現代配棉技術第二版的主要內容和創新點

現代配棉技術第二版的主要內容和創新點

1. 原棉質量評價

原棉質量評價包括內在質量評價和外觀質量評價。

原棉上半部長度、整齊度、斷裂比強度、馬克隆值為棉纖維質量的主要內在指標，確定其分級特征值后，運用模糊數學中的模糊分等和隸屬度的概念，可以計算出原棉的綜合評價指數，這一評價指數稱為原棉技術品級。技術品級將原棉內在質量有機地統一在具體指標內，對加強原棉分類組批管理，預測成紗質量、制訂配棉技術標準和配棉實施方案，有著積極的技術經濟意義。

原棉的外觀質量是反射率Rd和黃度+b確定的顏色級，混棉顏色級由顏色級區域分級線方程式給出。配棉需根據紡紗品種的質量要求，將多種不同特性（含顏色）的原棉按一定比例組成混和棉使用，由于紗線品種和用途不同，對成紗本色色差的要求也不盡相同。原棉顏色的類型和級別，可轉化為成紗本色顏色的類型和級別，但不能簡單地依據混棉反射率Rd和黃度+b的加權平均指標確定混棉成份的顏色級。為防止因混棉成份組合不當而產生的色差，需對混棉顏色級進行評價。

2. 配棉技術標準與配棉技術經濟模型

配棉技術標準是制訂配棉實施方案和設計紡紗工藝的重要依據，對穩定生產、保證質量、控制成本有著積極的技術經濟意義。技術品級和技術品級變異系數與成紗內在質量密切相關，顏色級和黃度變異系數對成紗的色差有直接影響，混棉差價和用棉量則決定混棉成本。由技術品級、技術品級變異系數、顏色級和黃度變異系數組成的配棉技術標準，其特點是清晰、實用、簡便，系統性強。

配棉技術經濟模型按配棉技術標準的組成要素，遵循系統性、科學性、可比性、可測性、簡約性和可運算性的原則，在對復雜問題的本質、影響因素及其內在關系等進行深入分析的基礎上，運用數學語言定量化地描述了配棉過程中各相關因素的依存關系和變化規律，對配棉數學模型中的決策變量、參數、約束條件、目標函數進行了獨具特色的分析。該模型的特點是，運用系統工程的思想和方法，遵循配棉原則，為多目標、多準則的配棉問題提供簡便的決策方法。模型的求解吸取了目標規劃和整數規劃的長處，采用隱枚舉法，有效地解決了非線性目標整數規劃配棉問題。它的優點是：與傳統的配棉方法相吻合，直觀易懂；在劃定決策變量的邊界條件內，可根據當前生產情況靈活地化約束條件為分級目標，直接尋求最佳動態組合；當多個可行方案確定后，可按不同的要求對其進行技術經濟效果分析，以供決策。

混包排列優化模型是配棉技術經濟模型的組成部分。該模型的特點是，運用層次分析的思想和方法,抓住影響混棉均勻的關鍵指標─技術品級和顏色級進行優化組合，使混包排列達到內外均勻，協調統一。層次分析的核心問題是排序，層次排序是建立混包排列優化模型的基礎。運用分位數、編碼排序組成的棉包單元，可達到局部與全局的統一，有效地縮短混棉不勻周期，為提高多倉混和效果創造條件。通過考察相鄰單元的統計值，并與總體比較，可對混包效果進行評價。

3.成紗質量預測模型

原棉的各項指標對成紗質量的影響是不同的。成紗質量動態組合預測模型，是基于單種預測方法的局限性和近似性，通過對多種不同的預測方法進行的非線性結合。該方法綜合利用各種預測方法所提供的信息，以適當的權數得出組合預測模型，使得組合預測模型更加有效地提高預測精度。

以原棉技術品級為自變量而建立的成紗質量組合預測模型，具有獨特的整體性和可信度，優于原棉質量其它各單一指標所組成的模型。  

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計算機配棉技術改變了落后的按感官檢驗結果配棉的方式，由傳統的以定性為主轉向以定量為主。配棉軟件發揮程序設計語言與辦公自動化軟件的優勢，搭建數據交換平臺，與HVI測試儀、紗線質量測試儀形成數據共享與實時分析在線網絡一體化，實現了配棉技術信息化、知識化和智能化。

書稿已經交到中國紡織出版社，即將出版，敬請閱讀。

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借用樓下的圖

現代配棉技術第2版的封面

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HVI數據助配棉實現“四化”

