日前，天津工業(yè)大學與天津市嘉誠機電設備有限公司合作完成的“數(shù)字化小樣紡織快速反應系統(tǒng)的開發(fā)與推廣”項目獲得2013年度“紡織之光”科學技術二等獎。該系統(tǒng)一經(jīng)上市就以價格優(yōu)勢和數(shù)值化程度高的特點吸引了國內外企業(yè)和院校的眼球。該系統(tǒng)的推廣，也大大推動了我國紡織企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新能力的提高，加速了我國紡織企業(yè)由“來樣加工”型向“自主創(chuàng)新”型的轉變。同時，該系統(tǒng)也為紡織高等院校、科研院所提供了高效、方便、快捷的紡織研究試驗平臺，為高等院校提供了理想的實踐教學平臺，使以往的演示實驗變成了單人獨立的上機操作，通過課程實驗和產(chǎn)品上機，培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。
　　
　　用最少原料實現(xiàn)快速反應
　　
　　隨著經(jīng)濟全球化和高新技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進程的不斷加快，紡織行業(yè)競爭日益激烈，紡織服裝產(chǎn)品流行周期越來越短，已進入個性化、小批量、短周期、快交貨、零庫存的敏捷定制時期�，F(xiàn)代紡織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢是廣泛使用清梳聯(lián)、粗細聯(lián)、細絡聯(lián)設備，這些設備的應用大大提高了生產(chǎn)過程的自動化程度，節(jié)約了用工，也提高了生產(chǎn)效率，但是這樣的生產(chǎn)設備與“小批量、多品種”的市場需求存在一定的矛盾，這一矛盾突出表現(xiàn)為工廠無法打樣，無法進行新材料、新工藝、新產(chǎn)品的上機試驗。
　　
　　對企業(yè)來講，“數(shù)字化小樣紡紗快速反應系統(tǒng)”主要針對產(chǎn)品開發(fā)過程中的工藝試驗與打樣問題。使用這套系統(tǒng)，從紗線設計、工藝設計到紡紗過程，采用全面數(shù)字化手段，15克纖維按照普梳工藝紡14tex細紗，紡紗長度可以達到1000米，完成紡紗大約需要1小時(梳棉10分鐘，并條2道10分鐘，粗紗10分鐘，細紗30分鐘)。這些紗線足以用于條干、強力、毛羽等物理機械性能指標的測試，也足以織出一塊小樣。但是，如果使用大生產(chǎn)設備進行試紡，開清棉原料投入量最少也要50公斤以上，若考慮成卷均勻則需要200公斤以上，完成紡紗大約需要2個班的時間，不僅原料消耗大，而且影響正常生產(chǎn)。數(shù)字化小樣紡紗系統(tǒng)很好地破解了這一難題，實現(xiàn)了工藝試驗與打樣的快速反應。數(shù)字化小樣紡織快速反應系統(tǒng)很好地滿足了紡織產(chǎn)品開發(fā)過程中對于新產(chǎn)品打樣和上機工藝試驗的需求，同時也為紡織高校提供了較為理想的教學和科學試驗設備平臺。
　　
　　校企聯(lián)合完成自主創(chuàng)新
　　
　　在該系統(tǒng)的研究過程中，天津工業(yè)大學與天津市嘉誠機電設備有限公司的校企合作緊密，天津工業(yè)大學的研究人員以學術和理論為主，著重于總體方案的提出與設計，而天津市嘉誠機電設備有限公司的研發(fā)人員在機械設計、機加工、機械裝配方面有著豐富的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，因此以具體設備的設計、生產(chǎn)、裝配調試及改進升級為主。
　　
