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1、第三章 织物工艺CAD系统第三章 织物工艺CAD系统本章重点知识点： 1纺纱工艺CAD系统的设计思想及一些基本模型。 2织物规格CAD系统的设计方法及常用的计算公式。 3不同原料的纺纱及织造工艺路线。本章主要讲述棉纺、毛纺及制丝工艺CAD和织物规格CAD的设计原理、结构组成、模块分类及其软、硬件环境、辅助设备等。通过分析其系统构成、信息模型、数据流程等了解纺纱及制丝工艺CAD与织物规格CAD技术的关键环节及其主要技术模型，从而掌握纺纱及制丝工艺CAD与织物规格CAD的主要内容和技术关键。第一节 棉纺工艺CAD系统棉纺织工业是我国重要的传统工业之一。近年来，为适应世界经济环境的变化以及与现代科学
2、技术相结合，国家提出了以信息化带动工业化、以信息化来武装传统产业的方针政策。在这方面，棉纺织生产首先较早地与计算机CAD技术相结合，形成了多个比较健全的软件系统，这些系统有的小而精，如计算机辅助配棉系统；有的大而全，如棉纺工艺计算机辅助设计系统等。它们的使用有效地改善了在棉纺生产中进行产品设计和质量管理的方法和手段，增加了产品的品种，加快了产品的开发周期，稳定了产品的质量，促进了棉纺织企业的信息化建设。一、 计算机辅助配棉系统1配棉的目的和选配原则（1）目的：配棉就是对不同唛头的原棉在生产之前进行原料的选择和搭配。即在生产之前，对不同品种、等级、性能和价格的原料进行选择，并按一定比例搭配组成混
3、合原料，以满足特定最终产品的要求。纤维的主要性质，如线密度、长度、强度、含杂等，随着纤维的品种、产地、生产条件、加工方法等的不同而有较大的差异，但特定品种的最终产品性质，应该长期稳定、基本不变。因此在纺织生产中，应选择多种原料搭配使用，充分发挥每一成分各自的特点，以达到取长补短，保证最终产品质量，稳定生产过程，降低制造成本的目的。（2）选配原则：在进行原料选配的过程中，应遵循以下原则：满足最终产品的特征和品质要求：要求工艺设计人员在原料选配之前应充分了解最终产品的特性及其对纱线的要求。稳定生产，提高劳动生产率：在选择原料时应考虑保证正常生产，即在选择原料时，应避免使用那些线密度、长度等性质差别
4、较大的原料，否则会造成生产加工困难，同时产品质量无法保证，降低了劳动生产率。降低生产成本：在能够保证最终的产品质量的前提下，在原料的选配过程中，尽可能地使用那些成本较低的原料。2传统配棉的思想方法传统配棉由配棉工程师针对某一纱线品种从数百种原棉唛头中选择合适的原棉唛头并确定混纺比，可以简称为分类排队法，如图3-1所示。图中，A、B、C三类为一次配棉过程中所选用的不同品质的原棉，它们之间存在着较大的质量差异；脚码 1、2、3代表某一类原棉中品质接近的原棉（注意：A、B、C三类原棉的脚码并不完全对应相同），它们之间的质量差异较小，以便接替使用；、代表了各次配棉操作，用虚线将每一次配棉及其所使用的原
5、料分隔开。虽然所使用的原料不完全相同，但必须保证加工出来的纱线质量要接近；否则将会给同批产品带来很大的质量波动。这项工作面广量大，需要依赖比较丰富的实践经验。A1 A1 A2 B1 B2 B3 C1 C1 C1 A类B类C类图3-1 配棉的分类排队示意图3计算机辅助配棉系统功能（1）原理：计算机辅助配棉系统应用人工智能模拟全过程，即通过对成纱质量进行科学预测，再根据分类排队的思想，利用计算机对原料进行筛选，使生产出来的纱线质量接近均匀稳定，从而保证同批产品质量的稳定。并对库存原棉进行全面管理，提供准确的库存数据，保证了自动配棉的顺利完成。（2） 系统构成及主要功能：系统主要包含3个子系统，即用
6、户管理、原棉库存管理、自动配棉子系统，其功能结构图如图3-2所示。计算机配棉管理系统用户管理原棉库存管理自动配棉原棉入库参数输入原棉自动出库管理查询库存原棉的信息修改库存原棉的信息选择接替棉配棉生成配棉单配棉单的查询 图3-2 计算机配棉管理系统功能结构图4系统的数据库设计系统采用MS SQL Server 2000进行数据库表的设计，所涉及的数据库表包括原棉库存表、进出库表、配棉表、接批差异表、原棉物理指标表等。主要表的结构设计如下：（1）原棉库存信息表：包括的字段有厂批、品级、产地、入厂日期、单价、包重、包数、长度、细度、含杂率、短绒率、均匀度、主体长度、可用包数、锁定包数等。（2）原棉物
