以科技创新为引领 推动皮革行业可持续高质量发展 ——第二届 “中国皮革协会科技成果应用奖” 获奖项目介绍（二）

项目名称：基于视觉识别技术的鞋面改刀方法及系统的研究

完成单位：东莞爱玛数控科技有限公司

一、项目研究的背景

市场现有视觉裁切机对色差识别度低、机型光源分布不科学，难以持续地稳定工作，影响识别工序作业的连续性及有效性。如果仅能够识别部分色差对比强烈，及底层与图案对比强烈的材料，则影响设备的通用性。

市场现有视觉识别裁切机，对柔性材料的制造过程中会存在一定范围的(0.5～8mm)误差，特别是较软的材料在传送过程中变形程度较大，图案差异程度较大，也会影响识别的准确性。而精确度较高的裁切机又通常适用性低，增大了客户成本和企业生产成本，效益性低，不具备投资性推广难度大。

二、项目的特点及亮点

项目特点：

基于视觉识别技术的鞋面改刀方法及系统，采用爱玛核心技术——爱容：独有的软件数据格式转换技术，能兼容市场上绝大部分主流 CAD 软件格式，无差异、不变形，能降低客户的系统转换成本。并能重新定义每个分片的等级，与皮革等级对应，提高皮革利用率。

第四代鞋面是一种一体式鞋面，具有制作工艺流程少、强度高、款式新颖等特点，在市场上越来越广泛应用。现有技术生产第四代鞋面时存在多个需改进的地方，项目研究技术即是逐一消除传统生产模式弊端，创新改进第四代鞋面生产方式。

其一、传统生产上料时，通过气缸驱动横梁升降使横梁压设在皮料上，通过移动机构带动皮料向前送料，这种方式因两端气缸运动不同步或出现故障会容易导致皮料两边的压紧程度不一致，产生皮料传送精度不够、气缸容易卡死等问题。爱玛研发的自动送料装置，通过创新设置多层压料组件解决气缸不同步的问题，高效传输皮料。

其二、传统皮革切割机不支持自动排版，工作效率低、材料利用率对人工依赖大。爱玛针对该问题进行技术攻关，运用高效的智能优化求解皮革样片的排样问题，研究不规则多边形(皮革原料)上的不规则子多边形(生产样片)的自动最优化排布。

其三、传统鞋面切割加工不支持视觉识别，生产样片定位难，生产效率低下。爱玛的视觉识别技术，定位鞋面特征点位精准、耗时短。

其四、传统的鞋面改刀一般是通过人工挂钉定位，然后用刀模冲裁或激光切割机切割。挂钉定位方式人工、刀模成本高;挂钉加激光切割的方法虽然灵活些，但激光很不环保，且很多鞋面材料如白色材料加工后会烧焦、发黄，无法应用。爱玛研发的高振刀切割技术，自动改刀，能耗、人工成本低，适用性广，生产过程环保。

综上所述，爱玛研发了一种基于自动上料、视觉智能识别匹配排版技术和振动刀智能裁切技术的鞋面自动改刀系统，用于完全革新传统人工鞋面改刀作业。其首先通过多层压料送料装置压平皮革原料，传送到切割台上，接着利用皮革自动排版系统，高效智能求解出最优皮革切割，得到皮革样片，然后通过智能视觉系统拍照识别并返回特征点，经过校正、计算后得到相关角度及位置，然后送料至切割区，振动刀智能裁切系统开始切割。

项目亮点：

1、结合视觉智能识别技术和振动刀智能裁切技术，将鞋面改刀作业流程自动化，减少了挂钉加工和刀模制作环节，缩短了工艺流程，避免了制作大量刀模带来的存储、管理及浪费问题。满足了第四代鞋面快速生产、快速流转的精益生产需求。

2、系统采用2000万像素的高分辨率CCD相机拍摄鞋面图片，并进行自动校正匹配，识别匹配过程仅3秒左右。智能识别和切割后的鞋面的综合精度保持在±0.2mm范围内，鞋面改刀生产不良率从8%提升到0.5%，满足了第四代鞋面生产所需的标准化要求。

3、由于无需再像传统方式一样对多个孔去逐个孔位挂钉定位，采用新的自动化方式进行改刀的单人生产效率，是传统方式的四倍以上，生产效率大大提高，满足了第四代鞋面所需的大规模生产要求。

4、振动刀智能裁切系统采用高频振动刀片裁切，振动频率可达17000次/分，有效避免了激光切割带来的环境污染和品质不良。

5、识别和裁切系统均采用封闭式设计作业，并采用抽真空吸附材料方式固定材料，工人只需要将材料放置在进出料平台上即可，裁切后的鞋面可轻松取出，避免出现人身意外伤害，劳动强度大大降低，降低了劳动技能要求，是新一代年轻操作员喜爱的生产方式。