□ 山東青島市紡織工程學會 邱兆寶

7 Q, F: z1 @& B* c" i- D! a　　國家棉花新標準（GB1103.1-2012）采用棉纖維大容量測試儀（HVI）檢驗棉纖維的顏色級指標和其它質量指標，在質量指標設置上基本實現了與國際通用標準接軌。新標準的實施，必將對紡織企業的配棉技術產生深刻的變革。因此研究HVI檢驗指標在紡紗工藝中的作用和對紡織產品性能價值的影響，以及在紡織生產中正確使用HVI指標，對促進紡織企業技術進步以及利用信息化改造傳統行業，改進和完善紡織企業合理購棉、科學配棉、穩定生產，降低成本，提高產品質量有著更加重要的經濟意義。
+ F* l" i3 i% v; @: q　　計算機配棉技術以原棉管理為基礎，以成紗質量預測為手段，以成本控制為核心，運用系統工程的思想方法及HVI數據，將棉紡工藝學、運籌學、模糊數學、技術經濟學，定量化描述配棉的全過程，并以此形成棉纖維和紗線質量檢測的在線網絡一體化系統?；贖VI數據，計算機配棉可實現信息化、知識化、智能化和規范化。
( [: Z/ Z1 o, S1 S0 _　　基于HVI數據的計算機配棉技術的主要內容包括：原棉質量綜合評價，配棉質量成本標準，成紗質量預測，配棉方案優選和配棉方案評價。
　　原棉質量指導配棉
) g( O/ Z0 j- c　　原棉質量分內在質量和外觀質量。內在質量指標包括上半部長度、整齊度指數、斷裂比強度、馬克隆值；外觀質量是由黃度（+b）和反射率（Rd）確定的顏色級。
  r1 P/ r' @7 w5 H& V. A　　根據內在質量指標的分級分檔特征值，運用模糊數學中的模糊分等和隸屬度的概念，可以計算出原棉的綜合評價指數，并可根據數值的大小，得到所有原棉優劣排列順序，這一評價指數稱為技術品級。技術品級與成紗質量密切相關，其可信度優于原棉的單項指標，對進一步加強原棉分類組批管理，制訂配棉質量成本標準和配棉實施方案具有積極意義。
) q8 N/ c) R$ H: B/ D- c　　原棉外觀質量的顏色級指標對指導配棉有著重要的意義。配棉需根據紡紗品種的質量要求，將多種不同特性（含顏色）的原棉按一定比例組成混和棉使用，由于紗線品種和用途不同，對成紗本色色差的要求也不盡相同。新標準中規定了棉花顏色的類型和級別，其中，類型依據黃度（+b）確定，級別依據反射率（Rd）確定。顏色的類型和級別，可轉化為成紗本色顏色的類型和級別，但不能簡單的依據混棉黃度(+b)和反射率（Rd）的加權平均指標確定混棉成份的顏色級。為防止因混棉成份組合不當而產生的色差，需要計算混棉黃度（+b）和反射率（Rd）變異系數，作為判定混棉模糊關聯顏色級可信度的依據。
* S0 ^2 N& L- o4 \　　配棉質量成本標準是重要依據
　　配棉質量成本標準是制訂配棉實施方案和設計紡紗工藝的重要依據。標準由技術品級、技術品級CV值、顏色級、黃度CV值、定額差價、用棉量定額和成紗質量7項指標組成。技術品級和技術品級CV值與成紗內在質量密切相關，顏色級和黃度CV值對成紗的色差有直接影響，混棉差價和用棉量則決定混棉成本。
　　原棉使用價值體現在成紗質量成本上，質量與成本兩者是對立統一的關系。為了充分發揮和合理利用不同原棉的特性和差價，達到穩定生產、保證質量、控制成本的目的，一般不采用單嘜頭紡紗，而是把幾種原棉搭配組成混和棉使用。所謂配棉質量成本模型，就是對配棉問題抽象化了的數學表述，即運用數學語言定量化地描述配棉質量與成本各相關因素的依存關系和變化規律。
' [- U& Y3 f; [% ?! c　　按標準的組成要素，應建立多目標層次結構模型。模型以配棉質量成本標準為依據，按標準的組成要素，在對復雜問題的本質、影響因素及其內在關系等進行深入分析的基礎上，利用定量信息使決策的思維過程數學化，從而為控制質量成本提供決策方法，實現質量與成本兩者之間的協調統一。
, c) W! C0 A% t　　成紗質量預測優化紡紗工藝
　　成紗質量預測是改進紡紗性能、優化工藝過程的主要手段。以原棉技術品級為自變量而建立的成紗質量優化組合預測模型，具有獨特的整體性和可信度，對擬定配棉實施方案，加強全面質量管理，有著現實的指導意義。
