一种手持式纱线工艺优选装置及其工作流程的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纱线生产工艺的控制装置，具体涉及一种纱线工艺优选装置及其 工作流程。
【背景技术】
[0002] 纱线生产一直是一个复杂的工业过程，由于纱线生产的多工序、多机台和连续化 的生产特点，另受原料、工艺、设备、温湿度等过程参数影响的原因，目前纺织企业还没有完 善的技术手段对纱线生产质量进行预测与控制，导致纱线产品质量波动性较大。工艺优化 一直是纱线生产企业质量控制的核心，虽然国内企业在IS09000认证等管理方面取得了相 当的进展，但多数企业对纱线质量的控制仍滞留在经验测量和传统控制手段方面。企业在 面对大量生产数据和客户个性化需求时，无法及时准确调整纱线的生产工艺参数，进行有 效的分析和决策，严重影响了企业的经济效益和市场竞争力。
【发明内容】
[0003] 发明目的：本发明的目的是在于克服纱线生产中工艺难以优化以及质量控制过于 依赖专家经验的问题，将支持向量机（supportvectormachines，SVM)理论引入到纱线工 艺优化中，设计一种手持式纱线工艺优选装置，该装置提供纱线质量指标、推理机参数和预 测机参数输入模块，内置工艺优选机和质量预测机核心功能模块，可在线下载纱线工艺案 例库并根据优选结果同步更新工艺案例库。该装置对人员的设计知识要求较低，可减少设 计的人工成本，能有效解决纱线质量不稳定问题。同时能对用户的设计要求作出较快的响 应。具有成本低、操作方便、精度高、适应性强等特点。
[0004] 技术方案：本发明所述的一种手持式纱线工艺优选装置，包括
[0005] 核心处理单元，由嵌入式微控制器及外围电路组成，该核心处理机单元由嵌入式 微控制器及外围电路组成，该核心处理机运行工艺选优机和质量预测机两个核心模块，并 控制输入输出模块、存储单元和接口电路；
[0006] 同步单元，与所述核心处理单元连接，由USB通信芯片及其控制电路组成，运行 USB2. 0协议，通过USB接口在线下载纱线企业案例库工艺单，当优选后生成的新工艺单也 可通过该USB接口同步到企业案例库中；
[0007] 工艺单显示模块，与所述核心处理单元连接，由带汉字字库功能的液晶显示器及 其控制电路组成，用以显示纱线用户的质量要求数据以及工艺单标号；
[0008] 输入模块，与所述核心处理单元连接，由矩阵键盘及其控制电路组成，用来接收用 户质量指标输入、预测机参数输入、推理机参数输入；
[0009] 供电单元，与所述核心处理单元连接，为手持设备提供电源，内置锂电池或外接 12V直流电供电；
[0010] 存储单元，与所述核心处理单元连接，采用FALSHR0M存储器，用以保存在线下载 的纱线工艺案例库。
[0011] 作为优化，所述工艺选优机包括依次连接的选优机输入模块、相似度计算模块以 及输出板块。
[0012] 作为优化，所述工艺选优机是利用案例推理CBR的原理，按照纱线质量指标中各 属性的权值，从历史目标案例库中依次计算各案例的相似度，检索出与待解案例最相似的 几个案例，供设计人员参考，其中相似度计算公式为：
【主权项】
1. 一种手持式纱线工艺优选装置，其特征在于：包括 核心处理单元，由嵌入式微控制器及外围电路组成，该核心处理机单元由嵌入式微控 制器及外围电路组成，该核心处理机运行工艺选优机和质量预测机两个核心模块，并控制 输入输出模块、存储单元和接口电路； 同步单元，与所述核心处理单元连接，由USB通信芯片及其控制电路组成，运行USB2. O 协议，通过USB接口在线下载纱线企业案例库工艺单，当优选后生成的新工艺单也可通过 该USB接口同步到企业案例库中； 工艺单显示模块，与所述核心处理单元连接，由带汉字字库功能的液晶显示器及其控 制电路组成，用以显示纱线用户的质量要求数据以及工艺单标号； 输入模块，与所述核心处理单元连接，由矩阵键盘及其控制电路组成，用来接收用户质 量指标输入、预测机参数输入、推理机参数输入； 供电单元，与所述核心处理单元连接，为手持设备提供电源，内置锂电池或外接12V直 流电供电； 存储单元，与所述核心处理单元连接，采用FALSHROM存储器，用以保存在线下载的纱 线工艺案例库。