6、创新完成相机识别与自动裁切的融合设计。

7、创新地完成了开放空间光源与相机的布置设计。

8、创新出真空回转接头，可实现旋转台360°旋转，解决旋转台风管缠绕问题。

三、项目应用情况及前景

爱玛自主研发的以“智能裁切+视觉”技术为导向的智能裁切系列设备，解决了第四代鞋面二次复裁的工艺难点，填补了国际技术空白，获得行业内的高度评价，被业界人士誉为全球鞋业第四次鞋面制造技术革命。产品广泛应用于耐克、阿迪达斯、安踏等国内外一线品牌的生产环节，与世界制鞋龙头企业形成良好的长期合作关系。

该项目的目标市场将扩展至包含可能超过100 个行业的应用及技术/机型。比如应用在布类服装、鞋、手袋、家具、汽车内饰、各种皮革制品、纸箱、包装、印刷、广告、复合材料等行业全球生产商，市场容量也将延伸至100亿以上，而且产品将持续研发，不断更新、整合，形成更先进的裁切设备。

项目名称：皮革中六类有害物质检测技术研究与标准研制

完成单位：浙江方圆检测集团股份有限公司 嘉兴大学

一、项目研究的背景

我国是当今皮革生产和出口的大国，欧盟PFOS指令公布后，企业为了能够达到指令的要求，均委托国外或国内的外资检测机构进行测试，不仅检测费用昂贵，而且检测周期长，对企业的业务带来一定的影响。

项目紧紧围绕皮革中六类有害物质——4-氨基偶氮苯、全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)和全氟辛酸类物质(PFOA)、多环芳烃、总有机物挥发物(TVOC)、二甲基甲酰胺、防霉剂的检测方法及标准化展开深入研究，为我国皮革行业产品生态质量的提升以及应对欧美等发达国家的技术性贸易壁垒提供了坚实有力的技术支撑。

二、项目的特点及亮点

项目创新性地将样品萃取与色谱条件进行有机结合，成功建立了适用于皮革中 4-氨基偶氮苯、PFOS 和 PFOA、多环芳烃、TVOC、二甲基甲酰胺、防霉剂的检测方法，并转化为 GB/T 33392—2016、GB/T 36929—2018、GB/T 36946—2018、QB/T 5249—2018、GB/T 38401—2019、GB/T 38403—2019 六项标准，填补了国内空白，为我国皮革质量安全提供了有效的技术保障。

1、4-氨基偶氮苯的检测技术及检测方法标准化

4-氨基偶氮苯不稳定/易分解。本项目在低温(40℃)、碱性体系下，用保险粉对皮革进行处理，实现了皮革纤维内染料分子中4-氨基偶氮苯的完全释放，并确保4-氨基偶氮苯的稳定性，在此基础上建立了适用于检测皮革中4-氨基偶氮苯的裂解、萃取/净化及色谱检测技术，确定了裂解温度、裂解pH值、萃取溶剂及色谱条件，该技术成果转化为国家标准GB/T 33392—2016 《皮革和毛皮 化学试验 禁用偶氮染料中4-氨基偶氮苯的测定》。

2、全氟辛烷磺酰基化合物和全氟辛酸类物质的检测技术及检测方法标准化

皮革中PFOS和PFOA的测定存在含量低、萃取困难、杂质干扰严重等问题。本项目实现了皮革中PFOS和PFOA的完全萃取及萃取液的有效净化，建立了适用于检测皮革中全氟辛烷磺酰基化合物和全氟辛酸类物质的萃取、净化及液相色谱-串联质谱检测技术，确定了索氏抽提甲醇萃取、阴离子固相萃取净化及液相色谱-串联质谱检测条件，该技术成果转化为国家标准GB/T 36929—2018《皮革和毛皮 化学试验 全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)和全氟辛酸类物质(PFOA)的测定》。

3、多环芳烃的检测技术及检测方法标准化

皮革中多环芳烃的检测存在目标物种类多、杂质干扰严重等技术难题。本项目采用超声波辅助正己烷/丙酮萃取、硅胶固相萃取柱净化技术，建立了适用于检测皮革中16种多环芳烃的萃取、固相萃取净化及色谱检测技术，确定了超声波辅助正己烷/丙酮萃取、硅胶固相萃取净化及气相色谱-质谱检测条件，采用气相色谱-质谱仪对16种多环芳烃进行检测，确保了目标物的准确定量及高灵敏度测定，该技术成果转化为国家标准GB/T 36946—2018《皮革 化学试验 多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法》。

4、总有机物挥发物检测技术及检测方法标准化

皮革中总有机挥发物测定时，存在目标物种类多、不同产品差异大、定量困难等多方面的技术难题。本项目采用静态顶空、气相色谱-氢离子火焰检测器检测、峰面积归一法定量技术，建立了基于静态顶空-气相色谱法检测皮革中总有机物挥发物的技术，确定了静态顶空温度/时间、色谱柱类型、色谱条件及定量依据，方法操作简便、重复性好，实现了对不同类型的皮革中总有机挥发物的定量测定，该技术成果转化为行业标准QB/T 5249—2018《皮革 化学试验 总有机物挥发量的测定》。

