автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Совершенствование методов проектирования сортировок хлопкового волокна

РГБ Н

На п%Ь>х А§Рп»2Д00

ЛУНЬКОВА Светлана Вячеславовна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОРТИРОВОК ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

Специальность 05.19.03 - Технология текстильных материалов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Инипоно 2000

Работа выполнена в Ивановской государственной текстильной академии (ИГТА).

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Гусев Б.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент Плеханов А.Ф. кандидат технических наук, профессор Симонов. Л.С.

Ведущее предприятие АО "Фатекс" (г. Иваново).

Защита состоится '00" МСХ/)/7)С(. 2000 г. в ^^ часов, в аудитории Г-235, на заседании диссертационного совета К 063.33.01 в Ивановской государственной текстильной академии по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГТА.

Автореферат разослан

J

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Переход текстильных предприятий Российской Федерации от плановых поставок хлопкового волокна к его закупке в соответствии с мировыми ценами на сырье поставил большинство предприятий в трудное положение по обеспечению конкурентоспособности выпускаемой продукции. Основная проблема состоит в том. что предприятия из-за отсутствия оборотных средств не могут создать необходимый запас хлопкового волокна для правильного составления рабочих сортировок, которые бы позволили выйти на запланиро-1-ванный уровень качества пряжи. В такой ситуации назрела острая необходимость в разработке нонфьх научно обоснованных подходов к проектированию требуемого уровня качества сортировки хлопкового волокна. Таким образом, сегодня проблема составления сортировок хлопкового волокна требуемого уровня качества актуальна аяя всех текстильных предприятий Российской Федерации.

Работа выполнена в рамках госбюджетных научных работ Ивановской государственной текстильной академии.

Цель и задачи исследований

Целыо диссертационной работы являлось совершенствование методов v' проектирования и оценивания качества сортировки хлопкового волокна. Для достижения этой цели поставлены и решены следующие основные задачи:

проанализирован!,I существующие классификации качества хлопкового волокна и исследованы нормативные значения показателей свойств волокон;

усовершенствованы апатитичсские методы ранжирования единичных

показателей качест ва хлопкового волокна;

» \

построены комплексные показак'ли качества типа и copia хлопкового волокна, а также комплексным показатель качества шпоных соршровок;

разработаны научные основы проекшромаиня заданного уровня качества соргиронки хлопкового волокна.

Методы исследований

Для решения поставленных задач были использованы теоретические и экспериментальные методы исследований. Теоретические исследования осуществлялись на базе методов статистики, прикладной математики, квалимет-рии и метрологии. Для подтверждения аналитических разработок в лабораториях ИГТА и АО "Фатекс" (г. Иваново) были проведены экспернментатьные исследования с использованием стандартных методов определения показателей свойств хлопковых волокон. Научная новизна

В диссертационной работе получены следующие результаты: -выработаны научные основы проектирования качества сортировки хлопкового волокна;

-разработан метод количественного оценивания качества сортировки хлопкового волокна;

-предложены методы аналитического определения весомости для различных показателей свойств волокон;

-определено выражение для более точного нахождения единичного показателя качества хлопкового волокна (штапельной массодлины);

-предложен вариант рациональной классификации хлопкового волокна по уровням качества.

Практическая значимость

Разработанные научные основы проектирования и оценивания качества сортировки хлопкового волокна могут быть использованы для создания требуемого уровня качества сортировки при несистематическом поступлении па предприятия хлопкового волокна необходимого качества. Апробация работы |

Основные материалы диссертационной работы доложены и получили положительную оцсч гку:

- па международной научно-технической конференции "Теория н мрак-тика разработки оптимальных технологических процессов н конструкций в текстильном производстве" (Иваново, 1996 г.);

- на международной научно-технической конференции "Теория и мрак-тика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве" (Иваново, 1997 г.);

- па международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие технологии и перспектив! 1ые материалы текстильной и легкой промышленности " (Иваново, 1998 г.);

- на международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности " (Иваново, 1999 г.);

- на межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Дни мауки-99" (С.-Петербург, I 999 г.);

-на заседаниях кафедры материаловедения и товароведения ИГТЛ за период с 1996 по 1999 годы.

Публикации

Материалы диссертации отражены в девяти научных работах, в том числе две статьи опубликованы в научно-техническом журнале "Известия вузов. Технология текстильной промышленности."

Объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников (71 наименование) и двух приложений. Работа изложена на I 10 страницах машинописного текста н содержит пять рисунков и 40 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава содержит обзор работ в области проектирования качества сортировок хлопкового волокна и систем количественного оценивания качества текстильных материалов и изделий, постановку задач исследований и обоснованный выбор методов их решения.

Вопросам проектирования показателей свойств пряжи и составления оптимальных смесей волокон, из которых она выработана, посвяшены исследования многих российских ученых, таких как, К.И. Корицкнй, А.Г. Се-востьянов, А.Н. Соловьев. Началом работ в этом направлении следует считать разработку эмпирических зависимостей показателей прочности хлопчатобумажной пряжи от показателей основных свойств волокон. Результаты данных исследований обеспечивали прогнозирование прочности проектируемой пряжи.

Анализ известных работ в обозначенном направлении позволяет выделить следующие основные подходы к проектированию состава хлопковых смесей:

-изучение влияния показателей свойств хлопковых волокон на показатели соответствующих свойств пряжи;

-исследование взаимодействия показателей свойств различных волокон при смешивании и определение обобщенных показателей смеси волокон;

- расширение задач проектирования за счет учета как технологических, так и экономических факторов использования сырья с целью получения оптимального состава смеси волокон по заданному критерию оптимизации.

Недостатком существующих направлений является то. ню они нацелены па проектирование только отдельных ноказак'лей свойств сырья и комплексно не решают проблему проектирования качества рабочих сортировок.

