编者按:为探索新形势下的产品创新模式,推动企业开展符合市场需求的产品开发、促进产品结构调整、提升市场竞争力,6月27~28日,“第15届(2013年度)全国纺织新产品开发研讨会”(以下简称“研讨会”)在上海隆重召开,香港理工大学教授李翼做题为《国内外技术纺织品发展趋势》的演讲报告,第一纺织网全程跟踪报导,以下为李翼的演讲实录。
香港理工大学教授李翼
李翼:各位大家下午好!首先我要感谢大会给我这次机会,邀请我过来汇报一下我们研究的情况以及技术纺织品目前在国际上的状态是什么样子,我讲几个方面:
首先我们看一下技术纺织品,纺织服装产业的技术发展,今天上午几个会长都已经讲到第三次革命,中国从一个纺织大国到纺织强国,这个变化是什么?技术纺织品究竟是什么呢?到现在没有一个权威性的介绍,实际上技术纺织品的概念是业界提出来的,是德国的展览协会自己提出来的,连续办了很多次技术纺织品展览。基本的概念是什么意思呢?是比较有高科技含量,有技术含量的纺织品,而且这样定义以后,它的应用面非常的广泛,光是展商自己提出的方面就有9个产品组和12个应用领域,如果按照这个方法去定义市场的产值是多少呢?是1270亿美元,那么在这个时候,哪些国家比较强呢?一个是德国,一个是美国,技术纺织品占整个纺织品总销量的大约52%左右,这个时候最基本的特征,技术含量的内涵是什么呢?我们比较含蓄地用文字来说话,从所有相关的产品来看,所有技术含量比较高的,包括产业用的纺织品,包括服装用的高科技纺织品,比如说航天服,这些都叫做技术纺织品,而且整个纺织品的创新,在全世界产品创新里面的市场份额排名来看的话,你可以看到纺织服装和皮革占到第五位,在全世界。这个时候它的市场份额也就划成了十来个不同的领域,在这些领域里面,特别是今年展商提出了一个新的产品类别,这个产品类别是功能服装纺织品,它作为一个特殊的领域提出来的。这个领域最大的特点,他们提出了最关键的,这个产业的壁垒在什么地方,也就是困难在什么地方,主要是在研发,再一个是知识和技能的培训,特别是业界里面不同层次技术的培养,从技工到工程师,到生产管理,到市场管理,整个技术的培养是非常重要的。
那么技术纺织品的研发状态是什么?全世界都在问,在大家印象当中,技术纺织品研究最强的国家是哪个国家?美国。第二大的是谁?苏联。我不能说你说的是对的,咱们看看数据,这个数据也不包含所有的,路透社的科学网,在这个网里面我做了一个系统的搜索,给大家介绍一下,整个这个网上面有三万多篇文章发表,在这三万篇文章里面可以看到第一是美国,第二是中国,如果按每个学校去排列的话,东华大学第一,香港理工大学第二。我们还可以看到每个大学的研究情况。服装搜到两万多篇文章的发表,你可以看到美国和中国是排在最前面的,香港理工大学和东华大学是前两名。这是一个总体的,那么放在技术纺织品里面,可以由很多不同的领域,其中一个比较热的领域就是纳米纺织品,纳米纺织品可以搜到800多篇文章,这个当中你可以看到前几名,中国是非常强的,你可以看到大学和个人发表文章的情况。
还有就是防护用纺织品,逐渐也成了一个比较热门的方向,我们中国其实也是排在前面的,除了美国就是中国,团队里面,东华大学李俊(音)教授榜上有名,其他的就是欧洲的为主。医用纺织品是比较重要的一个领域,也搜索到800多篇文章,你可以看到美国是比较强的,香港理工大学还不错,排名在全世界第一,团队里面是这个样子的。但是从团队来看,还是欧洲和美国比较强。再一个就是智能纺织品,这个也搜集到800多篇文章,在这个领域里面,你可以看到美国、中国,香港理工大学,好几个中国的教授也是榜上有名。还有一个是功能纺织品,我们搜集到1000多篇文章,这里面最强的是中国、香港理工大学,还有美国的,团队里面,香港立功大学好几个教授榜上有名。还有一个是技术纺织品,这个当中我们搜集了900多篇文章,从这个研究的领域来看,德国比较强,美国,下面是中国,这里面的大学还是以欧洲和美国为主,研究团队也是欧洲和美国为主,欧洲的技术纺织品更多是工业纺织品。
