Теоретические и практические аспекты автоматизированного анализа и проектирования льняных тканей

К= К+К,

где К - коэффициент отношения плотностей ткани по основе и утку (К=Р/Р); К- коэффициент отношения диаметров нитей основы и утка (К= d/ d). При этом авторами теории утверждалось, что, если К=2, то ткань будет иметь уравновешенную структуру и рациональный порядок фазы строения близкий к пятому. В настоящей работе экспериментально доказано, что К, как критерий рациональности структуры ткани по порядку фазы строения, применим только для тканей, выработанных из пряж со сходной жесткостью на изгиб. Для тканей, произведенных из пряж с отличающимися упругими свойствами, введен коэффициент отношения изгибной жесткости основной (Н) и уточной (Н) пряжи

К= Н/ Н

как дополнительное условие рациональности структуры ткани, позволяющее в сочетании с коэффициентом равновесности (К) прогнозировать и оценивать рациональность спроектированной структуры ткани. Разработаны практические рекомендации по комплексной оценке проектируемой ткани, которые не противоречат выдвинутым в работах Г.В. Степанова и В.Г. Степанова и дополняют их. Рекомендации используются для прогнозирования порядка фазы строения и оценки рациональности структуры на начальной стадии проектирования тканей в программе «Дистанционный анализ и проектирование льняных тканей с заданными показателями».

Проведена оценка работоспособности методологии автоматизированного проектирования ткани и созданного на ее основе программного обеспечения. Результаты программной реализации сравнивались со значениями параметров ткани, полученными инструментальными методами (табл.1).

Таблица 1 - Сравнение значений параметров ткани, полученных автоматизированным (числитель) и инструментальным (знаменатель) методом

Шестая глава посвящена описанию структуры и возможностей автоматизированной системы неразрушающего анализа и проектирования ткани.

Разработанное программное обеспечение «Автоматизированный структурный анализ пестроткани» и «Дистанционный анализ и проектирование льняных тканей с заданными показателями» интегрировано и представлено как система для комплексного исследования и проектирования ткани - САЕ-система «Проектирования льняных тканей», которая удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым к САПР ткани: многофункциональность, модульность, интегрируемость, мобильность, открытость, безопасность. Созданное программное обеспечение прошло апробацию и получило положительную оценку ООО «БКЛМ -Актив», ОАО КНИИЛП, ОАО «Шуйские ситцы» и внедрено на ОАО «Аманн АС».

Разработанный метод неразрушающего анализа в сочетании с САЕ-системой «Проектирование льняных тканей» может быть приравнен к эквивалентным методам исследования ткани на основании того, что, согласно ГОСТ 2.114-70, допускается устанавливать несколько эквивалентных методов или правил контроля параметров и свойств продукции. Для автоматизированного метода как эквивалентного метода контроля установлены: методики отбора проб, подготовки и проведения испытаний; требуемое оборудование и материалы; методы обработки результатов испытаний. Расчетная экономическая эффективность от применения только одного модуля САЕ-системы - автоматизированного анализа ткани составит 700 рублей на один образец ткани. Экономический эффект складывается из экономии: средств, затрачиваемых на ткань и ее производство для традиционных испытаний, средств на приобретение и обслуживание специального оборудования для проведения исследований традиционными методами, а также сокращения времени на проведение комплекса исследований ткани.

Основные результаты и выводы по работе

Анализ работ по неразрушающему исследованию и проектированию тканей льняного ассортимента выявил следующее:

-существующие неразрушающие методы исследования на сегодняшний день несовершенны и имеют ограниченное применение;

-большая часть методик проектирования разработана для тканей хлопчатобумажного ассортимента и непригодна для тканей, выработанных из льняных пряж;

-льняная отрасль в России менее всего оснащена современными системами автоматизированного проектирования ткани.

2. Предложена классификация неразрушающих методов исследования, позволяющая описать способы исследования различных материалов, в том числе и текстильных, учитывающая способы получения, обработки и содержание выходной информации;

Предложена концепция комплексного проектирования ткани льняного ассортимента с использованием информационных технологий и методов дискретной математики, позволяющая разрабатывать новую тканую структуру с учетом технического и технологического потенциала предприятия и требований заказчика.

