互聯網針織技術的開發與應用

江南大學 蔣高明

互聯網針織技術的開發與應用

江南大學 蔣高明

2015年紡織服裝電子商務交易總額為3.7萬億元，同比增長25%，2011-2015年紡織服裝電子商務交易總額逐年上漲，5年間增長了3.1萬億，據預測，2016年紡織服裝電子商務交易總額將達到4.5萬億，同比將增長21.62%。

通過最新互聯網應用技術，幫助紡織企業在網上管理生產經營，搭建“紡織云”，整合全國紡織行業“信息孤島”，供紡織產業鏈上的相關企業共享，提高企業競爭力，成為針織領域從業者探索的新方向。

當前，先進的互聯網+針織技術的系統研究取得突破性進展，其中包括互聯網針織CAD系統、互聯網針織CAM系統、互聯網針織MES系統等。

互聯網針織CAD系統

互聯網針織CAD系統WKCAD online是基于互聯網的針織物設計系統。具有花型設計、工藝設計、織物仿真、三維展示、數據輸出、織物分析、產品檢索、實時報價八個功能，并在云端建有針織產品數據庫，實現對針織產品智能和快速查詢。

用戶可直接通過電腦或移動智能終端隨時隨地設計針織物，系統免安裝、免硬件、免維護，使用成本低，且方便快捷，符合當前針織產品設計、生產和營銷“快時尚”的理念。

互聯網針織CAD系統關鍵技術

B/S結構技術：統一客戶端，將系統功能核心數據部分集中保存在服務器端，簡化了系統的開發、維護和使用；用戶可以在任何地方進行操作，客戶端零安裝、零維護。

織物仿真技術：用戶可提前預覽產品的生產效果圖，減少產品試樣，縮短產品開發周期。

三維展示技術：用戶可以將針織產品布置到實際的使用場景中，從而獲取真實的產品使用效果。

云計算技術：通過云計算解決針織物三維立體仿真計算量大問題，實現針織物在線高品質仿真和快速三維展示，減少試樣環節，降低生產成本，縮短開發周期。

互聯網針織CAD系統功能

● 花型設計

通過便捷的繪圖工具對花型意匠圖進行編輯和設計，直接導入BMP位圖進行設計，提供自動包邊與組織填充等功能。

● 工藝設計

該系統可根據規格、尺寸，自動生成編織工藝，并根據花型工藝自動設定編織參數，優化編織效率，自動進行編織檢測。

通過對上機參數，包括自動計算產量、效率及原料比等生產數據進行智能設置，后由工藝編織圖自動生成三角排列、織針排列，花型意匠圖便自動生成編織圖。

● 織物仿真

互聯網針織CAD系統根據針織紗線的結構特征，可以運用計算機圖形學實現紗線的真實感模擬；利用針織物花式結構及其形變規律，運用NURBS實現線圈結構的真實感仿真。

此外，通過云計算還能解決針織物三維立體仿真計算量的問題，實現針織物在線高品質仿真，減少試樣環節，降低生產成本，縮短開發周期。

● 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拍攝織物并上傳到云端，系統提供織物分析服務，得到織物基本參數；在線圖案檢索則是利用圖像處理技術，在云數據庫中檢索出類似的產品，為用戶提供相應的產品數據。

● 三維展示

采用虛擬現實技術進行三維人體參數化建模，運用WebGL技術和圖像處理技術，可以到達針織服裝的三維展示效果，實現針織全成形服裝高度逼真的三維虛擬展示。

● 數據輸出

互聯網針織CAD系統適用于各類針織物，可以輸出適用于國內外各類電腦圓機、電腦橫機、電腦經編機的上機控制文件。此外，還可以遠程傳輸花型控制數據到指定針織裝備的控制系統，不需U盤操作，確保花型數據安全。

● 產品查詢

產品實時查詢：通過移動終端如智能手機和iPad等，根據產品工藝參數可以在云端數據庫查詢到相應產品工藝，方便快捷；

在線圖案檢索：利用圖像處理技術，在云數據庫中檢索出類似的產品，為用戶提供相應的產品數據。

● 產品報價

系統根據原料成本、織造費、人工費和后處理費等等可以進行實時報價，提高工作效率。

手工估價隨意性很大，估價太高容易失去訂單，估價太低又會虧損，雖然訂單在手，但正式結算之前賠賺不知道。使用本軟件后可有據可依,每做一批產品前，成本、利潤都一目了然，徹底解決隨意報價問題。

互聯網針織CAM系統

互聯網針織CAM系統是基于互聯網的針織裝備控制系統。具有電子送紗、電子選針、電子橫移、疵點在線檢測、數據實時采集，遠程故障診斷等功能。

針織CAM集成控制系統功能強大，性能穩定可靠，操作方便。互聯網+完成了針織裝備的信息互聯，實現了裝備生產過程的監控和遠程故障診斷，大大降低了針織裝備控制系統的維護成本，最大限度減少用戶損失。

