（纺织工程专业论文）毛精纺单纱的弹性指标质量预测与控制.pdf

摘要我国是毛纺生产大国( 生产能力占全世界的六分之一) ，却不是技术先进的强国。近年来，许多企业进口了大量的先进毛纺设备，但是在毛纺技术和管理上离国际先进水平尚有一定的差距。众所周知，高技术、高质量、高效益、低加工成本是国际制造技术发展的方向，尤其以计算机信息化为特点，其发展之迅速正日益深刻地改变着人们的观念和生活。中国毛纺工业在科学技术和生产管理上，虽然已经取得了长足的发展和进步，但是在生产质量管理上大多尚未摆脱经验控制模式，缺乏较为科学、系统的预测方法和技术，往往由于缺乏对于纱线质量需求与纤维性能之问内在关系的精细了解，致使纤维性能过高或过低丽难以满足加工、成本和质量要求的情况时有发生，或在采用新材料时使某些性能得以改进，而使另一些性能却下降了、或开发成本高、或质量难以稳定、或加工过程对原料的适应期延长等等，总之，多数产品的开发技术仍徘徊在中低水平，适应市场快速反应的能力不强。从专家系统而发展起来的诊断和预测技术的应用，其意义是不言而喻的。预测技术是质量管理的高级手段之一，“毛精纺单纱的弹性指标质量预测与控制”，是商新技术在毛纺织行业管理中的应用，它可以优化原料结构、降低原料成本；优化工艺制定；缩短产品开发周期，提高和稳定产品质量。随着世界科技发展和产业结构的调整，各主要毛纺织品生产国都越来越重视对原料合理利用及加工过程中质量预测和控制技术的研究开发，以降低原料和加工成本，缩短新产品的开发周期，提高质量、效益和企业的市场竞争能力。在毛纺加工流程中，纺纱是一个关键的工序。因为纺纱工序的耗资是整个毛条制造的3 4 倍，而且织物的质量在很大程度上取决于纱线质量。因此，预测技术的应用对毛纺厂改善纺纱性能和提高纱线质量具有非常重要的经济价值。随着人们生活水平的提高以及审美观念的转变，人们对服装舒适性要求也日益增加，弹性毛织物的开发正在国际国内服装面料市场兴起。全面衡量纺织品的弹性包括弹性模量、变形的恢复能力、断裂伸长率及断裂强度等三方面内容。弹性模量一般用于纯理论分析，变形回复能力的钡4 试又比较繁琐，所以工厂常常用断裂伸长率及断裂强度间接地表示其弹性。本文通过查阅大量的文献资料和对纯澳毛单纱拉伸性能的测试，从澳毛纤维的结构、品质以及单纱的断裂机理，分析了纯澳毛单纱的拉伸性能及其影响因素。并通过使用统计软件s p s s i o o 对数据进行了统计分析，得出了澳毛毛条品质指标影响单纱断裂强度( y t ) 与单纱断裂伸长( y e ) 的预测模型。本研究是在收集大量工业数据的基础上，按纱支分段进行建模以提高顶测精度。研究中用曲线拟合对数学模型的构架进行了分析，对每一个输入参数的影响程度进行了分析，对输入参数问的交互作用进行了对照分析，建立了数学模型，用统计方法确定模型中的影响因子系数，力求得到拟合优度高的非线性数学模型。该预测技术作为一种质量控制手段具有以下作用：预测纱线品质和纺纱性能，优化毛条选择，调整生产加工工艺。该预测模型通过控制纱线的断裂伸长率及断裂强度来控制其弹性，以达到生产弹性良好的织物的目的。本研究是国家经贸委技术创新项目“毛条与纺纱加工过程的质量预测与控制”中的一部分，经兰州第三毛纺厂和山东如意集团等工厂的试用证明，该研究成果效果稳定、可靠，经国家专家组评审，该技术达到国际先进水平。关键词：羊毛；精纺；断裂伸长率；回归分析；预测模型；预测技术；弹性；质量控制；质量预测；数学模型；应用软件；拟合优度；曲线拟合2a b s t r a c tc h i n ai so n eo f t h el a r g e s tw o o lp r o c e s s i n gc o u n t r i e si nt h ew o r l d ，b u tt e c h n o l o g yi sn o ta na d v a n c e do n e i nr e c e n ty e a r sc h i n ah a si m p o s e dm a n ya d v a n c e dw o o lp r o c e s s i n gf a c i l i t i e s ，b u tt h e r ei ss t i l lag a pw i t ha d v a n c e dc o u n t r i e so na d o p t i o no fa d v a n c e dt e c h n o l o g ya n dm a n a g e m e n ts k i l l a se v e r y o n ek n o w s , h i g ht e c h n i q u e ，h i g hq u a l i t y , h i g he f f i c i e n ta n dl o wp r o c e s sc o s ti st h eg o a lo f t h ei n t e r n a t i o n a lm a n u f a c t u r i n gt e c h n i q u e ，p a r t i c u l a r l yt h ec o m p u t e ri n f o r m a t i o n i td e v e l o p sq u i c k l ye n o u g ht oc h