Совершенствование метода прогнозирования обрывности основы с учетом стохастичности процесса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.03, кандидат технических наук Пыханова, Татьяна Владимировна

• Пыханова, Татьяна Владимировна
• кандидат технических наук
• 1996

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пыханова, Татьяна Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ РАБОТЫ.

1.1. Обрывность нитей, как объект прогнозирования.

1.1.1. Причины обрывов нитей на ткацком станке и достоверность оценки обрывности.

1.1.2. Распределение обрывности по зонам глубины ткацкого станка.

1.1.3. Распределение обрывности по ширине заправки ткацкого станка.И

1.2. Анализ методов прогнозирования.

1.3. Задачи исследования

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.32?

2.1. Общие положения.

2.2. Описание автоматизированных систем измерения натяжения нитей на ткацком станке.

2.3. Первичный измеритель натяжения.

2.4. Оценка статических и динамических характеристик системы ПАК.

2.5. Оценка воспроизводимости результатов измерения натяжения системами АСИН и ПАК.

2.6. Соответствие частоты съема информации о натяжении заданным требованиям.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ НАТЯЖЕНИЯ НИТЕЙ ОСНОВЫ.

3.1. Оценка изменения натяжения основы.

3.1.1. По глубине заправки ткацкого станка.

3.1.2. При взаимодействии узла с галевом ремизы.

3.2. Натяжение основы по ширине заправки ткацкого станка.

3.3. Анализ стабильности информации о натяжении по фазам поворота навоя.

3.4. Методика формирования представительной выборки натяжения основных нитей с учетом зон ширины.

4. СТОХАСТИЧНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ.

5. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБРЫВНОСТИ ОСНОВЫ С УЧЕТОМ ЗОН ШИРИНЫ ПОЛОТНА И СТОХАСТИЧНОСТИ ПРОЧНОСТИ.

5.1. Обоснование метода преобразования условных показателей обрывности в технологические принятые единицы измерения.

5.2. Описание алгоритма.

5.3. Результаты производственной проверки.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование метода прогнозирования обрывности основы с учетом стохастичности процесса»

Одной из важнейших задач текстильной промышленности в настоящее время является насыщение рынка высококачественной и конку-реитноспособной продукцией. Задача расширения ассортимента выпускаемых тканей должна решаться за счет выбора рациональных режимов ткачества, которые обеспечивают минимальную обрывность и максимальную производительность труда.

Рациональный режим ткачества может быть найден на основе опыта в процессе выработки ткани или при использовании активного натурного эксперимента, что связано с большими затратами времени и сырья. Такая оптимизация малоэффективна и не является оперативной.

Машинный эксперимент на базе быстродействующих ПЭВМ открывает широкие возможности для оптимизации режимов , при создании нового ассортимента тканей, а также совершенствования существующей технологии. В основе машинного эксперимента лежит математическая модель процесса. Имитационное моделирование наиболее близко к натурному эксперименту, так как повторяет элементарные явления, обуславливающие изучаемый процесс, сохраняя их логическую структуру, последовательность протекания во времени и стохастичность. Прогнозирование обрывности, являющееся частью имитационного моделирования, позволяет на основе оценки напряженности процесса с учетом закона нагружения и прочностных характеристик основных нитей выбрать рациональный режим ткачества.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с МНТП "Русский лен" (приказ - N 426 Госкомитета РФ по высшему образованию от 22.04.91) тема 80-БНИ-91 "Разработка программно-аппаратного комплекса оптимизации технологических режимов" и направлена на совершенствование процесса ткачества путем оперативного управления технологическими режимами на основе использования современных методов моделирования процесса и прогнозирования обрывности нитей.

Целью настоящей работы является совершенствование метода прогнозирования обрывности основных нитей в ткачестве с учетом стохастичности процесса, что позволит в последствии перейти к машинным экспериментам для оперативного выбора наилучшего режима ткачества.

Методы исследований.

Использованы экспериментальные методы исследований: электротензометрия при измерении натяжения нитей и оценке технологической прочности с автоматизацией съема и обработки результатов измерений на ПЭВМ типа IBM РС-ХТ; метод непосредственного наблюдения при контроле обрывности.

Обработка экспериментальных данных проведена методами математической статистики.

Программное обеспечение метода прогнозирования обрывности выполнено на языке TURBO-PASCAL для ПЭВМ типа IBM РС-ХТ.

Научная новизна.

В диссертационной работе впервые:

- обоснована целесообразность и доказана возможность учета стохастичности технологической прочности и натяжения основных нитей при прогнозировании обрывности в ткачестве;

- предложен метод формирования представительной выборки одиночных нитей, характеризующих натяжение основы по ширине ткацкого навоя;

- разработана методика преобразования условных показателей обрывности в технологические единицы измерения;

- разработан для ЭВМ пакет программ реализации метода прогнозирования обрывности основных нитей в процессе ткачества.

