由浙江理工大學祝成炎教授作為項目第一完成人，聯(lián)合達利絲綢（浙江）有限公司、浙江嘉欣絲綢股份有限公司、嘉興市特欣織造有限公司、海寧中紡面料科技有限公司、御秀實業(yè)控股股份有限公司共同研發(fā)的 “絲綢多功能化及智能生產集成關鍵技術與產業(yè)化應用” 項目，榮獲 2024 年度中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進步二等獎。
中國作為世界上最大的絲綢生產和出口國，長期以來在全球絲綢市場占據(jù)主導地位。絲綢產品的多功能化以及生產的智能化，對于鞏固中國絲綢產業(yè)在國際上的核心競爭力至關重要。針對國內絲綢產品多功能化及智能化生產和設計無法滿足絲綢產業(yè)高質量發(fā)展需求的現(xiàn)狀，祝成炎教授團隊結合設計與生產全智能化集成，構建了從原料端到產品端的高質量多功能絲綢產品生產技術鏈。項目成果提升了絲綢產品的核心競爭力與產品附加值，為企業(yè)帶來了更大的利潤空間，同時也滿足了人們對高品質絲綢產品的美好生活需求。
桑蠶絲多功能絲綢產品的功能生效原理及最優(yōu)化功能調控方法
項目系統(tǒng)性分析蜂窩光觸媒纖維、蜂窩竹炭纖維、石墨烯纖維、維生素E微膠囊纖維、CELYS、大豆蛋白纖維等新型功能性纖維同桑蠶絲交織或混紡形成的不同結構下抗菌、抗靜電、防紫外、吸濕排汗、吸異味、負氧離子發(fā)生、遠紅外、香味負載及可降解等功能性功能發(fā)揮及生效原理，結合纖維成分、紗線組合及其在織物中的分布方式、組織結構、分布密度等織物要素分析及性能模糊綜合評判，形成了針對桑蠶絲多功能絲綢產品的功能最優(yōu)化調控方法。
基于絲綢產品大數(shù)據(jù)的提花智能設計方法
項目基于長期積累多達9萬+的絲綢產品實樣庫，通過海量的絲綢產品設計、規(guī)格及工藝等相關數(shù)據(jù)的架構重建和復合分類模式設置，建立了絲綢產品大數(shù)據(jù)庫、數(shù)字面料庫，實現(xiàn)產品的數(shù)字化檢索、展示、設計與仿真模擬及云上可視化；通過圖像紋樣與顏色提取算法、提取智能取色與表達、織物組織智能適配色技術的研究，結合所建立的兩大數(shù)據(jù)庫，形成了基于絲綢產品大數(shù)據(jù)的提花智能設計方法。
圖1 絲綢產品實樣庫及紋樣、顏色智能提取
圖2 紋樣風格化生成及四方連續(xù)處理效果圖
絲綢產品立體視覺實現(xiàn)及織造工藝的優(yōu)化
項目研究探明了空間構圖、顏色特征、紋理特征等要素對織物立體視覺效果的影響關系，形成了提花織物的立體視覺效果增強的結構設計方法，最終實現(xiàn)高達每平方米3.3億個像素設計精度、兼具獨特外觀效果織物的織造；同時針對超寬花幅、超高密度織物織造過程中難以避免的起毛、斷紗等現(xiàn)象，形成了“四萬針級”大型劍桿提花織機超寬花幅、超高密度的真絲提花織造技術。
圖3 紋樣立體視覺效果增強及對應結構設計
高質量絲綢面料織造生產智能化集成
項目研發(fā)了從原料到成品檢驗全過程的絲綢面料織造智能生產系統(tǒng)和智能管理系統(tǒng)。對絲織每一道工序進行了數(shù)字化研究，以倍捻為例，確定了基于錠速的倍捻動態(tài)監(jiān)控方案，并將統(tǒng)計過程控制中的控制圖技術引入倍捻工序監(jiān)控中，設計錠速Ntier及錠速CVtier監(jiān)控指標，確定了采用I-MR-R三向控制圖對兩個指標進行監(jiān)控，形成了基于控制圖技術的倍捻動態(tài)監(jiān)控質量控制及設備狀態(tài)監(jiān)控方法。
項目構建了由智能生產系統(tǒng)、智能管理系統(tǒng)和信息化基礎組成的高質量絲綢面料織造生產智能化集成系統(tǒng)，智能生產系統(tǒng)分別實現(xiàn)了產品規(guī)格、紋樣、虛擬仿真設計、數(shù)字圖書館，產品從生絲原料庫到成品庫的生產工藝信息監(jiān)管和生產協(xié)同優(yōu)化，以及產品的售后服務；智能管理系統(tǒng)實現(xiàn)織物生產物流管理，車間計劃與調度，車間設備管理，產品質量控制與追溯，生產工藝執(zhí)行管理，能耗與環(huán)境管理。高質量絲綢面料織造生產智能化集成系統(tǒng)實現(xiàn)了對絲綢企業(yè)從生產到管理的智能化管理。
圖4 倍捻工序監(jiān)控方法與錠速Ntier、CVtier控制
圖5 設備數(shù)字化改造前后圖及高質量絲綢面料生產全流程智能化集成系統(tǒng)架構圖
項目研制及產業(yè)化過程中，獲得發(fā)明專利授權7項，其他知識產權8項，發(fā)表相關論文15篇，項目總體技術達到國際先進水平，產品技術指標優(yōu)異。所研發(fā)的服用和裝飾用系列新產品深受消費者青睞，取得顯著的經濟和社會效益。完成單位達利絲綢(浙江)有限公司踐行綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展理念，被評為浙江省“智能工廠”、“國家工業(yè)產品綠色設計示范企業(yè)”和“國家綠色工廠”。
圖6 達利絲綢(浙江)有限公司智能工廠
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