江南大學(xué) 蔣高明

互聯(lián)網(wǎng)針織技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用

江南大學(xué) 蔣高明

2015年紡織服裝電子商務(wù)交易總額為3.7萬億元，同比增長(zhǎng)25%，2011-2015年紡織服裝電子商務(wù)交易總額逐年上漲，5年間增長(zhǎng)了3.1萬億，據(jù)預(yù)測(cè)，2016年紡織服裝電子商務(wù)交易總額將達(dá)到4.5萬億，同比將增長(zhǎng)21.62%。

通過最新互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，幫助紡織企業(yè)在網(wǎng)上管理生產(chǎn)經(jīng)營，搭建“紡織云”，整合全國紡織行業(yè)“信息孤島”，供紡織產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)企業(yè)共享，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，成為針織領(lǐng)域從業(yè)者探索的新方向。

當(dāng)前，先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)+針織技術(shù)的系統(tǒng)研究取得突破性進(jìn)展，其中包括互聯(lián)網(wǎng)針織CAD系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)針織CAM系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)針織MES系統(tǒng)等。

互聯(lián)網(wǎng)針織CAD系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)針織CAD系統(tǒng)WKCAD online是基于互聯(lián)網(wǎng)的針織物設(shè)計(jì)系統(tǒng)。具有花型設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、織物仿真、三維展示、數(shù)據(jù)輸出、織物分析、產(chǎn)品檢索、實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)八個(gè)功能，并在云端建有針織產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)針織產(chǎn)品智能和快速查詢。

用戶可直接通過電腦或移動(dòng)智能終端隨時(shí)隨地設(shè)計(jì)針織物，系統(tǒng)免安裝、免硬件、免維護(hù)，使用成本低，且方便快捷，符合當(dāng)前針織產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和營銷“快時(shí)尚”的理念。

互聯(lián)網(wǎng)針織CAD系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

B/S結(jié)構(gòu)技術(shù)：統(tǒng)一客戶端，將系統(tǒng)功能核心數(shù)據(jù)部分集中保存在服務(wù)器端，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用；用戶可以在任何地方進(jìn)行操作，客戶端零安裝、零維護(hù)。

織物仿真技術(shù)：用戶可提前預(yù)覽產(chǎn)品的生產(chǎn)效果圖，減少產(chǎn)品試樣，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。

三維展示技術(shù)：用戶可以將針織產(chǎn)品布置到實(shí)際的使用場(chǎng)景中，從而獲取真實(shí)的產(chǎn)品使用效果。

云計(jì)算技術(shù)：通過云計(jì)算解決針織物三維立體仿真計(jì)算量大問題，實(shí)現(xiàn)針織物在線高品質(zhì)仿真和快速三維展示，減少試樣環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)成本，縮短開發(fā)周期。

互聯(lián)網(wǎng)針織CAD系統(tǒng)功能

● 花型設(shè)計(jì)

通過便捷的繪圖工具對(duì)花型意匠圖進(jìn)行編輯和設(shè)計(jì)，直接導(dǎo)入BMP位圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供自動(dòng)包邊與組織填充等功能。

● 工藝設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)可根據(jù)規(guī)格、尺寸，自動(dòng)生成編織工藝，并根據(jù)花型工藝自動(dòng)設(shè)定編織參數(shù)，優(yōu)化編織效率，自動(dòng)進(jìn)行編織檢測(cè)。

通過對(duì)上機(jī)參數(shù)，包括自動(dòng)計(jì)算產(chǎn)量、效率及原料比等生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能設(shè)置，后由工藝編織圖自動(dòng)生成三角排列、織針排列，花型意匠圖便自動(dòng)生成編織圖。

● 織物仿真

互聯(lián)網(wǎng)針織CAD系統(tǒng)根據(jù)針織紗線的結(jié)構(gòu)特征，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)現(xiàn)紗線的真實(shí)感模擬；利用針織物花式結(jié)構(gòu)及其形變規(guī)律，運(yùn)用NURBS實(shí)現(xiàn)線圈結(jié)構(gòu)的真實(shí)感仿真。

此外，通過云計(jì)算還能解決針織物三維立體仿真計(jì)算量的問題，實(shí)現(xiàn)針織物在線高品質(zhì)仿真，減少試樣環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)成本，縮短開發(fā)周期。

● 織物分析

織物分析包括在線織物分析與在線圖案檢索。線織物分析是指通過智能手機(jī)拍攝織物并上傳到云端，系統(tǒng)提供織物分析服務(wù)，得到織物基本參數(shù)；在線圖案檢索則是利用圖像處理技術(shù)，在云數(shù)據(jù)庫中檢索出類似的產(chǎn)品，為用戶提供相應(yīng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

