近日,山東省人民政府下發了關于2018年度山東省科學技術獎勵的決定。其中,由魯泰紡織股份有限公司、香港理工大學、東華大學、浙江大學和中原工學院共同完成的“紡織服裝行業紗線與面料顏色數字化關鍵技術及產業化應用”項目,榮獲2018年度山東省科技進步獎一等獎!
據了解,該項目實現了紗線和面料樣品的快速、高效、準確配色以及與客戶和各生產園區之間顏色面料的數字化影像存儲、傳輸及品控管理,達到國際領先水平。該項目以顏色數字化技術為紡織行業注入新動能,助力紡織行業轉型升級。
白色就有100多種?紡織企業如何精準分辨
以往,為設計師提供一份面料小樣要經過數十道工序,特別是,小樣雖然很小,但該有的工序卻一樣不少,生產起來極為不便。此前,也有企業嘗試將面料設計稿提供給設計師,但由于設計稿與實物紋理及顏色存在失真和色差,嚴重影響了訂單的成功率。而“紡織服裝行業紗線與面料顏色數字化關鍵技術及產業化應用”項目則解決了這一問題,在魯泰生產車間,工作人員給記者提供了一張打印有面料的紙張和一塊真正的面料,記者若不是親手觸摸,用肉眼難以分辨出實物與紙張的區別。
魯泰紡織股份有限公司副總經理張建祥在接受《紡織服裝周刊》記者采訪時表示,顏色很難用肉眼完全分辨,也無法用語言進行準確的表達,通常我們認為的最基礎色白色,由于色光值不一樣,就達100多種。但顏色不僅是物體的重要屬性,更是紡織產品表達個性和時尚文化的核心要素,顏色的應用、品控和交流貫穿著整個紡織品的價值鏈。特別是我國紡織產業確立了科技、時尚、綠色新定位,顏色更加成為了體現時尚的重要內容,顏色及其搭配為服裝、床品、飾品等領域的應用提供了豐富的情感體驗。
在當今快速多變、競爭激烈的紡織品市場環境中,全球紡織服裝供應鏈上各個環節無不面臨著顏色管理與溝通方面的挑戰。目前,在紡織面料開發中,顏色表達的經驗化和實物化現象普遍,精準性和一致性等問題突出。國內外現有的顏色數字化管控體系,存在測色裝備適應性小、測配色技術精準度低、面料仿真樣品與實物顏色差異性大、顏色傳輸再現一致性差等技術瓶頸,嚴重阻礙了紡織面料全產業鏈“大協同”的新趨勢。在全球市場化競爭環境下,生產企業要增強自身的快速反應與色彩控制的能力,必須針對小批量、多品種、快交期、個性化的市場需求,降低紗線與面料紋理色彩的開發成本和時間成本。
張建祥表示,魯泰對色彩的研究始于20年前,最初的目的是建立企業標準色,“魯泰白”就是從那時開始確立,但隨著企業規模的不斷擴大、廠區的增多,僅憑肉眼分辨的樣品顏色無法實現準確傳遞,行業內普遍使用的Pantone(潘通)色卡除了存在使用過程變色等諸多阻礙外,也無法滿足客戶越來越多樣化的需求。十幾年來,魯泰不斷積累經驗,并開始搭建起顏色、花樣數據庫。
據張建祥介紹,“紡織服裝行業紗線與面料顏色數字化關鍵技術及產業化應用”項目是將顏色數字化技術引入紡織服裝行業面料的設計和加工過程,針對紡織服裝行業領域精準測配色、面料紋理的CAD高仿真、面料影像化與智能檢索、數字化紡織面料云平臺的構建及跨區域在線傳輸等技術進行了系統的研究與攻關,將多項跨界科學技術與企業應用需求進行融合創新,將面料研發和管理水平推入了更高速的發展軌道,提升了紡織面料行業的整體技術水平和企業的核心競爭力,是當代數字化、智慧化工廠的核心資源。該項目曾在2017年獲得“紡織之光”中國紡織工業聯合會科技一等獎。
引領需求,顏色數字化勢在必行!