7、理指标表：包括的字段有厂批、品质长度、主体长度、短绒、成熟度、细度、棉杂、疵点、强度、均匀度等。（3）配棉表：包括的字段有：配棉期数、纱支、厂批、配棉百分率、每天使用量、使用天数等。5. 系统的实现从前面系统的功能结构图可以看出，“自动配棉”是该软件系统的核心部分。其主界面设计如图3-3所示。（1） 配棉表的管理：如图中“1”所示区域。配棉表的管理，是通过配棉结构树来管理的。配棉表主界面启动后，数据库里的数据自动加入结构树，一级结点代表配棉的纱支，二级结点代表配棉期数，两者结合作为配棉表的唯一标识。应用此方法的优点是直观，便于管理，可进行新纱支的添加，配棉表的删除、添加。添加配棉表的方法是：根
8、据上一期的配棉表，复制一份新的配棉表加入到数据库，用户对新的配棉表进行配棉操作，这样在不改动原配棉表的基础上，生成新的配棉表，可以提高用户的设计速度。图3-3 配棉管理系统主窗体123 （2）配棉过程：产生下一期配棉表 查找断批棉 选择接替棉 确定配棉用量 库存有效性验证 计算配棉表中混合成分的物理指标 确定启用日及天数 锁定配棉表。由于新一期配棉表是在上一期配棉表的基础上产生的，因此上一期配棉表中的库存量为零的棉批，为本期配棉的断批棉；如果配棉表中没有断批棉，则继续使用上期配棉方案。如果出现断批棉，系统将提示用户进行接替棉的选择。 图3-4 接替棉指标条件及排序图3-5 接替棉查询结果 选择
9、接替棉的界面如图3-4和3-5所示。首先，用户可以自己制定接替棉质量指标条件及排列的先后顺序，然后根据这些条件筛选出符合条件的接替棉。完成接替棉的选择后，即可生成新一期的配棉表。根据表中各原料成分所占的比例，计算出混合成分的物理指标。该物理指标与同纱支的上一期配棉表的结果进行比较，可以计算出差异率。如果某些指标差异较大时，可以考虑增加原料品种已进行局部性能的改善，目的在于获得稳定、连续的产品质量。综上所述，“自动配棉”是该软件系统的核心。它除了能够完成最基本的配棉功能外，还可以实现配棉查询、按用户定义的要求添加、更换棉批的功能。配棉查询主要便于用户查询历史配棉表；按用户定义的要求添加、更换棉批
10、便于工艺设计人员根据产品要求的适当变动，及时、快速、小范围调整原料。自动配棉子系统的主窗体上还提供了原料的使用信息，这些信息与原棉库存管理子系统紧密联结，可以使用户及时了解原料的使用和库存情况，并按照系统的提示及时选择同一产品的接替棉，并据此给出准确的原料采购建议。二、 棉纺工艺CAD系统棉纺产品具有批量、工艺流程相对固定，但工艺参数的计算相对复杂、繁琐的特点，因此，棉纺产品的设计特别适合利用计算机来进行辅助设计。棉纺工艺CAD系统适应棉纺厂的需求，简化工艺技术，优化设计方案，降低产品的设计成本。因此该系统不仅能够提高棉纺厂工艺设计的效率，适应纺织品小批量、多品种的特点，而且满足速度快、能够准
11、确翻改品种、提高产品竞争力的要求。1棉型纺纱工艺系统棉型纺纱系统根据原料品质和成纱的质量要求可以分为粗梳、精梳和废纺纺纱3种子系统。（1） 粗梳纺纱系统：棉型粗梳纺纱系统在棉纺中的应用最为广泛，一般用于纺制粗、中特纱，用来织造普通织物。其工艺过程如下：原棉原料选配开清棉梳棉并条(12道)粗纱细纱后加工棉型纱线（2）精梳纺纱系统：精梳系统用以纺制高档棉纱和特种用纱。加工棉纤维时，如果对产品质量要求较高，那么就有必要在梳棉之后并条之前，加入精梳准备和精梳工序，目的在于进一步去除一定长度以下的短纤维和细微杂质，使纤维获得进一步的平行伸直，从而使成纱结构更加均匀、光洁，满足高档制品对纱的要求。其工艺流
12、程如下：原棉原料选配开清棉梳棉精梳准备精梳并条(13道)粗纱细纱后加工精梳棉纱（3）废纺纺纱系统：为了充分使用原料、降低成本，将纺织生产中产生的一些废料通过废纺系统来加工价格低廉的粗特棉纱。如果在纺纱时采用非环锭纺纱加工设备，如转杯纺、摩擦纺、喷气纺等，上述的以环锭纺为前提的粗梳、精梳加工系统工艺流程都会发生一定的变化。2系统的设计宗旨及主要功能（1）设计宗旨：该系统是以棉纺厂精梳、粗梳纺纱工艺为主线，根据不同厂家所纺纱号和采用的机型以及棉纺生产的经验，分析并计算出每道工序的工艺参数（如牵伸倍数、罗拉加压、隔距等），并提供质量分析，从而达到优化工艺、降低成本、提高产品质量和经济效益的目的。（2