2. 根据权利要求1所述的一种手持式纱线工艺优选装置，其特征在于：所述工艺选优 机包括依次连接的选优机输入模块、相似度计算模块以及输出模块。
3. 根据权利要求1或2所述的一种手持式纱线工艺优选装置，其特征在于：所述工艺 选优机是利用案例推理CBR的原理，按照纱线质量指标中各属性的权值，从历史目标案例 库中依次计算各案例的相似度，检索出与待解案例最相似的几个案例，供设计人员参考，其 中相似度计算公式为：
) 公式1中％为纱线批号中第j个指标的权重系数，且
Xa#P X M分别为纱线 批号A、B在第j个指标上的值，C e (〇, 1]的常数。
4. 根据权利要求3所述的一种手持式纱线工艺优选装置，其特征在于：所述C的值为 0· 8〇
5. 根据权利要求1所述的一种手持式纱线工艺优选装置，其特征在于：所述质量预测 机是基于支持向量机算法模块，包括依次连接的预测机输入模块、预测模型计算模块以及 输出模块。
6. 根据权利要求1或5所述的一种手持式纱线工艺优选装置，其特征在于：所述质量 预测机是利用支持向量机模型，将原料参数、环境参数和上机参数作为模型的输入参数，纱 线的质量指标作为输出参数，来预测纱线的产品质量，该纱线SVM预测模型采用经典的基 于径向基核函数的回归函数，该函数的表达式为：
公式2中，O <?,·，《) S σ为径向基核带宽的调节参数，C为惩罚因子，参数σ、 C为模型的主要参数。
7. 根据权利要求1所述的一种手持式纱线工艺优选装置，其特征在于：所述企业案例 库包括工艺号、总牵引数、捻系数、罗拉隔距、钢丝圈型号、原料号、捻度、强力、断裂强力、条 干、细节以及棉结参数数据。
8. 根据权利要求1-4任意一项所述的一种手持式纱线工艺优选装置的工作流程，其特 征在于：包括如下步骤： (1) 先通过参数输入模块对工艺单中各指标属性值的权重系数进行设定； (2) 将客户需要的纱线产品的质量指标通过质量指标输入模块输入到工艺优选机中， 工艺优选机是一个基于纱线工艺案例的推理机，通过相似度计算来选择与客户要求最接近 的案例； (3) 工艺优选机从案例库中找出与生产要求最匹配的工艺单，并在显示模块上显示选 优结果，显示的结果包括候选的工艺单号、相似度值和各指标的对比值； (4) 如果选优结果满足要求，则显示工作人员确定的生产工艺单号；若该单号是重新 生成的新案例，则需要入案例库，否则不需要入库，至此选优工作结束； (5) 如果经优选机选优的结果不满足要求，则需要对候选工艺单中的上机参数进行修 正，并通过质量预测机进行质量预测；质量预测机是一个基于支持向量机的预测机，能根据 上机参数、环境参数和原料的纤维性能等参数预测出纱线质量指标；预测前利用预测机参 数输入模块对SVM的参数C、 〇进行设定，设定时可参考仪器说明书的建议范围； (6) 质量预测机的预测输出结果以新工艺单的形式存储在模块中，为验证该新工艺单 是否满足客户的质量要求，还需要利用选优机进行匹配优选，重复步骤（3)和（4)，直至调 整后的工艺单符合客户生产要求。
【专利摘要】本发明公开了一种手持式纱线工艺优选装置及其工作流程，该装置包括核心处理单元，所述核心处理单元连接有同步单元、工艺单显示模块、输入模块、供电单元以及存储单元，所述同步单元与企业案例库相互通讯。核心处理单元由嵌入式微控制器及外围电路组成，该核心处理机单元由嵌入式微控制器及外围电路组成，该核心处理机运行工艺选优机和质量预测机两个核心模块，并控制输入输出模块、存储单元和接口电路。本发明内置工艺优选机和质量预测机核心功能模块，对人员的设计知识要求较低，可减少设计的人工成本，能有效解决纱线质量不稳定问题，同时能对用户的设计要求作出较快的响应，具有成本低、操作方便、精度高、适应性强等特点。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104536408
【申请号】CN201410790450
【发明人】宋楚平, 蔡彬彬, 李少芹
【申请人】江苏工程职业技术学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月18日