清潔智造趨勢培養(yǎng)紡織學科創(chuàng)新人才
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摘要:清潔智造是紡織產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展趨勢。概述紡織品清潔智造概念，分析傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式存在的問題，提出將產業(yè)狀態(tài)、前沿技術融入教學內容的一些措施，培養(yǎng)適合行業(yè)轉型升級的清潔智造型紡織品生產新工科技術人才。
關鍵詞:清潔智造;產教融合;紡織學科;創(chuàng)新人才
一、紡織品清潔智造概述
紡織品清潔智造是指生產過程清潔、智能度高的紡織品制造工藝技術體系。其包含清潔生產和智能制造兩部分，兩個部分相輔相成，共同孕育紡織品創(chuàng)新技術發(fā)展新趨勢。
1．紡織品清潔生產
紡織品清潔生產符合人類可持續(xù)發(fā)展觀，其宗旨是將生產活動的物料和能耗降為最少，將廢物消滅于生產過程之中，或者減量化、資源化和無害化［1］。其特點是對產品的生產過程、產品及服務采取預防污染的策略來減少污染物的產生，重點在預防而不是先污染后治理。具體而言，清潔生產過程包括節(jié)約原材料與能源，不用或少用有毒原材料，降低對環(huán)境的不利影響。針對紡織品生產過程多工序環(huán)節(jié)使用化學加工助劑，導致產生污染特別是廢水污染問題，主動實行清潔生產過程，不用或少用化學加工助劑。紡織品種類多、加工系統(tǒng)復雜、工序多，其清潔生產有多種路線，不同的產品、不同的工序應用效果不一樣。因此，對于紡織品加工系統(tǒng)，為了實現清潔生產，目前在整合生產鏈和各工序改革方面創(chuàng)立了許多新工藝技術，形成了從纖維材料、紡織成型、染整加工、成品循環(huán)的清潔生產和綠色紡織產品新體系。
2．紡織品智能制造
紡織品智能制造即紡織品生產過程自動化、數字化、網絡化，是我國紡織產業(yè)可持續(xù)發(fā)展、走向紡織強國的基礎，屬于“中國制造2025”計劃的一部分。根據“我國紡織產業(yè)智能制造發(fā)展戰(zhàn)略研究”項目成果［2］，紡織產業(yè)智能制造可分為三大技術領域:紡織產業(yè)智能制造新模式、智能紡織裝備及共性技術與標準、智能紡織材料;細化為八個重點方向，即紡織智能制造共性技術及標準、智能紡織裝備、化學纖維智能制造車間(工廠)、紡織加工智能車間(工廠)、染整加工智能車間(工廠)、服裝設計與加工智能化、紡織服務制造及網絡協(xié)同制造、智能紡織材料。目前紡織品智能制造已經裝備于一些先進工廠。中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技發(fā)展部2018年公布的紡織行業(yè)智能制造試點示范企業(yè)有23家，其智能化系統(tǒng)涵蓋范圍廣，從長絲智能車間、紡紗智能車間、印染智能車間到服裝智能工廠幾個產業(yè)鏈方向全面開花。通過ERP管理系統(tǒng)、智能機器設備，利用數字控制、互聯(lián)網、云計算、物聯(lián)網等，實現從原料投入到成品全自動生產線、用戶定制的健康發(fā)展。紡織品清潔生產和智能制造是紡織工業(yè)現代化的兩翼。清潔生產促使紡織品制造更加重視節(jié)能減排和環(huán)境保護，采用相應的新型專用加工技術和裝備，實現綠色化加工、節(jié)能降耗。紡織品智能制造可提升全產業(yè)鏈技術水平，不僅能夠實現高效率產業(yè)鏈生產配置，也是實現清潔生產的基本保證。