a n g et h ep e o p l e sc o n c e p t i o na n dt h el i f e a l t h o u g ht h ec h i n e s ew o o ls p i n n i n gi n d u s t r yh a ss o m ed e v e l o p m e n ta n dp r o g r e s so ns c i e n c et e c h n i q u ea n dp r o d u c t i o nc o n t r o l s ，i td o e s n tg e ta w a yf r o mt h ee x p e r i e n c ec o n t r o lm o d ei nq u a l i t yc o n t r o ly e t a tt h es a n a et i m e ，i tl a c k ss c i e n t i f i ca n ds y s t e m i cp r e d i c t i o nm e t h o da n dt e c h n i q u e s t h i sp r o b l e mi su s u a l l yb e c a u s eo f l a c k i n go fu n d e r s t a n d i n go nt h er e l a t i o m h i pb e t w e e ny a r nq u a l i t yd e m a n da n dt h ef i b e rf u n c t i o n i to f t e nl e a d st h ef i b e rf u n c t i o nc o u l d n ts a t i s f yt h ec i r c u m s t a n c e ，t h ec o s ta n dq u a l i t i e s o ri ti m p r o v e ss o m ef u n c t i o n sb yu s i n gn e wm a t e r i a l ，b u to t h e rf u n c t i o n sd e s c e n d ，o rd e v e l o pt h eh i g hc o s t ，i n s t a b i l i t yq u a l i t y , o rp r o c e s sf i t t i n gt h er a wm a t e r i a ln e e dt o ol o n gp e r i o de r e ，t os u mu p ，t h ed e v e l o p m e n tt e c h n i q u eo f m o s tp r o d u c t si ss t i l li nl o wl e v e l n 硷a b i l i t yt h a ta d a p t st h ef a s tr e a c t i o no f m a r k e ti sn o ts t r o n ge n o u g h t h eu s eo f d i a g n o s i sa n dt h ep r e d i c t i o nt e c h n i q u e sw h i c hc o m ef r o mt h ee x p e r ts y s t e m sm e a n i n gi sn e c e s s a r y p r e d i c t i o nt e c h n i q u ei so n eo f t h ea d v a n c em e a n so f t h eq u a l i t yc o n t r 0 1 p r e d i c t i o na n dq u a l i t yc o n t r o lo nw o r s t e dw o o ly a r n se l a s t i c i t yi n d e x i sah i g hn e wt e c h n i q u e , a n di tt a k e sg o o du s eo nw o o ls p i n n i n gm a n a g e m e n t i tc a ni m p r o v et h el a wm a t e r i a ls t r u c t u r ea n dr e d u c et h em a t e r i a lc o s t ；o p t i m i z et e c h n i q u e s ；s h o r t e nt h ep r o d u c te x p l o r a t i o np e d o da n dr a i s ea n ds t a b i l i z ep r o d u c tq u a l i t y w i t ht h ed e v e l o p m e n ti ns c i e n c ea n dt e c h n o l o g ya n da d j u s t m e n to ft h ei n d u s t r i a ls t r u c t u r