我国纺织行业已开启“十四五”新征程，“十三五”时期在《建设纺织强国纲要（2011—2020年）》《纺织工业发展规划（2016—2020年）》的指引下，我国已基本实现由世界纺织大国到纺织强国这一目标。建设纺织强国的第一个基本要求就是要着力实现科技第一生产力的跨越式发展，应用高新技术改造纺织工业，在高新技术纤维材料、高端纺织装备、先进纺织工艺和产品开发技术、现代管理技术以及应用基础研究等方面成为国际纺织工业科学技术强国［1⁃3］。过去5年我国纺织科技发展成效显著，创新能力稳步提升，创新成果竞相涌现，纺织科技实力正在从量的积累迈向质的飞跃，从点的突破迈向系统能力的提升［4］。现对近几年我国棉纺织行业的科技进步与发展情况进行探讨。1 新型纤维技术纤维材料是纺织行业的重要组成部分，为纺织产品的多样化、功能化、新颖化提供了重要支撑。棉纺织业中非棉纤维的加工量已远超棉纤维，达到70%以上。近年来纤维材料大力推进高性能、功能性、多元化、生态化，以差别化纤维、功能性纤维、高性能纤维和生物基纤维为代表的新型纤维技术不断发展。1.1　差别化、功能性纤维差别化、多功能性纤维加工及应用取得了一系列技术突破，纤维的品种更加丰富，质量水平和附加值持续提高，满足了下游差异化、个性化的需求。化纤的差别化率在不断提高，2015年已达到58%，《纺织工业“十三五”发展规划及科技发展纲要》要求2020年要达到65%。差别化纤维与普通化学纤维相比，在横截面、纤维细度、纤维组分与结构以及染色性能等方面存在差异，其中超细特纤维、异形纤维、复合纤维、中空纤维、高收缩纤维以及新一代超仿棉纤维、仿真纤维等，在棉纺织业得到广泛应用。随着分子结构设计、共聚、共混、复合等技术进一步优化，推动了纤维向多功能复合方向发展，主要有防静电、阻燃、防熔滴、抗菌防臭、防紫外线、吸湿排汗、抗起球、原液着色、相变纤维等，形成了品种多、水平高、应用面广的良好态势。新型差别化、功能性纤维的应用，纱线结构多样化的技术开发以及织物结构的创新设计，丰富了纱线和织物品种，赋予了纺织品更多功能和更高价值，满足了消费者对时尚、功能、舒适、健康的追求［5⁃8］。1.2　生物基纤维生物基化学纤维是综合利用可再生自然资源并融合现代纤维加工技术而制备的纤维，是缓解资源危机和环境污染的新材料。“十三五”期间，我国生物基化学纤维的技术突破与技术创新取得了较大进步，产业规模持续增长，应用技术逐渐成熟，应用领域不断拓宽，显示出了强劲的发展势头，包括以莱赛尔纤维、竹浆再生纤维素纤维、麻浆再生纤维素纤维为代表的新型生物基纤维素纤维，以聚乳酸纤维、聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯纤维、生物基聚酰胺56纤维为代表的生物基合成纤维，以海藻纤维、壳聚糖纤维为代表的海洋生物基纤维，以牛奶蛋白改性纤维、大豆蛋白改性纤维、蚕蛹蛋白改性纤维等为代表的生物蛋白质改性纤维。生物基纤维素纤维绿色制造技术取得重大突破，其中莱赛尔短纤维高效低能耗成套制备技术实现国产化，莱赛尔长丝技术实现百吨级规模［9⁃11］。1.3　高性能纤维高性能纤维可以满足新材料、新能源、医疗健康、安全防护和国防军工等对先进纺织材料的需求，是在特殊领域的高端应用。我国已成为全球品种覆盖面最广的高性能纤维生产国。近年来高性能碳纤维、高强对位芳纶、高强和耐热抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维、高强高模聚酰亚胺纤维等高性能纤维关键制备技术的突破，使我国高性能纤维技术进入国际先进行列。T1000级、M40、M40J、M55J等碳纤维已具备工程化制备能力，25 K大丝束碳纤维实现了产业化生产；千吨级对位芳纶工程化关键技术和装备取得突破，高强型、高模型对位芳纶产品实现了国产化；高强高模聚酰亚胺纤维、间位芳纶、聚苯硫醚纤维、连续玄武岩纤维等实现了快速发展［12⁃15］。随着产业用纺织品比重的不断增大，棉纺织业对高性能纤维的生产加工量也在持续增大，特种产业用高性能纤维纱线及制品技术性强、附加值高，成为转型升级和产品结构调整的重要方向。