5、甲基甲酰胺检测技术及检测方法标准化

皮革中二甲基甲酰胺的检测存在回收率偏低、杂质干扰严重的技术难题。本项目采用超声波辅助甲醇单次萃取、气相色谱-质谱检测技术，实现了皮革中二甲基甲酰胺的快速、准确、高灵敏度测定，建立了基于超声波辅助甲醇萃取、气相色谱-质谱法检测皮革中二甲基甲酰胺含量的技术，确定了超声波辅助甲醇萃取过程参数及气相色谱-质谱测定条件，该技术成果转化为国家标准GB/T 38401—2019《皮革和毛皮 化学试验 二甲基甲酰胺含量的测定》。

6、防霉剂成分检测技术及检测方法标准化

皮革中四种防霉剂成分(TCMTB、PCMC、OPP、OIT)的检测，存在萃取困难、回收率低、杂质干扰严重等技术难题。本项目优选乙腈为萃取溶剂，建立了基于超声波辅助乙腈萃取、液相色谱法检测皮革中四种常见防霉剂成分的准确测定技术，通过超声波辅助萃取、净化及液相色谱测定，确定了超声波辅助甲醇萃取过程参数、固相萃取净化及液相色谱条件，实现了皮革中该四种目标物的同时准确测定，该技术方法操作简单、可靠性强。该技术成果转化为国家标准GB/T 38403—2019《皮革和毛皮 化学试验 防霉剂(TCMTB、PCMC、OPP、OIT)的测定：液相色谱法》。

三、项目应用情况及前景

自2016年12月以来，本项目的6项标准在国内陆续得到了实施和推广，被多家皮革企业采用，有效规避了企业因以上指标问题所引发的贸易纠纷，产生了良好的经济效益。该6项标准实施后，已被我国超28项国家/行业/团体标准所引用。国内多家检测机构(包括外资检测机构如SGS、ITS、TUV)依据本项目中的6项标准，建立了相应的检测能力。这为国内皮革产品整体检测能力的提升及检测服务水平的提高，提供了必要的技术支撑，为我国皮革及其制品的质量安全提供了有效保障。

项目名称：基于菌群菌落分析的抑菌除臭鞋垫产品开发及产业化

完成单位：河南邦尼生物工程有限公司

一、项目研究的背景

据统计，每年因脚气、脚臭就诊的患者约4000多万。脚臭发生的原因是汗液过度分泌，使微生物大量繁殖，微生物分解皮肤表面的污垢及汗液中的尿酸、乳酸、脂质等有机分子发出特殊的臭气。因人种、地域、气候的差异，鞋内菌群种类和分布位置也不同，我国对鞋内菌群菌落的研究较少且开始时间较晚，对脚臭问题常见的处理方法就是单纯的使用止汗剂、广谱抗菌素或香料掩盖异味。2015年公司成立了全球研究80多个菌群的课题组，对不同人群鞋内微生物菌群的组成进行了分析和比较，利用分子生物学方法和菌落培养方法分析人群鞋内微生物组成及鞋内优势菌群组成，为抑菌除臭鞋垫的开发及评价标准化提供信息和基础，满足人们对足部护理和保健的需求。

二、项目的特点及亮点

1、本项目研发了适用于国人足部异味的新型抑菌除臭草本改性材料，填补了适合华系人群足部菌群菌落控调技术及脚型符合性的功能性鞋垫的空白，该技术的研究及产业化为国内首创，抗菌性高达99.9%，2019年公司凭借该技术获得了轻工业联合会科学技术进步奖三等奖。

2、本项目精准于足部菌群菌落的微生物控调技术的产品创制及产业化，针对性提出影响并矫正菌群菌落代谢的解决方案，高标替代现有的通过“香味掩盖法”覆盖气味的表象治理，并解决了“扫射式”过量使用药材抑菌除臭导致的微生物环境进一步恶化衍生的新疾。

3、2024年2月28日，河南省开放创新科技保障中心有限公司组织专家对 “基于菌群菌落分析开发的抑菌除臭鞋垫技术及产业化”项目进行了成果评价，评价委员会听取了项目汇报，审阅了评价材料，经质疑、讨论，认为该项目在抑菌除臭鞋垫技术领域有创新，共同制定了EN IS0 20150:2019《鞋类和鞋类部件-抗真菌性能评估定量试验方法》国际标准，达到国际领先水平。

三、项目应用情况及前景

该产品通过军警鞋靴配套市场、各大鞋企配套市场及国内外电商平台、矫正专营形象店、线下批零市场等宣传、销售。转化的“邦尼世家”军工系列鞋垫在全国军品供应领域已占据70%以上市场份额，在要求技术难度比较高的罕见场景(潜艇、高寒等)条件下穿着军警鞋靴配套市场占有率在95%以上。民用部分成功配套奥康集团、红蜻蜓集团、万里马实业等行业龙头企业，产品通过电商平台远销英国、德国、美国、澳大利亚、俄罗斯、印度尼西亚、日本等国。