如果說把這項技術比喻成醫生與患者的關系,那么該項目的精準測色技術就是突破了以往醫生看病憑借個人經驗認知的傳統模式,而是依靠設備來讀出精準顏色,并能夠通過互聯網進行精準傳輸。
據了解,該項目已獲國內外授權發明專利15件,發表論文21篇,核心技術填補國內外空白,總體技術達到國際領先水平。項目形成的顏色數字化系列功能體系,在完成單位應用后獲得顯著經濟效益。
項目推廣至色紡、色織和印染等領域后已得到廣泛應用,魯泰現已在全球布局的多家生產工廠和客戶間實現顏色的數字化傳輸。項目成果推進了紡織面料的高端化和時尚化進程,推動了全球化產業鏈布局的發展,對我國紡織行業的數字化和智能化實施起到了積極的示范作用。
十幾年來,魯泰在服務客戶的同時,也一直在積累著自己的顏色和紋樣庫。近年來,隨著全球化的加速,魯泰也開始了全球化布局,在美國、越南等國家設立了機構和生產基地,那么,如何將面料樣本傳遞到生產基地?單憑EMS寄樣,不僅很難實現快速反應,地域和設備差異也很難讓色彩得到準確的讀取。
“顏色數字化勢在必行!”張建祥認為,雖然顏色本身不能用語言清楚地做出描述,但它卻能夠用數值清楚地表達,并可以通過數字和互聯網進行準確的傳輸,這其中,最大的問題便是精確地對顏色進行采集和數字化。而魯泰這一項目,正是突破了顏色的精準采集和數字化。
“這項技術實現了顏色數字化和影像化的互聯網傳輸,將為中國紡織產業全球化布局,對應用顏色的企業提供有力幫助?!睆埥ㄏ檎f,通過報獎,該項目不僅希望得到社會和行業不同維度的認可,也希望對這項技術的應用推廣起到良好的推進作用。對于未來,他希望魯泰不僅是一個制造公司,更要成為一個技術輸出公司,“魯泰將向制造服務型企業方向發展!”
如果說魯泰之前的發展是靠裝備、管理和誠信,那么今后,魯泰所依靠的就是科技創新。其實早在2014年,在國家科學技術獎勵大會上,由魯泰紡織股份有限公司與山東康平納集團有限公司、機械科學研究總院聯合研制的“筒子紗數字化自動染色成套技術與裝備”獲得國家科技進步一等獎。這是我國紡織行業獲得的第一個國家科技進步一等獎。而此次再次斬獲山東省科技進步一等獎,又一次證實了魯泰在科技創新方面的強大實力。
其實,魯泰在建廠初期便確定了產品高檔次、高品質的定位,其產品更是被外商贊譽為中國紡織界的“茅臺酒”。魯泰產品蘊含的獨特魅力和優異品質,源于魯泰對品質的卓越追求,更源于魯泰科技創新的力量。而對科技創新方面的投入,也讓魯泰從有效需求滿足發展到了如今的創新需求引領。
項目主要創新成果
該項目已獲國內外授權發明專利15件,發表論文21篇,核心技術填補國內外空白,總體技術達到國際領先水平。魯泰紡織服裝工程研究院主任劉淑云對該項目的主要創新成果做了詳細介紹——
創新研發多尺度精密測色裝備與技術。以往,由于來樣面料尺度不同的問題,會造成生產企業分色和測色難題,該項目通過光學優化設計和系統校正,創新研發了多光譜成像的顏色測量系統,解決了多尺度精密測量難題??蓽y樣品最小寬度由原來的3mm顯著降低至0.4mm;同時,針對由樣品材質和形態變化導致的顏色測量偏差問題,該項目通過數據復雜關聯性建模技術,確保了多尺度和異形態樣品顏色的準確測量,測色準確率由32%提升至80%以上。
創新研發面料多因素精準配色技術。過去,由于來樣與所需產品面料材質不同,在對面料著色的過程中,顏色很容易產生偏差,對于這樣的問題,很多企業只能依賴于配色師的經驗并反復修正,即使有一些計算機配色技術,也因理論模型不完整,色域配置狹窄,使得配色精準度和效率低、染料消耗大、開發耗時長。
