开发应⽤纺织机器⼈的必要性
▎机器⼈代替⼈⼯操作已成为⼤势所趋
机器⼈已在当今社会许多领域发挥着积极作⽤，其中⼯业机器⼈的应⽤最为普遍，技术也相对成熟。究其原因主要有两点:⼀是近年来第三产业迅速发展,⼈们的就业机会、就业趋势、择业观念发⽣了很⼤变化，钢铁、纺织等传统制造业由于劳动环境、⼯资待遇等因素出现了招⼯难、⽤⼯成本⾼的现象；⼆是诸如信息技术等新兴产业对操作⼈员的熟练程度和精细化操作要求较⾼，致使培训成本⾼、周期长，同样形成了⽤⼯紧缺现象。因此，⽆论在传统制造业还是新兴产业的⽣产线上，使⽤⼯业机器⼈代替⼈⼯操作将成为⼤势所趋，机器⼈的使⽤也将成为未来制造业⾃动化⽔平的⼀项重要标志。以⾕歌、英特尔、微软等为代表的⼀批信息技术企业瞄准市场先机，悄然布局机器⼈研发应⽤领域，把机器⼈与⼤数据、物联⽹、⼈⼯智能等众多先进技术融合发展，成为其智能化服务平台的⼀部分。 机器⼈是⼀种⾼端智能装备，不仅仅是传统意义上的机械电⼦⼀体化产品，牵涉到计算机技术、传感器技术、⾃动控制技术等先进技术，同时还融合了⼈⼯智能等跨学科⾼新技术。综合分析国内外⼯业机器⼈的应⽤情况，主要分布在三种场合：⼀是对产品精准度要求⾼的⼯业⽣产线，⼈⼯长时间操作容易产⽣疲劳，造成精⼒不济，使⽤机器⼈可以有效避免这种情况，最⼤限度地提⾼正品率和⽣产效率；⼆是
立体绣花有些⾏业仍然不同程度地存在劳动强度⼤、⼯作环境差、影响操作⼈员⾝体健康的现象，使⽤机器⼈代替⼈⼯操作可以实现⽂明⽣产，达到“以⼈为本”的企业⽬标；三是出于产品成本因素，降低⼈⼯成本⽅⾯的考虑。正是由于⼯业机器⼈的推⼴应⽤，提⾼了相关⾏业的劳动⽣产率和产品质量，提升了企业的经济效益，改善了劳动条件，实现了⽂明⽣产。
▎机器⼈应⽤已具备⾏业优势
总体来看,⼯业机器⼈在我国的应⽤⽔平仍然很低，其中汽车制造业是最先开始尝试和推⼴的⾏业之⼀，其标准化的⼯业流⽔线⾮常适合机器⼈⾃动化操作。⼯业机器⼈在纺织⽣产中的应⽤已具备⼀定
⾏业基础，笔者认为⾄少有三点依据。⼀是基于纺织⾏业的⽣产特点，多⼯序、多机台、连续化、专业化分⼯细且协作程度⾼，⼤多⼯序实⾏多⼈按照相关⼯作法模式操作，有利于机器⼈类型设计和配置；⼆是通过多年来的技术改造和技术升级，提升了纺织⽣产线的⾃动化⽔平，以棉纺⾏业为例，已推⼴应⽤了⾃动换筒技术、⾃动落纱技术、⾃动清洁技术、⾃调匀整技术、除尘与温湿度监控技术等先进技术，这些先进技术为⼯业机器⼈的配置应⽤提供了相应的技术铺垫；三是纺织车间存在噪声、温湿度、空⽓洁净度等影响操作⼈员⼯作环境的实际问题，采⽤⼯业机器⼈不失为⼀条⾏之有效的解决途径。
▎纺织⽣产智能发展带动了机器⼈的开发应⽤