● 三維展示

采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行三維人體參數(shù)化建模，運(yùn)用WebGL技術(shù)和圖像處理技術(shù)，可以到達(dá)針織服裝的三維展示效果，實(shí)現(xiàn)針織全成形服裝高度逼真的三維虛擬展示。

● 數(shù)據(jù)輸出

互聯(lián)網(wǎng)針織CAD系統(tǒng)適用于各類針織物，可以輸出適用于國內(nèi)外各類電腦圓機(jī)、電腦橫機(jī)、電腦經(jīng)編機(jī)的上機(jī)控制文件。此外，還可以遠(yuǎn)程傳輸花型控制數(shù)據(jù)到指定針織裝備的控制系統(tǒng)，不需U盤操作，確?；ㄐ蛿?shù)據(jù)安全。

● 產(chǎn)品查詢

產(chǎn)品實(shí)時(shí)查詢：通過移動(dòng)終端如智能手機(jī)和iPad等，根據(jù)產(chǎn)品工藝參數(shù)可以在云端數(shù)據(jù)庫查詢到相應(yīng)產(chǎn)品工藝，方便快捷；

在線圖案檢索：利用圖像處理技術(shù)，在云數(shù)據(jù)庫中檢索出類似的產(chǎn)品，為用戶提供相應(yīng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

● 產(chǎn)品報(bào)價(jià)

系統(tǒng)根據(jù)原料成本、織造費(fèi)、人工費(fèi)和后處理費(fèi)等等可以進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)，提高工作效率。

手工估價(jià)隨意性很大，估價(jià)太高容易失去訂單，估價(jià)太低又會(huì)虧損，雖然訂單在手，但正式結(jié)算之前賠賺不知道。使用本軟件后可有據(jù)可依,每做一批產(chǎn)品前，成本、利潤(rùn)都一目了然，徹底解決隨意報(bào)價(jià)問題。

互聯(lián)網(wǎng)針織CAM系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)針織CAM系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的針織裝備控制系統(tǒng)。具有電子送紗、電子選針、電子橫移、疵點(diǎn)在線檢測(cè)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，遠(yuǎn)程故障診斷等功能。

針織CAM集成控制系統(tǒng)功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定可靠，操作方便。互聯(lián)網(wǎng)+完成了針織裝備的信息互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了裝備生產(chǎn)過程的監(jiān)控和遠(yuǎn)程故障診斷，大大降低了針織裝備控制系統(tǒng)的維護(hù)成本，最大限度減少用戶損失。

互聯(lián)網(wǎng)針織CAD系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

遠(yuǎn)程控制技術(shù)：很方便實(shí)現(xiàn)安裝、維護(hù)、監(jiān)控與管理終端控制系統(tǒng)，同時(shí)專家隨時(shí)隨地解決終端控制系統(tǒng)中的一些特殊問題；實(shí)現(xiàn)和用戶的遠(yuǎn)程交流，采用交互式教學(xué)模式，通過實(shí)際操作培訓(xùn)用戶，并加以實(shí)時(shí)指導(dǎo)，使用戶十分容易熟悉和掌握控制系統(tǒng)。

伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)：研究伺服驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性、電子凸輪控制算法與動(dòng)力學(xué)特性優(yōu)化，用于送經(jīng)和橫移運(yùn)動(dòng)的控制。

壓電提花技術(shù)：研究壓電陶瓷高頻大張力的驅(qū)動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)針織物編織的快速選針提花控制。

機(jī)器視覺技術(shù)：通過工業(yè)相機(jī)在線獲取織物圖像，實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像處理，在織物織造過程中，當(dāng)出現(xiàn)疵點(diǎn)時(shí)，實(shí)時(shí)控制機(jī)器停機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)織物在線疵點(diǎn)檢測(cè)。

互聯(lián)網(wǎng)針織CAM系統(tǒng)功能

● 編織動(dòng)作控制：

高動(dòng)態(tài)響應(yīng)柔性橫移：構(gòu)建高速橫移運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)柔性電子凸輪曲線；

高精度隨動(dòng)多速送經(jīng)：基于細(xì)分倍頻技術(shù)構(gòu)建送經(jīng)的動(dòng)態(tài)高響應(yīng)控制模型；

高速率存取花型數(shù)據(jù)：高速RAM和雙FIFO技術(shù)實(shí)現(xiàn)大容量花型數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)。

● 疵點(diǎn)在線檢測(cè)：

應(yīng)用快速圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)織物圖像高速在線識(shí)別；