На теоретико-множественной основе разработана теория автоматизированного проектирования ткани по заданным параметрам, где впервые предложено векторное представление тканей, позволяющее принимать оптимальное для заказчика и производителя решение.

Разработан новый метод формализованного представления процесса проектирования ткани, основанный на теоретико-множественных представлениях параметров тканей, позволяющий оперативно размещать заказ на предприятии.

Предложен новый метод автоматизированного проектирования ткани, отличающийся комплексным подходом к проектированию ткани, как по заданным параметрам, так и по прототипу ткани, учитывающий требования заказчика и возможности предприятия.

Разработана новая методология получения и исследования полноцветного изображения ткани, позволяющая в отличие от известных методов анализировать пестроткани, выработанные главными и мелкоузорчатыми переплетениями.

Созданы математические модели распределения яркости на полноцветном изображении ткани в среде цветовых пространств RGB, XYZ, Lab и модели, позволяющие прогнозировать высоту волны изгиба нитей по значениям яркости в опорных точках нитей на изображении ткани.

Для автоматизированного анализа параметров ткани предложены новые методики:

-идентификации параметров переплетения ткани, отличающуюся от известных тем, что в результате анализа цифрового изображения ткани строится матрица и модель визуального представления переплетения ткани, по которой определяются раппорт переплетения, величина сдвига, число пересечений систем нитей;

-расчета числа нитей в ткани, отличающаяся от известных тем, что число нитей в ткани определяется с учетом количества идентифицированных межниточных просветов, что позволяет упростить решение задачи определения числа нитей на цифровом изображении ткани;

-определения параметров внешнего оформления ткани, позволяющая строить цветную модель ткани и определять цветовой тон нитей в ткани, манер сновки и манер прокидки;

-выбора фурнитуры для ткани с учетом параметров ее структуры и внешнего оформления;

-определения параметров ткани, позволяющая вычислять: высоты волн изгиба нити, порядок фазы строения, максимальные плотности ткани, коэффициенты наполнения ткани, уработку нитей в ткани, линейное и поверхностное заполнение ткани, поверхностную плотность ткани.

Выполнен анализ взаимосвязей между параметрами ткани на различных этапах формирования, на основе которого прогнозируются изменения линейных размеров ткани после влажно-тепловой обработки, разрывной нагрузки полоски ткани, стойкости ткани к истиранию.

Разработано и создано новое программное обеспечение САЕ-система «Проектирование льняных тканей», которое позволяет:

-проводить неразрушающий анализ ткани, результаты которого используются, как для проектирования ткани по параметрам прототипа, так и для экспресс контроля параметров ткани;

-проектировать ткани с учетом требований заказчика и возможностей производителя;

-создавать новое внешнее оформление тканей и в соответствии с ним осуществлять выбор швейной фурнитуры.

Результаты работы прошли апробацию и получили положительную оценку в ЗАО КНИИЛП, ООО «БКЛМ-Актив» и внедрены в ОАО «Аманн -АС».

Публикации, отражающие содержание работы

Монография

1. Сокова Г.Г. Развитие теории практики проектирования льняных тканей: монография / Г.Г. Сокова; Костромской государственный технологический университет. -Кострома, 2007. - 123 с.

2. Статьи в журналах, включенных в список ВАК РФ

3. Сокова Г.Г. Методика построения профиля нити в ткани / Г.Г. Сокова., Н.В. Лустгартен // Текстильная промышленность. - 1999. - № 5. - с 17-19.

4. Сокова Г.Г. Анализ структурных параметров льняных и полульняных тканей методом компьютерной фотограмметрии / Г.Г. Сокова, Н.В. Лустгартен // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. - 1999. - № 1. - С. 34-36.

5. Сокова Г.Г. Влияние периода отлежки суровой ткани на потребительские усадки готовой ткани / Г.Г. Сокова // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. - 2005. - № 6.

