天鵝棉機：中國機采棉發展與對策
作者：百檢網 時間：2021-12-15 來源：互聯網
編者語：2014/15年度國內機采棉產量相比之前年度有明顯的增加，當前機采棉成為國內市場的焦點。中國棉花信息網在網站上推出了一系列機采棉的報道， 包含品種、種植、采摘、加工、銷售等方面內容。以下為山東天鵝棉業機械股份有限公司針對當前國內外機采棉發展歷史及現狀、棉機生產企業和棉花加工企業如何 發展等問題進行了解答。具體內容如下：
????一、當前國內外機采棉發展歷史及現狀：
????國際上美國的棉花加工工業一直處于****地位，到152 0173 3840年機采棉程度達到****。目前無論是棉花種植、機械化采摘，還是加工已經達到了相當完善的地步，皮棉也得到了包括中國在內整個紡織行業的認可。
????我國是世界上的產棉、用棉大國，每年大量人員用于棉花采摘。人工手摘棉占用勞力多，勞動強度大，時間長，而且拾花費占棉花種植成本的比例 逐年上升，大大影響了棉農的收益。尤其是新疆地區，僅2008年兵團就引進拾花工60多萬人，支付拾花費用20多億元，而新疆獨特的氣候環境，使得加快棉 花采摘和加工速度成為棉花種植、加工業的當務之急。
????我國從上世紀50年代才開始試驗機采棉，因種種原因一度擱淺，真正快速發展是近二十年：1989年山東天鵝棉業機械股份有限公司與新疆農 科院合作研究機采棉加工技術，1993年在瑪納斯**次試驗機采棉加工，1997年由山東天鵝棉業機械股份有限公司與兵團農墾科學院農機化研究所共同研發 軋花廠機采棉加工工藝及設備，被列入國家技術創新項目并獲得成功，自此以新疆兵團為代表，我國機采棉開始進入快速發展階段。
????新疆兵團代表我國棉花加工技術水平，2011年機采棉完成了360萬畝，2013年機采棉突破了520萬畝，占全國棉花播種面積的 58.9%，60%加工企業做到了全程機械化的采摘、運輸及機采棉成套工藝加工。尤其近幾年大型軋花機（MY199軋花機*高臺時產量可達3噸左右）、全 自動塑鋼帶捆包機、自動唰嘜機及40包以上快速打包機的研發成功，加快了我國棉花加工向機械化、大型化、自動化的邁進速度。
????2013年新疆地方送檢棉花加工企業589家，隨著江浙一帶民營財團的進入，地方棉花加工設備技術也有快速發展的趨勢，地方加工企業開始進行機采棉加工嘗試，目前正有迅速擴展趨勢。
????內地近幾年由于受勞動力等因素影響，也在進行機采棉加工嘗試，據不完全統計，目前山東、江蘇、湖南、湖北、安徽、江西、河北等地都進行了機采棉嘗試，也面臨蓬勃發展的趨勢。
????但是由于我國機采棉加工技術起步較晚，各方面經驗、技術不成熟，尤其新疆地區特殊的自然環境、氣候、種植模式、采摘模式及品種的多 樣性，造成籽棉混級、品種多而混雜、品質差異性大，機采棉加工困難，皮棉質量波動性大。由于上述原因加上采棉機類型和機采棉方式不同造成所采摘的籽棉含雜 率高、三絲多，給清理加工工作帶來了很大的困難。而美、澳等國家棉花種植經營模式與中國不同，品種單一，加上氣候差別小，上述問題在采棉前期已經避免。
????如何提高“中國特色”機采棉加工質量，是棉機生產企業和棉花加工企業當務之急。
????二、下一步，棉機生產企業和棉花加工企業如何發展？將走向何方？
????德國政府給了我們很好的答案。2013年4月漢諾威工業博覽會上，德國政府正式推出 “工業4.0”戰略，其目的是為了提高德國工業的競爭力，在新一輪工業革命中占**機。