疵點(diǎn)快速檢測(cè)、準(zhǔn)確定位，疵點(diǎn)長(zhǎng)度極短，標(biāo)注出疵點(diǎn)縱橫向位置；

可靠性高，可檢測(cè)多種疵點(diǎn)，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，參數(shù)修改少，可遠(yuǎn)程設(shè)置，方便快捷；

非接觸式檢測(cè)，無機(jī)械損耗，使用維護(hù)成本低。

● 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集：

實(shí)時(shí)收集針織機(jī)當(dāng)前的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，包括正常運(yùn)轉(zhuǎn)、故障停機(jī)、原料準(zhǔn)備停機(jī)等；

實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)量、開機(jī)時(shí)間、停機(jī)時(shí)間、停車次數(shù)、生產(chǎn)效率等數(shù)據(jù)；

采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)庫，為企業(yè)MES系統(tǒng)提供生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)；

通過對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性提供技術(shù)支持。

● 遠(yuǎn)程故障診斷：

故障診斷就是在一定的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)或監(jiān)控的策略指導(dǎo)下，實(shí)施對(duì)針織裝備的自動(dòng)檢測(cè)，從而獲得診斷對(duì)象的故障模式，并向系統(tǒng)控制者提供重要信息，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行；

基于 Web 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了用戶在異地通過網(wǎng)絡(luò)訪問遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，快速地查看停車機(jī)臺(tái)故障原因；

遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)優(yōu)化針織裝備的運(yùn)行狀態(tài)，提高控制系統(tǒng)的可靠性和安全性，提高針織裝備的運(yùn)行效率，便于針織裝備的運(yùn)行和保養(yǎng)。

互聯(lián)網(wǎng)針織MES系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)針織MES系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的針織生產(chǎn)管理系統(tǒng)。具有生產(chǎn)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控、產(chǎn)量報(bào)表自動(dòng)生成、質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)視、訂單實(shí)時(shí)跟蹤、無縫集成ERP等功能。實(shí)現(xiàn)前道準(zhǔn)備、織造和后整理的全工序監(jiān)測(cè)，以數(shù)據(jù)分析反向指導(dǎo)生產(chǎn)管理，提高生產(chǎn)效率和管理精細(xì)化水平，為我國針織行業(yè)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)式大數(shù)據(jù)管理提供了成功樣本。

互聯(lián)網(wǎng)針織MES系統(tǒng)框架：

針織智能化系統(tǒng)框架建立在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層的Zigbee采集器及中繼器負(fù)責(zé)感知并采集車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層利用工控機(jī)上的WiFi將采集到的數(shù)據(jù)上傳到云數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用層應(yīng)用web、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與處理，實(shí)現(xiàn)可視化。

互聯(lián)網(wǎng)針織MES系統(tǒng)亮點(diǎn)：

RFID技術(shù)

RFID技術(shù)用于紡織物聯(lián)網(wǎng)，標(biāo)簽根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)附帶信息，如員工姓名、訂單編號(hào)、產(chǎn)品參數(shù)等。

特點(diǎn):

高速、耐用可靠

自動(dòng)化程度高

多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)

無接觸

適應(yīng)性強(qiáng)

ZigBee技術(shù)

ZigBee無線通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)一線機(jī)器、員工、訂單等信息采集終端靈活組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)在線自動(dòng)采集與傳輸。

特點(diǎn):

近距離

低復(fù)雜度自組織

低功耗

Wi-Fi技術(shù)

工控機(jī)通過Wi-Fi將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)庫；PC、平板和手機(jī)終端通過Wi-Fi連接到遠(yuǎn)程服務(wù)器查看實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

特點(diǎn):

更寬的帶寬

射頻信號(hào)強(qiáng)

功耗低

安全性高

Web技術(shù)

通過網(wǎng)址在任意瀏覽器上實(shí)時(shí)掌握車間機(jī)器、人員、產(chǎn)品、產(chǎn)量狀況等；計(jì)算機(jī)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析產(chǎn)量、質(zhì)量，客觀公正，隨時(shí)隨地掌握生產(chǎn)情況。

特點(diǎn)：

代碼簡(jiǎn)單

瘦客戶端

信息豐富

大數(shù)據(jù)技術(shù)

數(shù)據(jù)分析與處理可根據(jù)針織企業(yè)需求而變化，企業(yè)根據(jù)大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果輔助決策并積累經(jīng)驗(yàn)，提升生產(chǎn)水平。

特點(diǎn)：

數(shù)據(jù)體量巨大

數(shù)據(jù)類型繁多

處理速度快

價(jià)值密度低