eo f t h ew o r l d ，e v e r ym a i np r o d u c i n gc o u n t r yo f w o r s t e dt e x t i l ep r o d u c t sp a y sa t t e n t i o nt ot h er e s e a r c h i n ga n dd e v e l o p i n go ft h eq u a l i t yp r e d i c t i o na n dc o n t r o li n3l a wm a t e r i a l sa n dp r o c e s s i n gc o u r s em o r ea n dm o r e ，i no r d e rt or e d u c er a wm a t e r i a l sa n dp r o c e s sc o s ks h o r t e nt h ed e v e l o p m e n tp e r i o do ft h en e wp r o d u c t s ，i m p r o v et h em a r k e tc o m p e t i t i v ep o w e ro fe n t e r p r i s e s i nt h ep r o c e s s i n go ft h ew o r s t e dw o o l ，s p i n n i n gi sak e yp r o c e s s b e c a u s ei t sc o s ti s3 - 4l h n e st h a nw h o l et o p sm a n u f a c t u r ep r o c e s s , a n dt h eq u a l i t yo ff a b r i cm a i n l yd e p e n d so nt h ey a m sq u a l i t y t h e r e b y , f o rt h ew o r s t e dw o o lm i l l ，p r e d i c t i o nt e c h n o l o g yi sv e r yi m p o r t a n te c o n o m i c a l l yb yw o r t ht oi m p r o v et h eq u a l i t yo f t h ey a ma n ds p i n n i n gp e r f o r m a n c e w i t ht h ei m p r o v e m e n to fp e o p l e sl i v i n gs t a n d a r da n dt h et r a n s i t i o no fa e s t h e t i cs t a n d a r d s ，p e o p l e sr e q u i r e m e n tt ot h ec o m f o r t a b l e n e s so ft h ec l o t h i n gi n c r e a s e ss t e a d i l y t h ed e v e l o p m e n to ft h ee l a s t i cw o o lf a b r i ci sr i s i n gi nt h ei n t e m a t i o n a lm a r k e t t h ef a c t o r sw e i g h i n gt h ef a b r i c s e l a s t i c i t ys h o u l di n c l u d e ：e l a s t i cm o d u l u s ，r e c o v e r ya b i l i t yo fs h a p ec h a n g e , b r e a k i n ge l o n g a t i o ne t c t h ee l a s t i cm o d u l u si sg e n e r a l l yu s e di nt h ep u r et h e o r ya n a l y s e s ，a n dt h et e s to fr e c o v e r ya b i l i t yo fs h a p ec h a n g ei sm o r ec o m p l i c a t e d ，s ob r e a k i n ge l o n g a t i o na n db r e a k i n gi n t e n s i t ya r eo f t e nu s e da st h ei n d i r e c te x p r e s s i o no f e l a s t i c i t yw i t hr e f e r r i n gt oq u a n t i t yo f m a t e r i a l sa n dt e s t i n ge l o n g a t i o no f y a m sm a d ef r o mp u r ea u s t r a l i a nw o o l ，t h ee l o n g a t i o no