Сама проблема проектирования требуемого уровня качества сортировки хлопкового волокна состоит из нескольких этапов: количественного оценивания качества хлопкового волокна, установления заданного уровня качества сортировки и оценивания качсст ва снроск'1 прованноп сортировки.

Анализ методов оценивания качества выявил, что в текстильной промышленности Российской Федерации действуют две системы определения качества текстильных материалов (практическая и теоретическая). Практическая система сложилась давно, имеет определенные традиции, закреплена соответствующими нормативными документами, используется при сертификационных испытаниях волокон, пряжи и тканей и предусматривает деление ис следуемых объектов на определенное число качественных градаций (тип, сорт, класс и т.п.) в зависимости от отдельных свойств текстильных материалов.

Теоретическая система чаще всего применяется при научных исследованиях, проработана с использованием методов современной квшшметрии и позволяет количественно оценивать качество продукции. Наиболее известными отечественными учеными, занимающимися вопросами развития методов квалиметрии, являются Г.Г. Азгальдов, Ю.Д. Амиров, A.B. Гличев. Значительный вклад в разработку методов количественного оценивания качества текстильных материалов и изделий внесли работы ММ. Варковецкого, Б.Н. Гусева, С.М. Кирюхина, E.J1. Пашина. В этих работах часто используются комплексные показатели, зависящие от нескольких единичных показателей качества. В тех случаях, когда не удается исходные показатели качества связать функциональной зависимостью с помощью математической модели, применяются комплексные усредненные показатели: средняя арифметическая, средняя геометрическая, средняя гармоническая или средняя квалрати-ческая.

К достоинствам практической системы оценивания качества текстиль-пых материалов и изделий можно отнести ее доступность ввиду хорошего нормативного обеспечения. К недостаткам - ограниченный набор единичных показателей качества, косвенное их дублирование, неравномерные уровни градации качества различных текстильных материалов и изделий, слабую методическую проработку отдельных положений ст андартов.

Достоинства теоретическом системы оценивания качества состоят в использовании постоянных и теоретически обоснованных этапов построения комплексного показателя качества, в неограниченном выборе единичных показателей качества. Недостаткам системы являются снижение информативности о качестве текстильного материала после этапа свертывания относительных единичных показателей в комплексный, недостаточное учитывание специфики производства текстильных материалов и изделий, использование в основном экспертных методов ранжирования единичных показателей.

Таким образом, анализ научных работ в области проектирования и оценивания качества исследуемых объектов позволил сформулировать следующие основные задачи диссертационной работы:

-осуществить подробный анализ нормативных значений показателей качества хлопковых волокон:

-усовершенствовать методы определения весомости показателей качества хлопковых волокон;

-построить комплексный показатель качества сортировки хлопкового волокна;

-разработать научные основы проектирования качества сортировок .хлопкового волокна.

Вторая глава представляет собой анализ существующих в международной практике классификаций качества хлопкового волокна, а также подробное изучение нормативных значении показателей свойств волокон с последующей их корректировкой на основе выявленных уравнений сглаживающих зависимостей.

При анализе нормативных документов на хлопковое волокно установлено. что к настоящему времени еще не сложилось единой международной !

классификации качества хлопкового волокна. Наиболее известными на сегодня являются системы классификации России, Узбекистана н США. Все названные системы градации кичесша хлопкового волокна подчиняются фас-сетной схеме, которая предусмагрннает паратлелыюе разделение обт.ектов па

независимые классификационные группировки. При этом просматривается тенденция к увеличению числа уровней градаций качества. Так, согласно стандарту, принятому во времена существования СССР, хлопковое волокно делится на сорта и типы. По узбекскому стандарту, введенному в действие в марте 1993 г., кроме деления на сорта и типы предусматривается дополнительное деление на классы. Анализируя международные нормативные документы но оцениванию качества хлопкового волокна, можно условно выделить следующие уровни градации: группы длин, сорт, степень грубости и характер прочности.

При совершенствовании существующих классификаций качества хлопкового волокна необходимо идти по пути равномерного распределения свойств по уровням градаций качества. 13 частности, предлагается установить пять групповых свойств, а именно: размерно-массовые, механические, структурные, оптические и биологические, и в каждой группе выделить по два простых свойства.

Анализ нормативных значений показателей качества хлопковых волокон показал, что по исследуемым показателям просматривается нарушение линейности динамики снижения нормативных значений, причем наибольшей погрешностью относительно теоретической зависимости обладает индекс удельной разрывной нагрузки: цгу =|(/,>,),|| / \(РУ)Ш1Х\ (где ||(/\),||, ЦСЛЬшгЦ-соответственно текущее и максимальное нормативные значения удельной разрывной нагрузки). Графические результаты (рис.!) показывают также на различный угол наклона линейных сглаживающих зависимостей. Проведенная линейная интерполяция нормативных значений показателей качества хлопковых волокон позволила определить их оптимальные значения.

1

0,5 0,6 0,4 0,2 О

1а 16 1 2 3 4 5 6 7

Тип волокна а

1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

1а 16 1234567

Тип волокна б

1 0,8 0,6 0,4 ОД О

Я,

1а 16 1234567

Тип волокна в

ОД О

\ ч.

ч N

\

I П Ш IV V

Сорт волокна г

Рнс. 1. Динамика снижения пормаппшых .значений единичных показателей свойств хлопкового полокна в соответствии с техническими условиями Уз 1'СТ 604-93 для удельной разрывном нагрузки (а), штапельной массодли-ны (б), линейной плопюстн (в) и коэффициента зрелости (г)

1

Проведен метрологический анализ вспомогательных характеристик, используемых для определения штапельной массодлины различных по длине групп волокон. Значения характеристик показателя длины хлопковых воло-

кон приведены в табл. 1.