Практическая ценность и реализация результатов работы. На базе достоверной информации о натяжении и технологической прочности нитей по разработанным программам Проведены расчеты прогнозируемой обрывности с заданной точностью в технологически принятых единицах.

Подтверждена работоспособность метода прогнозирования обрывности основных нитей, поскольку моделирование с учетом стохас-тичности процесса позволило сопоставить прогнозируемую и реальную обрывность. Близость значений прогнозируемой и реальной обрывности дает возможность рекомендовать этот метод в дальнейшем для прогнозирования обрывности на основе расчетной информации о натяжении нитей в процессе ткачества. Это открывает следующий этап исследований технологического режима ткачества и его оптимизации. Дальнейшая реализация результатов работы предусмотрена в МНТП "Перспективные технологии, материалы и изделия легкой и текстильной промышленности" по теме 14-ЕНИ-96 "Разработка программно-аппаратного обеспечения для АРМ инженера-технолога льно-ткацкого производства".

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены:

- на международной научно-технической конференции "Современные тенденции развития технологии и техники текстильного производства1' в г.Иваново, 1993 г.;

- на международной научной конференции "Новое в технике и технологии текстильной промышленности" в г.Витебск,1994 г.;

- на заседании семинара "Технологии текстильных материалов" КГТУ,1996 г.;

- на заседаниях кафедры ткачества Костромского государственного технологического университета, 1990-1993 г.г.;

- на конференциях преподавателей и сотрудников КГТУ,1992-1996Г.г.

Основное содержание работы представлено в 5 публикациях.

Заключение диссертации по теме «Технология текстильных материалов», Пыханова, Татьяна Владимировна

ОБЩЕ ВЫВОДЫ

По результатам работы сделаны следующие выводы:

1. На базе анализа случайной функции натяжения основных нитей при тканеобразовании сформулированы требования к качеству информации о натяжении. Оценка точности, сходимости и вос-роизводимости результатов измерения показала соответствие измерительной системы ПАК требованиям к точности информации.

2. На основе экспериментальных исследований установлено, что

- натяжение основных нитей в зонах опушка - ремизы и осно-вонаблюдатель - скало различаются несущественно;

- изменение натяжения, вызванное прохождением ткацкого узла через глазок галева регистрируется в зоне измерения;

- колебания натяжения нитей, обусловленные нецилиндрич-ностью намотки не влияют на качество информации о натяжении этих нитей;

- натяжение по зонам ширины заправки ткацкого станка (фон, шпарутки, кромки, разделенные по переплетениям) различаются существенно.

3. Предложена методика формирования представительной выборки одиночных нитей, характеризующих натяжение основы по всей ширине ткацкого навоя, что обеспечивает полноту информации о натяжении.

4. В результате анализа информации о технологической прочности основных нитей с различных навоев двух партий доказана необходимость учета стохастичности прочности, это реализуется статистическим моделированием, которое позволяет набрать статистический материал для достоверного прогнозирования обрывности.

5. Разработана методика преобразования условных показателей обрывности в технологически принятые единицы измерения. Прогнозируемая обрывность основных нитей учитывает количество нитей на навое, стохастичность их прочности и натяжения .

6. На основе производственной проверки показано:

- при снижении заправочного натяжения основы значение прогнозируемой обрывности уменьшается, что свидетельствует о чувствительности метода к изменению технологического режима;

- характер распределения прогнозируемой обрывности по зонам ширины заправки ткацкого станка совпадает с распределением наблюдаемой обрывности;

- доверительный интервал наблюдаемой обрывности покрывает доверительный интервал прогнозируемой обрывности, что свидетельствует о незначимости различия прогнозируемой и наблюдаемой обрывностей.

7. Доказана работоспособность метода прогнозирования обрывности нитей, учитывающего стохастичность натяжения и прочности, что позволяет рекомендовать его для исследований технологического режима и оптимизации.

ЛИТЕРАТУ PA

1. Букаев П.Т. Оптимизация процесса ткачества на бесчелночных станках.- М.:Легпромбытиздат.-1990.

2. Шутова К.Е., Филоненко В.И. Обрывность нитей и устойчивость технологического процесса.- М.:Легпромбытиздат.-1989.

3. Гецонок Б.И. Статистический контроль процесса ткачества.- М. .--Легкая и пищевая пром-сть.- 1983.

4. Золотаревский Л.Т. Обрывность основы на ткацких станках. - М.:Легкая и пищевая пром-сть.- 1982.

5. Оников Э.А. Причины обрывности основных нитей на станках типа АТПР//Текстильная пром-сть.- 1980.- N8 - с.40-41.

