shù)演化是第3等級工程創(chuàng)新的典型實例。上世紀(jì)80年代開發(fā)的AC238，采用變頻驅(qū)動和8位單片機(jī)控制；90年代開發(fā)的AC338，采用直流無刷電機(jī)分部驅(qū)動和16位單片機(jī)；2000年開發(fā)的Autoconer5采用無鐵芯軸向磁場電機(jī)直接驅(qū)動和嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成智能化模塊。三代產(chǎn)品的價格基本不變，但功能性能顯著增長。

　　粗紗機(jī)采用空氣加捻取代錠翼紡紗，紡紗速度突破600米/分，比后者提高了十倍，則是紡紗學(xué)和空氣動力學(xué)知識融合產(chǎn)生第4等級創(chuàng)新的實例。

　　提高中國紡織機(jī)械的競爭力，需要長遠(yuǎn)的眼光和規(guī)劃。而做到這一點，必須戰(zhàn)勝“急功近利”的企業(yè)文化，耐得住寂寞。

著名品牌企業(yè)一般都有十年以上的技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃，紡機(jī)產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期一般也在十年左右。我們在制定規(guī)劃時不能僅僅盯著國外現(xiàn)有產(chǎn)品，更要學(xué)會用技術(shù)預(yù)見的理論和方法研究發(fā)達(dá)國家現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)、下一步規(guī)劃和發(fā)展模式，用科學(xué)的方法預(yù)見5~10年后的“同期先進(jìn)水平”，才能準(zhǔn)確地選定我們的突破方向。

　　由于多年來的引進(jìn)仿造，我們習(xí)慣于跟蹤和逆向反求工程，搞產(chǎn)品開發(fā)只會從詳細(xì)設(shè)計開始，沒有完整的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)歷，沒有概念設(shè)計的思路。長期以來，中國紡機(jī)在可靠性方面為何始終未有進(jìn)步？其根本原因就在于可靠性要從概念設(shè)計做起，而我們沒有經(jīng)歷這個最關(guān)鍵的階段。

　　概念設(shè)計是產(chǎn)品開發(fā)的第一步，也是最重要的階段。建議“十二五”規(guī)劃項目都應(yīng)從概念設(shè)計開始，應(yīng)用知識創(chuàng)新工具進(jìn)行完整的技術(shù)和市場現(xiàn)狀和趨勢分析，確定核心問題，形成最優(yōu)的解決方案（包括可行性），保證方向的正確性和開發(fā)的高效性，爭取從源頭上取得競爭優(yōu)勢。

　　把握機(jī)電一體化的發(fā)展脈絡(luò)是紡機(jī)自動化技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵

　　紡機(jī)是典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展, 機(jī)電一體化系統(tǒng)的概念有了較大的延伸，也應(yīng)引起我們的高度重視。機(jī)電一體化系統(tǒng)由兩大子系統(tǒng)組成：知識系統(tǒng)——集成知識、管理和激發(fā)系統(tǒng)的智能；結(jié)構(gòu)系統(tǒng)——物理的硬件和裝置組成，實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)需要知識系統(tǒng)來幫助其實現(xiàn)自身功能。

　　知識系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)向外部大系統(tǒng)延伸，在價值鏈上從生產(chǎn)過程擴(kuò)大到整個產(chǎn)業(yè)鏈，在時間軸上進(jìn)一步擴(kuò)大到產(chǎn)品的整個生命周期。從虛擬設(shè)計到虛擬制造，在產(chǎn)品還沒有開始制造和使用以前，我們已經(jīng)能進(jìn)行充分的分析、改進(jìn)和體驗。知識系統(tǒng)再進(jìn)一步通過網(wǎng)絡(luò)向上延伸，與超系統(tǒng)集成，形成智能泛在融合。知識系統(tǒng)逐漸成為機(jī)器的核心，主導(dǎo)產(chǎn)品的進(jìn)化和改進(jìn)，直至出現(xiàn)新的技術(shù)突破，引起產(chǎn)品的升級。

　　結(jié)構(gòu)系統(tǒng)則向模塊化和智能化發(fā)展，對外部環(huán)境變化進(jìn)行感知和響應(yīng)，同時簡化結(jié)構(gòu)，提高可靠性，增加柔性和靈巧性。機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化水平越來越高，智能向單元層、模塊層深度嵌入，通過嵌入式控制技術(shù)將知識嵌入到模塊中（即機(jī)電、技術(shù)、功能、知識的集成）實現(xiàn)智能化模塊，實現(xiàn)高度靈活和高度可靠的統(tǒng)一。

　　機(jī)電一體化技術(shù)的兩大趨勢是：通過網(wǎng)絡(luò)和集成技術(shù)形成自動化體系架構(gòu)，知識共享實現(xiàn)全過程和全流程的集成，最大限度利用資源，提高生產(chǎn)力，創(chuàng)造競爭優(yōu)勢；通過云—端架構(gòu)，進(jìn)行知識融合，實現(xiàn)全球性服務(wù)和全球性保證，最大限度利用知識來制造價值。

　　按照上述路線，紡機(jī)自動化的趨勢也是從智能化模塊到自動化體系，再到云—端架構(gòu)。當(dāng)前發(fā)展智能化模塊是個重點，但必須了解集成化和全球化服務(wù)的趨勢。

　　借鑒中國制造業(yè)先進(jìn)企業(yè)的成功之路

　　廣州數(shù)控20人起家，經(jīng)過20年的不懈努力，2010年年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)達(dá)到近10萬套，產(chǎn)值10億，占據(jù)國產(chǎn)系統(tǒng)的大半江山。廣州數(shù)控董事長何敏佳坦言，做低端數(shù)控設(shè)備需5年，做中端數(shù)控設(shè)備需15年，做高端數(shù)控設(shè)備則需20年。其重要經(jīng)驗就是始終把主要精力和資源集中在最重要的事情上——建立一支長期穩(wěn)定的開發(fā)團(tuán)隊。目前中低端產(chǎn)品已經(jīng)比國外產(chǎn)品有明顯競爭優(yōu)勢，廣州數(shù)控正在組織600人的開發(fā)團(tuán)隊，用20年時間向高端數(shù)控市場進(jìn)軍。技術(shù)創(chuàng)新是建立在技術(shù)的積累之上的，一個企業(yè)需要一個穩(wěn)定、學(xué)習(xí)型的團(tuán)隊，有了這種人力資源的競爭力才能實現(xiàn)技術(shù)的沉淀和傳承。反觀中國紡機(jī)企業(yè)的現(xiàn)狀，極度缺乏富有活力的機(jī)制和強(qiáng)大的創(chuàng)新開發(fā)隊伍，缺乏長期專注奮斗的精神。

　　今后5～10年是中國制造業(yè)在競爭中大有作為和大放異彩的重要戰(zhàn)略期，也是中國紡機(jī)開始從大國走向強(qiáng)國的第二次“長征”之時。所有紡機(jī)人需要在心態(tài)上務(wù)實、觀念上突破、理論上創(chuàng)新、方法上提升，善于融合其他行業(yè)的知識成果，聯(lián)合其他行業(yè)的有識之士，共同為中國紡機(jī)的跨越式發(fā)展奮斗！（上海二紡機(jī)股份有限公司技術(shù)顧問/周錦碚）