????德國學術界和產業界認為，“工業革命4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信 息通訊技術和網絡空間虛擬系統---信息物理系統（Cyber-physical System）相結合的手段，將制造業向智能化轉型。簡單的來說就是第四次工業革命，也就是智能化時代。
????美國棉花加工技術水平一直走在世界的前列，到目前為止也僅僅是實現了棉花質量信息在線檢測，對整個生產線進行在線智能控制全世界范圍內還沒有實現。
????山東天鵝棉業機械股份有限公司從1989年涉足研發機采棉加工工藝及設備以來，不斷提高設備的配套能力，逐步提升設備的技術水平，縮小與 美國的差距，特別是2005年以來與美國等合作引進三模技術、USTER在線檢測技術、SAMUEL自動捆包技術、自動唰嘜技術，通過對先進技術的消化吸 收與創新，及在新疆149團的試驗，達到了從采摘、軋花到打包全程機械化，使我國的棉花加工工藝技術及設備水平得到了全面提升。
????科學無止境，近幾年紡織企業對皮棉質量的要求逐步提高，而棉農經營規模少，種植方式、棉花品種多樣化，加上采棉機等因素的影響，機采籽棉 品種多樣化，品質差別大，尤其雜質含量較高；加工企業由于時間、場地、資金等原因無法進行“四分”，為了盡可能降低雜質含量，很容易對棉花過度加工，產生 大量疵點，影響棉花質量。因此機采棉的“三絲”多、短絨率大、疵點雜質高等問題，嚴重阻礙了機采棉加工工藝的發展。
????“厚德致高遠，致善舞長空”，山東天鵝棉機公司集社會責任與企業責任于一身，一直密切關注國內外科學技術的發展，關注市場需求，決心做行業的領頭羊，緊跟國際科技發展步伐，**機采棉加工技術的發展方向，
????影響皮棉質量的因素有很多，山東天鵝棉業機械股份有限公司以棉機制造和棉花加工工藝為主的企業，一直以提升中國棉花加工技術為己 任，針對上述問題，勇于攻關，針對提升棉花質量問題，近幾年從機械和工藝方面集中主力科研人員，進行了深入細致研究。經過幾年努力，研發了“棉花質量在線 智能檢測、控制系統”，以期達到以*小的纖維損傷、*少的纖維損耗、*少的能耗，產出*高質量的棉花，從而實現棉花加工企業效益*大化。該系統在世界棉花 加工行業首次實現在線控制，目前已經在新疆兵團進行負載試驗。一旦成功，將是棉花加工行業跨時代的變化，徹底解決棉花加工企業機采棉“*后一公里”問題， 實現棉花加工行業革命性變革—“工業革命4.0”，從此該行業進入智能化時代。
????該系統主要包含的內容有USTER 在線信號采集系統、反饋系統、執行系統、安全系統、智能化檢測系統、遠程控制系統、工業監控系統、信息化系統等九大系統。
????該系統*大優勢在于可以在線智能優化調整機采棉加工工藝，提高皮棉質量及生產效率，減少衣虧，降低能耗，減少不必要的清理環節，實現工藝系統的自動優化，降低成本，使加工企業效益*大化。
????過去行業內提倡的“因花配車”是在“四分”基礎上進行的，不同的棉花進行單獨加工，只能通過停產或停機后對設備、工藝調整，而且全憑經驗 進行，嚴重影響了生產效率和準確性。現有*先進的檢測設備和方法是采取HVI公檢，雖然數據準確，但路途遠，時間長，至少需要24小時才能得到結果；企業 自檢，檢驗工作量大，占用人員多，時間也長，而生產線產量高、質量變化速度快，一個小時可以加工10～20噸籽棉，檢驗發現問題后來不及采取措施，因而無 法實現“質量過程控制”。
