紡織品檢測技術(shù)的智能化及發(fā)展趨勢

文/陳 磊 姚漢強 李偉松 蔣晶晶

紡織品檢測技術(shù)是指在一定的環(huán)境條件下，通過運用各種儀器設(shè)備、測量工具、化學(xué)試劑，并結(jié)合專業(yè)技術(shù)人員的主觀判斷，對紡織品產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行鑒定的一系列試驗活動。紡織品檢測最初作為紡織品企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量控制的一種手段，對促進(jìn)紡織品質(zhì)量水平的提高發(fā)揮著積極作用。隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)，紡織品檢測已經(jīng)發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)體系中不可或缺的一門學(xué)科領(lǐng)域，它對促進(jìn)我國紡織業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，適應(yīng)社會發(fā)展趨勢，提高國民經(jīng)濟(jì)效益，有著很重要的現(xiàn)實意義。

目前，紡織品檢測技術(shù)所涉及的主要內(nèi)容包括：可靠性、準(zhǔn)確性、時效性、環(huán)保性。通過對國內(nèi)外相關(guān)紡織品檢測技術(shù)的研究分析，探究其發(fā)展趨勢，從而不斷提升檢測技術(shù)水平，縮短與國外檢測水平的差距，甚至彎道超車，實現(xiàn)紡織品檢測技術(shù)領(lǐng)先于世界先進(jìn)水平的跨越式發(fā)展。

1 紡織品檢測技術(shù)的分類

隨著各種檢測儀器設(shè)備的出現(xiàn)，仿人工測試機(jī)理、計算機(jī)信息技術(shù)、機(jī)械自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及各種微觀、微量檢測設(shè)備的發(fā)展，極大地提高了現(xiàn)代紡織品檢測技術(shù)的效率和精準(zhǔn)度。儀器設(shè)備在紡織品檢測領(lǐng)域的作用越來越重要。從紡織品檢測技術(shù)的發(fā)展歷史來看，紡織品檢測技術(shù)主要分為以下幾個類型：

1.1 人工型

紡織品檢測技術(shù)最重要的因素之一便是人，人的主觀能動性，必將在檢測檢測中發(fā)揮不可替代的作用，早期的紡織品驗貨，就是根據(jù)有經(jīng)驗的專業(yè)人員，通過目光、手感等感官經(jīng)驗手段，對紡織品進(jìn)行初步檢驗。就目前而言，紡織品檢驗標(biāo)準(zhǔn)中也依然存在著這類檢測手段，比如紡織品檢測中所涉及的起球評級、色牢度評級、色差評級等利用專業(yè)技術(shù)人員的目光來判定檢驗樣品的質(zhì)量等級；另外，羽絨羽毛含量檢測、纖維定性檢測、羊絨、羊毛以及其他特種動物毛含量檢測、棉/麻纖維含量檢測、外觀疵點、外觀質(zhì)量檢測、異味、紡織品尺寸變化方面的檢測、絨毛手排長度、含雜率等項目，都是以專業(yè)技術(shù)人員的目光、感官經(jīng)驗、手工操作為主的檢測手段。人工型檢測是最基礎(chǔ)、最經(jīng)典的檢測手段，也是最值得信賴、最穩(wěn)定的檢測類型。

1.2 儀器輔助型

目前，大多數(shù)紡織品檢測項目都是通過專業(yè)檢測技術(shù)人員與儀器結(jié)合相輔相成，才能實現(xiàn)預(yù)期的檢測目的。儀器設(shè)備成為紡織品檢測技術(shù)不可或缺的載體，我們稱之為儀器輔助型檢測技術(shù)手段，這種檢測技術(shù)類型，占據(jù)主導(dǎo)地位，其特點是人離不開設(shè)備，設(shè)備也離不開人的輔助。儀器設(shè)備是實現(xiàn)檢測的必要工具，而人則需要對檢測做前期的大量的準(zhǔn)備工作以及后續(xù)結(jié)果的匯總、判定以及數(shù)據(jù)整理等工作。如紡織品檢測中所涉及的斷裂強力、撕破強力、接縫強力、頂破強力、脹破強力、縫子紕裂等強力項目；起毛起球、色牢度、尺寸變化率等物理檢測項目；試驗前，需要技術(shù)人員對面料或服裝樣品按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行取樣操作，根據(jù)需要，還要按照標(biāo)準(zhǔn)要求對試驗過程進(jìn)行描述，然后對試驗結(jié)果進(jìn)行匯總、取舍，最終得到試驗結(jié)果。紡織品檢測中所涉及的化學(xué)領(lǐng)域、物理領(lǐng)域都存在類似的情況。