1.4　天然纤维优化天然纤维的品种改良、性能优化和改性技术，丰富和提高了天然原料资源及品质。棉纤维作为棉纺行业的主要原料之一，其形态、性能等直接影响棉纺织品的质量；通过品种改良，可提高棉花产量，改善纤维细度。随着人们对健康绿色生态消费的升级，高品质有机棉、天然彩色棉的应用进一步扩大［16］。2 棉纺织设备的技术创新纺织设备继续朝着高速、高产、高效、低能耗、高可靠、高技术方向发展，普遍采用数字化控制技术、配置网络接口、实施在线监测，自动化、数字化、信息化和智能化成为纺织设备创新的最显著特点。国产纺织设备技术性能更加成熟稳定，在国内市场占有率已达到80%以上，高端设备关键基础件的国产化率达到50%以上。2.1　棉纺织主机设备梳并联合机设备实现突破，打破了传统梳棉机到并条机的棉条筒式衔接形式，直接输出熟条，节省了“梳⁃并”条筒日常搬运工作、占地和大量条筒成本。喷气涡流纺以速度快、效率高、工序短、用工省、自动化程度高等优势广泛用于粘胶等纱线的纺制，目前我国喷气涡流纺纱机已成功研发定型并投入生产。转杯纺纱机突破了单锭引纱技术，接头质量更高，纺纱速度可达120 000 r/min。无槽筒自动络筒机精密卷绕技术攻关取得突破，通过高速电子横动技术、数字卷绕成形技术、新型导纱结构装置，筒纱实现无重叠、毛羽少、密度可控，可纺不同形状的筒纱，满足不同品种和后道工序要求［17⁃18］。其他纺织主机设备在高速、节能、智能化方面也在不断提升，主要有：梳棉机产量最高达170 kg/h，幅宽1.3 m，出条速度达340 m/min；高速自调匀整并条机输出速度达1 000 m/min；全自动精梳机可实现自动退管、自动换卷、自动接头、自动开车，实际运行车速达550钳次/min；全电子牵伸、张力自动调节自动落纱粗纱机及粗细联输送系统；最高锭速可达25 000 r/min的电锭细纱机；新型细络联型自动络筒机，可与3台至8台生产不同品种的细纱机对接，配置射频识别技术（RFID），对纱线质量全程监控，可降低能耗、节省占地和人工成本［19］。国产无梭织机车速、智能化水平不断提高，能耗低，喷气织机车速超过1 500 r/min，可８色引纬织造，喷水织机车速高达1 400 r/min，剑杆织机车速达到600 r/min。棉纺织设备采用先进的电机调速技术、电子控制技术及优化的机构设计，在设备能耗、智能化、噪声及占地面积等方面得到进一步改善［20］。2.2　辅助智能设备与专件纺纱生产过程中工艺参数的在线检测、自动控制、网络监控、智能化管理、数据分析及远程诊断等信息化管理技术和系统的应用，使纺织生产自动化程度不断提高。细纱机单锭智能监测系统，可实时在线监测锭子的运转状态，实现弱捻、空锭、坏锭的检测，具有粗纱停喂功能，可对产量、断头、弱捻、空锭、锭子效率等进行汇总分析。基于单锭监测，细纱自动接头装置已在细纱机上搭载，可以自动处理断头，完成接头动作［21］。自动粗纱和细纱落纱、粗细联输送系统的关键技术已成熟，并广泛应用。高精度智能称量混棉系统，控制精度平均误差仅0.1%，确保高精度称量配棉要求。自动穿经机已取得突破，利用机器视觉技术，穿经速度可达140根/min。此外，棉卷接头、条筒自动供应运输系统、纺织专用代步车、筒纱自动打包与运输系统、自动理管机等，也为自动生产、机器换人提供了支持。智能验布机基于机器视觉原理检测织物表面疵点，具有疵点图像实时显示、自动疵点分类、位置标记和统计等功能。纺织设备关键零部件和专件，包括各种针布、胶辊胶圈、钢领钢丝圈、锭子、槽筒、钢筘等，在主机高速高产、自动化生产条件以及多品种适纺性等要求下，在材质、结构设计、制备技术等方面不断改进，专件的精度、质量、性能、稳定性、使用寿命不断提高，更换与维护保养更加便捷，对纺织设备的整体质量、技术性能和设备效率的提升发挥了重要作用［22］。2.3　全流程智能化棉纺成套设备及系统棉纺新一代数控技术广泛应用，纺纱智能化生产线建设取得明显成效，新建的多条自动化、数字化纺纱生产线，实现了全流程自动化生产、数字化监控和智能化管理，工序间物料自动输送，夜班无人值守，设备生产过程、故障可远程控制、诊断，万锭用工20人以内。