这是总体的情况,给大家介绍以后,可以有一个比较统一的感觉。在这些领域里面的研究不一定都是美国最强,也不一定是德国最强,我们中国已经开始从一个纺织大国逐渐转型为纺织强国,不管是从团队角度还是从大学角度,我们都已经进入了世界前列,在我读大学的时候,很多学生都想跑到外国去读书,但是现在越来越多的外国学生都要到中国来留学,以前我们找最新的东西都要到欧洲去找,找日本、美国、欧洲,但是现在很多时候是美国的公司招上我们,要与我们合作,现在我们也是全方位的合作,那么具体怎么合作呢?我想不会就讲一个宏观的,对于很多企业的专家来说,还不够,我以一个具体的例子来说一下,高性能运动服的设计,以这个案例来分析。在奥运会开始之前,耐克在北京做了一次非常大型的活动,其中有一个就是怎么设计运动服帮助提高运动员的成绩,所以大家非常感兴趣,具体来说有没有用呢?我们举一个案例,首先是英国的选手穿的一个加热裤,这个加热库是干什么呢?就是在比赛之前,运动员先热身,热身以后等一段时间再去正式比赛,这段时间怎么保持肌肉的温度。他们是怎么做的呢?在这个项目里面总共有20块金牌,那么英国队就拿到了17块金牌,中国得了两块铜牌,香港得了一块银牌,不能说完全是这个加热裤的功能,但是为什么他们有这么好的优势呢?其实我们中国队员的训练强度不比他们差。作为快速比速度的项目,在哪个部位加强压力,在哪个部位降低风阻,在哪个部位调节温度,那这个时候怎么用这个面料,面料的方位是什么,都非常重要。这个是讲材料的性能,这个是材料的风阻性能,要结合这个运动的特性进行设计。我们得到香港政府、香港理工大学的支持,在每个领域里面都进行了相关的研究。
在这种情况下,设计研究的范畴是什么呢?实际上是一个综合性的,就是科学与技术,与个人运动性的关系,包括材料科学,人体的热生理科学,人体的力学特征,生物医学特征,而这些东西结合起来就是信息科学,它能够实现的是什么?纺织服装,我们的产业,不管你怎么研究,最终能够实现产品的是纺织服装产业。这个做出来以后,具体怎么做法?举个例子,我们首先要做什么研究?是人体的研究,这个尺寸出来以后,建立数字的信息,这个信息建立以后,我们要分析消费对象是什么,什么样的材料对应什么样的功能,这个建立以后,我们要从材料开始,不同的功能,进行产品的综合设计,这个设计出来的结果怎么开始呢?首先我们根据这个特征量身制作,每个运动员的特征是什么,这个做出来以后可以看到外观和效果,这个时候还没有真正进行服装的制作,只是一个虚拟的状态。
在这个基础上,我们进行功能设计,人体的生理特征与材料的特征结合起来,接下来进行功能的设计,设计出来的结果是什么?就是要看这个水是怎么流的,这个是温度的动态变化,温度从里到外的分布,在每个部位的分布,这个分布特征是什么呢?从里到外,温度层的分布都非常有关系,而这个关系到不仅是运动成绩的问题,还与人体的健康有关系。别看这几个简单的图,它是根据伤寒论的概念,80%的疾病是与这个分布有关的。这个服装起什么作用?就是保证在一个特殊部位,温度、湿度的分布状态。这个过程里面我们要怎么设计呢?怎么把这些信息组合到一起?我们建立一个数学模型,这些数学模型要求有很明确的物理概念,纱线的影响、结构的影响,还有表面尺度的影响,我们有八个不同的发明专利可以实现单项防水,我们要举一反三去实现材料的功能。
