2013年5月23日,對于陜西長嶺紡織機電科技有限公司來說是個值得銘記的日子,從那一天起,由公司潛心研制的XJ128快速棉纖維性能測試儀批量交付使用。這既標志著我國擁有自主知識產權的棉花性能綜合測試儀的研制取得成功,也標志著國外壟斷多年的棉花綜合性能測試儀器局面從此被打破,國產棉花綜合測試儀開始批量裝備國內公檢實驗室,截止目前,XJ128全自動快速棉纖維性能測試儀共銷售90余臺,收到用戶的廣泛好評。這一自主創新成果獲得了紡織之光2013年度中國紡織工業聯合會科技一等獎。
長嶺紡電自主研發的高端棉纖維檢測儀打破了國外這一領域的壟斷地位 ( 郝杰文/攝)
從懷疑到信任
棉花是紡織行業的主要原料,棉花質量的優劣對棉花交易和紡織企業的應用至關重要。長期以來,我國棉花質量檢驗主要靠感官目測或使用一些簡陋的儀器,檢驗速度慢、檢驗結果誤差大,缺乏客觀性和科學性,難以滿足棉花流通領域公正交易和紡織企業科學用棉的需要。而在國際上,美國等國家早已實現了科學的定性定量檢測,甚至每一包棉花都有相應的檢測數據。
長嶺紡電自上世紀80年代軍轉民后,就一直在紡織儀器領域默默耕耘,其產品遍及全國各地紡織企業,有些產品占據國內80%以上的市場份額,提起紡織儀器,業內首先想到的就是長嶺紡電。隨著中國紡織業的快速發展,以及棉花流通體制改革步伐的加快,迫切要求改善棉花檢驗手段。經過近20年的技術積累,從本世紀初,長嶺紡電就著手進行國產棉纖維性能檢測儀器的基礎性研究,項目第一完成人、公司副總經理呂志華回憶說“面對潛在的市場需求,長嶺紡電拉開了這場艱苦的技術‘馬拉松’的序幕。”
就在長嶺紡電進行基礎性研究并開發樣機的時候,2003年國家頒布了《棉花質量檢驗體制改革方案》,提出棉花檢驗統一由專業纖檢機構進行,并實現數據聯網,棉包條碼化管理,紡織企業作為用戶無需再進行檢測,只要掃描相關數據即可進行選購。這一政策的方向給了長嶺紡電極大的信心,他們已經先人一步進行了戰略決策,在市場中獲得了先機。他們隨即與中國纖維檢驗局、國家質監總局進行溝通,希望得到支持。然而,這種高端儀器集光、機、電、氣、計算機及網絡技術于一體的系統屬于高精尖技術,一直由烏斯特壟斷,纖檢機構對國內企業并不信任,誰也不相信中國人能搞出這樣的設備。
長嶺紡電并沒有氣餒,面對歷史性機遇與潛在的市場需求,他們持續投入大量的人力物力,整合了企業內外的各種資源,加快國產棉纖維測試儀器的研發進度。經過4年的努力,公司終于開發出了國內首臺XJ120快速棉纖維性能測試儀,第一代產品能夠準確地檢測棉纖維長度、強度、伸長度、成熟度、色澤等性能指標,并帶有專家分析系統,可以對棉花測量結果進行品質和可紡行分析,指導紡織企業紡紗工藝和預測成紗質量。這一突破引起了業內的震動,也讓長嶺紡電增強了信心,國家纖檢機構也開始對長嶺紡電刮目相看,在組織進行考核的同時,也從政策和資金方面開始給與支持。
這種高端儀器的核心之處是建立模型、各種算法和指標公式。 ( 郝杰文/攝)
從手動到自動
第一代產品是一項歷史性的突破,但在技術上還停留在手動操作階段,無法適應大批量快速檢測的需求。當時國內纖檢機構大多采用的是進口全自動設備,這意味著長嶺紡電的設備還是比國際水平慢了一步。全自動快速棉纖維性能測試儀無疑又成了長嶺紡電下一步攻關的目標。
相比手動型產品,全自動棉纖維性能測試儀在機械結構上更復雜,系統集成度更高,研制的難度和技術風險都更大。面對行業前所未有的技術難題,建立一個開放的、立體化的研發體系成為長嶺紡電的當務之急。為了進一步提升研發實力,加快研發進度,長嶺紡電走出去主動借助“外腦”,充分利用設立在西安的長嶺紡電西安技術中心的窗口作用,全方位吸納高層次技術人才,強化自身的研發“肌體”,并積極加強與國內知名院校合作,與西安工程大學聯合組建“陜西省紡織測量與控制工程技術研究中心”,聘請知名紡織專家梅自強和姚穆擔任技術指導。中心的主要研究產品就是適應中國國情的快速大容量棉纖維性能測試儀器,中心的成立使長嶺紡電站在了一個新的技術平臺上。西安工程大學在紡織領域的基礎學科和人才優勢,帶動了長嶺紡電的工程技術研發和產業化優勢,這種校企共建有著明確目標和精細分工的技術中心以增強集成創新能力的做法,開創了校企結合的全新模式,促進了棉纖維測試儀器產品的研發和產業化。