6. Сокова Г.Г. Способ определения параметров переплетения при бесконтактном анализе структуры ткани / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина, А.В. Осипов, О.А.Канаева, М.А. Миронова // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. - 2006. - № 4С. - С. 65-67.

7. Сокова Г.Г. Бесконтактный метод структурного анализа однослойных тканей / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина // Научный альманах Спец. выпуск журн. «Текстильная промышленность». - 2006. - № 8. - С. 6-9.

8. Сокова Г.Г. Неразрушающий метод исследования тканей хроматических цветов / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина // Научный альманах Спец. выпуск журн. «Текстильная промышленность». -2007. - № 4.

9. Сокова Г.Г. Анализ структуры и возможностей САЕ-системы «Проектирование льняных тканей» / Г.Г. Сокова, И.В. Землякова, М.Ю. Трубецкой // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. - 2007. - № 6С.

10. Сокова Г. Г. Свойства умягченных льняных тканей / Г.Г. Сокова, Л.В. Чернышева, М.Н. Лаучинскас // Научный альманах Спец. выпуск журн. «Текстильная промышленность». -2008. - № 7-8.

11. Сокова Г.Г. Дистанционное исследование ткани как эквивалент стандартных методов определения ее показателей качества / Г.Г. Сокова // журн. «Стандарты и качество». - 2008. - № 3.

12. Сокова Г.Г. САЕ-система для неразрушающего анализа и проектирования тканей / Г.Г. Сокова // Межд. журн. «Программные продукты и системы». - 2007.-№ 6.

Статьи в других журналах

13. Сокова Г.Г. Исследование влияния заправочного натяжения основы на порядок фазы строения ткани // Вестник КГТУ. -Кострома: КГТУ, 2004. - №9.

14. Сокова Г.Г. К вопросу распознавания тканей хроматических цветов при бесконтактном структурном анализе / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина, А.В. Осипов, О.А.Канаева, М.А. Миронова // Вестник КГТУ. -Кострома: КГТУ, 2006. - №13.

15. Сокова Г.Г. Критерии рациональности структуры ткани / Г.Г. Сокова, С. И. Каргина // Вестник КГТУ. -Кострома: КГТУ, 2007. - №15.

16. Сокова Г.Г. Распознавание параметров переплетения ткани с использование формулы включений и исплючений / Г.Г. Сокова, И.В. Землякова, А.А. Музалевская // Вестник КГТУ. -Кострома: КГТУ, 2008. - №17.

17. Сокова Г.Г. Метод дистанционного определения показателей качества тканей / Г.Г. Сокова, И.В. Землякова, М.Ю. Трубецкой // Вестник КГУ. -Кострома: КГУ, 2007. - №1.

Патенты и свидетельства

18. Пат. RU 2131605 C1, 6G01N33/36. Бесконтактный способ анализа структуры ткани / Н.В. Лустгартен, Г.Г. Сокова, А.С. Сергеев - Опубл. 10.06.1999.

19. Пат. RU 99111448/12 С1 G01N33/36. Способ распознавания компьютерных изображений текстильных изделий / Сокова Г.Г., Магнитский Е.В., Лукоянов А.Л. - Опубл. 20.06.2000.

20. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2008610764. Автоматизированный структурный анализ пестроткани / А.А. Музалевская, Г.Г. Сокова - Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ, г. Москва, 14 февраля 2008 г.

21. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2008610765. Автоматизированный структурный анализ пестроткани / Г.Г. Сокова, М.Ю. Трубецкой - Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ, г. Москва, 14 февраля 2008 г.

Статьи в сборниках научных трудов

22. Сокова Г.Г. Исследование структуры льносодержащих тканей / Г.Г. Сокова, Е.В. Малова, А.Н. Королева, И.А. Нестерова // Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях: Сборник трудов. -Кострома: КГТУ, 2004.

23. Сокова Г.Г. Исследование изменения линейных размеров суровой льносодержащей ткани в период отлежки / Г.Г. Сокова, И.В. Червякова, Г.А. Савелова // Сборник научных трудов молодых ученых КГТУ. -Кострома: КГТУ, 2004. - № 5.

