倪 遠(yuǎn)

(紡之緣工作室，上海 200063)

1 行業(yè)規(guī)劃

在國(guó)內(nèi)紡紗行業(yè)存量自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)中，紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的占比較高。隨著用工成本不斷攀升及生產(chǎn)管理要求的日益強(qiáng)化，需要減少依賴(lài)人工找頭和上紗的紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的比例，增加具有管紗自動(dòng)找頭和上紗系統(tǒng)的自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，即加大細(xì)絡(luò)聯(lián)型絡(luò)筒機(jī)和托盤(pán)式絡(luò)筒機(jī)兩種先進(jìn)適用技術(shù)的市場(chǎng)推廣。

在2016年9月發(fā)布的《紡織工業(yè)“十三五”科技進(jìn)步綱要》中有兩處提到自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的“管紗自動(dòng)生頭及關(guān)鍵裝置”項(xiàng)目[1]。

一是在該綱要第二部分“十三五”紡織工業(yè)科技進(jìn)步的重點(diǎn)任務(wù)，第三章節(jié)的第五小節(jié)“先進(jìn)紡織裝備”中，“推廣重點(diǎn)：紡紗機(jī)械重點(diǎn)推廣”中提及管紗自動(dòng)生頭及關(guān)鍵裝置，到2020年規(guī)模以上企業(yè)應(yīng)用比例達(dá)到25%。

二是在具體安排“十三五”紡織工業(yè)先進(jìn)適用技術(shù)推廣項(xiàng)目(共100項(xiàng)，棉紡相關(guān)7項(xiàng))中，第五章節(jié)的第1小節(jié)“紡紗機(jī)械(第 61～67 項(xiàng))”的第63項(xiàng)，內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 第63項(xiàng)內(nèi)容明細(xì)

技術(shù)名稱(chēng)技術(shù)特征及市場(chǎng)需求實(shí)施效果2020年目標(biāo)2025年目標(biāo)管紗自動(dòng)生頭技術(shù)及關(guān)鍵裝置管紗采用自動(dòng)插管、挑頭、生頭、輸送、絡(luò)紗、落筒等工序,具有用工少、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)是紡織行業(yè)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高自動(dòng)化水平,減少用工的關(guān)鍵技術(shù)。主要用于細(xì)絡(luò)聯(lián)型絡(luò)筒機(jī)和托盤(pán)式絡(luò)筒機(jī)比常規(guī)絡(luò)筒機(jī)降低60%～75%的用工規(guī)模以上企業(yè)應(yīng)用比例達(dá)到25%規(guī)模以上企業(yè)應(yīng)用比 例達(dá)到 50%

可見(jiàn)在《紡織工業(yè)“十三五”科技進(jìn)步綱要》制定時(shí)，對(duì)“管紗自動(dòng)生頭及關(guān)鍵裝置”技術(shù)項(xiàng)目就有明確的要求和目標(biāo)，只不過(guò)該項(xiàng)目是針對(duì)新增細(xì)絡(luò)聯(lián)型絡(luò)筒機(jī)和托盤(pán)式絡(luò)筒機(jī)制定的，也許該綱要編制團(tuán)隊(duì)沒(méi)有估計(jì)到僅僅兩年時(shí)間，行業(yè)已經(jīng)等不及僅依靠在增量自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)上應(yīng)用該技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目應(yīng)用目標(biāo)了。

2 項(xiàng)目現(xiàn)狀

行業(yè)在用工難、用工貴的背景下，對(duì)降低自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)用工的急切需求，正在推動(dòng)替代技術(shù)方案在存量自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)上盡快應(yīng)用。將依賴(lài)人工找頭和上紗的紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)改造為帶有管紗自動(dòng)找頭和上紗系統(tǒng)的自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，已成為行業(yè)的一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)需求。

近年來(lái)，將紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)改造為帶有管紗自動(dòng)找頭和上紗系統(tǒng)的自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的技術(shù)改造項(xiàng)目，受到業(yè)內(nèi)多方關(guān)注，已有企業(yè)開(kāi)始涉足，有少部分進(jìn)入用戶(hù)試用期。由于涉及紡紗工藝、紡機(jī)裝備及改造成本等因素，已經(jīng)提出的技術(shù)改造方案，可能尚未在性?xún)r(jià)比方面形成行業(yè)共識(shí)。即使如此，紡紗企業(yè)對(duì)該技術(shù)的青睞度超乎預(yù)料，這將極大鼓舞研發(fā)企業(yè)的熱情，有力推進(jìn)研發(fā)進(jìn)程。