????智能控制系統在加工過程中，根據在線檢測到的數據，進行計算分析，確定*佳控制加工策略，并隨時反饋到執行系統，實現在線控制生產線上設 備的參數及工藝系統的自動優化，使企業產品質量產量達到*優狀態，保證企業效益*大化。例如：當籽棉含雜較高時，系統會在線自行調節，提高設備的速度、調 整間隙、溫度、增加清理設備等措施，或通過產量的變化，去除更多的雜質，皮棉質量得以提高；反之，系統會在線自行調節降低設備速度、降低溫度、減少清理設 備，或通過產量的變化，達到既能保證皮棉產量、質量，也能降低短纖指數、減少衣虧的目的。該系統*大優點在于“在線”，實現在線檢測：如生產過程中，生產 人員可以不考慮機采棉每一塊地、每一個模塊、每一臺采棉機采的棉花的雜質、品種、回潮率等參數的差別，不需要“分、曬”，該系統可以根據檢測的數據對生產 線設備、工藝及時調整，保證皮棉產量、質量綜合指標*優，企業利益*大化。尤其該系統采用的在線檢測設備USTER系統，與目前公檢HVI標準統一，每分 鐘可以檢測6～10次，準確率高，保證了每一包棉花質量的準確性。
????另外各設備的運轉速度及電機電流等數據實時反饋到控制系統，形成文檔用于進行數據分析和自動控制及管理，為自動化控制，改善棉花加工質 量，提高棉花等級提供量化的具有說服力的數據。技術和管理人員根據獲得檢測數據，分析在正常情況下籽棉加工前參數特性與加工后皮棉參數特性之間的變化規 律，并以此為依據，逐步完善控制模型。
????在整個生產線的關鍵設備上加裝測速傳感器、電流傳感器、電量傳感器、溫度傳感器以及火情檢測排除系統等，可以將測量到的各相關數據存放到數據庫中，建立起報警系統和快速反映系統，及時處理各種事故，提高設備的運轉率，減少故障，節能降耗，并形成文檔用于管理。
????在兵團領導的指導和兵團棉花加工企業的大力支持下，山東天鵝棉業機械股份有限公司的“棉花質量在線智能檢測、控制系統”于2014年已經在兵團以1團、125團、149團為代表的生產線上負載試驗。
????筆者認為，質量和效益是企業永恒的主題，也是生存之道。目前形勢下棉花加工企業要保證質量產量達到*優狀態，企業效益*大化，必須真正實 現加工“質量過程控制”，而應用“棉花質量在線智能檢測、控制系統”，是*佳選擇,也將是未來棉花行業的發展方向。（山東天鵝棉業機械股份有限公司）
????一、當前國內外機采棉發展歷史及現狀：
????國際上美國的棉花加工工業一直處于****地位，到152 0173 3840年機采棉程度達到****。目前無論是棉花種植、機械化采摘，還是加工已經達到了相當完善的地步，皮棉也得到了包括中國在內整個紡織行業的認可。
????我國是世界上的產棉、用棉大國，每年大量人員用于棉花采摘。人工手摘棉占用勞力多，勞動強度大，時間長，而且拾花費占棉花種植成本的比例 逐年上升，大大影響了棉農的收益。尤其是新疆地區，僅2008年兵團就引進拾花工60多萬人，支付拾花費用20多億元，而新疆獨特的氣候環境，使得加快棉 花采摘和加工速度成為棉花種植、加工業的當務之急。
????我國從上世紀50年代才開始試驗機采棉，因種種原因一度擱淺，真正快速發展是近二十年：1989年山東天鵝棉業機械股份有限公司與新疆農 科院合作研究機采棉加工技術，1993年在瑪納斯**次試驗機采棉加工，1997年由山東天鵝棉業機械股份有限公司與兵團農墾科學院農機化研究所共同研發 軋花廠機采棉加工工藝及設備，被列入國家技術創新項目并獲得成功，自此以新疆兵團為代表，我國機采棉開始進入快速發展階段。
????新疆兵團代表我國棉花加工技術水平，2011年機采棉完成了360萬畝，2013年機采棉突破了520萬畝，占全國棉花播種面積的 58.9%，60%加工企業做到了全程機械化的采摘、運輸及機采棉成套工藝加工。尤其近幾年大型軋花機（MY199軋花機*高臺時產量可達3噸左右）、全 自動塑鋼帶捆包機、自動唰嘜機及40包以上快速打包機的研發成功，加快了我國棉花加工向機械化、大型化、自動化的邁進速度。
