細紗單錠檢測裝置的應用與思考

高 陽 張啟祥 黃 兵 王小惠 章美云

（江蘇大生集團有限公司，江蘇南通，226002）

細紗單錠檢測的技術方案最早在30多年前就被提出，此后國際上多家廠商推出相關產品并被少量應用。最近幾年，以互聯網、大數據、人工智能為代表的新一代信息技術的發展，深刻改變著行業的發展理念、生產工具與生產方式，推動了傳統產業加快轉型升級。同時隨著勞動力成本的不斷提高，單錠檢測裝置在各大紡紗企業的應用也越來越普遍，為企業集中控制、優化管理、節能降耗、減少用工等方面提供了有力的支持，助力紡紗企業實現自動化和智能化［1-2］。

1 細紗單錠檢測概況

1.1 單錠檢測應用的迫切性

進入新世紀以來，由于傳統紡織行業工作環境差、效益較低，國內紡紗行業逐漸呈現出人員短缺且素質較低的特點，使得車間無法對員工進行精細化管理。隨著自動化、智能化紡紗設備的應用，如單錠檢測裝備等，有效緩解了紡織企業用工緊張、效率低的問題，也為企業管理提供了新的思路和方向［3-4］。

1.2 單錠檢測原理

單錠檢測主要分為光電式和電磁式，其原理都是檢測鋼絲圈在鋼領上的運轉情況，以反饋紡紗斷頭、弱捻等情況［5］。

1.3 單錠檢測裝置的主要功能

1.3.1 降低勞動成本

單錠檢測裝置可自動監控斷頭，并及時報警，大大增加了擋車工和機修工巡檢的針對性和有效性，因此可以適當提高看臺數，降低勞動成本。

1.3.2 提高紗線品質

單錠檢測裝置能夠及時發現弱捻、重復斷頭多的不良錠，便于機修工及時處理，在一定程度上提高了紗線質量。

1.3.3 降低資源消耗

單錠檢測裝置除了能及時發現紗線斷頭外，在配備粗紗自停系統后，還能及時切斷粗紗供應，減少粗紗損耗，間接減少了負壓電機用電成本，降低了資源消耗。

1.3.4 優化管理方式

通過單錠檢測裝置的紗線斷頭監控、電能監控、溫濕度監控等功能，能夠及時了解車間生產情況，便于調整。通過終端數據匯總，如針對擋車工的“單班產量”“落紗時間”“千錠時斷頭”等，針對機工的“留頭率”“不良錠子”等，針對工藝的“斷頭長度曲線”“溫濕度與千錠時斷頭曲線”等，為車間管理者在考核、工藝調整等方面提供依據。

2 細紗單錠檢測的未來發展方向

2.1 硬件方面

對電磁式單錠檢測裝置而言，檢測探頭盡量小巧，在不影響檢測的情況下可增加檢測探頭與鋼絲圈的距離，從而減少鋼絲圈磁化的可能性，同時方便擋車工接頭；針對光電式單錠檢測裝置而言，如在生產環境較差、色紡等情況下，加大對鋼絲圈的識別能力，同時應避免光電裝置能力衰退。

細紗單錠檢測裝置已成為細紗機不可或缺的一部分，盡量使其與細紗主機一體化。國內外部分主機廠家已經把單錠檢測裝置和主機融合在一起，采集讀取相關數據，如主軸速度、前羅拉速度等，充分合理利用檢測探頭和PLC，減少了不必要的外設裝置和線路，同時也減少了相應的故障點。

2.2 軟件方面

軟件方面是細紗單錠檢測裝置的薄弱項，目前單錠檢測裝置PC端的數據還是以機臺數據為基礎進行簡單的數據匯總，并無其他分析功能。這些數據對于員工管理，尤其是考核方面只能作為參考。例如對于擋車工而言，在細紗臨近了機時，由于空錠增加，導致接頭時間增加，這種與擋車工無關的因素也算在平均接頭時間內，使得數據失去參考意義；對于機修工而言，不良錠子的及時修復是一個重要的考核指標，目前單錠檢測裝置雖能提供不良錠位，但沒有修復不良錠子的間隔時間，使得管理者無法監控機修工是否在規定時間內進行檢修。因此，依靠單錠檢測裝置來進行考核管理還存在很大的局限性。廠商在保障數據匯總及時準確的同時，還要繼續加強數據分析和人工選擇功能的開發和應用，如針對擋車工考核當中，應杜絕細紗了機、改紡、擦平車時間等與擋車工無關的變量來影響千錠時斷頭、平均斷頭時間的準確性。同時在軟件中引用數據模型，方便管理者進行管理考核。