以山东华兴纺织集团有限公司、鲁泰纺织股份有限公司、魏桥纺织股份有限公司、江苏大生集团有限公司、无锡一棉纺织集团有限公司、武汉裕大华集团股份有限公司、安徽华茂集团有限公司等为代表的纺织智能化车间的高效运行代表了目前国内纺纱设备创新的最高水平，树立了行业发展的新标杆，彰显了智能化是纺织技术发展的必然趋势。此外，棉纺织行业不断加大技术改造力度，喷气涡流纺、自动转杯纺、自动落纱粗纱机、细纱机长车、粗细联和细络联自动输送系统等连续化、自动化、高速化的新型纺纱技术及设备的应用已形成一定规模，行业的整体技术装备水平有较大提升，劳动生产率进一步提高［23⁃24］。国产纺织装备创新技术和制造水平已从引进、消化吸收进入自主创新阶段，关键技术不断突破，多种设备填补了国内空白。纺织设备科技创新成果丰硕，智能制造全面突破，纺机设备在高效、智能、绿色等方面的竞争力越来越强，为强化我国纺织产业领先地位提供了有力支撑。3 纺织工艺技术的创新我国近年来的纺织工艺创新主要集中在产品品质的提升、新型纤维产品与新型结构产品的应用等方面，在细微方面不断演化拓展。3.1　非棉精梳工艺化纤精梳机与多纤维精梳机的开发与应用具有自主创新性，将棉纺精梳工艺应用到非棉纤维，提高产品质量。通过精梳去除化纤原料中硬丝、并丝及杂质，减少对产品质量的影响，从而提高纱线的均匀度，提升布面染色的均匀性、一致性。多纤维精梳机针对棉、麻、莱赛尔、粘胶、汉麻、化纤等纤维的不同梳理需要而研发，采用不同模块化专件进行组合，一台精梳机就可以解决多种不同纤维纺纱的梳理难题［25］。3.2　半精纺工艺将毛纺、棉纺设备与工艺有机结合为一体的半精纺近年来发展迅速，形成了一种新型的纺纱工艺模式。可实现棉、毛、丝、麻等天然纤维与新型化学纤维的混纺，生产的纱线纤维混和均匀，比毛精纺纱蓬松、柔软，与毛粗纺工艺比具有纱号细、条干均匀、光洁等优点，面料色泽亮丽，风格独特。半精纺工艺对原料适应性强，满足了市场多品种、小批量、个性化的需求，具有产量高、流程短、用工省、成本低等优势［26］。3.3　环锭纺纱新工艺提升环锭纺纱线品质的工艺技术一直是行业关注的热点，新的纺纱工艺技术为环锭纺品质提升与新品种开发提供了更多可能。柔洁纺技术是在环锭纺纱加捻三角区加装柔顺光洁处理装置，通过柔顺光洁处理装置的熨烫接触面形成柔化接触区，瞬间降低纤维刚度，大幅提高对纤维的控制能力。实践表明：该技术降低毛羽效果明显，纺纱强力和条干水平也有所提高［27］。芯层黏合纺纱技术将化学黏合工艺与环锭纺纱技术相结合，利用化学黏合增加纤维间的径向抱合力，提高纱线断裂强力，同时保留了传统环锭纺织物的手感［28］。多通道数控环锭纺纱技术是基于现代电子信息技术，借鉴了花式捻线机的技术特征，结合环锭细纱机特点进行适当改造所形成的一种新型纺纱方法。多通道纺纱是指在细纱机牵伸区中采用多根粗纱喂入、多根粗纱牵伸独立控制，与赛络纺、竹节纱等纺纱技术存在较大不同，形成的纱线结构、风格特点差异很大，为纱线产品开发提供了较大空间。多通道数控环锭纺纱技术实现了纤维的多元喂入，有效改善了新型花式纱线的质量，在加工产品的可塑性和品种多样化方面具有较大的优势［29］。3.4　其他纺织工艺的创新基于细纱工序或并条工序纺制段彩纱，彩色纤维组合呈现出不规则断续变化分布，产品色彩更富有层次与立体感。因产品附加值高而蓬勃发展的色纺纱，采用计算机测配色技术，可预报系列配色方案，提高色纺纱设计和打样效率［30］。在高品质色纺产品中，为加强混和均匀度可采取包混加条混等多种混和方式。利用机织生产工艺和技术开发的仿针织牛仔面料，兼具了针织牛仔面料的柔软贴身、弹性好和机织牛仔面料质量稳定性好的优点［31］。采用一次织造成形专利技术织制的石墨烯立体无缝羽绒被，大幅节约加工成本，成功解决了针眼钻绒的行业难题，为机织家纺新产品的开发提供了新的思路和技术支持［32］。