接下来我们还要做纤维结构与性能的测试,我们要进行什么样的测试?要进行系统的功能测试,要进行织物系统的功能测试,我们要看穿着的过程是什么,穿着的环境、人物、服装的设计,怎么设计,进行分析。首先说穿着过程,这件衣服设计出来是用来讲课的还是爬山的,还是潜水还是滑雪的,这个过程要定下来。第二个东西,外部的环境,温度、湿度、风力,再接下来是谁来穿,男女老少,亚洲人,欧洲人是不一样的,再接下来就是服装设计,它的款式是什么,尺寸是什么,然后是每款面料的设计,这个设计就包括你选择什么样的纤维,纤维的基本性能是什么,怎么把这个纤维组合起来,比如说用纳米纤维、复合材料或者用导电纤维,这些纤维的特征要测试出来。我们把每一块面料放到服装里面去,有一个部位可以确定下来。接下来我们就要导出这个文件,要进行科学的计算,就是刚才的那个方程式,第一个是人体的核心温度,它可以分辨出来你可以保证多长时间是舒服的,多长时间你开始中暑,这个是最关键的。然后人体皮肤的温度和湿度,最后他的冷热的感觉,湿度的感觉,最后它的舒适性是什么,进行系统的测试。
这个做完以后,还有一个力学功能,比如说我们做紧身的运动服,怎么做好呢?我们首先要研究它的纤维的分子性能,纤维的性能、纱线的性能、织物的性能到服装的性能,还有人体的性能结合起来,这个结合起来要建立模型,接下来我们要进行科学的计算,算出来什么样的人体,什么样的运动,什么样的设计,最后压力是多少,这个肌肉的振幅是多少,这些性能都要计算出来。你可以看到在不同的部位,不同的纤维材料会产生不同的压力。这个压力和人体具体的几何尺寸有关系,而这个几何尺寸和他的生理结构、解剖结构又相关,这些材料性能怎么会影响到血液的循环和微循环的大循环,这些循环怎么影响到运动过程当中力量的爆发程度以及疲劳的程度,都要进行分析、测试和研究。这个研究出来,能量的爆发,自行车一开始的能量爆发状态进行分析。
还有一个方向就是流体动力学的设计,我们要进行面料的测试,不同的面料表面的风阻是不一样的,在现有的状态,我们提出风阻可以降低4%,同样的运动员速度可以提高一两秒,但是一两秒在运动过程当中真是非常重要的金牌银牌的问题,这些要结合起来是一个协同的创新。
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这是其中一个采访,在这个基础上,我们也做了一个系统的一系列不同运动服的设计,特别是给香港的运动员。讲到设计当中的科学问题、技术问题和设计的方法。这个跑步服的设计都不一样,这个设计就是怎么降低热湿度。这个是风帆,风帆的传热传湿非常重要,这是我们的设计师,是清华大学毕业的。
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具体介绍到自行车服,我们设计考虑几个因素,一个是温度,一个是运动感觉,再一个是力学,还有一个是风阻的问题,这是他们车队一直在穿的,但是比赛的时候换了不同颜色,这一套的特征是什么?主要是考虑压力,在不同的部位保持不同的压力,以保证血液循环和肌肉力量的释放,这一套也是跑步服,但是它针对夏天。这个是滑艇的,它的概念和跑步服是不一样的,这个是风帆的设计,这个就是具体的一些应用,这个是和香港体育学院合作的,这个是这么多年,箱根的运动员穿着这些服装拿了很多奖牌,写了很多感谢信过来,这是媒体的报道。
我们有了这些设计的方法,设计的理念,设计的技术支持,怎么能够把它推广出去?同时怎么把我们的知识传授给学生,也传授给业界的同事,我们就设计了一个数码实验室,这个数码实验室是什么呢?在全世界任何一个地方,你自己注册一个帐号进去,你自己可以体验,去检测到相关的信息,像这个就是数码面料,包含了展示和具体的面料特性甚至供应商的信息,你看到那块面料,一指这块面料,它就会上去,你再点一下就可以看到相关的信息。那么你怎么设计到服装里面?服装的设计特征是什么?我们也有一个数码服装的展示厅,这个展示厅里面有不同的展示的图片,点任一个图片,你可以把这个服装拿回来放到你自己身上,穿上以后你可以试不同的运动过程,而且你可以看到每件衣服不同的运动特征是什么,这个过程当中你可以自己换不同的衣服穿上。这是一个基本概念,表面的感觉是什么,最后人们给你一个舒适性的评价,我们还有一个数码运动衣舒适试穿实验室,你可以选择什么地点,什么季节,什么运动,穿什么样的服装,这个服装是舒服还是不舒服,在你特定的运动项目上面,这个时候的特征是什么呢?这是我们的一个团队,这个团队是跨学科的,里面有医学家,生理学家,有纺织服装的,有检测的,是一个多学科交叉的团队。
