基于灰色关联分析的缝纫针号预测.pdf

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1、第2 7 卷第1 1 期 2 0 0 6 年1 1 月 纺织学报 J o u m 8 lo f7 r e x t i l eR e s e 啪h V 0 1 2 7 N o v N o 1 l 2 0 0 6 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 l 【2 0 0 6 ) 1 1 0 1 0 6 一0 4 基于灰色关联分析的缝纫针号预测 董英，张渭源 ( 东华大学服装学院，上海2 0 0 0 5 1 ) 摘要将灰色系统理论应用于服装缝纫加工参数缝纫针号的预测。选择4 5 块常用的服装面料，在K E s 测试仪 上进行面料力学性能的测试。不同面料所用的缝针由服装厂的技师根据经验选择并通过实际缝制

2、实验验证。利 用面料的力学性能指标和缝纫针号问的灰色关联分析，按照关联度的高低对建模数据进行筛选，以关联度在0 9 0 以上的参数建立缝纫针号的优化灰色预测模型G M ( S P ) 。与未经灰色关联分析的全参数预测模型G M ( A P ) 比较，优 化灰色模型的预测精度有明显提高，说明其应用是有效的。模型的相对误差为5 6 1 。 关键词灰色关联；G M ( 1 ，) 模型；K E s 测试；缝纫针号 中图分类号：7 I S 9 4 1 5 6 2文献标识码：A P r e d i c t i o nm o d dO fs e w i n gn e e m es i z eb a s e

3、do ng r e yr e l e V a n ta n a l y s i s D O N GY i n g ，Z H A N GW e i - y u a I l ( 胁 幻n 胁i 蚴e ，D o ，l 曲龇孤讹m 毋，舶础i2 0 0 0 5 1 ，吼讹) A b 蛐嗡c tT h ep r e d i c t i o nm o d e lo fs e 稍n gn e e d l es i z ew a sd e v e l o p e db yu s i n gg m ys y s t e mt h e o r y 4 5k i n d s “ d i 骼r e n tf a b

4、r i c sw e r es e l e c t e d 肌dt h e i rm e c h a I l i c a lp r o p e n i e sw e r em e 踮u r e d b yK E Si n s t r u m e n t T h es i z e “ s e w i n gn e e d l ef o re a c hk i n do f 印p a r e lf 如r i c sw 鹏c h o s e nb y 山ee x p e r i e n c e dt e c h n i c i a n si nag a n e n t f a c t o r y a

5、 n ds e 访n ge x p e r i I n e n tw a sc o n d u c t e df o rc o i m ：l i n gi t sc o n e c t I l e s s G r e yr e l e v a n c yb e t w e e nf a b r i cm e c h a l l i c a l p I D p e I t yi n d e x e sa n ds e w i n gn e e d l es i z ew a sa n d I y z e da n dt h ep 锄m e t e r sw e r es c I e e n e

6、da n ds e l e c t e db a s e do n t h ed e g r e eo f1 1 e l e v a n c yf o rp r e d i c t i o nI n o d e l T h ep r e c i s i o no ft h em o d e ld e V e I 叩e do nt h ep a m m e t e r sw i t ht h e r e l e v a I l td e g r e em o r et h a n0 9 0w a ss u p e r i o rt ot l l a to na l lp a r a n l e

7、t e r s T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea p p l i c a t i o n o fg r e yr e l e v a n ta n a 王y s i sw a sv a l i d T h ea v e r 暑唔ee r r o rw a s5 6 l K e yw o r d sg r e yr e l e v 趾t ；G M ( 1 ，) m o d e l ；K E Sm e a s u r e m e n t ；s e w i n gn e e d l es i z e 在服装生产过程中，缝纫工艺参数的选择，如缝 针针

8、号、针距、缝纫线种类，大都是靠服装厂技术人 员的经验，由手感和目测决定。本文根据面料的力 学性能指标，应用灰色系统理论，对不同面料的缝针 针号进行预测，以期为传统经验值的应用提供科学 的依据。 1 实验 1 1测试样品 采集4 5 块常用面料1 I ，成分包含涤纶、腈纶、 棉、亚麻、粘胶等，组织结构有平纹、斜纹和缎纹，具 体参数见表1 。 1 2实验方法 面料的力学性能测试在K E s 测试仪上进行，分 经向和纬向。分别测试拉伸、压缩、弯曲、剪切、表面 性能等5 个指标怛j 。具体有经向剪切刚度G ，纬向 剪切刚度G ：，经向剪切滞后矩2 们。，纬向剪切滞后 矩2 日G ：，经向剪切滞后矩2