????2013年新疆地方送檢棉花加工企業589家，隨著江浙一帶民營財團的進入，地方棉花加工設備技術也有快速發展的趨勢，地方加工企業開始進行機采棉加工嘗試，目前正有迅速擴展趨勢。
????內地近幾年由于受勞動力等因素影響，也在進行機采棉加工嘗試，據不完全統計，目前山東、江蘇、湖南、湖北、安徽、江西、河北等地都進行了機采棉嘗試，也面臨蓬勃發展的趨勢。
????但是由于我國機采棉加工技術起步較晚，各方面經驗、技術不成熟，尤其新疆地區特殊的自然環境、氣候、種植模式、采摘模式及品種的多 樣性，造成
????如何提高“中國特色”機采棉加工質量，是棉機生產企業和棉花加工企業當務之急。
????二、下一步，棉機生產企業和棉花加工企業如何發展？將走向何方？
????德國政府給了我們很好的答案。2013年4月漢諾威工業博覽會上，德國政府正式推出 “工業4.0”戰略，其目的是為了提高德國工業的競爭力，在新一輪工業革命中占**機。
????德國學術界和產業界認為，“工業革命4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信 息通訊技術和網絡空間虛擬系統---信息物理系統（Cyber-physical System）相結合的手段，將制造業向智能化轉型。簡單的來說就是第四次工業革命，也就是智能化時代。
????美國棉花加工技術水平一直走在世界的前列，到目前為止也僅僅是實現了棉花質量信息在線檢測，對整個生產線進行在線智能控制全世界范圍內還沒有實現。
????山東天鵝棉業機械股份有限公司從1989年涉足研發機采棉加工工藝及設備以來，不斷提高設備的配套能力，逐步提升設備的技術水平，縮小與 美國的差距，特別是2005年以來與美國等合作引進三模技術、USTER在線檢測技術、SAMUEL自動捆包技術、自動唰嘜技術，通過對先進技術的消化吸 收與創新，及在新疆149團的試驗，達到了從采摘、軋花到打包全程機械化，使我國的棉花加工工藝技術及設備水平得到了全面提升。
????科學無止境，近幾年紡織企業對皮棉質量的要求逐步提高，而棉農經營規模少，種植方式、棉花品種多樣化，加上采棉機等因素的影響，機采籽棉 品種多樣化，品質差別大，尤其雜質含量較高；加工企業由于時間、場地、資金等原因無法進行“四分”，為了盡可能降低雜質含量，很容易對棉花過度加工，產生 大量疵點，影響棉花質量。因此機采棉的“三絲”多、短絨率大、疵點雜質高等問題，嚴重阻礙了機采棉加工工藝的發展。
????“厚德致高遠，致善舞長空”，山東天鵝棉機公司集社會責任與企業責任于一身，一直密切關注國內外科學技術的發展，關注市場需求，決心做行業的領頭羊，緊跟國際科技發展步伐，**機采棉加工技術的發展方向，
????影響皮棉質量的因素有很多，山東天鵝棉業機械股份有限公司以棉機制造和棉花加工工藝為主的企業，一直以提升中國棉花加工技術為己 任，針對上述問題，勇于攻關，針對提升棉花質量問題，近幾年從機械和工藝方面集中主力科研人員，進行了深入細致研究。經過幾年努力，研發了“棉花質量在線 智能檢測、控制系統”，以期達到以*小的纖維損傷、*少的纖維損耗、*少的能耗，產出*高質量的棉花，從而實現棉花加工企業效益*大化。該系統在世界棉花 加工行業首次實現在線控制，目前已經在新疆兵團進行負載試驗。一旦成功，將是棉花加工行業跨時代的變化，徹底解決棉花加工企業機采棉“*后一公里”問題， 實現棉花加工行業革命性變革—“工業革命4.0”，從此該行業進入智能化時代。