24. Сокова Г.Г. Исследование изменения параметров структуры суровой ткани в период отлежки / Г.Г. Сокова, Е.В. Малова, А.Н. Королева, И.А. Нестерова // Сборник материалов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности». -Иваново: ИвГТА, 2004.

25. Сокова Г.Г. Оценка взаимосвязи между порядком фазы строения и коэффициентом равновесности / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина // Сборник трудов: материалы 4-й Всероссийской научной конференции «Текстиль XXI века». -М.: МГТУ, 2005.

26. Сокова Г.Г. Отлежка - важный технологический этап тканеформирования / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина // Сборник научных трудов молодых ученых КГТУ. -Кострома: КГТУ, 2006. - № 7.

27. Сокова Г.Г. Система распознавания тканей с цветными нитями / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина // Сборник трудов: материалы 59-й международной научно-технической конференции. -Ярославль: ЯГТУ, 2006.

28. Сокова Г.Г. Бесконтактное исследование тканей хроматических цветов / Г.Г. Сокова, И.В. Землякова, А.А.Музалевская // Сборник трудов: математические методы в технике и технологиях. -Ярославль: ЯГТУ, 2007.

29. Сокова Г.Г. Компьютерная поддержка инженерных расчетов при проектировании ткани по прототипу / Г.Г. Сокова, И.В. Землякова, М.Ю. Трубецкой // Сборник трудов: математические методы в технике и технологиях. - Самара: СГУ, 2008.

Материалы научно-технических конференций и выставок

30. Сокова Г.Г. Пошаговая система распознавания компьютерного изображения ткани / Г.Г. Сокова // Проблемы развития малоотходных, ресурсосберегающих, экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности: тез. докл. Всероссийской научно-технической конференции «Прогресс - 2000». -Иваново.: ИвГТА, 2000.

31. Сокова Г.Г. Исследование изменения структуры ткани во времени / Г.Г. Сокова // Материалы 55-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов. -Кострома: КГТУ, 2003.

32. Сокова Г.Г. Расширение ассортимента льносодержащих тканей / Г.Г. Сокова // Проблемы развития малоотходных, ресурсосберегающих, экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности: тез. докл международной научно-технической конференции «Прогресс- 2003». Иваново.: ИвГТА, 2003.

33. Сокова Г.Г. Бесконтактный способ анализа льносодержащих тканей / Г.Г. Сокова, Н.В. Лустгартен // Инновационная привлекательность льняного комплекса России: тез. докл. международной научно практической конференции «Вологодский лен - 2003». Вологда: ФГУП ЦНИИЛКА, 2003.

34. Сокова Г.Г. Исследование изменения структуры суровой ткани в период отлежки / Г.Г. Сокова, Е.В. Малова, А.Н. Королева, И.А. Нестерова // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона: тез. докл. международной научно-технической конференции «Лен-2004». - Кострома: КГТУ, 2004.

35. Сокова Г.Г. Исследование параметров структуры льносодержащих тканей / Г.Г. Сокова // Проблемы развития малоотходных, ресурсосберегающих, экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности: тез. докл международной научно-технической конференции «Прогресс- 2004». Иваново.: ИвГТА, 2004.

36. Сокова Г.Г. Исследование структуры льносодержащей ткани / Г.Г. Сокова, Е.В. Малова, А.Н. Королева, И.А. Нестерова // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности: тез. докл. межвуз. научно-технической конференции «Поиск- 2004»: - Иваново: ИвГТА, 2004.

37. Сокова Г.Г. Исследование структурных параметров льносодержащих тканей / Г.Г. Сокова, Е.В. Малова, А.Н. Королева, И.А. Нестерова // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности: тез. докл. всероссийской научно-технической конференции «Текстиль - 2004»: -М.: МГТУ, 2004.

38. Сокова Г.Г. Анализ взаимосвязи коэффициента равновесности и порядка фазы строения / Г.Г. Сокова // Проблемы развития малоотходных, ресурсосберегающих, экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности: тез. докл международной научно-технической конференции «Прогресс- 2005». Иваново.: ИвГТА, 2005.