9、朋5 。，纬向剪切滞后矩 2 册5 ：，经向弯曲刚度B 。，纬向弯曲刚度日：，经向弯 曲滞后矩2 册。，纬向弯曲滞后矩2 册：，经向弯曲滞 后矩2 册5 。，纬向弯曲滞后矩2 肋5 ：，经向拉伸曲线 线性度L r ，经向拉伸比功形r 。，经向拉伸功回复率 R 丁。，经向最大拉伸应变率删丁，经向拉伸回 收稿日期：2 0 0 6 一O l 一2 0 修回日期：2 0 0 6 一0 6 0 5 作者简介：董英( 1 9 7 7 一) ，女，博士生。主要研究方向为服装缝纫性能、服装舒适性等。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDF

10、WatermarkR to remove the watermark 第1 l 期董英等：基于灰色关联分析的缝纫针号预测 【1 0 7 】 表1 面料的基本结构参数 复比功胛。7 ，压缩曲线线性度三C ，压缩回复功耽， 压缩功回复率R c ，织物厚度死，最大压缩应变率 删C ，经向平均摩擦因数删。，纬向平均摩擦因数 M 彤。，经向摩擦因数平均差不匀率删D 。 不同面料的缝纫针号由服装加工厂的技术人员 根据生产经验，并通过实际缝纫对所设定的参数进 行验证，说明选择的针号满足实际生产要求。缝针 的针尖选择普通型圆形针尖。 2 灰色关联分析 2 1 灰色关联分析步骤 对面料的力学性能与服装的缝纫针号

11、之间的关 联进行分析。本文根据灰色关联分析b 1 的思想，对 各项指标与缝纫针号的关联度进行比较。 设针号为系统特征行为序列，记为y 。： E ( _ | ) I 七= 1 ，2 ，n ，面料力学性能指标为系 统相关因素行为序列，记为置= 置( 南) l 尼= 1 ，2 ， ，n ，其中i = 1 ，2 ，m 。 1 ) 计算各序列的均值像，记为y ，。和x 7 。 2 ) 系统相关因素序列与各特征行为序列的差序 列i = ( 。( 1 ) ，。( 2 ) ，i ( n ) ) ，即 ；( 而) = I ) ，7 i ( 后) 一z 7 ；( 七) I ( 1 ) 3 ) 两级最大差与最小差

12、肘= m a xm a x ；( 后) ( 2 ) i m = m i nm i n i ( 尼) ( 3 ) 4 ) 第，个相关因素序列第矗个观测值与第i 个 行为特征序列第J | 个观测值间的关联系数 以( 尼) 一 竺丛 一。( 七) + 泓 其中S 为分辨系数，本文取亭= 0 5 。 5 ) 计算灰色关联度 砾：去奎砾( 忍) ( 4 ) 砾2i 荟砾( 忍) ( 4 ) 2 2 灰色关联分析结果 根据灰色关联分析理论和计算过程，得到针号 与面料力学性能参数问的灰色关联度，如表2 所示。 表征面料基本性能的指标面密度和风格指标悬垂系 数也作为面料的基本性能参数参与分析。从表2 可 以看

13、出，与服装缝纫针号关系比较密切的指标是面 料的拉伸、压缩、表面性能及面料的面密度和悬垂系 数。其中最密切因素是悬垂系数，其次是拉伸功回 复率，再次是拉伸曲线线性度。可见面料的弹性回 复能力对平面面料加工成立体服装缝纫过程中针号 的选择起着决定性作用。这一分析结果与传统经验 相符合。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【1 0 8 】纺织学报第2 7 卷 表2 面料力学性能指标与服装缝纫针号间灰色关联度 相关因素 嚣 相关因素 嚣 G 1 ，( c N