fy a r nm a d ef r o mp u r ea u s t r a l i a nw o o la n di n f l u e n t i a lf a c t o r sa r ea n a l y z e di nd e t a i l s ，f r o mt h r e ea s p e c t st h a ta r es t r u c t u r ea n dq u a l i t yo f a u s t r a l i a nw o o la n db r e a k i n gp r i n c i p l eo f y a m f u r t h e r m o r e ，c o r r e s p o n d i n gp r e d i c t i n gm o d e lc a l lb eg a i n e di ne x p e r i m e n tb yu s i n gs t a t i s t i cs o f t w a r es p s s1 0 。0t oa n a l y z ed a t a a n dt h ep r e d i c t i n gm o d e li sa b o u tt h eq u a l i t yi n d e x e so ft h ea u s t r a l i a nw o o lt o pi n f l u e n c et h ey a m sb r e a k i n gi n t e n s i t y ( y t ) a n db r e a k i n ge l o n g a t i o n ( y e ) b a s e do nag r e a td e a lo fi n d u s t r yd a t a , m o d e li sb u i l ta c c o r d i n gt oc o u n to fy a mt op r o m o t ep r e d i c t i n ga c c u r a c y i nt h i sp r o j e c t ，t h r e ep a r t sa r ea n a l y z e d 晰t l lc r r v ef i t t i n g ，a n dt h e nm a t h e m a t i c a lm o d e li sb u i l t t h r e ep a r t sa r et h et n l s so f m a t h e m a t i c a lm o d e l ，i n f l u e n c ed e g r e eo fe a c hi m p o r t e dp a r a m e t e ra n dc o r r e l a t i o na m o n gi m p o r t e dp a r a m e t e r s c o e f f i c i e n ti nt h em o d e li sc o n f i r m e db yu s i n gt h es t a t i s t i c a lm e t h o d ，t r y i n gt oo b t a i na ne x c e l l e n tc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tn o n l i n e a rm a t h e m a t i c sm o d e l p r e d i c tt e c h n o l o g yh a st h ef o l l o w i n gf u n c t i o na sak i n do f q u a l i t yc o n t r o lm e a n s ；p r e d i c ty a mq u a l i t ya n ds p i n n i n gc a p a b i l i t y , o p t i m i z et o p ，a n da d j u s tt e c h n i c s p r e d i c t4m o d e lc o n t r o l si t se l a s t i c i t yb yt h ee l o n g a t i o no ft h ey a r ni no r d e rt og e tg o o de l a s t i cf a b r i c t h i sr e s e a r c hw a gf i n a n c e db yn a t i o n a le c o n o m i cd e p a r t m e n tt e c h n o l o g yi n n o v a t i o np r o j e c t p r e d i c t i o na n dq u a l i t yc o m r o li nt o pp r o c e s s i n ga n ds p i n n i n gp r o c e s s i n g t h r o u g ht h el a n z h o us a n m a oa n ds h a n d o n gr u y ic o m p a