Таблица I

Числовые значения характеристик длины хлопковых волокон

Характеристики длины волокон Значения характеристик в мм

1 2 3 4 5 среднее

/„ 29,2 27,2 27,4 27,7 27,9 27,9

|Д/„ 1 1,3 0,7 0,5 0,2 0,0

/ 25,4 24,6 25,6 25,9 25,9 25,5

1Д / 1 0,1 0,9 0,1 0,4 0,4

п I/, 1 / 'п-к " 5,8 5,8 6,6 6,3 6,1 6,1

' / п Л ; А "" | п-к ! V ; | [ \ 1 0,3 0,3 0,5 0,2 0,0

О/ 8,4 8,7 8,7 8,6 8,5 8,6

1 Асг/1 0,2 0,1 0,1 0,0 0,1

/„* 33,1 30,4 32,2 32,5 32,9 32,2

1д/,„1 0,9 1,8 0,0 0,3 0,7

/ + а. 33,8 33,3 34,3 34.5 34,4 34,06

\А(/->о,)\ 0,26 0,76 0,24 0,44 0,34

' /,„- штапельная массодлипа, рассчитанная согласно ГОСТ 3274.5-72.

Показано, что изменение А/средней массодлины / меньше изменения Д/„ модальной массодпины /*. Аналогично доказано, что изменчивость Д<7/ среднего квадратического отклонения о\ меньше изменчивости характеристик длимы волокон в области их распределения с наибольшей дзиной. С целью исключения выявленных недостатков предложена новая, более точная формула для определения штапельной массодлипы:

/„,= /' а,. (1)

Третья глава включает в себя ранжирование единичных показателей качества хлопковых волокон с использованием как аналитических, так и экспертного методов определения коэффициентов весомости показателей свойств волокон. Кроме этого, при решении отдельных локальных проблем разработаны новые методы аналитического ранжирования показателей свойств волокон.

Расчеты проведены с использованием методов корреляционно-регрессионного анализа, метода номинальных и предельно-допустимых значений, а также экспертных оценок с последующим усреднением полученных данных. В результате сформированы итоговые значения коэффициентов -весомости показателей типа хлопкового волокна, а именно штапельной массодлипы О-!,,, , удельной разрывной нагрузки <Х Гу и линейной плотности аТ, которые приведены в табл. 2.

Таблица 2

Значения коэффициентов весомости показателей типа хлопкового волокна

11азвапие метода Значения для ГОСТ 3279-76 Значения для Уз 1'СТ 604-93

СС /,„ а Гг а,- О-ь, ап а г

1 2 3 4 5 6 7

С применением корреляционно-регрессионного анализа '0,80 0,10 0,10 0,51 0,47 0,02

Продолжение табл. 2

1

7

С использованием средних и предельно допустимых значений

0,46

0,48

0,06

0,46

0,48

0,06

С учетом экс-пертиых оценок

0,29

0,49

0,22

0,29

0,49

0,22

Среднее значение

0,57

0,30

0,13

0,49

0,41

0,10

2

3

4

5

Предложен новый метод аналитического ранжирования показателей свойств хлопчатобумажных отходов, а именно штапельной массодлины /„, и доли массы пороков и сорных примесей 3, значения которых должны иметь оптимальные соотношения. Сущность метода состоит в переходе от первичных свойств (длины и засоренности) ко вторичным, отражающим изменение первичных свойств. Так, для показателей /„ н 3 величины их абсолютного изменения Д/,„ и АЗ соответственно будут равны

ДЗ = ДЗ„„,-3С, ]

где (1ш)с и Зс- соответственно средние значения штапельной массодлины длимы волокна п доли массы пороков и сорных примесей сырья, из которого получен данный вид отхода: ' (/,„)„, и 3„„ - соответственно значения штапельном массодлины волокна и доли массы пороков и сорных примесей отходов. ' Гак как АЗ выражено п относительных слонинах (%). то аналогично осуше-счвлеп перевод в относительные единицы А/,„:

д!,., =(Л/,„ / (/Л) 100,%. (3)

Путем линейной интерполяции построена зависимость изменения засоренност и хлопкового волокна от изменения его длины рис. 2, на основании которой определены значения коэффициентов весомости О-,,,, и СХ> данных показателей. ~

Рис. 2. Линейная интерполяция зависимости изменения штапельной массо-длины волокна от доли массы пороков и сорных примесей для хлопчатобумажных отходов

При фактических значениях ОАВ=62°, ZOBA=280> принимая во внимание, что 0(1ш 1, имеем: С4, = 0,69 и От = 0,31.

Проведенный анализ систем классификаций качества хлопкового волокна показал, что набор простых свойств волокон варьируется. Аналогичная картина наблюдается и по характеристикам отдельных показателей. Поэтому ¡нами разработан метод анатнтпческою ранжирования информативности (важности) характеристик одною показателя простого свойства. Он осуществлен на примере характеристик показателя длины волокон н основан на анализе уровня меюдической погрешности дифференциального закона распределения показателя длины волокон. Для построенного эмпирического

закона распределения хлопковых волокон по длине подобрано соответствующее теоретическое распределение (рис.З), включающее два нормальных закона распределения:

у =//)= к,у, + ку2, I

ехр

мг

2Ы

(4)

(5)

де к/=0,87 и к2=0,/3 - коэффициенты (доли) каждого распределения.

Для функции (4) с учетом (5) имеем I/ =27,15 мм, (О})/=б,30 мм I 72=20,00мм, {а,)2=б,18мм.

у, лш.

0,04

0

1

\\/

2

// к /

Л 20 36 I, лш

1С. 3. Экспсримснтачьный (1) и теоретический (2) законы распределения опковых волокон по показателю длины

Методика вычисления погрешностей по каждой характеристике состояла определенен приращения Л/ 1еоретнческой функции распределения онкоиого подокна по постоянному прпрашеппю ¿\у. Для выражения (4) имеем

Av=<-

:2л

exp

w

cr, 3 2 it

exp

Д/.