13、）主要功能：根据上面提出的宗旨，棉纺工艺CAD系统需要实现的主要功能就是帮助企业产品设计人员进行棉纺工艺设计，能够按要求完成产品数据的录入、产品工艺的选择、各工序的数据配置以及产品数据、工艺数据的及时存贮与提取、产品工艺信息的查询与修改，同时能够按照要求方便迅速地打印出各道工序的工艺单，便于各车间进行生产管理。所设计的系统功能模块如图3-6所示。棉纺工艺CAD系统用户数据添加用户数据删除用户数据修改系统用户管理产品工艺设计产品信息录入工艺流程选择工艺目录树生成那嘎各工艺参数设计工艺报表生成清花梳棉预并条条卷精梳并条粗纱细纱捻线并线络筒气流纺质量统计管理统计数据录入统计数据编辑统计报表生成配棉单
14、管理配棉数据录入配棉数据编辑配棉报表生成 图3-6 棉纺工艺CAD系统功能模块结构图3数据库的设计在对系统进行功能结构设计，划分和构建系统功能模块的同时，还要对系统的数据库进行设计，主要是对数据库结构进行设计。在本系统中，使用SQL Server 2000 进行后台数据库的设计，设计出各个数据库表，包括系统用户数据表、产品数据表、各分工艺参数表和报表数据表。其中，系统用户数据表用于保存系统用户的账户信息；产品数据表是用于保存产品的加工工艺流程的数据信息；分工艺参数表用于保存某一具体产品工艺流程中各分工序的工艺参数等；报表数据表用于暂存要打印的某产品的工艺参数，可以根据用户的需求以一定的格式将数
15、据打印输出。例如各个数据表名称和结构分别建立如下：（1）系统用户数据表，用于保存系统用户的帐户信息，包括字段有：用户名、密码、类别，其中用户名是主键；（2）产品数据表，用于保存产品数据及工艺流程信息，包括的字段有：工艺代号、产品名称、号数、拈向、拈系数、公定回潮率、开清棉、梳棉、预并条、条卷、精梳、头道并条、二道并条、三道并条、粗纱、细纱、络筒纱、并纱、拈线、络筒线、摇纱、气流纺等，其中工艺代码为主键。（3）开清棉数据表，用于保存开清棉工艺序的数据信息。根据设备的不同而有所不同，这里包括的字段有：工艺代号、机型、干重、湿重、回潮率、特数、重量牵伸、机械牵伸等。（4）梳棉数据表、预并条数据表、条
16、卷数据表、精梳数据表、并条数据表、粗纱数据表、细纱数据表、络筒数据表、并纱数据表、拈线数据表、摇纱数据表、气流纺数据表等表的结构开清棉数据表类似，在此就不再一一说明。（5）预存数据表（报表），用于暂存要打印的工艺数据，其将以标签式报表的形式打印出各个分工艺的数据记录。其字段包括名称项和数据值； 需要说明的是产品数据表及各分工艺参数表在进行设计时，要充分考虑企业的设备选型情况，各道工艺设计需先确定设备型号，然后根据设备才能进行工艺参数的设计。以上设计的表结构，是在设备确定为某一型号后确定的，仅作设计的参考。除了系统用户数据表以外，剩下的表均可以通过产品的“工艺代号”这个主键联系起来，便于用户和工
17、艺设计人员掌握关于某个产品的所有生产加工信息。同时，产品数据表中的内容可以视所加工的产品的具体情况选择填写，即选择所需要的工艺过程；开清棉数据表的内容是选择开清棉工序后，必须填写的该工序的工艺信息。只有当各个工序的工艺信息全部收集后，才能形成加工产品的工艺报表。4系统的实现棉纺工艺CAD系统由系统用户管理、产品工艺设计、质量统计管理、配棉单管理四个主要模块组成。下面就产品工艺设计及质量统计管理模块介绍其实现过程。（1）产品工艺设计：这部分的功能主要包括产品基本信息的录入和工艺流程的选择、分工艺参数的设计及修改、工艺单的生成及打印、工艺单的查询等。现分别介绍如下：产品基本信息的录入和工艺流程的选