　　組合預測模型是指將兩個或兩個以上的不同預測方法得出的不同預測值，通過賦予適當的權重，作為最終預測結果的一種預測方法。組合預測模型是對單項預測模型的信息進行篩選優化的過程。成紗質量受原棉、設備、工藝、溫濕度等影響，由于這些因素是動態的，所以，不同時期的預測模型（包括模型類型及其參數）是不同的。
; p& y/ q2 H6 [' e. P　　組合預測模型將多種不同的預測方法兼容并包，各取所長，由于集中了更多的信息與預測技巧，所以能減少預測的系統誤差，達到提高預測精度的目的。由于各項數據是在特定時間和條件下獲得的，隨著時間的推移，再用原模型來預測就失去了意義。因此，應隨著時間的推移，不斷地選取新的數據，舍去過時的數據，根據當前配棉方案構建新的組合預測模型。
　　成紗質量預測是一種定量預測方法，應遵循連貫性、相關類推和概率性原則，按系統內部要素變化存在的因果關系，通過識別影響系統發展的主變量建立模型，然后根據系統自變量（原棉技術品級）的變化預測系統因變量（成紗質量）。預測結果的可信度取決于模型對真實系統的擬合效果。
7 c9 e9 F+ O7 N5 g7 s& i1 U- l8 }( _　　優選最佳配棉方案
$ M! k+ e4 f: K5 N1 M4 Q: }　　依據配棉質量成本標準可從多個配棉方案中優選較佳方案。優選方法采用隱枚舉法，有效地解決了非線性目標整數規劃配棉方案優選問題。
　　完整的配棉方案包括接批棉和混包排列。接批棉是配棉方案的重要組成部分，在實際進行接批棉方案優選時，往往涉及的指標很多，而這些指標又可能分別屬于不同的層次和類別，因此對復雜的優選問題，通常采用多層次的模糊優選?；彀帕蟹椒ㄊ菦Q定混棉均勻的重要因素，配棉方案可行，但若混包排列不合理，將會直接影響成紗質量（包括色差）。運用分位數、編碼排序組成的棉包單元，可達到局部與全局的統一，有效地縮短混棉不勻周期，為提高混和效果創造條件。通過考察相鄰單元的統計值，并與總體比較，可對混包效果進行評價，效果評價的主要指標由技術品級極差、標準差和顏色級極差、標準差組成。
　　質量與成本要協調統一
! M/ O3 M4 p8 z　　對配棉方案進行評價時，在注重技術品級、技術品級CV值、顏色級和黃度CV值指標的同時，還應對混棉差價進行評價，在保證成紗質量的前提下，混棉實際差價應盡量小于混棉定額差價，使配棉方案達到質量與成本的協調統一。
9 p. ~& F+ z2 D8 C, d+ N  z3 R　　計算機配棉技術改變了落后的按感官檢驗結果配棉的方式，由傳統的以定性為主轉向以定量為主?；贖VI數據的計算機配棉軟件采用以數據庫、模型庫、方法庫和知識庫為基本部件組成系統總體框架結構，實現了方法模型化、模型數據化、配棉智能化。陜西長嶺紡織機電科技有限公司研發的XJ128型快速纖維性能測試儀，是一種自動取樣、快速、大容量、多指標的全自動型棉纖維性能綜合測試儀器，該測試儀與計算機配棉軟件和紗線質量測試儀網絡數據共享，實現了配棉信息化、知識化、智能化和規范化。
0 @6 T. ?7 g  N4 s+ r（本文發布于2014年4月22日的中國紡織報，作者為“現代配棉技術”一書的作者）

本書已經出版，歡迎閱讀、參考。

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配棉cotton assorting

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它是選配紡紗原料的技術。根據紡紗的品種和質量要求，選用各種不同品級和長度的原棉或化纖原料，按一定比例配合成為性狀穩定的混合棉。經過配棉，可充分發揮不同原料的特性，達到合理使用、穩定生產、提高成紗質量和降低紡紗成本的目的。我國采用分類排隊配棉，遵循“細水長流、瞻前顧后、好壞搭配、合理使用”的原則?，F在“計算機配棉”（http://www.35722aa.com/thread-1584-1-1.html）已被采用。

傳統的分類排隊法配棉見http://www.35722aa.com/thread-2637-1-1.html