Разработка метода автоматизированного анализа и проектирование групп полотен льняного ассортимента

Перспективы текстильной и легкой промышленности Российской Федерации отражены в ряде концепций, разработанных как государственными ведомствами, так и отдельными организациями и специалистами. В основном, в них обосновывается необходимость сохранения отрасли для обеспечения нужд государства и насыщения своей продукцией внутреннего и внешнего рынка посредством льгот различного направления. Но все эти концепции не дают ответа на вопрос, выживут ли конкретные предприятия в условиях рынка.

Из-за низкой платежеспособности населения и высоких цен на отечественную продукцию на рубеже 90-х годов резко упал товарооборот, что позволило конкурентам с Запада и Юго-Востока наводнить наш рынок, как правило, низкокачественной продукцией, продаваемой практически по демпинговым ценам.

В настоящее время более 70% продукции текстильной и легкой промышленности завозится в Россию из-за рубежа, что может повлечь за собой угрозу национальной безопасности в случае обострения международной ситуации. Поэтому сегодня подьем и развитие текстильного производства и в частности, возрождение льняного комплекса России и связанного с ним производства льняных тканей стали наиболее актуальными.

Конкурентноспособность продукции текстильных предприятий в современных условиях обеспечивается оперативной сменой ассортимента, а также выпуском тканей с заданными структурными и физико-механическими свойствами. К настоящему времени в России и за рубежом разработан ряд систем автоматизированного проектирования, при использовании которых дессинатор имеет возможность в короткий срок рассмотреть различные варианты тканей, спроектированных из имеющегося сырья и выбрать наиболее выгрдный для предприятия вариант с учетом пожелании заказчика.

Среди методов автоматизированного проектирования тканей следует выделить проектирование по заданным параметрам. Применение данного метода позволяет сократить время разработки новой ткани с заданными структурными или физико-механическим параметрами. Однако, анализ существующих методов автоматизированного проектирования тканей показал, что в большинстве своем они предназначены для проектирования хлопчатобумажных, синтетических или шерстяных тканей и не могут быть применены для льняного ассортимента.

Качественное проектирование новых тканей может быть обеспечено только при наличии определенной информации о подобных тканях, причем параметры, несущие эту информацию, должны наиболее точно характеризовать структуру ткани.

Проведенный анализ существующих методов исследования структурных параметров ткани показал, что нет способа «который бы в полной мере удовлетворял современным требованиям, а именно, был неразрушающим, оперативным, точным, предоставляющим полную информацию о ткани, экономичным и экологически безопасным. Развитие компьютерной техники способствует созданию новых автоматизированных систем анализа, удовлетворяющих упомянутым требованиям, и дает возможность повысить качество проектирования ткани льняного ассортимента.

Актуальность темы

диссертационной работы заключается в том, что она направлена на совершенствование метода анализа структуры ткани с использованием компьютерной техники для последующего проектирования льняных тканей рациональных структур.

— б.

Перспективная цель работы заключается в обеспечении конкурентноспособности текстильных предприятий за счет оперативной смены ассортимента тканей, которая достигается введением современных компьютерных технологий в проектирование ткани.

Целью настоящей работы является создание способа и методики автоматизированного анализа текстильного материала, результаты когорого применяются для проектирования льняных тканей.

Для достижения данной цели поставлены и решены следующие задачи:

— проанализировать и классифицировать существующие методы и способы анализа и проектирования тканей;

— определить требования, предъявляемые к современным способам анализа и разработать метод исследования структуры ткани, удовлетворяющий данным требованиям;

— разработать методику определения структурных параметров ткани новым методом;

— исследовать влияние ряда факторов на информативность компьютерных изображений ткани и сформулировать рекомендации для получения качественной исходной информации;

— выбрать и обосновать принципы диагностирования компьютерных изображений текстильного изделия, на основании которых разработать способ автоматизированного распознавания заданных элементов на изображении;

— провести лабораторные и производственные исследования по оценке точности и чувствительности созданного метода анализа структуры ткани;

— результаты анализа ткани применить для автоматизированного проектирования ткани льняного ассортимента.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

— разработан метод компьютерной фотограмметрии для анализа структурных параметров ткани, отличающийся тем, что стартовые точки определяются в автоматизированном режиме с учетом оптических свойств текстильного материала;

— обосновано применение шаблонно-пятенного и пошагового способов распознавания элементов ткани и предложен новый метод диагностирования текстильных изделий, позволяющий получить полную и точную исходную информацию;

— предложена методика построения компьютерной модели ткани, которая основана на анализе результатов исследований компьютерных изображений ткани с учетом геометрической теории строения ткани и частных особенностей выработки ее на станке;

— разработана оригинальная классификация методов и способов анализа ткани, позволяющая исследователю выбрать для анализа структурных параметров ткани тот способ, который соответствует информативным запросам и техническим возможностям исследователя.

В результате теоретических и экспериментальных исследований, разработан компьютерный метод анализа структурных параметров ткани и два способа распознавания компьютерных изображений ткани, техническая новизна которых подтверждена патентом N 2 131 605 от 29.04.98 г., и положительным решением на выдачу патента N Ш-99 111 448/12,заявленого 27.05.99 г. Для практического применения:

— разработаны алгоритм и программная реализация метода компьютерной фотограмметрии;

— сформулированы рекомендации для получения качественной исходной информации при анализе структурных параметров ткани;

— разработан алгоритм выдвижения гипотез при пошаговом способе распознавания и его программная реализация, которая используется.

— в для определения заданных элементов ткани при компьютерном исследовании.

Разработанный метод анализа позволяет, не разрушая, исследовать ткань на различных этапах ее формирования, дает полную и точную информацию о структуре ткани. Результаты анализа структуры ткани использованы для проектирования группы подобных тканей льняного ассортимента.

Результаты работы прошли производственную проверку в условиях ткацкого производства «Костромской Льняной Корпорации». По данным, полученным после компьютерного анализа, спроектирована и выработана льняная ткань рациональной структуры, что подтверждает работоспособность созданного метода.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературных источников и приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1.На основании аналитического обзора отечественных и зарубежных источников, посвященных методам и способам анализа и проектирования ткани, разработаны их классификационные схемы и определены требования, предъявляемые к современным способам анализа.

2.Предложен метод анализа структурных параметров тканикомпьютерная фотограмметрия, который позволяет производить компьютерное построение профиля нити, заработанной в ткань и рассчитывать некоторые параметры ткани, не разрушая ее при этом.

3. Разработаны алгоритм, программная реализация и методика анализа ткани компьютерной фотограмметрией с шаблонно-пятенным и пошаговым способами распознавания компьютерных изображений ткани.

4. Созданий алгоритм выдвижения гипотез при пошаговом распознавании изображений ткани, обеспечивает при анализе структуры ткани учет особенностей ее выработки, внесение корректив в процессе ее распознавания и формирование компьютерной модели ткани.

5.Для получения качественной исходной информации, выработан-ны рекомендации по выбору параметров освещения и технических характеристик компьютерной периферии.

6. Точность и чувствительность метода компьютерной фотограмметрии подтверждены результатами лабораторных и производственной проверок.

7. Разработаны алгоритм, программная реализация и методика автоматизированного проектирования подобных тканей по критерию равновесности с использованием результатов компьютерного анализа ткани.

8.По результатам компьютерного проектирования в условиях производства «Костромской льняной корпорации», выработан образец.

— 120 льняной ткани, структурные параметры которого подтвердили работоспособность предложенного метода проектирования.