(6)

Числовые значения погрешностей А/ по каждой характеристик показателя характеристики длины волокон при Ду = 5 • 10 3 ммприведены табл. 3.

Таблица!

Значения абсолютной погрешности и коэффициентов весомости для различных характеристик показателя длины волокон

Характеристика длины волокна Абсолютная погрешность Д/, мм Коэффициент весомости а\

/* 6,20 0,036

L 0,90 0,244

1-о, 0,98 0,224

1 + а, 0,90 0,244

1-2(7, 1,54 0,143

/+ 2<т, 2,03 0,109

Анализ данных табл. 3 показывает, что наименьшую погрешность в определении характеристик длины волокон имеют/,„, ( / - а) и ( I + ai).

Четвертая глава содержит этапы проектирования качества сортировок хлопкового волокна.

Ma первом этане были найдены значения комплексных показателей качества хлопкового волокна различных сорт о» и типов согласно выражению

«Ц,

{'■:) I (Л),

а, +

К.),, " (/',)_

Г....... (*.),

«/ + ,.' •/; (х-,)

где /, / - cooiBciCTHeiiiio обозначения типа и сорта хлопкового волокна.

Па втором этапе на основании проведенных расчетов по техническим условиям на хлопковое волокно для российского и узбекского стандартов составлена таблица перевода дискретной оценки качества хлопкового волокна в непрерывную.

11а следующем этапе с применением значений комплексных показателей качества хлопкового волокна произведена количественная оценка качества фактических сортировок, используемых в хлопкопрядильном производстве ЛО "Фатекс" (г.Иваново).

Для определения статистической взаимосвязи качества сортировок хлопкового волокна с качеством пряжи таюке был осуществлен переход от дискретной оценки качества пряжи к непрерывной, после чего полученные значения комплексных показателей качества сортировок волокна и вырабатываемой из них пряжи переведены в единый числовой диапазон изменения от 0 до 1 на основе использования функции желательности.

Для количественного оценивания качества пряжи была использована методика, разработанная на кафедре материаловедения н товароведения ИГТА, которая позволяет численно определять качество лряжи в пределах между ее градациями на сорта. В табл. 4 приведены значения комплексных показателей качества сортировок хлопкового волокна Ос„рт и вырабатываемой из них пряжи Опр, а также соответствующие им значения показателей желательности с/шр„ и с!„р.

Рассчитанный коэффициент корреляции между качеством сортировки и вырабатываемой из нее ирЛжи показал на слабую статистическую взаимосвязь между исследуемыми объектами. Это говорит о том. что качество пряжи зависит ие только от качества используемого сырья, по и от качества протекания технологических процессов прядильного производства. Тесная сан нс1 ическая связь качества сортировки хлопкового волокна с качеспюм вырабатываемой пряжи будет тогда, когда качество (аабпльносп.) технологических процессов будет безупречно. Таким образом, при слабой лашанческой связи высокого уровня качества сортировки хлопкового волокна

с вариациями различного уровня качества пряжи необходимо искать причин) разладках технологических процессов прядильного производства.

Таблиц:

Значения комплексных показателей качества сортировок хлопкового волокна и вырабатываемой из них пряжи

Состав сортировки (%) Комплексные показатели качества

сортировки хлопкового волокна хлопчатобумажной пряжи

у * Сорт ^/с орт Сорт о„Р у 1 пр

5-11 (58,3) 5-1 (29,2) 5-Ш (12,5) 0,83 2,97 0,71 II 1,93 3,11 0,73

5-11 (32,3) 5-111 (28,2) 5-1 (20,2) внек. (11,2) обр. (8,1) 0,80 2,97 0,67 III 3,18 1,23 0,44

5-1 (37,3) 5-11 (21,2) 5-111 (15,9) виск. (14,9) обр. (10,7) 0,85 3,06 0,73 II 1,48 3,78 0,77

5-1 (40,0) 5-11 (35,0) 5-111 (25,0) 0,89 2,97 0,78 II 1,29 4,06 0,75

5-Ш (59,0) 5-11 (30,0) 5-1 (11,0) 0,78 2,70 0,65 III 2,32 2,82 0,65

Для определения причин незапланированного снижения качества пряж предлагается использовать варианты диагноза технологических процессе прядильного производства, отраженные в табл. 5, в которой показан отклонение фактическог о уровня качест ва пряжи ()„рот теоретического О, " ' (при коэффициенте корреляции, стремящемся к 1,0). Нормативный уровен отклонения установлен 10%.

Таблица 5

Варианты диагноза состояния технологических процессов по причине снижения незапланированного уровня качества пряжи

Теоретический Фактический Изменение

уровень уровень качества Вариант диагноза

качества пряжи качества пряжи пряжи, %

1,93 1,93 Стабильное значение

(0,73) (0,73) параметров тех) юлоги ческих процессов

2,12 3,18 Существенное отклонение

(0,79) (0,44) 44 значений параметров технологических процессов

1,50 1,48 Стабильное значение

(0,76) (0,77) 1 параметров технологических процессов

1,10 1,53 Допустимое отклонение

(0,80) (0,70) 12 значений параметров технологических процессов

2,11 2,24 Стабильное значение

(0,70) (0,67) 4 параметров технологических процессов

Своевременная нормализация технологических процессов прядильного производства с учетом выявленных теоретического и фактического уровней качества вырабатываемой пряжи позволяет существенно приблизится к теоретическому (возможному) уровню ее качества.

01ЛЦПЕ НЫНОДЫ НО 1'ЛКОТЕ

1. Разработаны научные основы проектирования качества сортировки лоикового волокна, включающие этапы построения комплексного показателя ачества хлопкового волокна, количественного оценивания качества хлопковой меси и расчета состава сорп/ронкп хлопкового подокна на основе заданного омплекспого показателя качества.

2. Предложен метод количественной оценки качества сортпровк хлопкового волокна с учетом единичных показателей качества, установленны отечественной и зарубежной нормативно-технической документацией н хлопковое волокно.

