Сае-система для неразрушающего анализа и проектирования тканей

В заключение отметим, что представленная СППИР обладает следующими достоинствами: позволяет работать с проектами инвестиций в матери-

альные активы, учитывает многопериодные аспекты реализации проектов, в целом более адекватно отражает реальные условия.

САЕ-СИСТЕМА ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО АНАЛИЗА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТКАНЕЙ

Г.Г. Сокова

В современных экономических условиях одним из ключевых условий выживания отечественных предприятий (практически в любой отрасли народного хозяйства) является максимально возможное сокращение сроков проектирования и освоения новой продукции. Наиболее вероятным способом решения данной задачи является использование информационных технологий, в частности, САЕ-систем (Computer-Aided Engineering), предназначенных для поддержки решения инженерных задач. В текстильной промышленности известны отечественные и зарубежные САЕ-системы, предназначенные для технических и технологических расчетов хлопчатобумажных, шерстяных и синтетических тканей. Узкая специализация подобных систем связана с существенными отличиями свойств пряжи различного волокнистого состава, используемой для изготовления тканей.

Свойства льняного волокна и выработанные из него пряжа и ткани обладают рядом уникальных гигиенических свойств, обеспечивающих комфортность при эксплуатации. Однако особенности физико-механических, оптических и технологических свойств льна затрудняют процессы автоматизированного исследования и проектирования льняных изделий, и тканей в частности. Для решения данной задачи нами предложена САЕ-система «Проектирование льняных тканей», которая позволяет проводить процедуры автоматизированного анализа и проектирования тканей льняного ассортимента. Процедура анализа ткани не связана с ее разрушением, так как исследуется плановое изображение фрагмента ткани, полученное способом сканирования. Разработаны методика и оригинальный программно-математический аппарат для обработки информации заключенной в цифровом полутоновом или полноцветном изображении ткани, позволяющие исследовать ткани как ахроматических, так и хроматических цветов. Метод неразрушающего (бесконтактного) анализа ткани основан на идентификации признаков элементов ткани по числовому значению индекса яркости цветового тона на нитях и просветах между ними (Сокова Г.Г., Бейтина А.А Бесконтактный метод структурного анализа однослойных тканей. // На-учн. альм. Спецвыпуск журн. «Текстильная промыш-

ленность». 2006, № 8). В результате автоматизированного структурного анализа ткани определяется ряд показателей ткани (линейная плотность пряжи, плотность ткани, параметры переплетения, показатели технологичности ткани и др.), нахождение которых традиционными стандартными методами требует больших временных и материальных затрат и уничтожения исследуемой пробы.

Разработанная САЕ-система представляет собой пакет программ:

• Анализ ткани - программа для неразрушающего исследования ткани и определения структурных параметров;

• Расчет структуры ткани - программа для проектирования структурных параметров ткани;

• Расчет эксплуатационных показателей ткани - программа для прогнозирования показателей качества и свойств ткани.

САЕ «Проектирование льняных тканей» содержит базы данных, облегчающие процесс разработки ткани: Сырьевая база - содержит информацию о механических и технологических свойствах сырья; Ткацкие переплетения - содержит перечень переплетений главного и мелкоузорчатого классов и их параметры; Отделка ткани - хранит информацию о влиянии различных видов отделки на эксплуатационные свойства ткани.

Математический аппарат расчетных модулей САПР тканей построен на известном принципе использования эмпирических регрессионных моделей, который вполне удовлетворяет требованиям выработки бытовых тканей. В качестве информационного и математического обеспечения программной реализации САЕ использованы экспериментальные данные и разработанные на их основе аналитические и эмпирические зависимости показателей качества ткани от параметров ее структуры. Использованные модели получены в результате углубленного анализа взаимосвязей между геометрическими и физико-механическими характеристиками ткани и свойствами составляющих ее нитей, что обеспечило достоверность прогнозирования параметров и свойств ткани. Проведенная оценка степени соответствия расчетных значений, полученных при использовании САЕ, экспериментальным данным, определенным в ходе исследования тканей льняного ассортимен-

та, показала удовлетворительную точность работы автоматизированной системы, при этом отклонение между расчетными и экспериментальными данными не превысило 5 %.

По окончании процедуры проектирования пользователь САЕ-системы (дессинатор или технолог ткацкого производства) имеет возможность оценить качество проектирования с помощью разработанного метода сравнительной оценки параметров и свойств ткани по профилю качества. Профиль качества представляет собой круг с радиальными линиями, разделенный сегментальными отрезками, на каждом из которых в масштабе автоматически размещаются значения показателей ткани, которые соединяются между собой, кроме того, указываются контрольные точки - значения показателей и свойств ткани, рекомендуемые ГОСТом или заказчиком ткани. В результате на радиальных линиях формируется два профиля: профиль с контрольными значениями показателей и профиль, соответствующий спроектированной ткани. Графическое представление требований к ткани и результатов проектирования наглядно покажет пользователю САЕ «Проектирование льняных тканей» недостатки проектирования и поможет сориентироваться в ситуации и изменить стратегию в дальнейшем.

Для разработанной САЕ-системы установлены: методика отбора проб, подготовки и проведения испытаний (для неразрушающего анализа ткани); требуемое оборудование и материалы; методы обработки результатов исследований. Это позволяет рассматривать созданную автоматизированную систему как эквивалентный метод контроля пара-

метров и свойств ткани.

Концептуальная схема использования САЕ-системы «Проектирование льняных тканей» при разработке нового ассортимента ткани и размещении заказа на предприятии отображена на рисунке. Ведущий замысел предлагаемой схемы заключается в том, что при проектировании нового ассортимента ткани и/или размещении заказа максимально учитываются как требования заказчика, так и возможности текстильного предприятия: сырьевая база, вид и параметры установленного оборудования.

Использование САЕ-системы «Проектирование льняных тканей» на текстильных предприятиях позволяет повысить качество проектирования, сократить материальные затраты и сроки разработки нового ассортимента тканей, а также упростить процедуру размещения заказа на производстве.

ЭФФЕКТИВНАЯ МЕТОДИКА ОПИСАНИЯ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ

П.В. Микрюков

В повседневной деятельности технических специалистов возникает необходимость описания, исследования и оптимизации детерминированных моделей объектов (МО). При кажущейся простоте детерминированных МО решение таких задач -сложный, зачастую трудоемкий итерационный процесс, связанный с ограничениями применяемых математических моделей и инструментальных программных средств. В большинстве случаев объектом исследования является система, достаточно сложной структуры, элементами которой могут быть вложенные подсистемы объектов. Кроме того, для части объектов к подмножеству параметров (атрибутов), которыми они определяются, могут предъявляться ограничения, задающие их область определения (ОО) через перечис-

ление дискретных и интервальных значений. В общем случае можно сказать, что такие ограничения предъявляются ко всем атрибутам всех объектов, являющихся элементами исследуемой системы, включая ее саму. Таким образом, ОО атрибутов МО задаются множествами.

МО характеризуется взаимосвязями между отдельными атрибутами, целевыми функциями, дополнительными ограничениями. При описании МО взаимосвязи между атрибутами традиционно задаются аналитическими выражениями, связывающими их значения, что приводит к потере паритета компонентов МО. То есть аналитические выражения, связывающие значения атрибутов, являются более приоритетными по отношению к ограничениям, заданным логическими выражениями