　　據(jù)該項目負責人天津工業(yè)大學教授馬崇啟介紹，該系統(tǒng)在開發(fā)研究階段遇到的最大瓶頸就是要將計算機輔助設計、機電一體化技術、自動化技術等應用到傳統(tǒng)的紡織工程中，需要有紡織專業(yè)、計算機及自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)的人才，通過整個團隊緊密合作完成了紡織計算機集成制造系統(tǒng)（TCIMS）的集成創(chuàng)新及機電一體化、數(shù)字化、信息化技術在紡織生產(chǎn)中的全過程集成應用兩方面的創(chuàng)新舉措。
　　
　　紡織計算機集成制造系統(tǒng)由三大部分組成，具體為紗線和織物計算機輔助設計（CAD）系統(tǒng)、紡織生產(chǎn)工藝管理系統(tǒng)（PMS）及紡織計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)。其中紗線和織物CAD系統(tǒng)能完成紗線和織物的設計，可以生成紗線和織物的模擬效果圖電子文檔，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳送給客戶，也可打印成紙質模擬效果圖傳送給客戶，從收到客戶的需求信息到做出反應的時間不超過30分鐘。
　　
　　對比價格市場優(yōu)勢明顯
　　
　　據(jù)了解，目前國內外尚無開發(fā)完整的從紡到織、從纖維到布樣設備的廠家。國外開發(fā)小樣紡織設備的廠商主要是英國SDL公司，開發(fā)小樣織造設備的廠商主要是臺灣的碩奇公司。英國SDL公司小樣紡紗設備包括小型梳理機、并條機和細紗機3臺設備，其價格約為人民幣200萬元，且為純機械式，所有紡紗工藝參數(shù)修改均需要更換或調整機械部件；數(shù)字化小樣紡紗系統(tǒng)包括梳理機、并條機、精梳機、粗紗機、細紗機和并捻機六臺設備，均為數(shù)字式，一般工藝參數(shù)變換只需要通過觸摸屏輸入，整套設備市場價格約為人民幣100萬元，市場競爭優(yōu)勢明顯。
　　
　　臺灣碩奇公司是一家老牌的織樣機生產(chǎn)商，2003年進入中國市場，一度占據(jù)中國織樣機市場的90%以上，自從天津工業(yè)大學開發(fā)了自動織樣機并產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)后，臺灣碩奇逐漸退出了大陸市場。因為臺灣碩奇公司一套打樣設備（單紗上漿機、單紗整經(jīng)機、織樣機各一臺）總價人民幣150萬元左右，天津工業(yè)大學開發(fā)的自動織樣系統(tǒng)價格僅需人民幣50萬元左右。
　　
　　推廣10年備受市場青睞
　　
　　該系統(tǒng)從2003年開始陸續(xù)進行了織造系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，通過產(chǎn)業(yè)化應用的實踐檢驗，根據(jù)用戶反饋的改進意見，項目組不斷完善系統(tǒng)功能，數(shù)字化小樣紡紗快速反應系統(tǒng)的設計理念和綜合技術達到國際先進水平。經(jīng)過近幾年的發(fā)展完善，在環(huán)錠細紗機上增配了包芯紡紗裝置、賽絡紡紗裝置、緊密紡紗裝置，開發(fā)了毛紡系統(tǒng)、轉杯紡紗設備、噴氣渦流紡紗設備等新型紡紗設備。
　　
　　從單一的織造系統(tǒng)到全套紡織集成制造系統(tǒng)，經(jīng)歷了近十年完善和發(fā)展，形成了一個完整的基于打樣的紡織計算機集成制造系統(tǒng)，具有配套完整、軟硬件功能齊全、自動化程度高、設備運行穩(wěn)定、產(chǎn)品適應性強、工藝變更操作簡便、打樣效率高等特點。自投入市場以來，累計實現(xiàn)銷售額5000余萬元，取得了較好的經(jīng)濟效益。
　　
　　到目前為止，該系統(tǒng)已經(jīng)在東華大學、西安工程大學、蘇州大學、浙江理工大學、青島大學、大連工業(yè)大學、新疆大學和中國紡織科學研究院等約40余家紡織高等院校知名紡織高校和科研機構，以及山東魏橋紡織集團、浙江華孚色紡有限公司、山東如意集團等知名企業(yè)得到應用，市場反饋良好。