3. Определены коэффициенты весомости показателей типа хлопковое волокна на основе использования методов с применением корреляционно, реерсссионного анализа, средних и предельно-допустимых значеши экспертных оценок с последующим усреднением полученных по этим метода.' данных, что позволило существенно повысить точность итоговых оценок.

4. Разработан новый метод аналитического ранжирования для дву: показателей различных свойств хлопчатобумажных отходов, основанный и; построении линии регрессии в координатной плоскости, где данные показател! выражены в относительных единицах.

5. Предложен новый метод определения весомости характеристик одногс показателя, осуществленный по показателю длины волокна на основе учете различной методической погрешности дифференциального закона распределения значений данного показателя.

6. Получено новое выражение для более точного определения штапельной массодлины волокон, позволяющее значительно снизить погрешность вычислений по сравнению с известными формулами.

7. Предложен вариант наиболее рациональной классификации хлопкового волокна, необходимый для совершенствования системы оценивания его качества и позволяющий увеличить номенклатуру простых свойств с равномерным распределением их по группам свойств.

8. Определены направления совершенствования нормативных значений единичных показателей качества хлопкового волокна па основе выявленных уравнений сглаживающих зависимостей.

9. Выявлена статнапческля взаимосвязь качеава сортировок хлопкового волокна с уровнем качества вырабатываемой пряжи с уча ом перехода 01 дпекреших уровней к непрерывным значениям в оценивании качеава.

НУБЛНКЛЦ1Ш, ОТРАЖАЮЩИЕ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Лунькова C.B. Оценка качества продуктов прядения // Теория и-рактнка разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в гкетнлыюм производстве: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. 19-22 ноября 996,- Иваново, 1996. - С. 219-220.

2. Лунькова C.B., Коробова В.Ф. Формирование цены на текстильную эодукшпо в кризисных условиях // Теория и практика разработки оптимальных апологических процессов и конструкций в текстильном производстве: Тез. жл. межд. науч.-техн. конф. 28-30 октября 1997,- Иваново, 1997. - С. 332.

3. Лунькова С. В. Программа оптимизации контроля процессов >ядилыюго производства // Теория и практика разработки оптимальных хпологических процессов и конструкций в текстильном производстве: Тез. кл. межд. науч.-техн. конф. 28-30 октября 1997,-Иваново, 1997. - С. 185.

4. Попова Т.Н., Гусев Б.Н., Ковалевский A.B., Лунькова C.B. нжирование характеристик длины волокон // Изв. вузов. Технология <стилыюй промышленности. - 1997. -№3. - С. 10-12.

5. Лунькова C.B., Гусев Б.Н. Определение штапельной длины волокон // в. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1998. -№4. - С. 5-7.

6. Лунькова C.B. Оценка изменчивости характеристик длины волокон // временные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной егкой промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. 2-5 июня 1998.-зново. 1998. - С. 260.

7. Лунькова C.B., Матрохнн А.Ю. Выявление законов распределения тайных волокон по длине // Современные наукоемкие технологии и снектнйныс материалы tckctmjimioh и легкой промышленности: Тез. докл. сд. науч.-техн. конф. 2-5 июня 1998,- Иваново, 1998. - С. 258-259.

8. Лунькова C.B., Гусев K.II. Разработка (ребонаиий к показателям хтва полуфабрикатов прядильного производства // Современные соемкпе технологии н перспективные материалы юкстнлмюй и легкой

промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техи. конф. 2-5 июня 1998,- Иван 1998. - С. 261-262.

9. Лунькова C.B. Построение методики оценивания качества сортир хлопкового волокна // Дни науки: Тез. докл. межвуз. конф. студенте аспирантов 2-5 июня 1998,-СПб, 1998. - С. 258-259.

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА СОРТИРОВКИ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Основные направления развития текстильной промышленности на современном этапе.

1.2. Обоснование актуальности в выборе объекта исследования.

1.3. Обзор существующих методов проектирования сортировки хлопкового волокна.

1.4. Анализ систем оценивания качества текстильных материалов.

1.5. Постановка задач исследований.

1.6. Выбор и обоснование методологии решения поставленных задач исследований.

1.7. Выводы по главе.

2. АНАЛИЗ НОРМАТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ЕДИНИЧНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ХЛОПКОВЫХ ВОЛОКОН.

2.1. Обзор существующих классификаций хлопкового волокна по качеству.

2.2. Построение рациональной схемы градации качества хлопкового волокна.

2.3. Исследование значений единичных показателей качества хлопковых волокон.

2.4. Уточнение выражения для определения штапельной массодлины группы волокон.

2.5. Разработка рекомендаций по совершенствованию технических условий на хлопковое волокно.

2.6. Выводы по главе.

3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

РАНЖИРОВАНИЯ ЕДИНИЧНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

КАЧЕСТВА ХЛОПКОВЫХ ВОЛОКОН.

3.1. Определение значений коэффициентов весомости показателей свойств волокон с использованием корреляционно-регрессионного анализа.

3.2. Вычисление значений коэффициентов весомости показателей свойств волокон методом средних и предельно-допустимых значений.

3.3. Установление значений коэффициентов весомости показателей свойств волокон экспертным методом.

3.4. Нахождение коэффициентов весомости для двух показателей различных свойств волокон.

3.5. Разработка метода определения коэффициентов весомости для характеристик одного показателя (на примере характеристик длины волокон).

3.6. Выводы по главе.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА СОРТИРОВКИ

ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА*.

4.1. Количественное оценивание качества хлопкового волокна.

4.2. Определение комплексного показателя для оценивания качества сортировки хлопкового волокна.

4.3. Разработка методики проектирования заданного уровня качества сортировки хлопкового волокна.

4.4. Определение статистической зависимости качества сортировки хлопкового волокна с качеством пряжи.