6. Живетин В.В. Краткий обзор работ о взаимосвязи показателей свойств пряжи, причин и уровня ее обрывности на станке.- М.-1987.

7. Богза А.Д. Повышение надежности процесса ткачества на станках СТБ; Дисс. докт.техн.наук.- М.- 1990.

8. Садовская О.Б. Разработка метода прогнозирования обрывности основных нитей в процессе ткачества: Дисс. канд.техн.наук. -Кострома, 1989.

9. Лаучинскас М.Н. Прогнозирование обрывности основы в процессе ткачества с учетом прочностных характеристик нитей: Дисс. канд.техн.наук.-Кострома, 1993.

10. Золотаревский Л.Т. Правильно оценивать результаты проверки обрывности// Текстильная пром-сть.- 1964.- N11 - с.28-31.

11. Справочник по хлопкоткачеству./ Под ред. Э.А.Оникова.-М.-1979.

12. Лустгартент Н.В., Глотова Т.М., Смирнов Е.А. САПР технологических режимов ткацкого производства.- М.- 1993.

13. Секованова Л.А. Исследование процесса взаимодействия основных нитей с галевом и его имитационное моделирование: Дисс.канд.техн.наук.- Кострома, 1995.

14. Колесников П.А. Натяжение основных нитей в процессе ткачества, его влияние на физико-механические свойства и обрывность основных нитей.- Автореферат дисс. канд.техн.наук.- М. -1949.

15. Васильченко В.Н. Исследование фронтального прибоя уточной нити: Дисс. канд.техн.наук.- Л.- 1975.

16. Шутова С.А. Деформация и натяжение основных нитей на станке

СТБ: Дисс. канд.техн.наук.- Л.- 1983. ¡17. Бурнашев Р.З. Исследование процесса прибоя на ткацких станках. Автореферат дисс. канд.техн.наук. - М. - 1969.

18. Ступников А.Н. Исследование влияния качественных показателей ошлихтованной основной пряжи на обрывность основы в процессе ткачества: Дисс. канд.техн.наук. - Кострома,1977.

19. Гордеев В.А. Исследование механизмов отпуска и натяжения основы ткацких станков: Дисс. канд.техн.наук.- М.- 1953.

20. Ефремов Е.Д О неравномерности движения по нити при перемотке на мотальной машине М-150: Дисс. канд.техн.наук.- Иваново, 1963.

21. Исаков Н.П. К вопросу теории натяжителей нитей.// Изв.вузов. Технология текстильной пром-сть.- 1960.- N3.

22. Попова Г.К., "Ефремов Е.Д. 0 натяжении нити при сматывании с конической бобины в условиях сновки.// Изв.вузов.Технология текстильной пром-сть.- 1980.- N1.

23. Маховер В.Л. Натяжение нитей основы на стойках шлихтовальных машин.- Ярославль.- 1977.

24. Живетин B.B. Исследование условий формирования ткацкой основной паковки и их влияния на напряженность технологического процесса ткачества: Дисс. канд.техн.наук. - Кострома,196?.

25. Оников Э.А. Методика определения обрывности основы на ткацком станке.- Сб.трудов ЦНИХБИ. ч.1.- М.- 1974.

26. Любимов Н.С., Манухин A.C. Пути снижения обрывности в хлопкоткачестве.- М.- 1968.

27. Оников Э.А. Совершенствование процесса приготовления основы к ткачеству.- Из сб.докладов "Новые технологические процессы и оборудование в ткачестве.- М.- 1991.

28. Льноткачество.Справочнок.- М.- 1985.

29. Инструкция по организации системы контроля обрывности и анализа ее причин в льноткачестве.- М.- 1986.

30. Krause N.W.//Mittex.- 1977.-Nil.S.316.

31. Prof.Dr.-Ing.Joachim LunenschloB ,Prof.Dr.-Ing. Burkhard Wulfhörst, Dipl.- Ing. Ulrich Ballhauser // Textil praxis internat i onal. 1988.-N11.-1200-1202.

32. Dr.-Ing. Helmut Weinsdorfer.//Textil praxis international.-1988.- N9.- 966-970.

33. Herman Nobauer, Ahmed Shaheen.// Melliand TextiIberich-te.-1990.- N8.- 585-589.

34. Dipl.- Ing. Frank Baumeiis. //Textiltechnik 40. - 1990. -N5.-252-256.

35. Dr.Ing. - Helmut Weinsdorfer.//Melliand Textilberichte.-1992.- N9.- 717-722.

36. Гинзбург JI.H. Использование теории "выбросов" или пересечения стационарным случайным процессом заданного уровня для изучения некоторого класса задач текстильной технологии.// Изв.вузов.Технология текстильной пром-сть.- 1977.- N3. 37. Мшевениерадзе А.П., Хавкин В.П. Моделирование связи между прочностью и обрывностью.// Сб.научных трудов.- М.- 1978.