我们有这么多技术支持,怎么向产业服务呢?所以产学研合作是一个非常重要的问题,产业的需求是什么呢?特别是今天听了几位会长的报告以后,我感到非常受启发,这是今天刚做的,第一个产业需求转型,升级转型,我们叫了很多年,问题是怎么转?往什么方向转?第二个东西,升级,怎么个升法?什么方面去升?第三,如果是讲技术创新,这个技术创新这么个东西,你看我们中国已经在学术上面、创新知识上面,进入了世界的前列,这个产业的创新技术的吸收、产业化和工程化是一个比较重要的问题。第四个东西,设计创新,创新设计概念的吸收与技能的扩展。第五个东西,管理创新,除了传统的生产,我们从生产开始进入设计,但是设计还不够,设计本身的概念要拓展,还要和供应链结合起来。第六个,知识创新有个问题在什么地方?多学科知识集成和产业化的问题。第七个是技能的创新,我们现在在进行技术创新的时候,最大的问题是什么?是不同层次技能的需求,从车间的技术工人到工程师,到设计管理人员,到市场管理人员,把这些概念结合起来,我们有国外的上市公司,有国内的上市公司,也有小型的公司,所以带来一个问题就是把这些团队集成到一起很困难。第七个技能创新,从技术创新到技能更新,再到产业化。第八个就是协同创新,设计、技术、管理、产业链的协同创新,所以产学研结合起来是非常重要的。
我们应该怎么做呢?实际上我们应该以学术研究为创新的动力、原始点,然后应用研究、工业化、工程化。为了做这个东西,我们建了一个平台叫纺织生物工程研究中心,包括六个方面,服装生物功能设计室,数码服装研究室、纺织生物功能材料制备研究室、纺织材料生物功能检测研究室、纺织碳足迹(节能减排)研究室、纺织服装产业战略研究室。我们的研究是一种哑铃式的联合研究方式,在这个过程当中,我们和英国、日本、澳洲、美国很多科学家合作,跟学术团队合作,集成所有的知识。纺织服装产业集群的共性需求是什么?怎么去支持它?我们要办理一个多学科交叉的学术杂志,这本杂志已经进入议案,在中国来说,除了东华大学英文版,第二个就是我们这个杂志。
我们从产学研用一直到药物、材料、生产、质量标准结合起来,结合起来的目的是要对整个产业集群进行战略规划,做技术路线图,怎么去升级,怎么去发展,一个系统的研究。这个做下来以后要系统地培养不同的技术人才,从职业技术人才,大专中专型的,从高素质的专业人才,大学型的,到高素质的管理人才、研发人才,硕士、博士、博士后的培养。怎么结合起来开展原创的知识产权,把它推广到不同的国家,而且怎么推法,通过技术标准的建立。这些都是很宏观的,我们跟企业,跟产业协会有什么合作呢?有多个方面的:
1:制定产品、企业、产品技术路线图。家纺和医用是不一样的,医用和运动服又不一样,有共性的支持,但是又有个性需求。
2:功能性新纺织服装产品研发。
3:纺织服装产品的功能性检测与质量控制,我们现在最大的困扰在这个地方,质量控制的方法、手段非常重要。
4:人才的合作培养,比如说我们跟国内的一个上市公司合作,专利告诉他了,但是他们不会做,怎么办呢?我们去那儿培训,后来他派一个团队过来,这个团队从买手一直到设计师、打板到质量控制,全部进行培训,我们可以做短期的专业培训班,专业的研究人员培训,包括研究助理、研究员,也可以到高级研究人才培养包括硕士博士都可以进行培养。
5:短期、中期及战略研究项目,怎么做呢?包括技术创新、设计创新、产品创新、管理创新。
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