4.5. Расчет предполагаемого экономического эффекта от внедрения методики проектирования сортировок хлопкового волокна,.

4.6. Выводы По главе.

Современное положение хлопчатобумажной отрасли текстильной промышленности Российской Федерации в настоящее время характеризуется снижением объемов производства, ухудшением качества выпускаемой продукции и ее низкой конкурентоспособностью по сравнению с аналогичной продукцией предприятий развитых зарубежных стран. Неблагоприятные политические и экономические условия в стране создали для российских прядильных фабрик принципиально иную производственную ситуацию, которая проявляется в несистемном поступлении сырья (хлопкового волокна), что лишает предприятий возможности использовать ранее разработанные рекомендации по составлению оптимальных сортировок хлопкового волокна и смесей различных видов волокон.

Для поддержания требуемого потребителями уровня качества вырабатываемой пряжи необходимо разрабатывать принципиально новые подходы к проектированию качества сортировки хлопкового волокна.

В отличие от известных методов проектирования хлопковых смесей, направленных на прогнозирование показателей отдельных свойств вырабатываемой пряжи, в данной диссертационной работе ставится комплексная задача разработки научных основ проектирования требуемого уровня качества сортировки хлопкового волокна.

Основными этапами в решении поставленной проблемы являются разработка метода количественного оценивания качества сортировки хлопкового волокна и построение алгоритма проектирования требуемого уровня качества сортировки хлопкового волокна.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Переход текстильных предприятий Российской Федерации от плановых поставок хлопкового волокна к его закупке в соответствии с мировыми ценами на сырье поставило большинство предприятий в трудное положение по обеспечению конкурентоспособности выпускаемой продукции. Основная проблема состоит в том, что предприятия из-за отсутствия оборотных средств не могут создать необходимый запас хлопкового волокна для правильного составления рабочих сортировок, которые бы позволили выйти на запланированный уровень качества пряжи. В такой ситуации назрела острая необходимость в разработке новых научно обоснованных подходов к проектированию требуемого уровня качества сортировок хлопкового волокна. Таким образом, сегодня проблема составления сортировок хлопкового волокна требуемого уровня качества актуальна для всех текстильных предприятий Российской Федерации.

Работа выполнена в рамках госбюджетных научных работ Ивановской государственной текстильной академии. Цель и задачи исследований

Целью диссертационной работы являлось совершенствование методов проектирования сортировок хлопкового волокна, для достижения которой поставлены и решены следующие основные задачи : проанализированы существующие классификации качества хлопкового волокна и исследованы нормативные значения показателей свойств; усовершенствованы аналитические методы ранжирования единичных показателей качества хлопкового волокна; построены комплексные показатели качества типа и сорта хлопкового волокна, а также комплексный показатель качества типовых сортировок; разработаны научные основы проектирования заданного уровня качества сортировки хлопкового волокна. Методы исследований

Для решения поставленных задач были использованы теоретические и экспериментальные методы исследований. Теоретические исследования осуществлялись на базе методов статистики, прикладной математики, ква-лиметрии и метрологии. Для подтверждения аналитических разработок в лабораториях ИГТА и АО "Фатекс" (г. Иваново) были проведены экспериментальные исследования, с использованием стандартных методов определения показателей свойств хлопковых волокон. Научная новизна

В диссертационной работе получены следующие результаты: -выработаны научные основы проектирования качества сортировки хлопкового волокна;

-разработан метод количественного оценивания качества сортировки хлопкового волокна;

-предложены методы аналитического определения весомости для различных показателей свойств волокон;

-определено выражение для более точного нахождения единичного показателя качества хлопкового волокна (штапельной массодлины);

-предложен вариант рациональной классификации хлопкового волокна по уровням качества.

Практическая значимость

Разработанные научные основы проектирования сортировок хлопкового волокна могут быть использованы для создания требуемого уровня качества сортировок при несистематическом поступлении на предприятия хлопкового волокна необходимого качества.

Апробация работы

Основные материалы диссертационной работы доложены и получили положительную оценку:

- на международной научно-технической конференции "Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве", Иваново, 1996 г.;

- на международной научно-технической конференции "Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве", Иваново, 1997 г.;

- на международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности ", Иваново, 1998 г.;

- на международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности ", Иваново, 1999 г.;

- на межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Дни науки-99", С-Петербург, 1999 г.;

-на заседаниях кафедры материаловедения и товароведения ИГТА за период с 1996 по 1999 годы.

Публикации

Материалы диссертации отражены в девяти научных работах. При этом две статьи опубликованы в научно-техническом журнале "Известия вузов. Технология текстильной промышленности."

Объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников (71 наименование) и двух приложений. Работа изложена на 112 страницах машинописного текста и содержит пять рисунков и 40 таблиц.

4.6. Выводы по главе

1. Проведен расчет комплексных показателей качества хлопкового волокна и на его основе построены комплексные показатели качества фактических сортировок, используемых в хлопкопрядильном производстве АО "Фатекс" (г. Иваново).

2. Разработан алгоритм проектирования заданного уровня качества сортировки хлопкового волокна на основе использования метода количественного оценивания качества.

3. Откорректированы значения комплексных показателей качества сортировок хлопкового волокна, а так же значения комплексных показателей качества вырабатываемой из них хлопчатобумажной пряжи с использованием функции желательности показательного вида.

4. Определена статистическая взаимосвязь комплексного показателя качества сортировки хлопкового волокна с прогнозируемым уровнем качества вырабатываемой из нее пряжи.

5. Обозначены варианты диагностирования технологических процессов прядильного производства по причине незапланированного ухудшения качества пряжи.

6. Рассчитан предполагаемый эффект от внедрения методики проектирования сортировки хлопкового волокна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны научные основы проектирования качества сортировки хлопкового волокна, включающие этапы построения комплексного показателя качества хлопкового волокна, количественного оценивания качества хлопковой смеси и расчета состава сортировки хлопкового волокна на основе заданного комплексного показателя качества.