互聯網針織CAD系統關鍵技術

遠程控制技術：很方便實現安裝、維護、監控與管理終端控制系統，同時專家隨時隨地解決終端控制系統中的一些特殊問題；實現和用戶的遠程交流，采用交互式教學模式，通過實際操作培訓用戶，并加以實時指導，使用戶十分容易熟悉和掌握控制系統。

伺服驅動技術：研究伺服驅動的動態響應特性、電子凸輪控制算法與動力學特性優化，用于送經和橫移運動的控制。

壓電提花技術：研究壓電陶瓷高頻大張力的驅動特性，實現針織物編織的快速選針提花控制。

機器視覺技術：通過工業相機在線獲取織物圖像，實時進行圖像處理，在織物織造過程中，當出現疵點時，實時控制機器停機，從而實現織物在線疵點檢測。

互聯網針織CAM系統功能

● 編織動作控制：

高動態響應柔性橫移：構建高速橫移運動動力學模型，設計柔性電子凸輪曲線；

高精度隨動多速送經：基于細分倍頻技術構建送經的動態高響應控制模型；

高速率存取花型數據：高速RAM和雙FIFO技術實現大容量花型數據的動態存儲。

● 疵點在線檢測：

應用快速圖像處理技術實現織物圖像高速在線識別；

疵點快速檢測、準確定位，疵點長度極短，標注出疵點縱橫向位置；

可靠性高，可檢測多種疵點，系統操作簡單，參數修改少，可遠程設置，方便快捷；

非接觸式檢測，無機械損耗，使用維護成本低。

● 數據實時采集：

實時收集針織機當前的生產運轉狀態，包括正常運轉、故障停機、原料準備停機等；

實時采集生產數據，包括產量、開機時間、停機時間、停車次數、生產效率等數據；

采集到的數據傳輸到云端數據庫，為企業MES系統提供生產信息數據；

通過對生產數據的分析，對控制系統的穩定性、可靠性提供技術支持。

● 遠程故障診斷：

故障診斷就是在一定的現場檢測或監控的策略指導下，實施對針織裝備的自動檢測，從而獲得診斷對象的故障模式，并向系統控制者提供重要信息，以保證系統的正常運行；

基于 Web 遠程故障診斷系統實現了用戶在異地通過網絡訪問遠程故障診斷系統，快速地查看停車機臺故障原因；

遠程故障診斷系統優化針織裝備的運行狀態，提高控制系統的可靠性和安全性，提高針織裝備的運行效率，便于針織裝備的運行和保養。

互聯網針織MES系統

互聯網針織MES系統是基于互聯網的針織生產管理系統。具有生產狀態遠程監控、產量報表自動生成、質量數據實時監視、訂單實時跟蹤、無縫集成ERP等功能。實現前道準備、織造和后整理的全工序監測，以數據分析反向指導生產管理，提高生產效率和管理精細化水平，為我國針織行業實現閉環式大數據管理提供了成功樣本。

互聯網針織MES系統框架：

針織智能化系統框架建立在物聯網的基礎上，分為感知層、網絡層和應用層。感知層的Zigbee采集器及中繼器負責感知并采集車間的生產數據。網絡層利用工控機上的WiFi將采集到的數據上傳到云數據庫。應用層應用web、數據挖掘等技術對采集到的數據進行統計與處理，實現可視化。

互聯網針織MES系統亮點：

RFID技術

RFID技術用于紡織物聯網，標簽根據系統設計附帶信息，如員工姓名、訂單編號、產品參數等。

特點:

高速、耐用可靠

自動化程度高

多標簽同時識

無接觸

適應性強

ZigBee技術

ZigBee無線通信技術可實現生產一線機器、員工、訂單等信息采集終端靈活組網，實現生產數據在線自動采集與傳輸。

特點:

近距離

低復雜度自組織

低功耗

Wi-Fi技術

工控機通過Wi-Fi將采集的數據實時傳輸到云端數據庫；PC、平板和手機終端通過Wi-Fi連接到遠程服務器查看實時生產數據。

特點:

更寬的帶寬

射頻信號強

功耗低

安全性高

Web技術

通過網址在任意瀏覽器上實時掌握車間機器、人員、產品、產量狀況等；計算機自動統計分析產量、質量，客觀公正，隨時隨地掌握生產情況。

特點：

代碼簡單

瘦客戶端

信息豐富

大數據技術

數據分析與處理可根據針織企業需求而變化，企業根據大數據分析的結果輔助決策并積累經驗，提升生產水平。

特點：

數據體量巨大

數據類型繁多

處理速度快

價值密度低