二、傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式存在的問題
紡織行業(yè)人才培養(yǎng)屬于傳統(tǒng)學科專業(yè)的人才培養(yǎng)，原有的體系模式很成熟完備，課程結構都是圍繞傳統(tǒng)產業(yè)鏈設置。雖然也及時將行業(yè)中的新技術和新設備等補充到教學內容中，更新教學方法，但是難免著眼于技術局部。在新時代技術背景下，顯示存在課程體系封閉老化、課程形式單調、專業(yè)實驗與企業(yè)實際需要脫節(jié)等問題。
1．課程體系封閉老化
紡織學科課程體系基于以往常規(guī)的紡、織、染等制造模式，其封閉老化基于兩方面原因:一是由于課程體系本身系統(tǒng)性強并且復雜，全部更改不是一朝一夕的事情;二是課程內容過度細化，專業(yè)分隔，局限于專業(yè)而論專業(yè)，內容明顯滯后于生產技術發(fā)展需求，沒有及時將清潔、智能度高的紡織品制造工藝技術引入課程體系，不符合清潔生產工藝內容的課時較多，缺乏產業(yè)鏈系統(tǒng)性設計，體現學科交叉的新技術內容較少。
2．課程形式單調
紡織學科課程形式基于以往常規(guī)的紡、織、染等制造模式教學，比較單調落后。常規(guī)工藝流程長、自動化程度低，教學方式以課堂講授為主，學生接受度不高，教學內容涉及高新技術少，與紡織先進材料實物接觸少，接觸工廠機會少，不利于提高學生的專業(yè)學習興趣。
3．專業(yè)實驗與企業(yè)實際需要脫節(jié)
專業(yè)實驗和課程體系一樣，原來的實驗內容偏重于傳統(tǒng)工藝，由于實驗需要場地、材料和設備，需要師生技能配合，其改進難度大。所以目前的專業(yè)實驗仍然是一些用水多的工藝、簡單的操作實驗內容，沒有加入與清潔生產工藝對比的實驗，沒有把智能技術引入到實驗中。
三、紡織學科創(chuàng)新人才培養(yǎng)措施
當今各種新技術交叉融合，特別是電子數碼技術、智能控制、清潔生產工藝等新技術不斷引入紡織行業(yè)，師生的思想、知識體系受到了挑戰(zhàn)，因此不能局限于過去的專業(yè)內容而論專業(yè)。為培養(yǎng)新時代的創(chuàng)新型人才，我們采取了如下措施，取得了較好的效果。
1．主動融合紡織產業(yè)，分析產業(yè)鏈技術的最新發(fā)展
紡織產業(yè)鏈長且復雜，目前處于新技術變革高速期，理清其中的更新巨變路徑，構建技術創(chuàng)新思想路線體系，有助于啟發(fā)學生掌握知識的動態(tài)變化，建立系統(tǒng)的批判性思維。遵循“非新無以為進，非舊無以為守”的發(fā)展規(guī)律，幫助學生既學業(yè)精深，又學習了新知識和新技術發(fā)展歷程，從而主動了解新知識和新技術。對紡織產業(yè)鏈狀態(tài)分析及新技術融合路徑，我們建立了既基礎又開放的產業(yè)鏈技術框架系統(tǒng)，以行業(yè)特色為基礎，綜合采用材料設計、制造設備、軟件控制等多學科知識。給學生介紹從纖維制造開始到紡織制成品應用及廢舊紡織品處理的產業(yè)鏈技術框架，讓學生了解:(1)紡織行業(yè)從纖維原料到制品，其中紡紗、織造、染整工藝完全不一樣，都有其技術原理和作用，傳統(tǒng)體系模式多樣且成熟完備;(2)現代紡織系統(tǒng)的應用價值及性能正在不斷提升;(3)紡織行業(yè)雖然是傳統(tǒng)產業(yè)，但不是夕陽產業(yè)，新技術的不斷引入和新型紡織系統(tǒng)的開發(fā)可以使某些紡織產業(yè)趨于產業(yè)價值鏈的中高端，建成立于技術前沿的現代化生態(tài)新工廠。紡織產業(yè)的內涵不斷擴展，根據我國新工科教育建設要求，樹立應用型工科技術人才的培養(yǎng)不能唯技術的思想，因為產業(yè)鏈高端制品絕不是純技術問題，而是包含著家國情懷、全球視野、法治意識和生態(tài)意識［3］。紡織品的多樣性特征和廣泛的應用領域，需要融入設計思維、數字化思維、跨學科學習溝通能力和工程系統(tǒng)創(chuàng)新能力，例如目前正在興起的網上私人服裝定制服務系統(tǒng)，將面料設計、噴墨打印、自動裁剪、智能量體試衣等技術集成、疊加復合形成一種全新的紡織生產模式。