n y sp r o b a t i o n ,t h i sp r o j e c th a sg o ts t a b i l ea n dp e r f e c te f f e c t t h r o u g ht h ee x p e r tg r o u pe x a m i n e ，i th a sr e a c h e dt h ea d v a n c e dl e v e lo f t h ew o r l d k e y w o r d s ：w o o l ；w o r s t e d ；b r e a k i n ge l o n g a t i o n ；r e g r e s s i o na n a l y s e s ；p r e d i c t i n gm o d e l ；p r e d i c t i n gt e c h n o l o g y ；e l a s t i c i t y ；q u a l i t yc o n t r o l ；q u a l i t yp r e d i c t i n g ；m a t h e m a t i c a lm o d e l ；a p p l i c a t i o ns o f t w a r e ；c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t ；c u r v ef i t t i n g5独创性声明本人声明所里交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王业太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：多年2 月，e l学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解丞洼羔些盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权云盗王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文韵复印件和磁盘。( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：搅劾撇名1 7 ，父签字日期：刀口舌年膳月7 1 日签事日期：幼口占年二月；二e l学位论文的主要创新点一、建立了毛精纺单纱弹性指标预测的非线性数学模型利用统计软件s p s s ，分段对单纱断裂强度及断裂伸长率建模，分段建模是本研究特别提出来的，是为了得到更高的预测精度，以7 5 公支( 1 3 3 4 t e x ) 为界限，是结合了工厂纱支分布实际，最后在企业的实际应用中实测值与预测值的拟合优度判定系数r 2 达到9 0 以上，达到了国际先进水平。预测模型考虑了更多的影响因素如纤维卷曲率，短纤维的含量等；模型中增加了一些其他工艺参数如总并合次数，总牵伸倍数，前隔距等，这对于工艺改进有所帮助；也可以对不同年份相应时问段的生产水平进行评估或调整。二、找出了影响断裂伸长率和断裂强度的主要影响因素基于s p s s 软件建立的数学模型能有效地预测纯毛单纱的断裂强度及断裂伸长率，提出了3 个主要影响因素( 参数) ：纤维束断裂伸长，纤维束强和纤维平均细度。在利用预测模型进行预测和控制时，应特别注意对主要因素( 参数) 的控制和选择。主要影响因素选择的方法也是特殊的，将模型中的某个自变量去掉，再由其他自变量进行回归分析，视舻发生变化的大小，判别该自变量的重要程度，如r 2 几乎不变，则说明该自变量为次要因素；如r 2 突然交小，刚说明该自变量为重要因素，去掉该变量后的r 2 越小，说明该变量对因变量的影响越大。三、提出了模型在实际应用中自适应修正功能的特殊方法提出了自适应修正功能方法，便于推广应用，及时适应某一具体工厂应达到的预测精确度。根据模型编制成的软件，在某个企业应用时能自动修正主要因素系数，从而实现自适应修正功能。天津工业大学博士论文第一章研究的目的和意义第一章研究的目的和意义1 1 研究意义我国是毛纺工业大国。却不是强国，究其原因如下“1 ：( 1 ) 毛纺原料还未进行科学管理；( 2 ) 质量管理检测较落后，纱疵织疵较多( 1 万锭2 0 0 台织机的修昵工在我国为5 0 0人，国外先进只需2 2 人) ；( 3 ) 产品开发思路不广；( 4 ) 设备陈旧，或对近年引进设备消化吸收不够。随着世界科技发展和产业结构的调整，各主要毛纺织品生产国都越来越重视对原料合理利用及加工过程中质量预测和控制的研究开发，以降低原料和加工成本，缩短新产品的开发周期，提高企业的市场竞争能力。我国毛纺工业在生产质量管理上大多尚未摆脱经验控制模式，缺乏较为科学、系统的预测方法和技术，往往由于缺乏对于纱线质量需求与纤维性能之间内在关系的精确了解，致使纤维性能过高或过低而难以满足加工、成本和质量要求的情况时有发生，或在采用新材料时使某些性能得以改进，而使另一些性能却下降了，或开发成本高、或质量难以稳定、或加工过程对原料的适应期长等等。“优毛优用”、“经济合理”的原则得不到很好的实施，浪费了许多宝贵的资源和资金。澳毛品质指标对成纱断裂伸长的影响的精细研究可以促进毛纺织企业优化原料结构、降低原料成本；优化工艺制定；提高质量控制水平和稳定产品质量。