模仿借鑒國外的技術往往能走一條捷徑,但這樣的高端儀器卻是無法模仿的。呂志華介紹說,這種設備的核心之處是建立模型的各種算法和指標公式。“這些東西看不見摸不著,只有靠自己去摸索去創新。”為了使儀器真正適應中國的棉檢狀況,科研人員在綜合測試階段不斷積累檢測數據,不斷完善和修正算法模型。在此過程中,還需要與纖檢機構、適用用戶進行配合,“研發外延”的拓展也促進了研發的深入。XJ128全自動快速棉纖維性能測試儀的研發工作不斷取得技術突破。
功夫不負有心人,2010年,這一擁有完全自主知識產權的高端棉纖維檢測儀通過了由國家質監總局組織的鑒定,由姚穆院士領銜的鑒定委員會認為,技術上達到了國際先進水平,性價比高,可以替代進口。這以后又經過三年的產業化應用,開始在全國棉花纖檢機構中使用,2013年這一創新成果當之無愧地獲得紡織之光中國紡織工業聯合會科技一等獎。
長嶺紡電XJ128快速棉纖維性能測試儀生產線 ( 郝杰文/攝)
從進口到替代
國產全自動快速棉纖維性能測試儀的問世與推廣,迫使國外產品頻頻降價,但長嶺紡電的產品憑借質量高,價格合理,已經列入我國棉花質量檢驗體制改革公證檢驗儀器采購計劃,已陸續在全國棉花質量檢驗體制改革公證檢驗實驗室安裝使用,同時也在紡織企業、科研院所銷售使用。截止目前,XJ128全自動快速棉纖維性能測試儀共銷售90余臺。實現工業總產值6256萬元,新增銷售收入6256萬元,新增利稅2645萬元,實現利潤2300萬元。
我國是棉花生產、使用、進口第一大國,我國棉花質量檢驗體制改革全面實施后,預計需要這種儀器800多臺,另外還要購買備件、維修件。這其中,前幾年高價進口的400多臺也將陸續達到壽命期,產品也將面臨更新換代,這一切展現了市場的廣闊前景。
談及幾年來的創新體會,呂志華說道,長嶺紡電走出了一條不同的發展路子,公司的產品定位高端,雖然批量不大,但技術含量最高,目標就是國際最高水平。“目前看,這條路子我們走對了。”
找準用戶需求 讓高端產品走向市場
長期以來,對于國產高端紡織儀器來說,在研發和產業化完成以后,如何滿足用戶細節需求、順利實現批量市場銷售才是橫亙在企業面前最大的“鴻溝”。
受制于國內外棉差價過大,棉花的有效使用已經成為紡織企業最為關注的焦點。棉紡織產品結構的調整和產品層次的提升首先要從原料的選擇、分級和正確使用上著手,對棉花的準確分級和科學配棉就變得越來越迫切,具有較高性價比的棉纖維性能測試儀器走入紡織企業也就具備了充分的市場基礎。完成了產業化,長嶺紡電的XJ128全自動快速棉纖維性能測試儀能否順利順利走向市場,為中國紡織企業提供優良的技術和設備支持,將成為科技創新向市場轉化的關鍵。
為了滿足客戶需求,長嶺紡電還開發了產品的測試數據綜合分析系統、用于指導和應用于實際生產,這個平臺就是配棉專家系統。通過與棉纖維測試儀器一體化使用,紡織企業可以發揮快速棉纖維性能測試儀測試迅速、指標全面的特點,真正使國產大容量棉纖維測試儀器能在紡織企業的生產中發揮指導生產、節約原料、提高效率和提升產品品質的作用。
據了解,這種配棉專家系統軟件包含數據處理軟件和配棉技術管理決策系統兩大部分,是目前國內外功能最全的配棉系統軟件之一,軟件同時具有棉包管理、紗線質量預測、配棉方案優化等功能,主要用于紡織企業在利用快速棉纖維性能測試儀測試棉花指標的基礎上,進一步粉絲棉花品質狀況,進行科學定量的配棉決策。軟件系統如果和長嶺紡電的紗線實驗室儀器系列產品配套使用,把快速棉纖維性能測試儀和紗線實驗室成套儀器的測試數據進行聯網管理,實現數據共享,統一監控決策,達到了真正意義的自動配棉,會形成一個完整的從前紡到成紡的動態質量監控體系,將會在紡織企業的整體質量控制中發揮意想不到的作用。
包含儀器硬件和配棉系統軟件的系統一經推出就受到了用戶的歡迎,目前除纖檢系統的計劃采購外,國內已有四十余家紡織企業和科研院所購買和使用了長嶺紡電的XJ128棉纖維性能測試儀、XJ129棉結和短絨測試儀等棉纖維測試系列產品,在生產和科研中發揮了越來越重要的作用。伴隨著長嶺紡電一體化推廣模式的深入和拓展,將會有越來越多的長嶺紡電棉纖維測試儀器產品逐步進入紡織企業,在產業變革的過程中彰顯國產高端棉纖維測試儀器的推動作用。