該項(xiàng)目的自動(dòng)找頭系統(tǒng)是必不可少的，可以參照或直接采用已經(jīng)成熟應(yīng)用的托盤(pán)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的自動(dòng)找頭系統(tǒng)。依據(jù)設(shè)計(jì)制造水平，單套自動(dòng)找頭系統(tǒng)的產(chǎn)能約為每分鐘20個(gè)～25個(gè)管紗，因此對(duì)于大部分線密度紗線，60錠～72錠的自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)需要配置1套～2套自動(dòng)找頭系統(tǒng)。在完成找頭后的自動(dòng)送紗上紗部分，目前已有的技術(shù)改造方案就上紗方式而言，大致分為兩個(gè)類(lèi)型：一是模仿人工操作的紗庫(kù)上紗移動(dòng)式機(jī)械手；二是類(lèi)似托盤(pán)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的皮帶與托盤(pán)管紗輸送系統(tǒng)，加上單錠式上紗操作臂。

第一類(lèi)改造方案對(duì)原機(jī)的改造較少，相對(duì)改造部件較少，現(xiàn)場(chǎng)施工工作量較小，改造的通用性較好，適用于多種品牌機(jī)型和各種新老型號(hào)。同時(shí)，由于保留了原有紗庫(kù)，與人工操作具有兼容性。但移動(dòng)式上紗小車(chē)占據(jù)較大的值車(chē)空間，往復(fù)移動(dòng)需要智能檢測(cè)輔助系統(tǒng)，才能保障安全性問(wèn)題，且在保障安全性的同時(shí)又會(huì)顯著影響工作效率。移動(dòng)小車(chē)上紗機(jī)械手的工作頻次較高，運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性相對(duì)較差，維護(hù)管理工作的不確定因素較多。

第二類(lèi)改造方案對(duì)原機(jī)的改造較多，相對(duì)改造部件較多，現(xiàn)場(chǎng)施工工作量較大，改造的通用性較差，單錠操作臂零部件較多，對(duì)多種品牌機(jī)型和各種新老型號(hào)可能需要定制零部件。如果設(shè)計(jì)不緊湊，可能會(huì)過(guò)多占據(jù)值車(chē)空間。同時(shí)由于拆除了原有紗庫(kù)，與人工操作不具有兼容性，任何找頭、輸送或單錠操作臂故障，都會(huì)影響整機(jī)或單錠生產(chǎn)效率，且難以人工補(bǔ)償。托盤(pán)式輸送管紗的工作模式較為成熟，單錠操作臂的運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性相對(duì)較好。

因此兩類(lèi)改造方案各有利弊，依照不同的側(cè)重點(diǎn)看，少改造和靈活性，與多改造和可靠性等幾個(gè)方面尚需論證。

3 方案比較

在ITMA ASIA+CITME 2018展會(huì)上，銅陵松寶智能裝備股份有限公司、杭州銳冠科技有限公司和江陰凱業(yè)紡織機(jī)械制造有限公司3家企業(yè)展示了紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)管紗自動(dòng)上紗系統(tǒng)改造樣機(jī)，其中銅陵松寶(見(jiàn)圖1)屬第一類(lèi)改造方案，杭州銳冠(見(jiàn)圖2)和江陰凱業(yè)(見(jiàn)圖3)屬第二類(lèi)改造方案。杭州銳冠已有少量投入用戶(hù)應(yīng)用。

圖1 銅陵松寶紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)管紗自動(dòng)上紗系統(tǒng)

圖2 杭州銳冠紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)管紗自動(dòng)上紗系統(tǒng)

圖3 江陰凱業(yè)紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)管紗自動(dòng)上紗系統(tǒng)

除了這3家企業(yè)外，常州長(zhǎng)榮機(jī)械科技有限公司也已經(jīng)研發(fā)出了第二類(lèi)管紗自動(dòng)上紗技術(shù)方案(見(jiàn)圖4)，并且已經(jīng)公開(kāi)發(fā)布廣告，進(jìn)入市場(chǎng)少量試用和營(yíng)銷(xiāo)階段。

圖4 常州長(zhǎng)榮紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)管紗自動(dòng)上紗系統(tǒng)