3 細紗單錠檢測對細紗工序的變革

3.1 對員工工作模式的變革

通過單錠檢測裝置對細紗生產進行全面監控，使得擋車工和機修工可以有目的地進行巡回，改變了原有的巡回方式，減輕了勞動負擔，提高了勞動效率。

3.2 對管理模式的變革

在傳統的細紗工段管理中，擋車工和機修工互不干涉，除了對擋車工有簡單的產量考核以外，基本沒有量化考核的手段。而單錠檢測裝置的應用，改變了擋車工的操作模式，也進一步加強了管理者對車間生產的全方位監控能力。細紗機單錠狀態得到時刻監控，可以量化擋車工和機修工的考核指標，為改變傳統的管理模式提供數據支撐。

在質量相同的情況下，車間追求的是更高的產量，即更短的落紗時間、接頭時間以及更少的空錠。對擋車工而言，主要的工作就是接頭和落紗，而落紗時間和接頭時間直接影響到細紗產量；而對機修工而言，調整落紗留頭和修理空錠又會影響接頭時間和落紗時間，間接影響著細紗產量。因此，通過單錠檢測裝置，結合數據模型，可以對擋車工和機修工進行量化考核管理。

對擋車工而言，其考核情況可參照公式（1）。對機修工而言，其考核情況可參照公式（2）。

式中：Q1、Q2代表擋車工和機修工的考核參數；k1、k2、k3、k4、k5代表相應參數的考核系數；A代表平均落紗時間；B代表平均接頭時間；C代表留頭率；D代表空錠（未接頭錠位數量與時間的綜合考量）；E代表不良錠（重復斷頭錠位的數量和時間的綜合考量）。其中，空錠可分為操作空錠和機械空錠。操作空錠可通過擋車工的接頭時間體現。由于單錠檢測無法辨別操作空錠和機械空錠，可人工統計一定數量機械空錠在空錠中的占比，作為考核系數k4的組成部分，因此對于機修工可通過調節考核系數k4來反映機械空錠情況。對于不良錠的考核，可以促使機修工及時修復不良錠，以保證紗線質量。

通過以上考核方式，使得擋車工和機修工形成互相監督、互相激勵的工作方式，提高車間生產效率。

紡紗廠采用輪班制，一般分為3個班組，通過領班、組長帶領工人生產，對于細紗班組層面的管理，可通過班組的平均落紗時間、平均接頭時間、平均了機時間等參量，運用模糊聚類分析等手段，把不同量綱、不同數量級的指標進行標準化處理，并進行比較，從而對領班、組長進行考核，加強對班組長的管理監督。同理，對于工藝計劃方面，可以利用數據分析優選最佳錠速曲線、最佳鋼絲圈周期等［5］，兼顧產量與質量，達到生產效益最大化。

對于車間考核管理和工藝的優選方面，更多地需要提升單錠檢測軟件分析功能，當然這需要單錠檢測裝置生產企業和紡紗企業合力推進變革。

4 結語

細紗單錠檢測裝置在紡紗企業的應用已經越來越普遍，其功能也在不斷延伸發展。生產實踐表明，該裝置具有降低勞動成本、提高紗線品質、減少資源消耗、優化管理方式等優點，但在軟硬件方面，尤其是在軟件方面還存在著很大的提升空間。對紡紗企業而言，單錠檢測裝置的出現，給員工工作模式和管理者管理模式帶來巨大的變革。因此，需要細紗單錠檢測裝置生產企業與紡紗企業加強合作，更好地開發其應用功能，使其發揮更大的作用。