因此，该研究受到企业的普遍关注，市场前景很好，具有良好的经济效益和社会效益。经去许多毛纺织生产企业调查，企业在纱线品质控制方面对纱线的条干不匀率、纱疵、断裂强度、纱支、捻度及原料比例等考核得比较严，同时也与u s t e r 公报所提供的数据及图表相比照，但是企业很少关注纱线的断裂伸长率，也不关心u s t e r 公报中断裂伸长率的水平，断裂强度的测试也仅是为了能够满足后道加工中准备工序及织造工序的要求，一方面考核内容不够，另一方面也缺乏深入的研究，结合目前毛纺织品向高支、高档方向发展，以及单纬纱产品的品种和产量的增加，对毛纺织品弹性的研究及生产控制越来越重视，在生产中具体的表现是通过控制单纱的断裂伸长率和断裂强度来衡量纱线的弹性。针对我们调研的情况，有必要在这方面进行深入的研究，并结合预测技术使得企业控制毛织品的弹性成为可能。纤维及纱线的弹性是一项重要力学性质，全面衡量纤维及纱线的弹性应包括弹性模量、变形的恢复能力和断裂伸长率等三个方面内容。弹性模量一般用于纯理论分析，天津工业大学博七论文第一章研究的目的和意义变形回复能力的测试又比较繁琐，所以工厂常常用断裂伸长率间接地表示纤维或单纱的弹性。1 2 预测技术研究现状纺织原料纤维的性质及纺纱工艺参数对纱线性能有着很大的影响。众所周知，预测技术是质鼍管理的高级手段之一乜”。如果能够根据原料的品质指标和机器工艺参数对纱线质量进行预报，完成纱线的虚拟) j l - r ，并判断纱线质量是否满足后道工序的要求，就可以避免纺制小样产生的时间延误和原料浪费，并能大大提高纺织企业对市场的反应速度。纺纱质量预报能高效的为企业实旎快速反应战略提供保障。1 2 1 y a r n s p e c 预测技术1 2 1 1 预测技术简介澳毛品质指标诸如细度、细度离散、长度、长度离散、卷曲率、纤维强度、强度离散、草杂含量、断裂位置及百分率等对成纱强度和断裂伸长的影响，国内定性的描述比较多，而具体的量化的描述相对比较少。澳大利亚羊毛检测局a w t a ( a u s t r a l i a nw o o lt e s t i n ga u t h o f i t y ) 和澳大利亚联邦科学与工业研究组织c s i r o ( c o m m o n w e a l t hs c i e n t i f i ca n di n d u s t r i a lr e s e a r c ho r g a n i s a t i o n ) 在多年来对澳毛性能进行客观评价和客观检验的研究和测试基础上，于2 0 世纪8 0 年代率先开发出以多元线性回归统计技术为基础的“t e a m ”公式( t r i a l se v a l u a t i n ga d d i t i o n a lm e 龇e m e m ) 用来预测毛条加工性能和质量，1 9 8 5 年又改进完善为t e 删一2 公式，并在世界各国得到了较广泛的应用。在此基础上，澳大利亚c s i r 0 开发出澳毛条加工质量预测系统和纺纱质量预测系统( t o p s p e c 和y a r n s p e c ) ，其中y a m s p e c 是针对西欧等几个厂家的先进生产设备、先进的生产管理条件下完成的，被构想为最理想状态下的加工水平模型，也就是说，它预测的是一个世界先进的毛纺工厂，在指定的纺纱条件下，使用特定的毛条纺出给定纱线所能达到的纱线质量水准和纺纱性能。y a r n s p e c 是在进行广泛理论模拟和大规模纺纱实验的基础上研制发展出来的，数据来源于意大利、德国、日本等地的先进毛纺厂所进行的工业实验。这一模型在用于某一特定厂家时，必须进行模型修正才能得以准确使用。理想模型在一些欧洲厂家得到应用，预测值与实测值的拟合优度判定系数r 2 即预测精度据介绍分别为：细纱条干不匀率和千米细节数9 5 左右，细纱千米粗节数、单纱强度及伸长8 5 左右，细纱断头率6 0 左右。澳大利亚新近的研究表明，这些预测技术还需进一步通过工业试验和毛纤维性能的精细研究，可进一步完善预测技术m ”。纱线质量和纺纱性能主要取决于羊毛纤维的品质，所以可以利用纤维品质对它们2天津工业大学博士论文第一章研究的目的和意义进行预测，y a m s p e e 提高了对羊毛加工性能的预测能力，对于闭环质量控制系统来说，它是一个有效的质量控制工具。可以促使工厂不断改进生产，减少成本和避免操作中不必要的损失。y a m s p e c 纺纱预测模型显示，纤维品质之间的关系非常重要。不同的纤维品质之间可以进行互换。这样，工厂就可以以最低的成本价格，选择最合适的毛条来满足生产的需要。以下是y a r n s p e c 互换关系的一个总结：( 1 ) 直径变异系数c v d 与直径d直径变异系数c v d 变化5 个百分点即5 ，大约等价于平均直径d 改变l | i m 。也就是说。就纱线质量、纺纱性能和织物质量而言，个直径为2 0 微米，直径变异系数为2 5 的毛条与一个直径为2 l 微米，直径变异系数为2 0 的毛条是可以互换的。( 2 ) 豪特长度与平均直径就纱线不匀率而言，豪特长度增加2 5 咖的效果，大致等价于平均直径降低l m的效果。也就是说，用增加2 5 嘞豪特长度改善纱线的均匀度和减少lum 的纤维平均直径是等效的。