18、择。产品基本信息的录入和工艺流程的选择如图3-7所示，首先需要输入产品的基本信息，如产品名称、号数、拈向、拈系数、公定回潮率等；然后根据产品要求，用鼠标在界面上选择合适的工艺流程即可，轻松方便；图3-7 棉纺工艺CAD系统主界面目录树的形成和各道工艺的设计。如图3-7所示，选择完工艺流程，点击确定，就会自动在窗体的左边产生工艺流程目录树，然后在工艺流程目录树上，选择各道工艺进行工艺参数的设计。如图3-8所示，由于棉纺产品的各道工艺参数有很多是相似和相同，可以从数据库中选择一个与该工艺最相近的工艺，然后通过“另存”按钮保存成为本道工艺的工艺参数，还可以通过“修改”、“确定”按钮来修改工艺参数，所
19、有工艺参数之间的计算由系统自动完成，既高效，同时也避免人为错误。 图3-8 精梳工艺设计界面 图3-9 精梳工艺的工艺单工艺单的自动生成、打印功能。按照上述设计好某道工艺之后，按下“打印”按钮，就可以预览并打印本道工序的工艺单，如图3-9所示，方便高效。工艺单的查询功能。在任何一个子界面的下方都有一个查询入口，可以根据通过产品名称和工艺代号进行查询，查询的结果将显示在界面中，供用户浏览与修改。（2）质量统计管理：该模块可以对纺纱过程中各道工序的半制品、成品进行质量分析，向用户提供所纺纱号的各种质量情况。该模块主要分3个子模块：技术要求：各种棉型设备所纺单纱的技术指标和各工序工艺对半制品的技术要
20、求。纱疵：采用棉型设备纺纱时常见的纱疵的分类和特征以及产生的主要原因和防止方法，例如不匀率等。试纺质量：在利用该系统工艺辅助设计时，棉纺厂要做试纺工作，试纺中可以得到许多实验数据，在与技术指标和技术要求进行比较后，可以分析出所纺纱线的质量情况。在试纺中，如发现纱疵等质量问题，该子模块还能结合生产经验和理论分析，分析出属于原料、设备、工艺、操作、空调等那一方面的原因，然后提出改进方案。如属于工艺方面，马上可做动态修改，反馈到工艺计算中去，重新调整并进一步完善纺纱工艺，提高产品质量。这套棉纺工艺CAD系统在设计完成后，经过不断的测试和完善，目前功能全面、实用，运行稳定，在棉纺企业的产品设计中能够满
21、足快速高效的要求。第二节 毛纺工艺CAD系统虽然计算机技术与毛纺行业的结合相对棉纺较晚，但也已经起步。特别是近年来，计算机软件已在毛纺织行业开始得到了较好的发展。根据毛纺行业对贸易、生产管理和产品质量控制的需求，国内外的相关专家已经研制开发出了一些先进、适用的CAD技术。一、 计算机辅助配毛软件1. 计算机辅助配毛软件的开发背景在毛条制造阶段，有一种软件正在日益受到国内毛条生产厂商的关注，这就是我国毛纺行业的科研人员自行研制开发出的配毛软件系统。目前我国的毛纺企业基本上都是依靠人工配毛。由于配毛分析过程非常复杂，人工配毛很难达到选配出的合批毛既满足众多质量指标的要求、又保证原料价格最低的要求，
22、影响了企业产品质量和经济效益的提高。国外虽早有类似的计算机软件，但价格昂贵，有些方面还不适合我国企业的使用习惯。因此国内科研人员结合中国毛纺企业实际而开发了“毛条之星”这个软件系统，即Topstar计算机配毛与毛条加工信息管理系统，该软件适合从原毛采购、洗毛到毛条生产管理的全过程。既适合原毛贸易机构，又适合洗毛、毛条加工企业使用。它不仅是一套专业的配毛工具软件，还是一套先进的洗毛、毛条加工信息管理系统。2.Topstar系统的主要功能Topstar系统功能结构如图3-10所示。其主要功能有：图3-10 Topstar系统功能结构图（1）合批原毛的选配在采购羊毛或加工毛条时，可优化合批毛的选配，
23、在众多的牧场批中，按最佳比例选出合适的牧场批次，使得组成的合批毛综合指标既能满足用户对合批毛的各项指标要求，又能使合批毛的原料成本最低。 （2）洗毛配毛（洗毛分组）由于受到洗毛机洗毛能力的制约，洗毛前要对合批原毛进行分组。该软件可以按用户要求对原毛进行分组洗毛，使各分组原毛的平均指标与合批毛指标尽可能相同和相近，以便保证产品毛条质量的稳定连续。（3）合批原毛综合指标计算软件提供了合批羊毛的细度、细度离散、长度、长度离散、毛丛强度、头部断裂率、中部断裂率、毛基、洗净率、草基等的计算。其计算结果与澳大利亚羊毛合批检测证书提供的数据完全一致。 （4）原毛价格分析对于未知价格的原毛，软件提供了价格分析
