[发明专利]用于纺纱生产中纤维自动选配的方法

说明书

本发明公开了一种用于纺纱生产中纤维自动选配的方法，包括：将采集的纤维原料按照性能相近原则自动分类；构建纺纱配棉的多目标优化配棉模型；对于多目标模型允许用户自由设定其所有目标与约束条件的重要性、允许用户自由设定其不同目标的优化严格性、允许用户自由设定单件选配、唛头数选配、分类选配的不同选配模式；通过用户自由参与拓展对模型约束要求，使主体模型满足不同用户需求；根据用户自由设定的目标和约束条件的重要性以及目标优化的严格性，自动启动各个目标权重分配及约束条件权重分配；采用算法求解模型目标，得到批量的配棉方案。本发明可实现配棉过程自动化、配棉方案优质化。可以为不同用户优化设计各种配棉方案。

技术领域

本发明涉及一种用于纺纱生产中纤维自动选配的方法。

背景技术

原料选配是纺纱生产中一项十分重要而且非常复杂的工作，是对原料综合性能及成纱质量进行长期跟踪、评判和控制的过程，直接关系到产品质量和经济效益。

原料选配依据于成纱用途和原料性能。纤维有长有短、有粗有细、有强有弱，描述其性能的指标有长度、细度、强度、弹性、吸湿、含杂、含疵、色泽等数十项。原料这些性能对成纱质量具有显著影响：一是直接影响。纤维长度、细度、含杂、模量、表面摩擦系数等影响成纱条干、强力、毛羽、结杂。二是间接影响。纤维性能影响纺纱工艺的制定，关联成纱质量。因此，原料搭配选用是十分必要的，在原料选配过程中对原料综合性能进行有效的跟踪、评判和控制，实现原料被正确合理地选配也是非常复杂的。

理论与实践证明：成纱用途和原料性能具有显著的多样性，因此，即使生产中可供选择的原料不是很多，但通过它们组合形成的各种不同原料搭配、不同混比的方案数却是惊人的，对方案逐一评价以便发现理想的方案其工作量庞大无比，选配一个理想的方案往往如同大海捞针。

长期以来，人们对计算机配棉做过一些探索，出现过线性规划法(中国管理科学,2002,10(Special):76-78)、组合方案法(纺织学报,2002,23(5):59-60)、改进组合方案法(纺织学报,2005,26(3):38-40)、混合遗传算法(浙江大学学报(工学版),2009,43(5):801-806)、改进混合遗传算法(纺织学报,2009,30(3):28-33)、粒子群算法(纺织学报,2011,32(2):44-47)等有关计算机配棉方法，但是这些方法的配棉模型与应用需求差异较大，缺乏实用性。因此，由于缺乏高效先进的选配纤维原料的技术与和方法，原料选配这项复杂的工作主要还是由人工依据经验模糊操作，工作辛苦冗繁，配棉成效难以最佳。对此，纺纱企业急切地期待着先进的配棉技术与方法在生产中应用。

在已有的文献中，配棉模型主要有2类:一类是一类是纤维混合后的性能指标与理性指标误差最小化，另一类是成本最小化，再加纤维混合后的性能指标与理性指标误差最小化。

第一类(浙江大学学报(工学版),2009,43(5):801-806；纺织学报,2011,32(2):44-47)

把目标函数定义为纤维各项平均性能与纤维各项理想性能的差值的总和的最小化。约束条件定义为纤维平均性能控制在某个区间内，某个地区的纤维选配比例不超过限量。这里纤维平均性能是指选配的各种纤维混合后的性能。纤维性能指纤维长度、细度等。

目标函数

Min F＝∑|纤维平均性能－纤维理想性能|

约束条件

纤维某项性能下限≤纤维某项性能≤纤维某项性能上限

某个地区的纤维选配比例≤比例限量

第二类(纺织学报,2009,30(3):28-33)