纱线强度和纺纱方面，1 0 m 豪特长度等效于lpm 直径。换句话说，当给定纱线线密度，豪特长度增加l o m 和平均直径降低1um 对二者的影响是等效的。( 3 ) 束纤维强力与豪特长度对于纱线强度和纺纱而言，1 0 的束纤维强力等效于6 9l i m l 的豪特长度。也就是说，束纤维强力减少l o 个百分点和豪特长度减少约1 0 嘞对纺纱的影响差不多。1 2 ，1 。2y a r n s p e c 程序操作简介该程序是根据毛条的性质和纺纱工艺参数对纱线性质和纺纱过程进行预测。是针对纯毛精纺的数据处理。程序需要毛条性质，例如必须输入平均纤维直径和平均纤维长度等数据。如果得到纤维直径分布( s i r o l a n - - l a s e r s c a n 或o f d a ) 和纤维束强( s i r o l a n - - t e n s o r ) 数据，则可显著增加预测精确度。程序还需要输入纱线的有关参数，例如支数( 或特数) 和捻度。程序能预测纱线不匀度、纱线强度、千米粗节与细节和纺纱断头率。该预测系统是纺纱厂质量控制的有效工具。它可以对产品质量是否达到设计指标作出快速显示。对未达标的产品，质量管理人员可以对其原因进行调查分析。对工厂实测数据与预测数据的比较可以使管理人员对本厂产品的质量水准有一个清楚的意识。应用该预测系统工厂可以对产品质量有一个快速反馈。比较对照工厂实测数据与预测数据是种有效的科研手段它有利于质量管理人员探讨如何去改进产品质量。预报程序并不保证某一种羊毛一定适用于某种特殊的场合。因为产品对用毛还有3天津- 业大学博士论文第一章研究的目的和意义其它的要求。例如：低深色纤维含量，某种特殊的颜色，或无草杂。它同样难以预报某些加工失误，例如：不良的洗毛或使用不正确的和毛油。然而，它对某些情况能事先提出警告，例如：某种羊毛不适合生产某一产品，或产品质量未达到设计指标。该程序能在i b m p c a t 微处理机上在w i n d o m s 下运行。y a r n s p e c l 1 0 版本是1 9 9 5年投入使用的，现己经升级到4 1 l 版本。在此期间，数据的预测精度和程序的功能得到提高改善。该程序是以w i n d 0 w s 为基础的，故可以通过双击界面图标进行启动。每一步操作可通过鼠标进行选择，也可通过使用t a b 键下拉菜单或按a l t + t a b 键进入菜单，或使用菜单显示的专用键。进入命令菜单时，在上标行会显示出授权使用人的姓名。该界面一直作为背景保留着。用户的命令菜单存在在顶行里：f i l e 菜单用作文档的保存、恢复和打印；d a t a 菜单用作输入纱线、羊毛和加工过程的数据，并作出预报：m i l l 菜单用作实测纱线数据的键入( 将来该菜单可以设置为企业专用，例如选择不同的加工路线加工设备加工配置) ；o p t i o n 菜单可使操作者做如下选择：单纱或股纱、特殊的纱线测试条件( 速度) ，纤维束强，钢丝圈系统；a b o u ty a r n s p e c 菜单提供所有权使用版权的具体信息；h e l p 菜单提供在线帮助。f i l e 菜单含有五个功能：o p e n 一查看保存的数据库；i m p o r t 一读取最近保存的数据；s a v ea s 一对当前数据进行文档保存；p r i n t 一对现行数据进行打印( 在设定打印机上) ；e x i t 一退出程序。d a t a 菜单具有五个功能：b l e n d 一输入用于混批的多个羊毛品种的数据；w o o l 一输入羊毛( 毛条) 的数据；r n 一输入所纺纱线的支数和捻度；p r o c e s s 一输入加工过程的详细数据；p r e d i c t 一给出预测数据。m i l l 菜单具有一个功能：m e a s u r e m e n t s - - 输入工厂纱线及纺纱断头率测试数据，其目的为了与预测数据进4天津工业大学博士论文第一章研究的目的和意义行比较。( 用户能从这里输入纱线批号，该标记将在打印单子的上方显示) 。o p t i o n s 菜单能使用户作如下选择：s i n g l eo n l y ( 仅测单纱) 或t w of o l d ( 既测单纱又测股纱) ：t e s ts p e e d ( 纱线强力和断裂伸长测试速度) ：用户可选择除默认设定速度5 米分以外的测试速度。f i b e rt e n a c i t y ( 纤维柬强) ：用户可选择设定值、计算值或测量值( 从s i r o l a n t e n s o r 得到) 。c a l i b r a t i o n ( t e n s o r 校准系数) ：t e n s o r 仪器之间存在一定的差异，个自有其特定的校准系数。该系数可在此输入。t r a v e l l e r ( 钢丝圈) ：设定的钢丝圈体系是欧洲系统。用户可选择不同的体系或者建立起自己的专用体系。( 1 ) 毛条纤维性质对单一毛条，可以通过选择w o o l ( 羊毛) 来输入毛条纤维性质。对混条的情况，可选择b l e n d ( 混条) 来输入每一个成份的纤维性能和混合百分比。当选择混条时，程序会计算混合后的纤维直径、c d ( d ) ( 纤维直径不匀率) 、纤维平均长度和c v ( h ) ( 纤维长度不匀率) 。