24、功能，以便在配毛和企业成本分析时参考使用。 （5）毛条质量预测与分析根据所使用原料的各项性能指标和毛条质量预测公式TEAM公式，预测出按照所用原料进行生产将要获得的毛条的质量情况。（6）原毛出入库管理在“洗毛分组”的基础上，对入库的和将要出库的原料进行管理，便于产品设计人员及时了解库存情况，并据此调整产品。（7）毛条加工过程信息管理可以预测出每一个加工批次的毛条质量，同时可以记录实际生产获得的毛条质量，并且把它们相比较，用以校验一个生产企业在某段时间和某种设备状况下，使用TEAM公式进行毛条质量预测时应当采用的合理的修正系数。利用Topstar软件系统可以使毛纺企业在原毛采购、加工时有效地提高
25、配毛的科学性和准确性，做到合理使用原料，降低原料成本。同时在毛条加工过程中，有利于获得连续稳定的毛条质量，降低生产成本，提高企业的经济效益和生产管理水平。二、精纺毛纱工艺CAD系统1 毛型纺纱工艺流程毛型纺纱系统根据产品要求及加工工艺的不同，主要分粗梳毛纺、精梳毛纺两种系统。（1） 粗梳毛纺系统粗梳毛纺的工序少、流程短，其纺纱工艺过程如下：原毛初步加工和毛加油粗纺梳毛细纱后加工粗纺毛纱粗纺毛纱的主要特点是线密度较大（50500tex），成纱内部纤维的伸直平行度及整齐程度较差，纱线表面还有毛茸。经过缩绒等后整理工序的处理后，使呢面织物具有毛绒感。（2） 精梳毛纺系统精梳毛纱一般较细，对纱的条干、
26、强力等要求较高，因而对原料的细度、长度及其均匀度的要求也较高，其纺纱工艺过程如下：原毛初步加工毛条制造（条染复精梳）前纺工程后纺工程精纺毛纱由于精梳毛纺系统的工序多、流程长，因此在上面的流程中只列出了各个阶段的名称，每一阶段的详细过程还可以进一步展开。例如，条染复精梳过程的工艺流程如下：精梳毛条松团装筒染色脱水复洗混条（14道）针梳精梳条筒针梳末道针梳有色毛条2 系统的设计及主要功能本系统的设计主要针对精梳毛纺系统。鉴于目前在许多毛精纺企业中，为了进一步提高劳动生产率和产品质量，毛条已经成为外购产品，为此，精纺呢绒CAD系统也以精梳毛条为原料来开始后面的生产加工，即系统的设计包括条染复精梳和纺
27、纱部分。（1） 条染复精梳工艺设计条染工艺的设计主要根据总工艺中对不同原料投料量、颜色、纱线、织物品质的要求，进行原料种类、投料、染色、头混、二混、头针、二针、精梳、三针、末针工艺的选择，最后得到条染工艺的工艺单。条染复精梳工艺设计的程序流程图如3-11所示。 原料品质要求的录入设计条染工艺流程的设计混条工艺的设计头针、二针工艺的设计条染工艺单的自动生成精梳工艺的设计三针、末针工艺的设计图3-11 条染复精梳工艺设计流程图这部分的设计主要有：原料品质要求的录入设计：根据来样分析或创新设计中对原料的要求，选择不同原料，按照混纺百分比进行投料。此部分的主要功能实现对不同原料品质指标的录入、编辑与存
28、储。不同原料的品质指标一般包括：原料名称、支别、平均细度、离散细度、平均长度、离散长度、主体长度、长度基数、短毛含量、最长纤维、条重、草屑、毛粒、毛片、重量不匀、色毛、含油率、丙纶丝、回潮等参数的录入。条染工艺流程及混条工艺的设计：这部分主要包括工艺流程的选择，要求从头混、二混、头针、二针、精梳、三针、末针等工艺流程中根据产品的不同要求选择不同的工艺流程。然后根据工艺流程的不同选择每道工艺的工艺参数；头混、二混工艺的工艺参数根据设备的不同而有所不同，一般应包括：机器型号、并合根数、喂入重量、出条重量、牵伸倍数、隔距、油水比、加油水量、压力、车速等，在这些参数中，喂入重量、出条重量、牵伸倍数三者
29、之间，两两互求。并且前一道工艺的出条重量是后一道工艺的喂入重量，程序界面如图3-12所示。图3-12 毛条制造工艺流程选择程序界面条染工艺中头针、二针工艺的设计：主要完成头针、二针工艺参数的设计，设计参数与设计方法与混条工艺相似。条染工艺中精梳工艺的设计：主要完成精梳工序中参数的设计与计算，除了机器型号、并合根数、喂入重量、出条重量、牵伸倍数、隔距、油水比、加油水量、压力、车速以外，一般还包括喂入牙、张力牙、搭接牙、拔取长度、拔取角度、针板号数、定长等。条染工艺中三针、末针工艺的设计：主要根据工艺要求完成三针、末针工艺参数的设计，设计内容与方法与头针、二针工艺相似。条染工艺单的自动生成：按照企
