互联网针织技术的开发与应用

江南大学 蒋高明

互联网针织技术的开发与应用

江南大学 蒋高明

2015年纺织服装电子商务交易总额为3.7万亿元，同比增长25%，2011-2015年纺织服装电子商务交易总额逐年上涨，5年间增长了3.1万亿，据预测，2016年纺织服装电子商务交易总额将达到4.5万亿，同比将增长21.62%。

通过最新互联网应用技术，帮助纺织企业在网上管理生产经营，搭建“纺织云”，整合全国纺织行业“信息孤岛”，供纺织产业链上的相关企业共享，提高企业竞争力，成为针织领域从业者探索的新方向。

当前，先进的互联网+针织技术的系统研究取得突破性进展，其中包括互联网针织CAD系统、互联网针织CAM系统、互联网针织MES系统等。

互联网针织CAD系统

互联网针织CAD系统WKCAD online是基于互联网的针织物设计系统。具有花型设计、工艺设计、织物仿真、三维展示、数据输出、织物分析、产品检索、实时报价八个功能，并在云端建有针织产品数据库，实现对针织产品智能和快速查询。

用户可直接通过电脑或移动智能终端随时随地设计针织物，系统免安装、免硬件、免维护，使用成本低，且方便快捷，符合当前针织产品设计、生产和营销“快时尚”的理念。

互联网针织CAD系统关键技术

B/S结构技术：统一客户端，将系统功能核心数据部分集中保存在服务器端，简化了系统的开发、维护和使用；用户可以在任何地方进行操作，客户端零安装、零维护。

织物仿真技术：用户可提前预览产品的生产效果图，减少产品试样，缩短产品开发周期。

三维展示技术：用户可以将针织产品布置到实际的使用场景中，从而获取真实的产品使用效果。

云计算技术：通过云计算解决针织物三维立体仿真计算量大问题，实现针织物在线高品质仿真和快速三维展示，减少试样环节，降低生产成本，缩短开发周期。

互联网针织CAD系统功能

● 花型设计

通过便捷的绘图工具对花型意匠图进行编辑和设计，直接导入BMP位图进行设计，提供自动包边与组织填充等功能。

● 工艺设计

该系统可根据规格、尺寸，自动生成编织工艺，并根据花型工艺自动设定编织参数，优化编织效率，自动进行编织检测。

通过对上机参数，包括自动计算产量、效率及原料比等生产数据进行智能设置，后由工艺编织图自动生成三角排列、织针排列，花型意匠图便自动生成编织图。

● 织物仿真

互联网针织CAD系统根据针织纱线的结构特征，可以运用计算机图形学实现纱线的真实感模拟；利用针织物花式结构及其形变规律，运用NURBS实现线圈结构的真实感仿真。

此外，通过云计算还能解决针织物三维立体仿真计算量的问题，实现针织物在线高品质仿真，减少试样环节，降低生产成本，缩短开发周期。

● 织物分析

织物分析包括在线织物分析与在线图案检索。线织物分析是指通过智能手机拍摄织物并上传到云端，系统提供织物分析服务，得到织物基本参数；在线图案检索则是利用图像处理技术，在云数据库中检索出类似的产品，为用户提供相应的产品数据。

● 三维展示

采用虚拟现实技术进行三维人体参数化建模，运用WebGL技术和图像处理技术，可以到达针织服装的三维展示效果，实现针织全成形服装高度逼真的三维虚拟展示。

● 数据输出

互联网针织CAD系统适用于各类针织物，可以输出适用于国内外各类电脑圆机、电脑横机、电脑经编机的上机控制文件。此外，还可以远程传输花型控制数据到指定针织装备的控制系统，不需U盘操作，确保花型数据安全。

● 产品查询

产品实时查询：通过移动终端如智能手机和iPad等，根据产品工艺参数可以在云端数据库查询到相应产品工艺，方便快捷；

在线图案检索：利用图像处理技术，在云数据库中检索出类似的产品，为用户提供相应的产品数据。

● 产品报价

系统根据原料成本、织造费、人工费和后处理费等等可以进行实时报价，提高工作效率。

手工估价随意性很大，估价太高容易失去订单，估价太低又会亏损，虽然订单在手，但正式结算之前赔赚不知道。使用本软件后可有据可依,每做一批产品前，成本、利润都一目了然，彻底解决随意报价问题。