计算值不是很精确的，但对于通常的混条情况精度己足够了。要得到更精确的数值，必须使用l a s e r s c a n ( 激光纤维直径检测仪) 和a l m e t e r ( 纤维长度分布仪) 对混条后的样品进行检测。混条的纤维束强必须通过对混条后纤维样品的测试得到。目前，y a r n s p e c 预测系统不需要知道短纤含量，因此也未进行计算。当选择混条( b l e n d ) 时，需要知道每个成份的混合百分比和它们各自的纤维性质。当一种成分的性质输入后，用户按n e x t ( 下一步) 键，直到输入所有成分的纤维性质。然后选o k ( 完成) 项，程序返回到主菜单。计算得到的混条值自动输入羊毛性质表。通过按w o o l ( 羊毛) 键对数值进行查看。对于混条过程，由b l e n d ( 混条) 来指明，它自动进入d e s c r i p t i o n ( 解释) 项。在输入所有成份的纤维性质后。用户也可以不选0 k 项而选择w o o l ( 羊毛) 项，程序则直接自动进入羊毛纤维性质表。在输入所有成份的纤维性质后，用户可以按c a n c e l ( 退出) 键程序能立刻退出并返回主菜单而不对混条数据进行计算。如果要查看以前输入的混条成分，按p r e v i o u s ( 以前) 项。如果混条成分没有达到1 0 0 的总量或纤维性质超出许可选择范围，程序会给出错误提示的信息。选择w o o l 菜单，用户可以由此输入羊毛参数。各个参数都有设定数值( 将来这些数值可以改变，以适合于某个特殊的毛纺厂的使用) w o o ll o t 羊毛批号：毛纺厂对该批毛条设定的号码；d e s c r i p t i o n 解释：该批毛条的其它附加信息；天津f 业大学博士论文第一章研究的目的和意义f i b r ed i a m e t e r 纤维直径( 肿) ：纤维平均直径：c v ( d ) ：纤维直径分布率；h a u t e u r 纤维平均长度( 嘞) ：由a l m e t e r ( 纤维长度分布仪) ；c v ( h ) ：纤维长度分布( 目前预报公式里还没有使用) ；s h o r tf i b r ec o n t e n t s 短纤维率( 2 6 岬) ，预测的准确性尚未得到验证。目前，纤维长度不匀率c v ( h ) 和短纤含量对预测数值不产生影响。束纤维强度可以通过s i r o l a n - - t e n s o r 仪得到。经验表明，使用由t e n s o r 仪测得的束强，可以显著提高纱线强度，断裂伸长和纺纱断头预报的精度。如果没有实测束强值，程序则采用设定值。束纤维强度的设定值是1 0 5 1 c n t e x 。最近的实验结果显示，纤维卷曲对纱线质量和纺纱性仅有微弱影响。一般地讲，高卷盐率会使纱线不匀度、纱线强力和纺纱性能略为变差。毛条染色和防缩处理对纱线质量和纺纱性能有很大的影响。条染的情况选择“d y e d ”；防缩处理的则选择“s h r i n k p r o o f e d ”。在这两种情况下，纤维束强要采用染色和防缩处理后毛条的测量值。( 2 ) 纱线参数选择y a r n ( 纱线) 项，有两个子项目：s i n g l e ( 单纱) 和t w o f o l d ( 股纱) 。只有先在o p t i o n 菜单下选择t w o - - f o l d 项，才能在这里输入股纱参数。若选择股纱，必须先将单纱的性质输入。在s i n g l e 项里，纱线的线密度可用公制支数( n m ) 或特数g k m ( t e x ) 。一个数据的输入会导致其它数据的重新计算。同样，捻度可以用公制捻系数或每米的捻回数。一个数据输入后，按e n t e r 键或t a b 键，或用鼠标指着一个新的项目或0 k 。如改变纱线特数或支数，程序重新计算公制捻系数，并假定每米的捻回数不变。如果用户仅仅需要对单纱进行预报，则可在o p t i o n ( 选项) 项里选择s i n g l e s 。6天津工业大学博士论文第一章研究的目的和意义在这种情况下，不需要输入股纱的参数，也不会有股纱的预测数据显示。如果选择了t w o f o l d 则股纱的数据箱会显示出来。和单纱不同的是，股纱的支数或特数不能改变，因为它是由单纱支数和股纱捻度决定的。目前，程序假定股纱的捻回方向与单纱的捻回方向相反。( 3 ) 加工工艺参数选p r o c e s s ( 加工) 项，屏幕上会显示所要的数据。用户须知道毛条是否经过复精梳。这是y a r n s p e c 目前要求的唯一的非纺纱设备的加工参数( 除了染色和防缩整理) ，以便对预测效果进行调整。y a r n s p e c 目前要求四个细纱纺纱工艺参数：牵伸、钢领直径( 毫米) 、车速( 转分) 和钢丝圈型号。钢丝圈的选择取决于理想的纱线张力，该张力不能太小以防止气圈的崩溃，但又不能太大避免引起不必要的断头。所推荐的钢丝圈主要取决于纱线号数，但也与纺纱工艺有关。( 4 ) 预测选择p r e d i c t ( 预测) 项目用户可以看到预测值。无论何时用户退出w o o l ( 羊毛) 、y a r n ( 纱线) 、或者p r o c e s s ( 加工过程) 项，不管p r e d i c t ( 预报) 项是否选用过，预测体系会根据