30、业的工艺单模式，把上述填写及计算的工艺参数填入到工艺单中，从而完成工艺单的自动生成，如图3-13所示。图3-13 毛条制造工艺设计单（2） 纺纱工艺设计纺纱工艺的设计主要根据总工艺中不同的纱批，按照要求纺成所需的纱线，供织造工序生产出所设计的织物。一般要经过头混、二混、头针、二针、三针、末针、粗纱、细纱、络筒、并线、倍捻等工序，最后得到纺纱工艺的工艺单。纺纱工艺设计的程序流程图如图3-14所示。纺纱工艺流程的设计头混、二混工艺设计头针、二针工艺设计三针、末针工艺设计纺纱工艺工艺单的自动生成粗纱及细纱工艺设计络筒工艺设计并线及倍捻工艺设计图3-14 纺纱工艺的程序流程图这部分的主要设计有：纺纱工
31、艺流程及头混的设计：这部分主要包括工艺流程的选择，要求从头混、二混、头针、二针、三针、末针、粗纱、细纱、络筒、并线、倍捻等工艺流程中根据纱线的不同要求选择不同的工艺流程，然后根据工艺流程的不同选择每道工序的工艺参数。头混工艺参数的设计随企业所选择的设备不同而不同，一般包括：机器型号、并合根数、牵伸倍数、条重、牵伸牙、张力牙、隔距、加压、针板号数、前罗拉线速度、和毛油名称、油水比、计划用油量、每分钟加油量等参数。其中并合根数、牵伸倍数、条重是可以两两互求的。并且前一道工艺的条重是后一道工艺的喂入重量。二混、头针工艺的设计：这部分主要完成二道混条工艺的工艺参数设计；头道针梳工艺设计，设计方法与设计
32、内容与头混工艺相似。二针、三针、末针工艺的设计：这部分主要完成二道针梳工艺的工艺参数设计；三道针梳工艺的设计；末道针梳工艺参数设计，它们的设计方法与设计内容与头针工艺相似。粗纱、细纱工艺的设计；这部分主要完成粗纱工艺参数的设计，根据设备型号，工艺参数一般包括：机器型号、并合根数、牵伸倍数、条重、牵伸牙、张力牙、隔距、加压、针板号数、前罗拉线速度等；进行细纱工艺参数的设计，同样根据设备的不同而不同，一般包括：机器型号、试重、干重、牵伸倍数、捻度、捻向、钢丝钩号数、隔距块的颜色、钢板牙、隔距、牵伸牙、捻度牙、车速。络筒、并线、倍捻工艺的设计：这部分主要完成络筒工艺参数的设计，包括：机器型号、毛粒个
33、数、长粗节长度、长粗节直径、短粗节长度、短粗节直径、细节长度、细节直径、络筒张力、车速等；并线工艺参数的设计，包括机器型号、车速等；倍捻工艺参数的设计，包括：机器型号、张力圈、试重、捻度、捻向、超喂牙、车速等。纺纱工艺单的自动生成：按照企业的工艺单模式，把上述填写及计算的工艺参数填入到工艺单中，从而完成工艺单的自动生成，如图3-15所示。图3-15 自动生成的纺纱工艺设计单综上所述，精纺毛纱CAD系统按照产品的要求，主要完成条染复精梳部分和纺纱部分的工艺设计和计算，并生成相应的工艺单，生产出所需要的产品。但需要指出的是，本书介绍的纺纱工艺CAD系统，包括前面的棉纺工艺CAD系统只是根据某一具体
34、企业的设备情况而开发的，不同的企业由于其在设备选型上存在不同，所以纺纱工艺CAD系统一般很难通用。这需要开发人员在系统开发过程中，紧密结合企业的具体情况，特别是设备的选型情况进行开发，只有这样才能真正开发出实用的纺纱工艺CAD系统。同时也希望纺织企业在进行纺纱工艺CAD系统的选型时，要充分结合企业的具体情况，只有这样，才能充分发挥纺纱工艺CAD系统的效能。三、智能化纺纱工艺CAD系统简介纺织产品具有工艺过程长，各类工艺因所用原料不同而不同，同时为得到不同性能和质量指标的最终制品所采用的加工方法也有差别。而传统的工艺设计方法工作量大，工艺变更频繁，而且很难对工艺过程进行预测和控制，严重影响着产品
35、的交货期和质量的稳定性。纺纱工艺的设计工作需要长期生产实践，从而拥有大量的工艺经验和实验数据，一般的新手很难胜任这些工作。智能化纺纱工艺CAD系统的开发，能够使纺纱工艺的设计工作变得更加容易，便于用户更快更方便地进行工艺的设计。1系统的基本结构及基本思想织物工艺设计智能化模型（Textile Process Intelligent Design Model ，WTPIDM） ，通过基于案例（Case based Reasoning，CBR） 和基于规则的推理（Rule based Reasoning，RBR）以及人工神经网络（Artificial Neural Networks， ANN）等关