39. Сокова Г.Г. Анализ расчетных методов определения порядка фазы строения / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина, О.А.Канаева, М.А. Миронова // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности: тез. докл. международной научно-технической конференции молодых ученых «Поиск 2005». -Иваново: ИвГТА, 2005.

40. Бейтина А.А. Анализ методов определения порядка фазы строения / А.А. Бейтина, П.Н. Голубева, А.В. Савосина, Ю.О. Глушакова, Г.Г. Сокова // тез. докл. международной научно-технической конференции молодых ученых «Дни науки - 2005»: -СПб: СПбГУТиД, 2005.

41. Сокова Г.Г. Создание системы идентификации цветных тканей / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина, А.В. Осипов, О.А.Канаева, М.А. Миронова // Теоретические знания в практические дела: тез. докл. международной научно-технической конференции. - Омск, 2006.

42. Сокова Г.Г. Анализ цифровых изображений ткани при помощи цветовой модели LAB / Г.Г. Сокова, А.А. Бейтина, О.А. Канаева, М.А. Миронова //Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона: тез. докл. международной научно-технической конференции «Лен-2006». - Кострома: КГТУ, 2006.

43. Сокова Г.Г. Влияние физико-механических свойств пряжи на прочностные показатели ткани / Г.Г. Сокова, И.В. Землякова, Т.И. Назарова, С.И. Каргина // Проблемы развития малоотходных, ресурсосберегающих, экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности: тез. докл. международной научно-технической конференции «Прогресс- 2007». Иваново.: ИвГТА, 2007.

44. Музалевская А.А. Метод неразрушающего исследования параметров однослойных тканей / А.А. Музалевская, Г.Г. Сокова // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности: тез. докл. всероссийской научно-технической конференции «Текстиль - 2007»: -М.: МГТУ, 2007.

45. Сокова Г.Г. Система поддержки принятия решений при размещении заказа на текстильном предприятии / Г.Г. Сокова, И.В. Землякова // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности: тез. докл. всероссийской научно-технической конференции «Текстиль - 2007»: -М.: МГТУ, 2007.

46. Трубецкой М.Ю. Автоматизированная система проектирования льняных тканей / М.Ю. Трубецкой, М.В. Семенов, Г.Г. Сокова // Материалы 59-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов. -Кострома: КГТУ, 2007.

47. Трубецкой М.Ю. Анализ неразрушающих методов исследования / М.Ю. Трубецкой, Г.Г. Сокова // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности: сборник материалов межвуз. научно-технической конференции «Поиск- 2008»: - Иваново: ИГТА, 2008.

48. Сокова Г.Г. Концепция проектирования ткани с использованием САЕ системы / Г.Г. Сокова // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности: сборник материалов международной научно-технической конференции «Прогресс- 2008». Иваново.: ИГТА, 2008.

49. Сокова Г.Г. Метод и САЕ система для неразрушающего структурного анализа ткани / Г.Г. Сокова, И.В. Землякова // X. International Conference on the Theory of Mashines and Mechanisms: proceedings. Liberec, Czech Republic, 2008.

50. Трубецкой М.Ю. К вопросу неразрушающего исследования структурных параметров ткани / М.Ю. Трубецкой, Г.Г. Сокова // В книге тезисов научно-технической конференции «Современные проблемы текстильной и легкой промышленности», РосЗИТЛ, М., 2008.

Учебные и учебно-методические пособия

51. Сокова Г.Г. Информационные технологии в производстве текстиля: Учебное пособие / Г.Г. Сокова, М.С. Богатырева, Л.В. Чернышева, И.В. Мининкова. - Кострома: КГТУ, 2003. - 89 с.

52. Сокова Г.Г. Практикум по информационным технологиям в производстве и проектировании текстильных изделий: Учебно-методическое пособие / Г.Г. Сокова, Л.В. Чернышева. - Кострома: КГТУ, 2007. - 98 с.

Размещено на Allbest.ru