14、 ( c m ( 。) ) _ 1 ) 0 8 6 19 R r i ，0 9 4 94 G 2 ，( c N ( c m ( 。) ) 。1 ) 0 8 6 34删r l ，0 9 1 34 2 瞄l ，( c N c m 一1 ) O 8 1 57 胛l ，( c N c m c m 一2 ) O 8 8 98 2 肌2 ，( c N c m 一1 ) O 8 l O4上CO 9 2 1l 2 z 心5 1 ，( c N c m 一1 ) O 8 5 48 耽，( c N c m c m 一2 )0 8 7 45 2 f G 5 2 ，( c N c m “) O 8 5 34R C ，O

15、 9 3 27 B l ，( c N c m 2 c m “) 0 8 6 03，m0 9 0 04 日2 ，( c N c m 2 c m 一1 ) O 8 4 7OE 纪0 9 2 09 2 册l ，( c N c m 。1 ) 0 8 0 55肘Z 仉0 9 2 45 2 册2 ，( c N c m c m 一1 ) O 8 2 4O肼U 2 O 9 2 62 5 2 册5 l ，( c N c m c m 一1 ) O 8 0 99 肘 1O 8 5 86 2 豆8 5 2 ( c N c m c m 一1 ) 0 8 2 0O 面密度，( g m - 2 ) 0 9 1 78 L 乃

16、 O 9 4 71悬垂系数D ，0 9 5 15 聊1 l ，( c N c m 一2 ) 0 8 8 56 3 预测针号G M ( 1 ，) 模型 3 1 模型建立 选取与针号关联度在0 9 0 以上的面料性能参 数共1 1 项，建立针号灰色模型G M ( 1 ，) 。G M ( 1 ，J I ，) 模型建立的步骤如下。 1 ) 序列无量纲化：设置= ( 戈i ( 1 ) ，戈；( 2 ) ， 戈i ( n ) ) 为因素置的行为序列，D 。为均值化算子，且 “南) d ：掣 ( 5 ) n i 置= 寺菇i ( 后) ( 6 ) 2 ) 1 A G o 生成算子：设x m = ( 算o (

17、 1 ) ， 菇o ( 2 ) ，戈o ( n ) ) 为因素置的行为序列，D ：为 一次累加生成算子( 记为1 A G 0 ) ，其中 I 石( I | ) d = y 戈o ( i ) ，( | | = l ，2 ，n ) ( 7 ) 酉 3 ) 紧邻均值生成序列：设序列x = ( x ( 1 ) ， 石( 2 ) ，搿( n ) ) ，紧邻均值生成数为 彳( 矗) = 0 5 算( 后) + O 5 省( 后一1 )( 8 ) 4 ) 灰色模型G M ( 1 ，) 的建立：设l ，：们= ( y ：( 1 ) ，l ( 2 ) ，) ， ( n ) ) 为系统特征数据系 列，而 x 粤=

18、 ( 戈譬( 1 ) ，戈妒( 2 ) ，戈翟( n ) ) 为相关因素序列，x ：”为x ：的1 A G o 序列( i = 1 ， 2 ，J 7 、，) ，巧”为E 的1 一A G 0 序列，z ：D 为y ：n 的紧邻均值生成序列，记 丑= y = 一z ：”( 2 )菇：”( 2 ) 一石：1 ) ( 3 )并 1 ) ( 3 ) 一z ：1 ) ( n )戈：1 ) ( 厅) ) ，( 0 ) ( 2 ) y ：( 3 ) ： y ( 0 ) ( n ) 戈：( 2 ) 菇譬( 3 ) 戈2 ( n ) 则，：0 ) ( 而) + hl | ) = 6 ；戈乳l | )( 9 ) 为

19、G M ( 1 ，) 模型。其中口称为系统发展系数；6 ； 称为驱动系数，o 。= ，6 。，6 ：，6 7 称为参数 列。参数列的最小二乘估计满足 口o = ( 日B ) - 1 曰y ( 1 0 ) G M ( 1 ，) 模型的近似时间响应式为 刑( J | + 1 ) = ( ，乳1 ) 一丢塞坩( 1 ) ) e 一十 1 _ l v 吉6 z 菇乳而+ 1 ) ( 1 1 累减还原式为 ”( _ j + 1 ) = 多；”( 克+ 1 ) 一多：”( 忌)( 1 2 ) 十：掣三2 乏鞫 y ：1 0 9 叫 0 9 7 36 由式( 1 0 ) 得到模型的系统发展系数。和系统驱动