在沒(méi)有完全定型和規(guī)模應(yīng)用之前，改造成本尚處于估算狀態(tài)。如果在改造成本接近的情況下，綜合比較以下項(xiàng)目，4家廠商兩類(lèi)改造方案的優(yōu)勢(shì)各有側(cè)重，見(jiàn)表2。

表2紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)管紗自動(dòng)上紗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型與應(yīng)用效應(yīng)對(duì)比

項(xiàng)目銅陵松寶杭州銳冠江陰凱業(yè)常州長(zhǎng)榮改造類(lèi)型一二二二技術(shù)思路少改造,留紗庫(kù)改機(jī)型,棄紗庫(kù)少改造,棄紗庫(kù)少改造,棄紗庫(kù)管紗輸送中部連續(xù)輸送下部連續(xù)輸送中部連續(xù)輸送下部連續(xù)輸送上紗形式移動(dòng)機(jī)械手單錠操作臂單錠操作臂單錠操作臂原機(jī)改造量較小較大中中機(jī)型適應(yīng)性好定制較好較好操作臂工作頻次較高較低較低較低值車(chē)空間占用較多較少中等較少人工值車(chē)兼容性可以不可不可不可維護(hù)便利性————改造成本————綜合性?xún)r(jià)比————

最后幾欄的填寫(xiě)顯然不是當(dāng)下的事，留給時(shí)間、留給市場(chǎng)。

由于各企業(yè)設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu)不同， 以上的分類(lèi)只是簡(jiǎn)單的歸類(lèi)，表2中的應(yīng)用效應(yīng)也是簡(jiǎn)單的判斷與評(píng)估，而且結(jié)構(gòu)與應(yīng)用效應(yīng)也在不斷改進(jìn)和完善之中。

上述研發(fā)中的4家廠商都對(duì)認(rèn)為需要知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的技術(shù)結(jié)構(gòu)申請(qǐng)了專(zhuān)利，已經(jīng)公開(kāi)的至少有30項(xiàng)，其中常州長(zhǎng)榮專(zhuān)利申請(qǐng)起始時(shí)間較早、申請(qǐng)數(shù)量較多。

有關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，研發(fā)企業(yè)需要注意的是，管紗自動(dòng)找頭和托盤(pán)輸送系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)這兩個(gè)部分國(guó)內(nèi)外多家自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)主機(jī)制造廠商都有一些專(zhuān)利保護(hù)。

4 市場(chǎng)分析

將紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)改造為帶有管紗自動(dòng)找頭、自動(dòng)上紗的自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，其主要功能是降低現(xiàn)實(shí)的用工成本。行業(yè)以改造附加成本和用工節(jié)省成本為主要依據(jù)來(lái)計(jì)算投資回報(bào)期。

事實(shí)上這項(xiàng)改造方案，從技術(shù)角度看并非真正意義上技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步，只不過(guò)是一個(gè)過(guò)渡性的補(bǔ)缺項(xiàng)目，其改造目標(biāo)機(jī)型是市場(chǎng)存量的紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)?？陀^上這項(xiàng)技術(shù)的改造方案，在現(xiàn)有產(chǎn)品中有明確的功能替代機(jī)型，即托盤(pán)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，因而對(duì)于增量市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，一般不會(huì)再有用戶(hù)在新購(gòu)紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的同時(shí)采用這項(xiàng)技術(shù)改造方案。除非新購(gòu)紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)加這項(xiàng)技術(shù)改造的成本明顯低于托盤(pán)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的售價(jià)，或者增加了某些用戶(hù)需要的附加功能。

這樣看來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)改造方案的目標(biāo)存量市場(chǎng)已較為明確，且已經(jīng)或馬上就要形成競(jìng)爭(zhēng)格局，就意味著這項(xiàng)在研發(fā)中、尚未成熟的項(xiàng)目，在沒(méi)有形成規(guī)?；慨a(chǎn)時(shí)就已經(jīng)不是所謂的“藍(lán)?！表?xiàng)目了。

當(dāng)然，中國(guó)的紗錠規(guī)模決定了這個(gè)存量市場(chǎng)依然巨大，一個(gè)足夠大的市場(chǎng)體量，將強(qiáng)有力地支撐研發(fā)和應(yīng)用，并同時(shí)為供需雙方創(chuàng)造價(jià)值。