36、键技术的引入，不仅可以显著地提高系统的整体智能化水平，而且便于企业的推广应用。模型基本结构由知识库、推理机和用户接口组成，如图3-16所示。图3-16 TPIDM系统模型知识获取系统通过与领域专家直接交互，收集整理领域专家的知识，将其转化为系统的内部表示形式，并存放到知识库中；推理机根据用户的问题求解要求和所提供的初始数据，运用知识库中的知识对问题进行求解，并将产生的结果通过用户接口反馈给用户。毛纺产品的工艺设计往往要经历大量的工艺试验，对多种工艺方案进行择优。这种情况使得具体工艺知识的规则化提取非常困难，引入基于案例的推理(CBR)，通过建立案例库存储各种产品风格条件下的最优事例，对解决工艺
37、设计中存在的规则冲突与组合爆炸问题无疑是十分有利的；但由于产品风格的多样性，多数情况下只能找到近似适用的工艺案例，因而需要对已有工艺案例作必要的调整；通过人工神经网络(ANN) 技术对调整后的参数进行质量预测分析，从而使工艺方案优化；同时考虑到工艺实践的复杂性，WTPIDM通过基于规则推理(RBR),知识化工艺补偿策略，解决实际生产过程中的各种质量问题，以确保工艺方案的可操作性。2TPIDM的特点具有求解问题所需的专门知识。这种专门知识包括2类，一类是应用领域的基本原理、常识，另一类是领域专家求解问题的经验知识。具有使用专门知识的符号推理能力。TPIDM用各种符号结构表达领域相关的知识和信息，
38、并由适当的推理机制加以存取和使用。具有自学习和更新知识的能力。TPIDM 中知识库与推理机构相分离，系统知识库可以不断得到扩充、更新和升级。 3系统的开发与实施 “毛纺织品智能化工艺辅助设计系统”以美国微软公司先进的.Net环境为技术平台，前台采用C #和ASP. NET语言；后台以微软公司SQL Server 2000数据库为支撑，因有完全的浏览器风格，系统不仅简单易用，更便于维护与升级。系统实施过程如下：建立工艺知识库，通过知识获取系统将企业以往历史工艺案例数据包括产品风格特征、工艺设计、产品测试等信息分门别类地整理汇总加入相应的知识库中。工艺推理,新产品开发时，以先检索后设计为原则，通过
39、CBR 工艺推理，查询相似工艺。质量预测，针对新产品的技术要求和风格特征,对工艺参数进行调整；用ANN 工具加以预测分析，产生较为理想的工艺设计文件。毛纺织品智能化工艺辅助设计系统不仅减轻了技术人员的工作强度，更重要的是在缩短新产品开发周期的同时，避免了大量重复性工艺试验，从而降低了新产品开发的成本，增强了毛纺织企业的市场反应能力。智能化纺纱工艺CAD系统的开发是纺纱工艺CAD系统的一个重要的发展方向。第三节 制丝工艺CAD系统 制丝是将蚕茧经混茧、剥茧、选茧、煮茧、缫丝、复摇整理等工艺处理抽成生丝的工艺过程。传统的制丝工艺设计存在着工作量大，重复性工作多，计算复杂等特点。近年来，随着计算机技
40、术向传统工业渗透，给传统的制丝工业注入了生机和希望；尤其CAD技术的引入，改变了制丝工艺设计的传统思维方式和计算方法，带来了一场制丝业的技术革命。制丝工艺计算机辅助设计系统又称SRTCAD系统（Silk Reeling Technology Computer Aided Design），是利用计算机的快速、准确、程序化、集成化等技术辅助制丝工艺设计，并结合计算机软件的前沿技术，开发出的自动化、智能化、集成化的CAD软件。 制丝工艺设计主要由拼庄设计、生丝纤度设计、等级设计、产量设计、缫折设计、给茧机工艺设计、经济效益预测设计等方面组成。制丝工艺计算机辅助设计（STRCAD）利用数据库知识、优化
41、设计知识等计算机专业技术完成上述工艺的计算机辅助设计。一、STRCAD设计原理以制丝工艺设计规范、用户资源和设计目标值为依据，通过获取工艺设计知识库、标准件库中的知识，建立系统“工艺模型”，进行方案的设计和优化，将用户选定的优化设计方案进行试缫验证、决定设计、设计考核，建立并完善专家库，修正知识库中的相应参数，并将考核方案的所有数据分别放入方案和数据回收站中，完成设计方案的全部工作。简单的STRCAD系统要完成以下三个方面：（1）录入煮茧缫丝的工艺数据；录入剥、选茧调查数据；录入切剖调查数据；录入解舒茧调查数据；录入清洁洁净万米吊数；录入纤度特征数据；录入茧幅调查数据（2）通过知识库、专家库的
