根据世界著名的Triz创新理论,工程创新分为五个层次:1到2级依靠自身和行业的知识,这也是我们纺机行业目前的做法,没有实质性的创新; 3级是利用其他行业的知识进行实质性改进,实现效率的显着提高; 第四级是通过应用其他学科领域的知识来创新核心原理,实现系统的重大突破。 显然,从这个理论出发,我们必须在第3到第4层的概念设计上进行创新,才能实现技术的跨越。
国外自动络筒机的技术演进是3级工程创新的典型例子。 20世纪80年代开发的AC238采用变频驱动和8位单片机控制; 20世纪90年代开发的AC338采用无刷直流电机分段驱动和16位微控制器;Autoconer5采用铁芯轴向磁场电机,直接驱动器和嵌入式系统构成智能模块。 三代产品的价格基本保持不变,但功能性能却大幅提升。
粗纱机采用气流加捻代替锭翼纺纱,纺纱速度超过每分钟600米,比后者提高了十倍。 这是纺纱和空气动力学知识融合产生第四级创新的一个例子。
提高中国纺机的竞争力需要长远的眼光和规划。 要做到这一点,必须克服“急功近利”的企业文化,耐得住孤独。
知名品牌企业一般都有十年以上的技术和产品开发计划,纺机产品的更新换代周期一般在十年左右。 我们在制定规划时,不能只关注现有的国外产品。 我们还要学会运用技术预见的理论和方法,研究发达国家现有的标准、下一步计划和发展模式,用科学的方法预见未来5年到10年的未来。 只有“同期先进水平”,才能准确选择自己的突破方向。
由于多年的引进和模仿,我们已经习惯了跟踪和逆向工程。 产品开发仅从详细设计开始。 我们没有完整的产品开发经验或概念设计思路。 为什么我国纺机在可靠性方面长期以来始终没有进步? 根本原因是可靠性是从概念设计开始的,而我们还没有走过这个最关键的阶段。
概念设计是产品开发的第一个也是最重要的阶段。 建议所有“十二五”规划项目从概念设计入手,利用知识创新工具进行完整的技术和市场现状及趋势分析,找出核心问题,形成最优解决方案(包括可行性),确保 方向的正确性。 和发展效率,努力从源头上获得竞争优势。
纺织机械是典型的机电一体化系统。 随着电子信息技术的飞速发展,机电一体化系统的概念得到了极大的延伸,也应该引起我们的高度重视。 机电一体化系统由两大子系统组成:知识系统——整合知识、管理、激发系统智能; 结构系统——由实现系统目标的物理硬件和设备组成。 结构系统需要知识系统来帮助其实现功能。
知识体系通过网络延伸到外部大系统,从生产过程扩展到价值链中的整个产业链,并进一步扩展到时间线上产品的整个生命周期。 从虚拟设计到虚拟制造,我们已经可以在产品制造和使用之前对其进行充分的分析、改进和体验。 知识系统通过网络进一步向上延伸,与超级系统融合,形成智能泛在一体化。 知识系统逐渐成为机器的核心,引领产品的进化和改进,直至出现新的技术突破,引发产品升级。
结构系统正向模块化和智能化发展,感知和响应外部环境的变化,同时简化结构,提高可靠性,增加灵活性和灵巧性。 机电一体化产品的智能化水平越来越高。 智能深深嵌入单元级和模块级。 通过嵌入式控制技术(即机电、技术、功能、知识的集成)将知识嵌入到模块中,实现模块的智能化。实现高灵活性和高可靠性的统一。
机电一体化技术的两大趋势是:通过网络和集成技术形成自动化系统架构,实现全过程的知识共享和集成,最大限度地利用资源,提高生产力,创造竞争优势; 通过云端架构,整合知识实现全球服务、全球保障,最大化利用知识创造价值。
按照上述路线,纺机自动化的趋势也是从智能模块到自动化系统,再到云端架构。 当前智能模块的发展是一个焦点,但需要了解集成化和全球服务的趋势。
广州数控一开始只有20人。 经过20年的不懈努力,2010年数控系统年产量达到近10万套,产值10亿,占国内系统的大部分。 广州数控董事长何敏嘉坦言,做低端数控设备需要5年,做中档数控设备需要15年,做高端数控设备需要20年。 它的重要经验就是始终将主要精力和资源集中在最重要的事情上——打造长期稳定的开发团队。 目前中低端产品较国外产品具有明显竞争优势。 广州数控正组织600人的开发团队,用20年的时间进军高端数控市场。 技术创新是建立在技术积累的基础上的。 一个企业需要一支稳定的、学习型的团队。 只有具备了这种人力资源的竞争力,才能实现技术的沉淀和传承。 回顾我国纺机企业的现状,极度缺乏动力机制和强大的创新开发团队,以及长期专注奋斗的精神。