1.3 精密儀器全自動型（智能型）

在某些檢測領(lǐng)域項目中出現(xiàn)了智能化檢測設(shè)備，有人稱之為工作站。通過該工作站，可以實現(xiàn)紡織品檢測項目的全自動化。從取樣、制樣，到試驗、出結(jié)果，然后到報告數(shù)據(jù)的傳輸或打印，無須人工操作或人為參與非常少，這種情況下，因人的因素干擾或污染樣品而產(chǎn)生誤差的可能性就大大降低了，極大地提高了檢測效率和檢測結(jié)果的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。另外還有一種智能型檢測設(shè)備，可以通過對大量樣品的檢測，不斷豐富和積累試驗數(shù)據(jù)量，然后根據(jù)這些海量的云數(shù)據(jù)，進(jìn)行自動分析，總結(jié)積累經(jīng)驗，這種具有自我學(xué)習(xí)能力的智能檢測設(shè)備，可以從開始的人機(jī)輔助型，最后轉(zhuǎn)變?yōu)槿詣有停移錂z測能力會隨著檢測量的增加逐步得到提升。

2 紡織品檢測技術(shù)的智能化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

一直以來，紡織品檢測技術(shù)伴隨著人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展。目前，人工智能領(lǐng)域已經(jīng)成為人類社會進(jìn)入智能化的最重要的研究課題。世界各國均在該領(lǐng)域積極拓展布局，以期在國際科技競爭中掌握主動權(quán)、話語權(quán)。人工智能在紡織品檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代后期，主要集中在纖維增強復(fù)合材料性能預(yù)測、生產(chǎn)工藝優(yōu)化和紗線及面料的力學(xué)性能預(yù)測，服用性能預(yù)測（透氣性）；織物表面外觀性能（起毛起球）以及色差評級；也可應(yīng)用在絡(luò)筒、染色、驗布等在線產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控和服裝設(shè)計中服裝試穿舒適度評價等。

理論上來說，紡織品檢測中各項產(chǎn)品、參數(shù)都可以實現(xiàn)完全的人工智能化，但是由于技術(shù)、成本的限制，目前在紡織品檢測領(lǐng)域只有少數(shù)相對成熟的應(yīng)用技術(shù)。例如：目前比較成熟和熱門的AI（人工智能）羊絨、羊毛纖維含量分析技術(shù)，就是一種革命性的纖維檢測方法，首個將人工智能技術(shù)應(yīng)用于纖維檢測的成熟儀器產(chǎn)品。該智能型檢測設(shè)備編有自動化解決方案，用以替代重復(fù)性的人工操作，纖維樣品進(jìn)行自動掃描和分析，樣品的數(shù)字信息被安全存儲在云端數(shù)據(jù)庫中。在云端，利用深度學(xué)習(xí)算法和先進(jìn)的圖像識別技術(shù)，纖維樣品可以被自動識別、分析和統(tǒng)計，并保證極高的準(zhǔn)確率和一致性，最后自動生成檢測報告。另外一項比較成熟的人工智能檢測技術(shù)應(yīng)用是紡織品水萃取液pH值的測定，根據(jù)方案設(shè)計，該項技術(shù)可以實現(xiàn)自動導(dǎo)入待測樣品信息，自動進(jìn)行線性曲線校準(zhǔn)、校正pH值測試電極，自動在試驗三角玻璃瓶上取蓋、加液、封蓋，并且可以隨時通過標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液檢驗pH測試電極讀數(shù)是否準(zhǔn)確，檢測完畢，可自動實現(xiàn)電極清洗，防止交叉污染。樣品測試完畢后，系統(tǒng)自動導(dǎo)出樣品數(shù)據(jù)。紡織品檢測技術(shù)的智能化研究也正在其他領(lǐng)域開發(fā)，例如：羽絨羽毛種類含量鑒別、色差評級、起毛起球評級等方面。

紡織品檢測技術(shù)的智能化可以大大提高檢測效率，相對于人工來說，有更好的穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性。而且隨著計算機(jī)處理速度和能力的不斷提升、算法的不斷改進(jìn)，智能化檢測技術(shù)會逐步實現(xiàn)人工檢測技術(shù)的取代，讓專業(yè)技術(shù)人員將更多時間和精力用在標(biāo)準(zhǔn)、方法的研究工作中去。

3 結(jié)束語

目前，紡織品檢測技術(shù)的智能化還處在起步階段，還存在很多缺點和不足，比如：在圖像識別宏觀樣品時，受織物紋理和組織結(jié)構(gòu)的變化影響較大，而這種變化復(fù)雜的樣品量又不是特別大，影響算法的提升和最終結(jié)果的判斷。

另外，關(guān)于紡織品檢測技術(shù)的智能化方面的方法標(biāo)準(zhǔn)還都是空白，相關(guān)的法律法規(guī)也沒有相關(guān)規(guī)定，這也阻礙了紡織品檢測技術(shù)的智能化發(fā)展。紡織品智能化檢測和評價相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定亟待解決，針對紡織品檢測的智能化技術(shù)越來越成熟，應(yīng)用越來越廣，相信不久的將來，智能化一定會成為檢測行業(yè)的最終趨勢。