????該系統主要包含的內容有USTER 在線信號采集系統、反饋系統、執行系統、安全系統、智能化檢測系統、遠程控制系統、工業監控系統、信息化系統等九大系統。
????該系統*大優勢在于可以在線智能優化調整機采棉加工工藝，提高皮棉質量及生產效率，減少衣虧，降低能耗，減少不必要的清理環節，實現工藝系統的自動優化，降低成本，使加工企業效益*大化。
????過去行業內提倡的“因花配車”是在“四分”基礎上進行的，不同的棉花進行單獨加工，只能通過停產或停機后對設備、工藝調整，而且全憑經驗 進行，嚴重影響了生產效率和準確性。現有*先進的檢測設備和方法是采取HVI公檢，雖然數據準確，但路途遠，時間長，至少需要24小時才能得到結果；企業 自檢，檢驗工作量大，占用人員多，時間也長，而生產線產量高、質量變化速度快，一個小時可以加工10～20噸籽棉，檢驗發現問題后來不及采取措施，因而無 法實現“質量過程控制”。
????智能控制系統在加工過程中，根據在線檢測到的數據，進行計算分析，確定*佳控制加工策略，并隨時反饋到執行系統，實現在線控制生產線上設 備的參數及工藝系統的自動優化，使企業產品質量產量達到*優狀態，保證企業效益*大化。例如：當籽棉含雜較高時，系統會在線自行調節，提高設備的速度、調 整間隙、溫度、增加清理設備等措施，或通過產量的變化，去除更多的雜質，皮棉質量得以提高；反之，系統會在線自行調節降低設備速度、降低溫度、減少清理設 備，或通過產量的變化，達到既能保證皮棉產量、質量，也能降低短纖指數、減少衣虧的目的。該系統*大優點在于“在線”，實現在線檢測：如生產過程中，生產 人員可以不考慮機采棉每一塊地、每一個模塊、每一臺采棉機采的棉花的雜質、品種、回潮率等參數的差別，不需要“分、曬”，該系統可以根據檢測的數據對生產 線設備、工藝及時調整，保證皮棉產量、質量綜合指標*優，企業利益*大化。尤其該系統采用的在線檢測設備USTER系統，與目前公檢HVI標準統一，每分 鐘可以檢測6～10次，準確率高，保證了每一包棉花質量的準確性。
????另外各設備的運轉速度及電機電流等數據實時反饋到控制系統，形成文檔用于進行數據分析和自動控制及管理，為自動化控制，改善棉花加工質 量，提高棉花等級提供量化的具有說服力的數據。技術和管理人員根據獲得檢測數據，分析在正常情況下籽棉加工前參數特性與加工后皮棉參數特性之間的變化規 律，并以此為依據，逐步完善控制模型。
????在整個生產線的關鍵設備上加裝測速傳感器、電流傳感器、電量傳感器、溫度傳感器以及火情檢測排除系統等，可以將測量到的各相關數據存放到數據庫中，建立起報警系統和快速反映系統，及時處理各種事故，提高設備的運轉率，減少故障，節能降耗，并形成文檔用于管理。
????在兵團領導的指導和兵團棉花加工企業的大力支持下，山東天鵝棉業機械股份有限公司的“棉花質量在線智能檢測、控制系統”于2014年已經在兵團以1團、125團、149團為代表的生產線上負載試驗。
????筆者認為，質量和效益是企業永恒的主題，也是生存之道。目前形勢下棉花加工企業要保證質量產量達到*優狀態，企業效益*大化，必須真正實 現加工“質量過程控制”，而應用“棉花質量在線智能檢測、控制系統”，是*佳選擇,也將是未來棉花行業的發展方向。（山東天鵝棉業機械股份有限公司）
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