2. Предложен метод количественного оценки качества сортировки хлопкового волокна с учетом единичных показателей качества, установленных отечественной и зарубежной нормативно-технической документацией на хлопковое волокно.

3. Определены коэффициенты весомости показателей типа хлопкового волокна на основе использования методов с применением корреляционно-регрессионного анализа, средних и предельно-допустимых значений, экспертных оценок с последующим усреднением полученных по этим методам данных, что позволило существенно повысить точность итоговых оценок.

4. Разработан новый метод аналитического ранжирования для двух показателей различных свойств хлопчатобумажных отходов, основанный на построении линии регрессии в координатной плоскости, где данные показатели выражены в относительных единицах.

5. Предложен новый метод определения весомости характеристик одного показателя, осуществленный по показателю длины волокна на основе учета различной методической погрешности дифференциального закона распределения значений данного показателя.

6. Получено новое выражение для более точного определения штапельной массодлины волокон, позволяющее значительно снизить погрешность вычислений по сравнению с известными формулами.

99

7. Предложен вариант наиболее рациональной классификации хлопкового волокна, необходимый для совершенствования системы оценивания его качества и позволяющий увеличить номенклатуру простых свойств с равномерным распределением их по группам свойств.

8. Определены направления совершенствования нормативных значений единичных показателей качества хлопкового волокна на основе выявленных уравнений сглаживающих зависимостей.

9. Выявлена статистическая взаимосвязь качества сортировок хлопкового волокна с уровнем качества вырабатываемой пряжи с учетом перехода от дискретных уровней к непрерывным значениям в оценивании качества.

1. Маркетинг и проблемы текстильных предприятий в условиях рынка.// Текстильная промышленность. 1997. - №5. - С. 13.

2. Касьяненко В.А., Артюхина С.А. Возрождение российского хлопководства. // Текстильная промышленность . 1999. - №2-3, - С. 18.

3. Ферапонтов А.П. Один из вариантов математической модели показателя конкурентоспособности технической продукции. // Стандарты и качество . 1994. - №4. - С. 44 - 45.

4. Фатхутдинов P.A. Система обеспечения конкурентоспособности. // Стандарты и качество.-1995. №1. - С. 48 - 52.

5. Яновский А.М. Конкурентоспособность товара и производителя продукции в системе рыночной экономики. ). // Стандарты и качество.-1997.-№2.- С. 43-44.

6. Основы менеджмента и маркетинга / В.Б. Зубик, А.И. Ильин, Г.Я. Кожекин и др.; под общ. ред. P.C. Седегова. Мн.: Выш. шк., 1995. - 382 с.

7. ГОСТ 15467-79. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения.

8. Прядение хлопка и химических волокон ( проектирование смесей, приготовление холстов, чесальной и гребенной ленты ) / И.Г. Борзунов, К.И. Бадалов, В.Г. Гончаров и др. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.-376 с.

9. Типовые сортировки хлопка для выработки пряжи различного назначения кольцевого и пневмомеханического способов прядения (Рекомендации). -М.: 1990.

10. П.Корицкий К.И. Основы проектирования свойств пряжи. M.-JL: Гизлегпром, 1963.-246с.

11. Севостьянов А.Г. Составление смесок и смешивание в хлопкопрядильном производстве. М., 1954.

12. Соловьев А.Н. Проектирование свойств пряжи в хлопчатобумажном производстве. М.-Л.: Гизлегпром, 1951.-32с.

13. Корицкий К.И. Прогнозирование комплексного показателя качества хлопчатобумажной пряжи // Текстильная промышленность.- 1973. №4.-С.8-10.

14. Бездудный Ф.Ф., Осипова Э.И. Линейное программирование в текстильной промышленности. -М.: 1968.

15. Бездудный Ф.Ф., Павлов А.П. Математические методы и модели в планировании текстильной и легкой промышленности. М.: 1979.

16. Усенко Б.В., Васильев Л.М., Митихин В.Г., Корнев А.Н. Определение оптимального состава смеси с использованием ЭВМ. // Текстильная промышленность. 1993. - №7. - С. 38-40.

17. Симонов Л.С. Нормативный метод проектирования качества пряжи. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.- 64с.

18. Корицкий К.И. Оценка качества смесей хлопка для пневмопряде-ния // Текстильная промышленность. 1973. - №6. - С.32-34.

19. Бездудный Ф.Ф., Исмайлов М.С., Осипова Э.Н., Сазонов А.Л. К вопросу о проектировании оптимального состава хлопковых смесей // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1978. - №3. - С. 34-36.

20. Лебедев H.A. Разработка метода комплексной оценки качества пряжи с применением усталостных характеристик / Экспресс информациятекстильной промышленности СССР. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1978. №20. - С. 21-29.

21. Соловьев А.Н. Сравнение комплексных оценок качества хлопчатобумажной пряжи // Новые методы оценки качества текстильных материалов: Труды 8-ой Всесоюз. конф. по текстильному материаловедению. Ч. 1. Л., 1974. - С. 132-138

22. ГОСТ 3279-76. Волокно хлопковое. Технические условия

23. ОСТ 17-362-85. Пряжа хлопчатобумажная и смешанная суровая кардная одиночная с пневмомеханических прядильных машин для ткацкого производства. Технические условия.

24. ОСТ 17-96-86. Пряжа хлопчатобумажная и смешанная суровая кардная и гребенная одиночная с для ткацкого производства. Технические условия.

25. ГОСТ 161-86. Ткани хлопчатобумажные, смешанные и из пряжи химических волокон. Определение сортности.

26. Корицкий К.И. Технико-экономическая оценка и проектирование качества текстильных материалов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 160с.