近年来，在纺织装备⾃动化、纺织⽣产连续化的基础上，纺织⾏业迈⼊了智能化进程。纺织产业智能化的涵盖范围更加宽泛，在⽣产组织⽅⾯，包括智能⽣产流⽔线、智能⽣产车间、智能⽣产⼯⼚等；在产品流程⽅⾯，包括产品智能设计、⼯艺智能管理、质量智能控制等。结合我国纺织⾏业现状，创建新型⽣产模式，提升智能化制造⽔平，需要准切⼊点。业内专家认为，⾸先应该从发展智能化装备⼊⼿，研发具有信息化构架下的智能化与数字化⾼端纺织装备设计技术平台，开展纺织装备的“⼈因⼯程设计”，实现纺织⽣产设备的智能化控制。
为适应传统纺织⾏业转型升级需求，推进纺织⽣产⾃动化、连续化、智能化⽔平不断发展，加快⼯业
机器⼈的推⼴应⽤势在必⾏。随着⼯业机器⼈的⼴泛应⽤，可以有效推动纺织⽣产进⼀步智能化。以棉纺企业为例，未来可进⼀步推⼴先进⼯艺，进⼀步合理优化缩短⼯艺流程，通过⽣产⼯序的进⼀步连续化，并在关键⼯序、关键操作点位设计应⽤机器⼈，以期实现⼤幅度减少⽤⼯，使未来有望建成少⽤⼈、甚⾄⽆⼈的棉纺织车间。
机器⼈的定义与分类
▎机器⼈的定义
20世纪60年代机器⼈问世以来，迅速地发展成为⼀门新兴⼯业，现在运⽤⼀系列⾼新技术使机器⼈有了听觉、视觉、触觉，产⽣了具有某种反应能⼒，使之能完成更接近⼈的动作，从⽽使机器⼈在众多⾏业得以迅速发展和应⽤。“机器⼈学”之所以能迅速形成⼀门新兴学科,⼀是因为它的出现恰逢其时，在⼯业、农业、军事、医疗、服务等领域的⼴泛应⽤，有⼒地推动了⽣产模式的创新与进步，改善了⼈们的⼯作环境和⽣活质量；⼆是因为它属于跨学科协同攻关的重⼤科研成果，技术含量代表着⾼新技术的发展前沿，其作⽤和影响引起了国内外学者的⾼度关注。
关于机器⼈的定义，从严格意义上说，业界⾄今没有形成完全⼀致的解释。客观事实是机器⼈技术的快速发展使机器⼈的功能不断丰富，其定义也就处在不断充实与创新之中。“机器⼈是靠⾃⾝动⼒和控制能⼒来实现各种功能的⼀种机器”，这是现阶段⼈们能普遍认同的⼀种解释。联合国标准化组织采纳了美国机器⼈协会对机器⼈的定义：“⼀种可编程和多种功能的操作机；或是为了执⾏不同的任务⽽具有可⽤电脑改变和可编动作的专门系统”。国内学者对机器⼈的定义是：“机器⼈是⼀种⾃动化的机器，所不同的是这种机器具备⼀些与⼈或⽣物相似的智能能⼒，是⼀种具有⾼度灵活性的⾃动化机器”。在机器⼈的研究开发和推⼴应⽤过程中，众多⾏业陆续对机器⼈的功能提出了更多更具体的要求，
这些需求反过来促进了机器⼈的设计开发⽔平。在这种往复循环过程中，⼈们逐渐认识到机器⼈技术的本质是“感知、决策、⾏动和交互技术的结合”。当代机器⼈技术进步的重要标志是智能化技术的引⼊，彻底改变了早期机器⼈的技术⽔平和应⽤领域，其功能更加符合不同⾏业的个性化和专业化要求。这种具有“感知、决策、⾏动和交互能⼒”的机器⼈属于真正意义上的智能机器⼈，展现出了⼴阔的应⽤领域和发展空间。
▎机器⼈的分类