39. Соловьев А.Н., Кирюхин С.Н. Оценка и прогнозирование качества текстильных материалов.- М.- 1984.

40. Живетин В.В. Обсуждение статьи Юркевичуса.//Текстильная пром-сть.- 1986.- N5.

41. Миловидов H.H. Практическая ценность показателя выносливости пряжи.// Текстильная пром-сть.- 1965.- N9.

42. Разработка программно-аппаратного комплекса оптимизации процесса ткачества.- Отчет по НИР 80-БНИ-91.- Кострома.- 1991.

43. Вакс Е.Э. Измерение натяжения нити.- М.- 1966.

44. Брянский Л.Н. Краткий справочник метролога.- М.- 1991.

45. Юдин М.Ф.,Селиванов М.Н. Основные термины в области метрологии.- М.- 1989.

46. Бендат Дж.,Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов.-М.- 1974.

47. Мигушов И.И. Обобщенная теория и основные вопросы приложений механики текстильной нити и ткани: Дисс. докт.техн.наук. -Иваново, 1981.

48. Налетов В.В. Определение скорости распространения упругой деформации в текстильных нитях./ Изв.вузов.Технология текстильной пром-сти.- 1976.- N4.

49. Ямщиков C.B. Исследование вибрационного прибоя утка и методы проектирования ткансформирующих механизмов вибрационного типа: Дисс. канд.техн.наук.- Кострома, 1978.

50. Гецонок Б.И. О типовых нагрузках на ткацких станках./Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти.- 1978.- N1.

51. Комарова Т.А. Оптимизация процесса ткачества по его математической модели: Дисс. канд.техн.наук.- Иваново, 1988.

52. Вайнсдерфер X. Нагрузка на нить в процессе ткачества. // Textil praxis international. 1988.- N8.- с.817-821.

53. Закс JI. Статистическое оценивание, т М. .-Статистика, 1976.

54. Отчет по НИР "Разработка программно-аппаратного комлекса оптимизации процесса ткачества11.- Кострома, 1993.

55. Поздняков Б.П. Методы статистического контроля и исследования текстильных материалов.- М.- 1978.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ о практической полезности предложении по материалам диссертационной работы Пыхановой Татьяны Владимировны на тему "Совершенствование метода прогнозирования обрывности основы с учетом стохастичности процесса"

Предложенный Т. В.Пыхановой метод прогнозирования обрывности основных нитей в ткачестве с учетом стохастичности их технологической прочности и натяжения принят как составная часть Программно-аппаратного комплекса оптимизации процесса ткачества. Комплекс разработан в Костромском технологическом университете в соответствии о МНТП "Русский лен" (Приказ N425 Гос.комитета РФ по высшему образованию от 22.04.1991 г. тема 80-БНИ-91) и предназначен для оперативного выбора наиболее эффективного с точки зрения производительности технологического режима. Комплекс многофункционален и может попользоваться на всех переходах ткацкого производства при наличии соответствующей программной модели процесса. Применительно к процессу тканеообраеования разработаны как аппаратная (датчики, измерительная часть, автоматизированная система сбора, хранения и обработки информации о натяжении и прочности нитей ), так и программная составляющие комплекса. Пакет прикладных программ должен реализовать решения таких задач, как получение расчетных тензог-рамм для выборки основных нитей и расчет прогнозируемой обрывности.

Работа Пыхановой Т.В. направлена на решение последней задачи, .т.е. на создание такого метода прогнозирования обрывности, при котором результаты расчета соответствуют реальной обрывности в ткачестве. Исследования натяжения и технологической прочности нитей, как объектов, характеризующихся значительной случайной составляющей, позволили автору обосновать параметры статистического моделирования о вычислением средневзвешенного значения обрывности нитей. Близость значений прогнозируемой и наблюдаемой обрывности подтверждает работоспособность метода.

Усовершенствованный метод прогнозирования обрывности на основе информации о натяжении и технологической прочности основных нитей, полученной с помощью современных систем измерения, позволяет в дальнейшем с использованием ЭВМ оперативно оценивать режим ткачества и использовать этот метод для оптимизации, что является одной из важнейших практических задач, стоящих перед инженером-технологом, особенно в условиях о частой сменой ассортимента тканей и переработки сырья с различными качественными характеристиками.

Е соответствии с вышеизложенным, результаты работы Т.В.Пыха-новой будут использованы в МНТП "Перспективные технологии, материалы и изделия легкой и текстильной промышленности" по теме 14-БНИ-96 "Разработка программно-аппаратного обеспечения для АРМ инженера-технолога льноткацкого производства ".

Руководитель НИР N 14-БНИ-96

Е.А.Староверов $М 64000,0,655360)