互联网针织CAM系统

互联网针织CAM系统是基于互联网的针织装备控制系统。具有电子送纱、电子选针、电子横移、疵点在线检测、数据实时采集，远程故障诊断等功能。

针织CAM集成控制系统功能强大，性能稳定可靠，操作方便。互联网+完成了针织装备的信息互联，实现了装备生产过程的监控和远程故障诊断，大大降低了针织装备控制系统的维护成本，最大限度减少用户损失。

互联网针织CAD系统关键技术

远程控制技术：很方便实现安装、维护、监控与管理终端控制系统，同时专家随时随地解决终端控制系统中的一些特殊问题；实现和用户的远程交流，采用交互式教学模式，通过实际操作培训用户，并加以实时指导，使用户十分容易熟悉和掌握控制系统。

伺服驱动技术：研究伺服驱动的动态响应特性、电子凸轮控制算法与动力学特性优化，用于送经和横移运动的控制。

压电提花技术：研究压电陶瓷高频大张力的驱动特性，实现针织物编织的快速选针提花控制。

机器视觉技术：通过工业相机在线获取织物图像，实时进行图像处理，在织物织造过程中，当出现疵点时，实时控制机器停机，从而实现织物在线疵点检测。

互联网针织CAM系统功能

● 编织动作控制：

高动态响应柔性横移：构建高速横移运动动力学模型，设计柔性电子凸轮曲线；

高精度随动多速送经：基于细分倍频技术构建送经的动态高响应控制模型；

高速率存取花型数据：高速RAM和双FIFO技术实现大容量花型数据的动态存储。

● 疵点在线检测：

应用快速图像处理技术实现织物图像高速在线识别；

疵点快速检测、准确定位，疵点长度极短，标注出疵点纵横向位置；

可靠性高，可检测多种疵点，系统操作简单，参数修改少，可远程设置，方便快捷；

非接触式检测，无机械损耗，使用维护成本低。

● 数据实时采集：

实时收集针织机当前的生产运转状态，包括正常运转、故障停机、原料准备停机等；

实时采集生产数据，包括产量、开机时间、停机时间、停车次数、生产效率等数据；

采集到的数据传输到云端数据库，为企业MES系统提供生产信息数据；

通过对生产数据的分析，对控制系统的稳定性、可靠性提供技术支持。

● 远程故障诊断：

故障诊断就是在一定的现场检测或监控的策略指导下，实施对针织装备的自动检测，从而获得诊断对象的故障模式，并向系统控制者提供重要信息，以保证系统的正常运行；

基于 Web 远程故障诊断系统实现了用户在异地通过网络访问远程故障诊断系统，快速地查看停车机台故障原因；

远程故障诊断系统优化针织装备的运行状态，提高控制系统的可靠性和安全性，提高针织装备的运行效率，便于针织装备的运行和保养。

互联网针织MES系统

互联网针织MES系统是基于互联网的针织生产管理系统。具有生产状态远程监控、产量报表自动生成、质量数据实时监视、订单实时跟踪、无缝集成ERP等功能。实现前道准备、织造和后整理的全工序监测，以数据分析反向指导生产管理，提高生产效率和管理精细化水平，为我国针织行业实现闭环式大数据管理提供了成功样本。

互联网针织MES系统框架：

针织智能化系统框架建立在物联网的基础上，分为感知层、网络层和应用层。感知层的Zigbee采集器及中继器负责感知并采集车间的生产数据。网络层利用工控机上的WiFi将采集到的数据上传到云数据库。应用层应用web、数据挖掘等技术对采集到的数据进行统计与处理，实现可视化。

互联网针织MES系统亮点：

RFID技术

RFID技术用于纺织物联网，标签根据系统设计附带信息，如员工姓名、订单编号、产品参数等。

特点:

高速、耐用可靠

自动化程度高

多标签同时识

无接触

适应性强

ZigBee技术

ZigBee无线通信技术可实现生产一线机器、员工、订单等信息采集终端灵活组网，实现生产数据在线自动采集与传输。

特点:

近距离

低复杂度自组织

低功耗

Wi-Fi技术

工控机通过Wi-Fi将采集的数据实时传输到云端数据库；PC、平板和手机终端通过Wi-Fi连接到远程服务器查看实时生产数据。

特点:

更宽的带宽

射频信号强

功耗低

安全性高

Web技术

通过网址在任意浏览器上实时掌握车间机器、人员、产品、产量状况等；计算机自动统计分析产量、质量，客观公正，随时随地掌握生产情况。

特点：

代码简单

瘦客户端

信息丰富

大数据技术

数据分析与处理可根据针织企业需求而变化，企业根据大数据分析的结果辅助决策并积累经验，提升生产水平。

特点：

数据体量巨大

数据类型繁多

处理速度快

价值密度低