当前纺织工艺技术创新呈现出以企业为主体的态势，通过应用新型设备、创新纺纱生产技术和工艺等，开发了众多新型结构纱线、多种纤维混纺纱线、异经异纬多层织物等，纺织产品质量不断提高，品种类别不断丰富。4 纺织管理的创新管理是推进企业提质增效的重要举措。随着产业技术革命的推进，企业管理方式也在改革变化，加大资源优化配置和综合利用，通过采用现代化企业制度与技术，可不断提高企业科学、高效、精益的管理和决策水平［33］。4.1　工艺设备管理在工艺管理中，计算机辅助设计技术与管理系统广泛应用，如配棉管理、纺织工艺管理、织物设计系统、配色系统等。在设备管理中将全员预防性维护（TPM）与精细化管理融入，并利用资产管理系统（EAM），大幅提高设备管理水平。4.2　智能化管理体系随着互联网、物联网和新一代信息技术的深入推广和应用，纺织企业构建起数字化、网络化、智能化的现代管理体系，与企业资源计划（ERP）、办公自动化（OA）、能量管理系统（EMS）、客户关系管理系统（CRM）、产品生命周期管理系统（PLM）等网络信息技术高度融合，互联互通，并将以数据挖掘和算法为核心的人工智能应用渗透到设计、研发、生产、运营、管理、服务等纺织产业链的各个阶段，为决策分析提供支持，打造智能化纺织企业［34］。4.3　精益管理以生产效率、成本、品质为导向的精益管理日益稳定成熟，纺织产品的性质和市场的价值取向，使得企业更关注纱线、织物的质量指标与成品内外质量等品质性能的一致性，以及相关工艺参数、工艺流程的规范与稳定。4.4　科研体系建设纺织企业更加重视科技创新，加大研发投入，建设实验室、创新中心、研发中心、工程中心、产品开发中心等研发机构及创新平台，开展产学研合作，建成集研发、生产、销售于一体的科技型企业，增强企业核心竞争力。5 我国棉纺织行业的技术创新特点我国棉纺织行业的技术发展充分体现了纺织工业“科技，时尚，绿色”的定位。（1）纺织高性能材料、智能制造装备、智能可穿戴纺织技术等充分体现了传统纺织与战略新兴材料、计算机、物联网、电子等新领域的充分融合，多学科交叉融通、多领域技术集成、多主体跨界合作成为常态，为产业升级提供了强劲的科技力量。纺织制造的柔性化、智能化，纺织产品的高性能、高科技，使纺织产业的科技特征更加凸显。（2）棉纺织行业采用新材料、新工艺、新型纺纱技术，开发出结构、色彩、风格、功能各异的新型纱线和织物，加强民族文化与纺织时尚的融合，适应消费者个性化、多元化、时尚化的消费需求。纺织制造品牌与消费品牌结合，成为推动纺织文化创意、引领生活方式的时尚产业。（3）棉纺织行业选用天然纤维及可降解绿色纤维，配置高效低耗纺织设备及短流程生产，采用环保浆料与无PVA上浆、免退浆、预湿上浆、低温上浆等清洁生产技术，绿色环保、节能减排印染技术，应用清洁能源、循环水技术、余热回收利用技术，实施废旧纺织品回收利用等，大力推进生态纺织加工，积极打造全生命周期的低碳绿色产业。6 我国棉纺织行业的发展趋势纺织工业是我国处于世界制造业先进水平的5个行业之一，棉纺织行业正迎来新的发展时期，未来要继续围绕纺织工业“科技，绿色，时尚”的定位，强化跨界创新、融合创新，加强行业关键技术突破，筑牢国际竞争优势。在材料科技创新方面，高性能、多功能、轻量化、柔性化纤维新材料是重点方向，要不断提升高性能纤维自给率，加强新材料应用技术研究。在纺织设备方面，设计高端纺织机械和优质专用基础件，纺织专用基础件具备高精度、高效率、高适应性，设备向柔性化、智能化、国际化转型升级，并加强工业互联网、大数据、人工智能、工业机器人、区块链等智能制造应用关键技术的融合。在纺织绿色生产方面，按照碳达峰、碳中和的目标要求，应用绿色纤维、高效节能纺织设备、清洁生产、废旧纤维循环利用等低碳技术，推进产品全生命周期绿色化管理。在纺织产品技术方面，开发先进纺织制品，采用新型纤维材料、新型纱线织物加工技术、多功能整理技术、电子传感技术等，开发功能纺织品、智能纺织品，满足国际国内多元化、多层次的消费需求。纺织工业在未来发展中要通过产业基础的高级化、制造能力的高端化、产业链的现代化，建设高质量纺织制造体系。