2．融入前沿技術，加深學生對專業(yè)的認知
在互聯(lián)網時代，獲取知識的途徑很多且非常便捷，關鍵在于學習者的主動性及注意力。大學相對于中小學寬松自由的學習環(huán)境，學生容易產生茫然情緒，目標不明，難以主動投入專業(yè)知識領域學習，許多紡織專業(yè)學生認為自己所學專業(yè)傳統(tǒng)落后，專業(yè)認同感和學習主動性不強。為此，教師應結合產業(yè)前沿技術架構學生知識新體系，激發(fā)學生的學習興趣。我們采用了比較教學法，通過演示樣品、觀看展會、視頻教學、參觀工廠等方式，讓學生感受現代紡織技術氣息，使自動控制、無人化智能清潔紡織生產新技術深深地印在學生腦海里，加深他們對專業(yè)的認知。
3．開設先進紡織技術實驗
紡織專業(yè)學生的實踐動手能力非常重要，只有動手實踐，才能將創(chuàng)新思想轉化為技術、工藝、產品。實踐動手能力主要靠實驗培養(yǎng)，在產教融合過程中改革實驗內容，目標直指產業(yè)技術前沿，提升學生的技能水平，使他們在實驗中認識到新技術的優(yōu)勢，了解新技術還存在的不足，同時進一步探索新技術。紡織產業(yè)鏈中的產品內涵豐富多樣，而實驗設備、場地、時間有限，因此高效地設計實驗過程很關鍵。通過分析紡織清潔智造新技術，實驗設計的目的在于培養(yǎng)清潔智造型紡織品系統(tǒng)集成創(chuàng)新能力，實驗過程要融入創(chuàng)新思維、專業(yè)知識、前沿技術，激發(fā)學生的專業(yè)學習興趣。一個比較典型的實驗案例是紡織品涂料數碼噴墨印花。目前我國嚴格限制環(huán)保廢水排放，隨著數字打印技術的發(fā)展，紡織產業(yè)開始應用電子噴墨印花技術，雖然只占印花產量的5%，但是其發(fā)展優(yōu)勢明顯，預計未來將保持17%的復合增長率［4］。噴墨印花技術集成了多學科知識，包括紡織品印花、染料顏料納米色素墨水、印花掃描驅動軟件、電腦圖案設計控制、壓電噴打設備等。數碼噴墨印花集計算機、數字處理及電子信息系統(tǒng)、精密機械加工、高品質精細化工材料和紡織印染技術于一體，摒棄了傳統(tǒng)的印花制版、打樣、制色漿等多個工序，以及廢料、廢水多的缺點，不受花樣花回大小、套色多少的限制，按需給墨，整個印花過程清潔、智能化程度非常高。學生通過展會觀摩、工廠參觀，感受到紡織加工技術的先進性，實驗過程更是揭開了其中的技術奧秘，同時也引出了需進一步解決的問題。
四、結語
工科專業(yè)的特點是理論知識必須結合生產實踐，其成果在于應用。只有抓住紡織學科理論結合實踐創(chuàng)新的本質，將其融入教育活動，立足于專業(yè)技術發(fā)展培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，深入產業(yè)前沿，提煉清潔智造紡織生產技術理論和實際案例，并融入教學和實踐環(huán)節(jié)，才能真正提升學生的創(chuàng)新實踐能力，使他們獲得變革產業(yè)的技術能力。
參考文獻:
［1］但衛(wèi)華．輕化工清潔生產技術［M］．北京:中國紡織出版社，2008:3－10．
［2］梁龍．智能制造引領行業(yè)高質量發(fā)展［J］．中國紡織，2018(5):52－5
作者：郭臘梅 張瑞云 單位：東華大學紡織學院
