針織物聯網技術前景可期

當前國家提出《中國制造2025》行動綱領，實施智能制造工程，推動制造業轉型升級的力度前所未有。針對目前針織行業生產成本日趨增長、生產管理走向精細化等要求，利用物聯網中的RFID、ZigBee、Wi-Fi、Web、大數據5大關鍵技術開發了針織生產管理系統（MES），不僅降低了人力成本、提高工作效率，而且還便于管理人員隨時隨地了解企業生產情況，實現遠程監控與操作，給企業帶來巨大的經濟效益。

針織物聯網架構圖

“物聯網的開發和應用已經作為關鍵技術列入《紡織工業“十二五”科技進步指南》，發展前景十分樂觀。”中國紡織工程學會針織專業委員會主任、江南大學教授、江南大學教育部針織技術工程研究中心主任蔣高明告訴記者。他認為，從行業現狀來看，雖然增長潛力多，但是企業資源少，外向型經濟高度重合，競爭明顯。當前，各種成本快速上漲，但消化成本的效率還不匹配。因此，加快轉型升級已經成為中國針織行業發展的根本任務，還要努力把握住“互聯網+”、“物聯網”這個重要的發展方向。

針織物聯網市場需求

當前，物聯網使信息化正在向物理世界進一步推進，使得當前主要由PC、服務器、手機等需要由人操作的電子產品組成的互聯網絡，延伸和擴展到包括無需由人操作的更多的物品聯通在內的網絡，這一網絡將成為未來信息化的承載網絡。物聯網在生產管理中的應用，可以加快行業供應鏈的整合與優化、智能感知與調配資源，推動行業和企業加速發展。

而針織行業對物聯網的需求主要表表現在生產產產成成成本本本本本日日日日日日趨趨趨趨趨趨增增增增增長和管理的精細化，再加上物聯網網硬硬件件件成成本的的相相相對對對較較低低低使使使得得物聯網技術在針織企業中的應用和推廣更加具具有有 可可可 行行行性性性。。

對 于 勞 動 力 成 本 而 言 ，2014年 企 業 在 用 工 成成 本本 的的 投投投 入入入 上上上上基本是人均5.8萬元，而利潤率2010年還能能達達達 到到11444%%%--1155%%，，2014年 則 下 降 為6.4%。對 于 管理 成 本而而 言言言 ，，，， 熟熟熟熟熟 練練練練練 掌掌掌掌掌 握握握握握握 各各各各各各各 主主主主主主 要要要要要要要工 序 操 作 的 操 作 工 比 重 不 高 ， 熟 悉 各 主 要 機 型型 操操操 作作作作 法法法、、、、 能能能 從從從事教練工作的操作工明顯不足，培訓新員工成了每個針針織織織企企企業必不可少的任務。

另外，硬件、傳感器的成本降低，加之比較完善的制造業供應鏈，再結合云端服務，物聯網成了不少投資人眼中下一個“香餑餑”。一套完整的針織物聯網系統包括傳感器、CPU主板、ZigBee、排線等總成本在200-300元，這個總價格遠低于一個針織企業底層生產工人的工資。因此，物聯網進軍針織企業不僅減少勞動力成本，在提升生產管理、促進企業轉型等方面也做出巨大貢獻。

MES車間管理圖

江南大學教育部針織技術工程研究中心開發的針織MES系統就是一個典型的例子。目前該系統已成功運用于多家針織企業，包括經編、緯編兩個領域，例如無錫愛依特紡織有限公司、浙江萬方江森紡織科技有限公司、張家港信美針紡織品制造有限公司、常州申達經編有限公司等。據蔣高明介紹，這些企業采用了針織MES系統后，車間管理更直觀、更有效，產量統計、工藝統計、員工生產能力統計等一目了然，并撤銷了原有的車間統計人員，節省了人力資源，降低了15%左右的人力成本；對于管理人員，減去了之前繁瑣的書面統計工作，節約了統計用紙張，可直接在網頁便可得到統計的圖表，工作效率提高25%左右；利用大數據處理方式合理的計算員工的工資，由計算機自動統計，避免了不必要的薪酬爭議；企業高管可隨時隨地直觀的看到本企業工藝管理、生產管理、員工管理等信息，及時地了解相關信息，遠程下達命令。

MES工藝管理圖

針織物聯網關鍵技術

物聯網即通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。簡而言之，物聯網就是“物物相連的互聯網”。

MES生產計劃管理圖

目前，物聯網的架構被公認為有三個層次，由感知層、網絡層、應用層組成。底層是用來感知數據的感知層，也就是傳感網絡；中間層是進行數據傳輸的網絡層，即數據傳輸的網絡通道；上層則是應用層。感知層主要為ZigBee數據采集終端和ZigBee協調器，使用的ZigBee、RFID兩大關鍵技術，用來獲取車間機器生產及員工的基本信息；網絡層使用的Wi-Fi技術，用來進行企業生產數據的遠程傳輸與存儲；應用層主要針對企業辦公室的電腦、管理人員的手機和pad等移動終端，使用Web和大數據兩大關鍵技術。

以大數據(big data)為例，大數據是指無法在可承受的時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合。大數據技術的戰略意義不在于掌握龐大的數據信息，而在于對這些含有意義的數據進行專業化處理。針織企業的大量生產、銷售等信息被保存到云數據庫中，建立生產數據庫，數據的分析與處理方法可根據針織企業的需求而變化，可得到任意時間段內各個員工、各臺機器的生產能力、工藝的訂單化程度等具有價值的信息，企業根據大數據分析的結果輔助決策并積累經驗，提升生產水平。

在這些關鍵技術的應用上，江南大學教育部針織技術工程研究中心開發的針織MES系統，將針織行業信息化的訴求完整納入針織MES生產管理系統。據了解，針織MES系統具有八個管理模塊，通過這八個模塊的管理思想，梳理企業的業務流程，對企業物流、信息流、資金流、價值流進行有效的管控。系統終端安裝在每個車間的每臺機器上，通過終端的ZigBee采集機器上的數據，例如機器速度、停車次數、產品密度等，采集的數據發送到ZigBee協調器最終匯總到PC上，PC上安裝有數據采集程序，將采集到的數據發送至云服務器。利用Web技術獲取云服務器上的數據并進行數據的處理與分析，最終在網頁上顯示出來，客戶可通過電腦、手機等移動終端隨時隨地進行設備查詢與管理生產情況。

蔣高明表示，紡織管理信息化推進多年，在ERP應用等領域取得較大進展，但是生產制造和物流管理自動化等領域剛剛起步，面臨一系列應用瓶頸和技術難題。物聯網概念的出現，一系列相關技術的應用，擴大和延伸了基于物聯網的信息化系統，加強了數據在線實時采集和處理的能力。物聯網發展當下，物聯網與針織企業的結合見證了針織MES系統的誕生，提升了針織裝備和針織生產的數字化，使得針織裝備和針織生產的網絡化得以進一步推廣，為針織行業乃至整個紡織行業的兩化融合做出了貢獻。

蔣高明預計今年年底將有200臺針織機械聯網使用針織MES系統，在逐漸規范化、精細化企業管理的基礎上實現車間少人甚至無人的現代化生產。