以下是針對(duì)該項(xiàng)目的市場(chǎng)估算，數(shù)據(jù)并非來(lái)自官方，僅作為示例供參考。

以全國(guó)紗錠規(guī)模為1.2億枚計(jì)，其中85%以上應(yīng)用了自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，其中近80%為紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，以每萬(wàn)紗錠配置3臺(tái)紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)計(jì)，則紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)數(shù)量有近24 480臺(tái)。其中有約35%是殘值較低不適于改造的老機(jī)，預(yù)計(jì)還有10%左右為品種或企業(yè)規(guī)模結(jié)構(gòu)因素不會(huì)改造的機(jī)器，這樣可能改造的機(jī)臺(tái)數(shù)量約為13 460臺(tái)，以每臺(tái)改造費(fèi)用為20萬(wàn)元～25萬(wàn)元計(jì)，總的市場(chǎng)容量約為27億元～33億元，如果以5 a均衡推進(jìn)完成改造計(jì)算，則年改造銷(xiāo)售額中位數(shù)可達(dá)約5億元～6億元，可見(jiàn)市場(chǎng)容量足夠大，就看這塊“蛋糕”有多少企業(yè)按何種份額來(lái)劃分。

5 結(jié)語(yǔ)

依照技術(shù)進(jìn)步方向，自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的發(fā)展隨著自身和細(xì)紗機(jī)技術(shù)的發(fā)展，循著紗庫(kù)式移動(dòng)小車(chē)接頭、紗庫(kù)式單錠接頭、托盤(pán)式、細(xì)絡(luò)聯(lián)型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的方向發(fā)展。當(dāng)然，數(shù)十年來(lái)各發(fā)展階段都有前后機(jī)型共存的局面，現(xiàn)在正是后3種機(jī)型共存的時(shí)期。

在上述基礎(chǔ)上，如果有一種對(duì)紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)自動(dòng)化改造形式，既能兼容人工與自動(dòng)化操作、紗線品種適應(yīng)性好，能為市場(chǎng)普遍接受，又在改造成本方面明顯低于托盤(pán)式與紗庫(kù)式兩種自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)新機(jī)之間的差價(jià)，在性?xún)r(jià)比上具有優(yōu)勢(shì)，那么是否派生出一種具有過(guò)渡意義的“新機(jī)型”?一方面在應(yīng)用效應(yīng)上具有存在價(jià)值，另一方面躍升出將要形成的競(jìng)爭(zhēng)格局，占據(jù)行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的制高點(diǎn)，為行業(yè)和研發(fā)者創(chuàng)造價(jià)值。

除上述4家廠商外，不排除還有處在研發(fā)中及準(zhǔn)備研發(fā)的廠商，每一家都可能會(huì)有若干新亮點(diǎn)，同時(shí)也免不了有曲折。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將推動(dòng)該項(xiàng)目盡快成熟、不斷優(yōu)化，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

2018年可以說(shuō)是“紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)管紗自動(dòng)上紗改造技術(shù)項(xiàng)目”亮相元年，依照上述分析和估算，也可算為ITMA ASIA+CITME 2018紡機(jī)展上棉紡裝備中最受行業(yè)關(guān)注、十分具有應(yīng)用價(jià)值和行業(yè)體量的一個(gè)現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目。

《紡織工業(yè)“十三五”科技進(jìn)步綱要》提出的是先進(jìn)適用技術(shù)——細(xì)絡(luò)聯(lián)型絡(luò)筒機(jī)和托盤(pán)式絡(luò)筒機(jī)的推廣項(xiàng)目，以便增加這兩種自動(dòng)化應(yīng)用程度較高機(jī)型的市場(chǎng)比例，但是在沒(méi)有大規(guī)模擴(kuò)錠的行業(yè)背景下，增量應(yīng)用對(duì)存量市場(chǎng)比例的增加程度較小?！毒V要》規(guī)劃目標(biāo)主要針對(duì)規(guī)模以上紡紗企業(yè)，從目前行業(yè)對(duì)紗庫(kù)式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)管紗自動(dòng)上紗系統(tǒng)改造的熱情看，無(wú)論企業(yè)規(guī)模大小，自動(dòng)化替代改造方案都有可能應(yīng)用，這將會(huì)使全行業(yè)應(yīng)用比例得以提升，行業(yè)規(guī)劃提出的應(yīng)用比例也會(huì)提前實(shí)現(xiàn)，這將成為新世紀(jì)初集聚紡紗技術(shù)項(xiàng)目后，“趨勢(shì)超越規(guī)劃”的又一個(gè)實(shí)例。