从应⽤⾏业⾓度出发，国内将机器⼈分为⼯业机器⼈和特种机器⼈两⼤类。顾名思义，应⽤于制造业领域的机器⼈(包括多关节机械⼿)称之为⼯业机器⼈，⽤于⾮制造业并服务⼈类的机器⼈则称为特种机器⼈，例如军事⽤途、医学⽤途、农业⽤途、服务⽤途的机器⼈。国外学者同样是根据应⽤环境，将机器⼈分为制造环境下的⼯业机器⼈和⾮制造环境下的服务与仿⼈型机器⼈，这和我国的分类是⼀致的。
数字化技术和信息化技术的快速发展，使得机器⼈的研发速度越来越快，智能化程度越来越⾼，应⽤范围也越来越宽，正朝着智能化和多样化⽅向发展，智能机器⼈的定义便应运⽽⽣。智能机器⼈具备了感觉要素、运动要素和思考要素，由中央处理器和外部计算机发⽣直接联系，也就是说可以和操作计算机的⼈发⽣直接联系，通过⼈机互动，实现机器⼈的感觉、思考和运动功能。根据智能化程度，智能机器⼈可以分为3个层次。
(1)⼯业机器⼈。多应⽤于⼯业⽣产线环节，按照预先设计程序⼀成不变地完成某项⼯作，不能根据外界条件变化调整相关程序，改变机器⼈的⼯作任务时，需要⼈⼯修改程序，这种机器⼈不具备任何智能。
(2)初级智能机器⼈。具有⼀定感觉、识别、推理和判断能⼒，当外界条件发⽣变化时，能够根据⼈们预先设定的程序修改原则，在⼀定范围内⾃⾏修改程序，并且能根据外界条件变化做出相应调整，其实这种机器⼈具有⼀定智能。
改原则，在⼀定范围内⾃⾏修改程序，并且能根据外界条件变化做出相应调整，其实这种机器⼈具有⼀定智能。(3)⾼级智能机器⼈。具有感觉、识别、推理和判断能⼒，在没有⼈⼯预先设定修改程序原则的条件下，通过机器⼈本⾝
abs082的学习总结，获取修改程序的原则，当外界条件发⽣变化时能够⾃⾏修改程序。这种机器⼈具有⼀定的⾃动规划能⼒，⽆需⼈⼯管理，完全独⽴⼯作，也称之为⾼级⾃律机器⼈。
给料阀
机器⼈在棉纺织⾏业的应⽤⽰例
▎细纱⾃动落纱机器⼈
当细纱满管时，落纱机器⼈在轨道上缓缓运⾏，抓纱臂准确地抓起管纱并将其放在纱筐中，再将⼀个个空管快速地插到锭⼦上。落纱机器⼈是细纱集体落纱装置的⼀个有⼒补充。落纱机器⼈的应⽤灵活
性相对较⾼，⼀台机器⼈可以应⽤于多台细纱机，完全可以取代传统的⼈⼯拔管、插管⼯作，有效降低了⼯⼈劳动强度，提⾼了⼯作效率，减少了⽣产成本。现阶段，⼀台机器⼈可以完成8名操作⼯⼈的⼯作量，⼤约节约劳动成本50%。
▎筒纱⾃动包装机器⼈
筒纱⾃动包装机器⼈应⽤在络筒⼯序之后，对络筒⽣产的筒纱进⾏⾃动套袋、封⼝、称重、标记和流转。该机器⼈将整个筒纱包装过程完全⾃动化，减少了⼈⼯操作；在筒纱的装袋机械⼿中采⽤机器视觉对筒纱进⾏定位，避免了对筒纱的损伤；在称重标签环节利⽤物联⽹技术对装袋筒纱的信息进⾏实时标记，为物流仓储及销售管理系统提供实时信息。
▎粗纱⾃动落纱机器⼈