對此,該項目在精準控制原料品質和加工工藝的基礎上,探析了不同種類和色系的染料在纖維、紗線和織物介質的飽和濃度特征,實現了染料配方的智能檢索配對;研究出面料六分光學模型,奠定了精準配色理論根基;在匹配混色纖維、紗線和面料的顏色效果時,用單一顏色等色匹配產品的空間混色效果是難題,為此,項目還創建了混色和單色的光譜匹配模型,確保了混色樣品和單色面料的高度匹配,樣品配色成功率提升至90%以上。
突破面料紋理高精仿真和保真及全設計信息的智能化調用技術。面料紋理是由紗線與織物的結構和顏色帶來的面料平均效應疊加,纖維原料、紗線結構和織物組織多元變化形成的精致紋理外觀,是計算機虛擬樣品在屏幕和紙卡仿真顯示時的難題。
對此,該項目研發了顏色和結構疊加的面料精致紋理的調色技術,實現了細小凹凸和色塊等精致紋理的精確仿真,探究了電腦屏幕與紙卡樣品的顯色特性,研制了面料圖像采集的新型熒光校正色板,保障了影像化面料的高保真再現。
同時,針對大規模圖像數據庫檢索效率低、面料紋理特征識別難的瓶頸,對面料結構、顏色及其排列模式進行映射識別,并通過哈希編碼提升檢索精度和效率,在百萬級面料圖像數據庫上檢索時間達到毫秒級,檢索準確率達89%,面料開發周期由12天縮短至2天。
構建了數字化紡織面料高效云平臺。面料協同創新設計的生產模式需要上下游企業內實現資源開放共享,特別是實現面料時尚性的顏色等各模塊需要上下游統一,同時,跨區域設計信息的傳輸受不同顯示介質、不同地域的影響,顏色不一致等瓶頸問題亟需解決。
對此,項目研究了面料數據的規范化處理和云服務插件開發,創建了面料設計加工的統一語義規則庫,實現了專用知識云平臺高效集成和共享;研究了不同設備的色度參數自調轉換模型和不同機臺的偏差控制標定方法,探究了不同地域染料配方數據的差異,解決了異地異介質面料顏色傳輸再現的一致性難題,實現了跨區域設計、制造和供應鏈的協同。
同時,解決了紡織面料對顏色高效精準管控的迫切需求,有效地推進了個性化和時尚化的產品開發進程,滿足了全球化產業鏈布局、跨區域設計開發和分包加工模式,對我國紡織行業的數字化和智能化發展具有積極的示范作用。
后 記
行業將受益于“顏色”數字化
在采訪中,記者深刻地感受到該項目對各項技術的攻關,必將成為今后數字化車間、智慧化工廠的核心技術資源,而該項目成果也將為行業發展帶來深遠影響。
其一,紡織面料顏色的精密和精準測配技術,以精準的機器視覺代替人眼識別,大大提高面料來樣設計和改進設計的效率和準確率,減少了試樣次數,降低了原材料消耗,有效緩解了設計開發人員的短缺和染化料能源的浪費等問題,對于提高產品品質和節能減排發揮了顯著作用。
其二,該項目的“面料紋理顏色的精致仿真、保真存儲和全設計信息的智能化調用技術”,對產品的創新提供了技術源動力,以高逼真的虛擬樣品代替實物加工,以高還原、高信息容量的設計信息大數據庫代替實物進行存儲和傳遞,形成體系化的產品創新模式,大幅提升產品開發的敏捷性,引領了紡織行業的自主設計發展趨勢。
其三,該項目構建的數字化紡織面料高效云平臺,集數字化、網絡化和智能化于一體,實現了紡織面料上下游產業鏈及跨區域生產企業資源的開放、共享和協同創新,推動了紡織行業全球化產業鏈布局的發展。
總之,項目成果破解了以勞動密集型、生產經驗化為特點的紡織行業技術革新難點,大幅提高了產品的研發效率并降低研發成本。并可以通用于棉、麻、毛、絲和化纖等色紡、色織和印染,同時魯泰在全球布局的各生產工廠和重要客戶間已實現顏色的數字化傳輸??梢哉f,項目成果推進了紡織面料的高端化和時尚化進程,提升了行業整體技術實力和國際競爭能力,行業將大大受益。(徐長杰)