27. Соловьев А.Н., Кирюхин С.М. Оценка качества текстильных материалов // Технология легкой промышленности, 1968.- №6. С. 16-20

28. Лунькова C.B. Оценка качества продуктов прядения // Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве: Тез. докл. межд. науч.- техн. конф. 19-22 ноября 1996.- Иваново, 1996. С. 219-220.

29. Гличев A.B. и др. Квалиметрия (Ее содержание, задачи и методы). // Стандарты и качество.-1970. №11. - С. 30-34.

30. Варковецкий М.М. Количественное измерение качества продукции текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1976. 103 с.

31. Шор Я.Б. Об определении комплексных показателей качества продукции. // Стандарты и качество.-1970, №11. - С.34-37.

32. Гличев A.B., Панов В.П., Азгальдов Г.Г. Что такое качество? -М.: Экономика, 1968. 200 с.

33. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квлиметрии.-М.: Издательство стандартов, 1973.-171с.

34. Квалиметрия научная область об оценке качества продукции // Измерение качества продукции. Вопросы квалиметрии / Под редакцией проф. Гличева A.B. - М.: Издательство стандартов, 1971. - С. 11-14.

35. Гличев A.B., Азгальдов Г.Г. Квалиметрия: генезис и проблематика // Измерение качества продукции. Вопросы квалиметрии / Под редакцией проф. Гличева A.B. М.: Издательство стандартов, 1971. - С. 27-46.

36. Бойцов В.В. Современные задачи обеспечения качества продукции и квалиметрия // Измерение качества продукции. Вопросы квалиметрии / Под редакцией проф. Гличева A.B. М.: Издательство стандартов, 1971. - С. 3-11.

37. Соловьев А.Н., Кирюхин С.Н. Пересчет дискретных ранговых оценок показателей качества в непрерывные. // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. -1981. №2. - С. 12-13.

38. Азгальдов Г.Г. Теория и практика оценки качества товаров (основы квалиметрии).- М.: Экономика, 1982. 256 с.

39. Аничкина В.Л., Погожев И.Б. Определение коэффициентов весомости при комплексной оценки качества по номинальным и предельно допустимым значениям показателей. // Стандарты и качество. 1971. - №12. -С. 33-36.

40. Кругликов В.А., Тарасенко Э.Н. Определение коэффициентов весомости при оценке качества изделий. // Надежность и контроль качества. -1979. №5. - С. 27-30.

41. Кирюхин С.М., Соловьев А.Н. Выбор и оценка значимости нормируемых показателей качества текстильных материалов по разности медиан. // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1974. -. №1- С. 19-22.

42. Таран В.А., Даллакян С.Р. Об использовании статистического контроля для оценки коэффициентов весомости при определении комплексного показателя качества //Надежность и контроль качества.-1981. -№2. С. 17-22.

43. Плеханов А.Ф., Волощик Т.Е., Семенова Э.В. Современная сырьевая база хлопкопрядения. Учебное пособие,- Москва.: РИО МГТУ, 1999.23 с.

44. Уз РСТ 604-93. Волокно хлопковое. Технические условия.

45. Справочник по хлопкопрядению / В.П. Широков, П.М. Владимиров, Д.А. Полякова и др. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1985. -472 с.

46. Кукин Г.H., Соловьев А.Н., Кобляков А.И. Текстильное материаловедение (волокна и нити).-М.: Легпромбытиздат, 1989.-352 с.

47. ГОСТ 3274.5-72*. Волокно хлопковое. Методы определения длины.

48. Флексер Л.А., Айвазян С.А. Выявление закона весового распределения хлопко-волокна по длине // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1962. - №1. - С. 33-41.

49. Лунькова C.B., Гусев Б.Н. Определение штапельной длины волокон // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1998. - №4. -С. 5-7.

50. Лунькова C.B. Оценка изменчивости характеристик длины волокон // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. 2-5 июня 1998.- Иваново, 1998. С. 260.

51. Ефимова М.Р., Петрова Е.В., Румянцев В.Н. Общая теория статистика. М.: ИНФРА - М, 1998. - 416 с.

52. Генкин С.И., Михельсон В.Л., Яновский Г.А. Применение корреляционного анализа для определения комплексного показателя технологичности конструкции изделия // Стандарты и качество. 1973. - №7. - С. 17-21.

53. ГОСТ 23554.2-81. Система управления качеством продукции. Экспертные методы оценки качества промышленной продукции. Обработка значений экспертных оценок качества продукции. М.: Издательство стандартов, 1982.

54. ГОСТ 5159-78. Отходы хлопчатобумажные. Технические условия.

55. Прядение хлопка низких сортов и отходов производства / В.П. Широков, А.Н. Смирнов, Ю.В. Павлов, Т.М. Шарова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 96 с.

56. MC ИСО 4913-81. Материалы текстильные. Определение длины (прядомой длины) и показатели равномерности.

57. ГОСТ 9394-76. Волокно короткое льняное. Технические условия.

58. Попова Т.Н., Гусев Б.Н., Ковалевский A.B., Лунькова C.B. Ранжирование характеристик длины волокон // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1997. - №3. - С. 10-12.

59. Лунькова C.B. Построение методики оценивания качества сортировок хлопкового волокна // Дни науки: Тез. докл. межвуз. конф. студентов и аспирантов 2-5 июня 1998,- СПб, 1998. С. 258-259.

60. Соловьев А.Н., Кирюхин С.М. Оценка качества и стандартизация текстильных материалов. М.: Легкая индустрия, 1974. - 245 с.

61. Бахмутова E.H., Гусев Б.Н., Евсеева Н.В., Егоров К.В. Построение показателя качества для оценки сорта пряжи // Изв. Вузов. Технология текстильной промышленности. 1999, - № 4. - С. 10-13.

62. Соловьев А.Н., Кирюхин С.М. Оценка и прогнозирование качества текстильных материалов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-215 с.107

63. Кирюхин С.М. Статистические методы оценки и контроля качества текстильной и легкой промышленности. М.: Легпромиздат, 1990. -84 с.