根据相关⽂献报道，⼀种国产粗纱⾃动落纱机器⼈已经研制成功，这种机器⼈主体结构为⾏⾛系统、取放机械⼿、满纱吊装机械⼿、空管输送系统和轨道系统五个部分，各个部分之间既相对独⽴⼜相互关联。⾏⾛系统依据落纱时序由PLC 控制启动，按照设定的步幅⾃动到位。取放机械⼿的定位精度代表着落纱机器⼈的核⼼技术，决定了落纱机器⼈的⼯作效率与⽣产⽔平。满纱吊装机械⼿、空管输⼊和满纱输送环节通过⽹络信息交互构成细化的时序精确运⾏，使粗纱机⾃动落纱机器⼈实现有效、准确、快速的粗纱落纱功能。该技术可以在不改变粗纱机结构的前提下，与纺机制造企业实现新机配套，
也可以为棉纺企业正在运⾏的粗纱机进⾏技术改造，达到提⾼企业⾃动化⽔平、节约⼈⼯成本、提⾼⽣产效率的⽬的。
智能语音控制系统机器⼈在纺织⾏业的发展展望
pet镭射膜▎纺织⼯业⽤⼯成本将推动机器⼈的应⽤
随着我国⼈⼝结构的⽼龄化和社会就业选择的⽇渐多元化，带来了企业⽤⼯成本的持续⾼涨。中国棉纺织⾏业协会通过近五年连续跟踪近百家⾏业⼤中型企业得出的数据，近五年间棉纺织企业⼯资⽀出总额年均增长率为7%左右，⽽5年间企业全部就业⼈数年平均降幅为5.7%，职⼯⼈均⼯资5年间平均增长率为13%，⾼于全社会12%的增幅。对此，⼀⽅⾯可以看出企业利润空间和⽣存空间受到挤压，另⼀⽅⾯可以看出传统纺织⾏业相对信息技术等新兴产业，⽆论⼯资⽔平还是劳动环境都不具备竞争⼒，出现了不同程度的“⽤⼯荒”。在此背景下，⼯业机器⼈的应⽤⽆疑为纺织⾏业降低劳动成本、提⾼⽣产效率和产品质量，由传统的批量⽣产向更加能满⾜客户个性化需求的⼩批量⽣产和订单⽣产提供了⼀种新的可能性。可以预见，在纺织⾏业转型升级的发展进程中，越来越多的⼯业机器⼈将会⾛进纺织⽣产车间，从根本上解决困扰纺织企业经营者⽤⼯成本持续增加和“⽤⼯荒”的难题。
▎机器⼈在纺织⾏业的应⽤还处于初级阶段
近年来，随着科学技术的不断进步，纺织新技术、新材料、新⼯艺、新设备取得了快速发展。在⾃动化⽅⾯，实现了梳棉⾃动换筒、并条⾃动换筒、精梳⾃动换筒，粗纱⾃动落纱、细纱⾃动落纱、转杯纺纱⾃动接头、喷⽓涡流纺纱⾃动接头、络筒⾃动接头。在连续化⽅⾯，实现了开清棉⼯序和梳棉⼯
序间的连接(即清梳联)、细纱⼯序和络筒⼯序间的连接(即细络联)及精梳准备⾄精梳机、粗纱机⾄细纱机之间半制品的⾃动运输。在智能化⽅⾯，实现了计算机⾃动配棉、并条⾃调匀整、络筒纱线粗细节⾃动切除和异纤切除等新技术。
相对以上新技术，⼯业机器⼈的应⽤占⽐仍然很低，以⾃动落纱为例，⽬前国内仍然使⽤⼈⼯落纱⽅式进⾏⽣产或部分⽣产的企业仍然占多数。在棉纺织⽣产线中⼤⼒推⼴机器⼈，仍有许多技术问题尚未解决，以环锭细纱机的⾃动接头为例，需要经过头、引纱、穿钢丝圈、穿导纱钩等动作，接头程序复杂，对机器⼈的智能性要求很⾼。
我国着名纺织专家、中国⼯程院姚穆院⼠曾呼吁，“集中精⼒，⼒争在较短时间内突破完成环锭细纱机断头⾃动接头的机器⼈。” 机器⼈换⼈是现代⼯业发展的必然趋势，必将成为纺织⽣产环节现代化的⼀项重要标志。
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