42、决策参考及优化选择设计规格纤度及丝片成型方法，制定出自动缫工艺单，主要生产技术指标、主要工艺技术指标、给茧机工艺单、索绪机工艺单、理绪机工艺单、分离机工艺单等。（3） 显示给用户主要技术指标及各工序工艺单。二、系统的主要功能STRCAD 系统功能丰富、界面友好、操作简单、使用方便，其主要功能如下： （1）系统全面适用于立缫和自动缫的工艺设计。 （2）系统提供用户可维护的数据词典；保证数据的交换规范，并具有安全恢复、容错、纠错功能。 （3）采用GUI图形接口技术及SQL数据规范，实现全中文图文界面的集成工作环境；用户可在设计单元交互访问系统顶部及底部功能模块。 （4）采用面向对象的开放性设计，用
43、户可以动态维护知识库、标准件库中的参数。 （5）采用无关性设计，系统内核设计与外部设备完全独立；（6）根据用户资源、用户目标值、知识库、标准件库，实现初步设计方案的全组合设计，并具有对设计方案综合评价和复合优化过滤的功能，使用户能方便、快捷地获取最佳设计方案。方案的经济效益预视功能，提高了方案选择的指导性；(7)提供纤度特征值的综合管理功能； （8）系统在线帮助，向用户提供当前使用状态的全中文帮助及主题的检索； （9）系统建立的数据回收站，实现了用户对各设计的单元中单庄和方案数据的回收和回送； （10）专家库的建立使系统具有自动补偿、修正知识库中相应数据参数的能力； （11）系统具有统一的输入
44、、输出方式，输入方式除提供浏览和数据管理交互功能外，还提供数据词典。三种输入方式分别为屏幕预视、打印机、磁盘文件。三、基于Windows的自动缫丝CAD系统设计思路 由于制丝工艺设计是丝绸生产中关键的环节，而计算机具有运算速度快、信息存储量达、记忆功能强、可靠性高等特点。而随着Windows操作系统的普及，人们已不习惯DOS平台，而更看好Windows的强大功能和易用性，因而开发出基于Windows下的制丝工艺CAD迫在眉睫。在SRTCAD的设计中，对工艺设计的各个步骤，尽量采用两个表，分别存放原始数据和计算结果，需用时从表中调出，以避免经常性的计算和占用过多的内存。同时，设计一个菜单系统，给
45、用户最大的控制权。系统流程图见图3-17。工艺设计结果数据表报 表打印报表纤度设计结果等级设计结果产量设计结果缫折设计结果给茧机参数设计结果剥选计算结果茧幅计算结果切剖计算结果丝胶溶失计算结果茧丝纤度计算结果解舒计算结果清洁洁净计算结果茧季别表单设计参数数据剥选调查数据茧幅调查数据切剖调查数据丝胶溶失及含胶茧丝纤度数据解舒调查数据清洁洁净数据庄口茧信息系 统是否清空数据库空数据库 图3-17 系统流程图四、系统设计过程1概述系统设计采用自顶向下，逐级细化的方法。利用Visual FoxPro的项目管理器首先建立一个名为“自动缫CAD”的项目，然后在项目数据项中新建一个数据库，在数据库中建立15
46、个表，分别用于存放各项原始调查数据和计算结果。在文档项中建立所需的表单和需打印的报表，在代码中建立系统所需的13个运算程序，在其他项中建立系统所使用的菜单，最后建立一个主程序。程序编译成可执行文件后，首先运行的是主程序，即安装表单、菜单，开始事件循环，接收用户操作，直到退出系统。2具体过程（1）新建名为“自动缫CAD系统”的项目，在项目中建立名为“制丝工艺数据库”的数据库。并建立下列数据表：在数据库中建立庄口茧信息数据表。字段有：庄口名称、茧季别、茧量、品种、茧色、茧形、整齐程度、缩皱、产地。此表字段全为字符型，除了茧季别字段外，其它字段均未涉及计算，只用于最后报表打印，它们由用户输入。而茧季别字段值由用户在涉及的表单中选择，系统自动写入表中。在数据库中建立剥选调查数据表和剥选计算结果表。剥选调查数据表有如下字段：茧批信息、供试毛茧、上茧、次茧、茧衣、千克茧数量、平均粒茧重g、下茧、双宫茧、口茧、黄班茧、柴印茧、薄皮茧、绵茧、血茧、其他次茧，其中除茧批信息为字符型字段用于标记信息，不参与计算外，其它字段皆作为原始数据参与计算。此表用于存储剥选调查原始数据，由用户输入。剥选计算结果表有如下