受新冠疫情影响，依靠传统劳动力进行生产作业的印染企业陷入复工难的困境，而印染智能化能够很好地解决该问题，实现印染智能化的关键技术之一就是数字化监控技术，本文针对印染行业数字化监控技术展开调研，通过印染、数字化监控技术相关的关键词和分类号围绕国内专利数据检索分析，旨在探寻我国印染行业智能化的发展情况。

新型冠状病毒肺炎疫情期间，大多数传统的印染企业无法复工，究其原因，是因为传统的印染企业需要大量的人力对印染流程进行监控，而那些掌握数字化监控技术、实现印染智能化的企业则能沉着应对。例如，早在2月19日，康平纳智能染色有限公司智能印染共享工厂项目已经开工，为新一期的纺织行业新旧动能转换卯力加速，在特殊时期贡献自己的力量。

1 数字化监控技术成为印染行业宠儿

众所周知，印染是重污染行业，传统印染过程中的资源消耗和污染物排放问题不容忽视，节能减排、低碳环保、提质增效成为印染行业发展的最新指向。再者，受到近年来国内经济增长放缓和国际经济不景气的影响，印染行业产量增速回落，整体呈现逐年下降的趋势，行业提质增效需求迫切。《纺织工业“十二五”发展规划》、《纺织工业“十三五”发展规划》中都将印染智能化作为重点发展方向，而数字化监控技术则是智能印染的前期基础和重要支撑，是智能印染行业发展的排头兵。

图1 2010-2019中国印染布产量增长情况（来源：中商产业研究院）

在“十二五”、“十三五”政策扶持下，国内数字化监控技术发展喜人，为印染行业开辟了一个全新的发展空间。根据中国纺机协会统计，“十二五”期间，印染机械市场需求发生很大变化，数字化监控新技术产品的不断出现，促进了数控装备与数控系统的销售，数控的圆网和平网印花机、数码喷墨印花机、在线监控装置等销量增加。“十三五”规划提出，要继续发展印染流程数字化监控技术，用新技术改变传统印染工业的生产、管理模式，提高生产效率，节约资源，降低面料产品的返修率，减少人为因素的干扰。此外，数字化监控技术的实现会大大减少印染过程中的人工操作和人员接触，势必在疫情大考中表现出众。

本文针对印染行业数字化监控技术展开调研，通过印染、数字化监控技术相关的关键词和分类号围绕国内专利数据展开检索，旨在探寻我国印染行业智能化的发展情况。

2 国内印染数字化监控技术已实现工艺流程全覆盖

数字化监控技术是印染工厂实现智能化的关键所在，建立印染全流程设备数字化监控系统已成为新建项目的方向。该种系统通过各种传感器对生产现场的工艺参数如：水、电、汽、温度、湿度、化学品含量、织物幅宽、单位面积质量、速度等进行实时监控，实现节能减排、质量追踪、产品品质提升、提高生产效率等目的，提高了工艺技术水平和管理水平，改变以往依赖人工经验造成操作误差的弊端。

通常来说，印染生产主要包括前处理、染色、印花、后整理4个阶段，染色和印花是整个印染过程的关键所在，前处理阶段包括烧毛、冷堆、退浆、煮炼漂、丝光等程序，后整理包括定型、预缩、特种整理等步骤。

笔者调研的专利数据显示，国内数字化监控技术已贯穿印染生产全过程，实现了印染工艺流程的全面覆盖。如图2所示，国内专利技术已涵盖了前处理、染色、印花、后整理环节，染色是印染过程中最为关键的环节，工艺复杂，技术含量最高，因此，染色过程的数字化监控技术运用程度最高，涉及专利技术最多，也是当前该细分领域专利布局的热点。经笔者统计，染色过程数字化监控涉及专利量为349项，占比59%，其次是印花过程，占比19%，前、后处理过程监控及印染全过程监控占比相对较少，合计为22%。

进一步解读染色专利数据，笔者发现染色过程的数字化监控以温度监控为主，其次关注于印染机的张力、染液浓度（pH）、染液水位、染色色差、环境湿度等等。染色涉及到的染化料品种及助剂非常多，智能化生产将对产品质量的稳定和提升起到根本性的作用。染色时对各种参数指标实现智能控制是染色质量好坏的关键所在，实现染色关键指标的自主监控，能够摆脱人为因素，提高产品的正品率、重演性，这也是染色数字化监控技术相关专利较多的原因。

图2 各流程专利占比及染色过程相关专利技术标引情况

印花和染色有相似之处，印花过程相对染色过程更为复杂，染料助剂品种繁多，还涉及花型制网、蒸化、焙固、水洗、洗网等工序。通过研读印花过程相关专利，发现印花专利技术中除了对相关参数指标进行监控之外，还涉及其他智能技术：矩阵相机、线性光源、中央处理器的组合使用实现印花过程的“机器视觉”；张力控制、精确图像提取、花弯花斜偏差量算法、堵网疵点检测等技术的综合运用使得成本下降。这些新技术的使用给印花智能化生产带来了根本性的突破，同时改善了工作环境、节能降耗、减少排放。

3 国内企业是印染数字化监控技术创新主力

从申请人国别来看，国内数字化监控技术绝大部分专利为中国主体申请，外国主体申请较少，外国主体人中，主要有意大利、英国、日本、韩国和瑞典，数量只占到1%。从申请人类型来看，印染数字化监控技术申请主体以企业为主，高校科研院所及个人申请量占比不大。从申请人地域分布来看，我国印染企业主要分布在东南沿海省份，产能优势集中，印染数字化监控技术专利申请量排名前十的企业中，有6家位于江苏省，3家位于广东省，1家位于山东省。从上述企业的专利规模来看，我国纺织企业数字化监控处于起步阶段，相关技术研发和专利布局空间巨大。

专利申请量排名前十的企业对于印染数字化监控技术专利布局多元化，各有特点。例如，江苏海大关注于印花过程中的拉幅定型，其定型在线检测与控制系统有效控制能耗并保证织物质量；泰安康平纳聚焦于印染全过程的智能控制，其筒子纱染色智能化车间所有操作全部由传感器和中央系统来控制；常州宏大在智能整花整纬技术上发力，采用先进光源技术、机器视觉技术、检测控制技术，解决“整纬不整花”问题；立信染整机械着重发展高温溢流染色机、气流染色机、冷轧染机，全方位加强染整处理的多样性及便捷性等等。

图3 专利申请人类别及企业排名

4 印染数字化监控技术未来可期

图4 印染数字化监控技术专利申请总趋势及各流程专利申请趋势

国内印染数字化监控技术的发展整体上处于上升阶段，各工艺环节发展速度略有差异。从专利申请趋势来看，国内印染数字化监控技术专利申请始于21世纪初，呈现逐年递增的趋势，近5年的发展尤为快速，40%的失效专利占比一定程度上反映了印染行业数字化监控技术的发展更新迭代较快。与前处理、染色、印花、后整理四大流程相关的数字化监控技术专利均申请于2010年以前，而针对应用于印染全过程的数字化监控技术专利申请则开始于2012年，从技术层面考虑，印染全过程的智能化相较于分过程的智能化更加复杂，造成了全过程的数字化监控技术专利申请起步较晚。毫无疑问，随着大数据、云平台等技术的逐渐成熟，印染全过程的智能化承载的技术内容必将更加丰富，实现方式将更加多样。印染技术与人工智能技术的不断融合，将持续推动单一印染装备的智能化朝着印染工厂的智能化转变，印染行业整体智能化值得期待。