20、、， )n ) ( n ( 菇 ： 茹 ， ， ，、，、， 2 2 L，L 0 O 2 菇 菇 、J、， l l ，L，L O O 2 * 茹 ，L，L = = 0 Ol 2 X X 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 1 期董英等：基于灰色关联分析的缝纫针号预测【1 0 9 】 系数6 。，如表3 所示。 表3 针号G M ( 1 。j v ) 模型的系统发展系数和系统驱动系数 模型系数数值 模型系数数值 口1 2 7 l8 6 2 1 0 1

21、 1 44 6 1 3一O 1 8 27 6 丝 0 5 3 53 6 1 5 O 2 3 69 6 2 3 O 3 5 1l 6 1 6 O 1 2 34 6 2 4 0 1 4 92 6 1 8 O 1 7 58 6 2 5 一O 4 5 84 6 一0 0 2 56 6 2 6 O 5 0 2O 根据式( 1 1 ) 得到模型的近似时间响应式为 多：1 ( J | + 1 ) = ( o 9 1 42 一丁_ 乏；T 1 ( 一o 1 8 27 石譬 ( 后+ 1 ) + + o 5 0 2o 戈墓( 忌+ 1 ) ) ) e 一1 ”18 + r _ 乏等r 百( 一o 1 8 27

22、菇：；e + i _ 丽L u 1 葛z 菇i 3 ( 后+ 1 ) + + o 5 0 2o 菇篡( 七+ 1 ) ) 由G M ( 1 ，J 7 、r ) 模型的近似时间响应式和3 6 。 4 5 。面料的1 A G o 序列，可得针号预测值的均值像 一次累加算子，经累减还原，得到针号预测值的均值 像，如表4 所示。 表4 针号G 】( 1 ，) 模型预测值的均值像 面料编号预测值面料缩号预测值 3 6 0O 8 8 974 1 0 9 3 97 3 7oO 9 8 584 2 o 1 1 8 74 3 8 。1 1 4 lO4 3 1 0 3 51 3 9 。1 1 0 644 4 。1

23、 3 0 72 4 0 o O 9 8 134 5 o 0 9 6 83 将针号预测值作均值像还原，与实际针号比较。 利用平均相来表示模型的误差。误差检查表如表5 所示。 表5 针号G M ( 1 ，) 模型预测值误差检查表 从表5 的预测结果来看，模型达到较高的预测 精度。其中，相对误差在5 以下的预测值个数为 7 个，占7 0 。4 0 、4 3 和4 54 面料的预测相对误差 在1 以下。最大相对误差为2 1 9 5 ，偏高。模型 的平均相对误差为5 6 l 。 与全部面料性能指标参与建模的灰色模型进行 比较。将全参数灰色模型简称为G M ( A P ) ，经过灰 色关联分析后的优化灰色

24、模型简称为G M ( S P ) 。 G M ( A P ) 模型的平均相对误差为1 0 8 1 。相对误 差在5 以下的预测值仅为4 个。图1 为G M ( A P ) 与G M ( S P ) 模型预测面料的相对误差对比图。 图1针号G M ( 1 。) 模型相对误差对比图 从图1 中可以直观地看出，针号G M ( s P ) 模型比 G M ( A P ) 模型的相对误差减小。从最大误差来看， C M ( A P ) 模型为3 4 6 7 ，G M ( s P ) 模型下降为 2 1 9 5 。说明用灰色关联度进行相关因素的筛选 是有效的。 4 结论 将灰色系统理论应用于预测不同面料使用

25、的缝 纫针号，建立了针号G M ( 1 ，) 预测模型。通过对针 号和各项面料性能指标的关联分析对建模的参数进 行筛选，预测结果显示精度有明显提高。证明灰色 关联度的应用有效。对模型的正态性、方差齐性和 均值进行检验，在显著水平d 为0 0 1 条件下模型服 从正态分布，预测样本方差和均值与实际样本的方 差和均值无显著差别，模型为合格模型。 参考文献： 1 董英基于面料力学性能的服装缝纫工艺条件的预测 模型 D ： 博士论文 上海：东华大学，2 0 0 6 2 王府梅服装面料的性能设计 M 上海：中国纺织大 。学出版社，2 0 0 0 8 3 刘思峰，党耀国，方志耕灰色系统理论及其应用 M 第3 版北京：科学出版社，2 0 0 5 1 4 6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark