автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Совершенствование системы контроля параметров качества льняной стланцевой тресты

На правах рукописи УДК 677 11 620 1

РУМЯНЦЕВА ИРИНА АНАТОЛЬЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЛЬНЯНОЙ СТЛАНЦЕВОЙ ТРЕСТЫ

Специальность 05 19 01 - Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кострома - 2007

003177120

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте по переработке лубяных культур и Костромском государственном технологическом университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Пашин Евгений Львович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гусев Борис Николаевич

Ивановская государственная текстильная академия

кандидат технических наук, профессор Дроздов Владимир Георгиевич Костромской государственный технологический университет

Ведущая организация: Костромская государственная

сельскохозяйственная академия

Защита состоится 14 декабря 2007 года в 12°° часов на заседании диссертационного совета Д 212 093 01 в Костромском государственном технологическом университете

Адрес 156005, г Кострома, ул Дзержинского, 17, ауд 214

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Костромского государственного технологического университета

Автореферат разослан « Ш » ноября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

ПН Рудовский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В последнее время в нашей стране и за рубежом постоянно растет интерес к производству текстильных изделий из льняных волокон Эффективность производства и конкурентоспособность готовой льняной продукции во многом зависят от качества исходного сырья - льняной тресты, производимой в льносеющих хозяйствах с использованием способа расстила стеблей на льнище

В условиях агропромышленной интеграции используются интенсивные машинные технологии производства льна, имеющие существенные отличия от ранее применяемых Льняное сырье поступает на перерабатывающие предприятия в рулонах Однако при этом усложняется проведение сортировки и необходимой оценки технологических качеств сырья Производство стланцевой тресты на основе использования применяемых на практике технологических приемов и машин не обеспечивает получение однородной по свойствам льняной тресты В таких условиях, при оценке ее качества по действующему стандарту (ГОСТ 24383-89), возникают ошибки Поэтому стандартные методы анализа не позволяют обеспечить необходимые требования при приемке и определении технологической ценности льна, в том числе при расчете дотаций за сдаваемое сырье

Указанные обстоятельства приводят к снижению эффективности переработки тресты на льнозаводах и качества льняного волокна как сырья для текстильной промышленности Последствия такой обработки трансформируются в область текстильного производства и влияют на снижение конкурентоспособности готовых льняных изделий

Таким образом, несовершенство системы оценки качества льняной стланцевой тресты, поставляемой из льносеющих хозяйств в рулонах, является актуальной проблемой, решение которой будет способствовать обеспечению отечественной льняной текстильной промышленности высококачественным сырьем

Значимость указанной проблемы подтверждается планом мероприятий по развитию легкой промышленности на 2006-2008 гг, одобренных Председателем Правительства РФ МЕ Фрадковым (МФ-П9-5064 от 25 10 2006), а также проводимыми исследовательскими работами по совершенствованию методов оценки качества льняного сырья в рамках программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006 2010 гг

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью исследования является повышение объективности и точности определения технологического качества стланцевой льняной тресты, поставляемой в рулонах, для обеспечения рациональных условий ее последующей переработки

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи

- анализ результатов исследований в области агротехнологий льна и квалиметрии текстильных и иных материалов,

- анализ особенностей варьирования свойств льняной тресты на участках ее получения,

- разработка бесконтактного метода контроля структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета,

- разработка метода квалиметрии льняной стланцевой тресты в полевых условиях,

- совершенствование метода классировки тресты при ее складировании для сезонного хранения и разработка методических основ системы поддержки принятия

решений при выборе рациональных режимов работы трепальной машины во время переработки льняной тресты из рулонов

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Методической основой диссертации являются труды ведущих ученых в области квалиметрии текстиля и сырья для его производства В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследований Применялись методы теории вероятностей, математической статистики, нейросетевого анализа, текстильного материаловедения, а также методы анализа изображений При проведении экспериментальных исследований использовалась стандартная и оригинальная аппаратура Обработка опытных данных проводилась с помощью методов дискриминантного, регрессионного, дисперсионного, корреляционного анализов и анализа временных рядов Вычислительные процедуры реализовывались на ПЭВМ, используя программы Mathcad, Statgraphics, Statistica, Excel, Borland Delphi 7 Studio

НАУЧНАЯ НОВИЗНА заключается в создании бесконтактного метода контроля структурных параметров совокупности стеблей стланцевой льняной тресты в ленте и их цвета, а также методов квалиметрии льна в полевых условиях и прогнозирования результатов переработки при его трепании с учетом свойств обрабатываемого льна, поставляемого на льнозаводы в рулонах В результате исследований впервые

- обоснован и разработан на основе анализа изображений бесконтактный метод контроля структурных параметров совокупности стеблей стланцевой льняной тресты в ленте и их цвета,

- установлены величины вариации основных технологических свойств стеблей стланцевой льняной тресты по длине лент, в зависимости от их расположения на льнище и года получения тресты, идентифицированы низко- и высокочастотные составляющие изменений наиболее варьируемых свойств стеблей в лентах всего ассортимента тресты, поставляемой на льнозаводы,

- обоснована необходимость проведения цветокоррекции изображений участков ленты с применением цветовых эталонов,

- предложено в качестве методических основ реализации системы поддержки принятия решений при выборе режимов работы трепальной машины использовать

а) совокупную оценку технологического эффекта переработки льна трепанием по выходу длинного волокна, содержанию в нем костры и доле недоработанных прядей,

б) метод расчета длины участка ленты льна, применительно к которому требуется изменение скоростных режимов трепальной машины,

в) метод прогнозирования рациональных значений скоростных режимов трепальной машины в зависимости от изменения свойств стеблей тресты по длине ленты из рулонов

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В результате проведенной исследовательской работы разработаны предложения по совершенствованию системы квалиметрии стланцевой льняной тресты Они позволяют осуществлять оценку качества льна в полевых условиях Предложен новый метод определения номера тресты на льнище, который рекомендован для стандартизации путем внесения в качестве официального изменения в ГОСТ 24383-89, а также для совершенствования существующей системы дотирования льна льносеющим хозяйствам Кроме этого, он рекомендован для

использования льносеющими хозяйствами для предварительного определения номера льняной тресты перед поставкой ее на льнозавод

Новый бесконтактный метод контроля и определения структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета может быть использован в период проведения уборочных работ путем применения дополнительного устройства к льнооборачивателю или рулонному пресс-подборщику Решение по его возможной реализации принято ГНУ ВНИПТИ механизации льноводства (г Тверь) при совершенствовании конструкции льноуборочных машин

Указаны перспективы использования нового метода контроля структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета применительно к системам дистанционного зондирования, в том числе с использованием космической и аэро- съемок

Предложения по совершенствованию классировки тресты при ее складировании в рулонах позволяют повысить эффективность подготовки тресты к обработке за счет формирования более однородных партий стеблей по их технологическим свойствам Данные предложения рекомендуются для использования на льнозаводах

Новые методы прогнозирования результатов трепания и расчета скоростных режимов работы трепальной машины позволяют повысить эффективность механической обработки льняной тресты на основе обеспечения рациональных условий обработки стеблей с учётом изменения их свойств при размотке рулонов Указанные методы и алгоритмы расчетов приняты к использованию Всероссийским НИИ по переработке лубяных культур (г Кострома) для создания автоматизированных систем принятия решений при управлении работой трепальной машины

Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Технология и оборудование производства натуральных волокон»

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях Лен-2002» (Кострома, 2002), на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (Кострома, 2004), на Всероссийском согласительном совещании по вопросам стандартизации льняной тресты (ВНИИЛК, Кострома, 2005), на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона Лен-2006» (Кострома, 2006), на международной научно-технической конференции молодых ученых «Новые научные достижения в льноводстве и коноплеводстве Украины» (Глухов, Украина, 2006), на заседаниях кафедры производства льняного волокна КГТУ (Кострома, 2006, 2007), на заседании ученого Совета Всероссийского НИИ по переработке лубяных культур (Кострома, 2006), на международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы развития отраслей льноводства и коноплеводства» (Глухов, Украина, 2007), на десятой юбилейной международной научно-практической конференции «Высокоэффективные разработки и инновационные проекты в льняном комплексе России» (Вологда, 2007), на Всероссийском семинаре по научным проблемам агропромышленной переработке лубоволокнистых материалов (Кострома, 2007), на

выставке-ярмарке «Золотая осень 2007» - с получением серебряной медали (Москва, ВВЦ, 2007)

ПУБЛИКАЦИЙ. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 11 материалов и тезисов докладов на всероссийских и международных научно-технических конференциях, получено два патента РФ на изобретение, одно техническое решение признано изобретением (положительное решение)

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и общих выводов, содержит 196 страниц, 16 таблиц, 67 рисунков, список литературы, включающий 135 наименований, 4 приложения

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель, определены задачи исследований, указана научная новизна и практическая ценность работы

В первой главе представлены результаты анализа опубликованных работ, в которых изложены исследования агротехнологий льна Из опубликованных работ ВНИИ льна (г Торжок), НИИПОЛВ (г Минск), Вятской сельскохозяйственной академии, ВНИИ по переработке лубяных культур (г Кострома), Костромского государственного технологического университета, ВНИПТИ механизации льноводства (г Тверь) следует, что при использовании интенсивных механизированных технологий возделывания и уборки льна с поля (включая рулонную технологию) необходимо строгое соблюдение технологических регламентов В противном случае поставляемое на льнозаводы сырье будет обладать повышенной гетерогенностью технологических свойств Последнее, по данным Ипатова А М, будет приводить к снижению технологических эффектов переработки уменьшению выхода длинного волокна и его качества Индикатором повышенной неровноты свойств льняного сырья является процент недоработанных прядей (недоработки) По данным Виноградовой АЕ этот параметр в последнее время на льнозаводах достигает 50 70%, что значительно выше тех уровней, которые являлись рекомендациями в середине прошлого столетия - до 10 15%

Установлено, что доминирующими причинами роста неровноты свойств являются нарушения технологии выращивания льна, использование способа получения тресты путем расстила стеблей на льнище, которые варьируются по длине, диаметру и степени зрелости, использование разных условий расстила и подъема стеблей с льнища, нарушения технологии уборки льна с поля В настоящее время все указанные причины имеют место Это обстоятельство в условиях поставки льна на льнозавод в рулонах вызывает ряд практических сложностей Возникают трудности с объективной оценкой качества тресты, организацией её сортировки для сезонного хранения и рациональной переработкой тресты Сделано заключение, что решение указанных проблем возможно на основе совершенствования систем квалиметрии льна, поставляемого в рулонах

Проведенные исследования доказали несовершенство существующей стандартной методики оценки качества льняной тресты на участках ее производства Получаемые с ее использованием результаты приводят к формированию недопустимой ошибки испытаний (более 10%) В этой связи высказано предположение о целесообразности получения информации о параметрах технологического качества льняной тресты непосредственно на поле, применительно

к каждой ленте, из которой формируют рулон Однако для решения этого необходима разработка принципиально нового метода оценки качества льняной тресты

Обзор результатов исследовательских работ в области квалиметрии текстильных материалов выявил в качестве перспективного направления разработку и использование методов, основанных на анализе изображений В последнее время в этом направлении активизировались исследования Известные работы Севостьянова П А , Гусева Б Н , Коробова Н А, Пашина Е Л Дроздова В Г и др, а также исследования по оценке продукции агропроизводства Башилова А М, Старовойтова В И, Рогановой Т И подтвердили возможность создания методов квалиметрии, пригодных для использования на практике Поэтому было принято решение по разработке нового способа оценки качества льняной тресты на основе использования подобных подходов

В этой же главе высказано предположение о возможности решения проблем классировки льняной тресты и ее рациональной переработки при наличии данных о качестве льняной тресты в каждом рулоне, полученных в полевых условиях В этой связи представлен анализ известных решений по классировке льняного сырья в период его массовой заготовки на льнозавод и при закладке на сезонное хранение, а также выявлены известные модели прогнозирования величин выхода длинного волокна, содержания костры и доли недоработанных прядей в процессе трепания льна

Во второй главе проведен анализ закономерностей варьирования свойств стеблей стланцевой тресты в лентах льна на льнище Полученные в разных условиях выращивания льна четырёхгодичные опытные данные были проанализированы с помощью методов дисперсионного и спектрального анализов Установлено наличие значительного варьирования важнейших технологических свойств тресты в лентах льна Наибольшему варьированию подвержена отделяемость волокна от древесины стеблей (СУ=99,Зб%) Далее следуют длина стеблей и их группа цвета Величина вариации в разных лентах и в разные годы исследований является непостоянной

Рассчитаны доверительные интервалы варьирования каждого из изучаемых свойств тресты в ленте при 95% доверительной вероятности Оказалось, что по всем свойствам возможны случаи превышения значений пределов доверительных интервалов (см табл 1) Процент выявленных превышений весьма значителен Это свидетельствует о возможных проблемах при выборе рациональных режимов переработки тресты из одного рулона на мяльно-трепальном агрегате На практике переработку тресты из одного рулона осуществляют при неизменных режимах, ориентируясь на усредненные свойства тресты, что приводит к снижению эффективности получения трепаного волокна и его качества

Таблица 1

Исследуемые свойства Среднее значение доли тресты (%) в рулоне, превышающее пределы доверительного интервала варьирования свойств по годам исследования

1998 1999 2000 2006

Длина, см 49,28±10,94 44,93±23,95 56,52±15,67 69,69±3,99

Отделяемость, ед 37,49±6,82 53,89±10,83 32,48±7,73 69,23± 10,02

Цвет, группа 43,39±7,60 63,77±5,02 56,48±23,06 67,85±40,07

Используя методы анализа временных рядов, была осуществлена оценка частотных характеристик выявленных изменений свойств тресты по длине ленты

Применяя метод накопленных периодограмм и метод спектральных окон, установлено наличие системных изменений по всем исследуемым свойствам. Доля этих изменений и их параметры (периодичность системных изменений) являются различными применительно к году получения тресты, лентам льна, к участкам его выращивания и получения тресты. Выявлены минимальные значения продолжительности системных изменений свойств. Значения этих периодов представлены на рис. 1 в виде диаграммы. По совокупности полученных данных минимальным значением длины ленты, в которой наблюдаются системные изменения свойства, является величина 5 м.

1998 1999 2000 2006 го»>

Ш Длина ЕЗ Отделяемость □ Цвет

Рис.1. Значения периодов системных изменений исследуемых свойств тресты

В заключительной части главы сформированы рекомендации для совершенствования метода оценки качества льняной тресты в полевых условиях.

Третья глава содержит результаты разработки нового бесконтактного метода контроля структурных параметров совокупности стеблей в ленте тресты и их цвета, его разработку базировали на использовании электронно-оптических и информационных технологий, которые в последнее время интенсивно используются при создании различных систем контроля. Основой разработки метода явился анализ цифрового изображения.

Для определения длины стеблей в ленте и разброса их комлевых и вершинных концов необходимо осуществить бинаризацию цветного изображения и суммирование единичных пикселей в вертикальных строках по ширине изображения с последующей аппроксимацией полученного распределения сумм единичных пикселей в виде полинома и определением координат двух точек перегиба полинома на восходящем и нисходящем участках (см. рис.2). С учетом этих координат и характеристик полинома длина стеблей будет определяться по формуле: Ь=Хп-Хь среднеквадратические отклонения по вершинным сгв = (X,-Хп)/3 и комлевым с7к =(Х, -Хн)/3 концам.

Определение цвета стеблей льна производится в трехмерной колориметрической системе в виде трех координат цвета Я, й и В. Доказано, что при определении цвета стеблей льна необходимо проводить цветокоррекцию изображения на основе применения цветовых эталонов. Эта процедура обеспечивает снижение до 9 раз величины коэффициента вариации координат цвета однотипных изображений, полученных при разных условиях естественного освещения.

т

а)

б)

Рис. 2. Бинарное изображение (а) и кривые (фактическая и аппроксимирующая) распределения сумм пикселей в вертикальных строках по ширине изображения с нанесенными структурными параметрами (б)

С учетом поставленных задач предложено осуществлять фиксацию участков ленты в виде цифрового изображения в полевых условиях: ручным или автоматическим способом (с установкой фотоаппарата на раму льноуборочной машины). Анализ существующих отечественных и импортных льноуборочных машин выявил конструкции рулонных пресс-подборщиков, позволяющие установить на их раму фотоаппарат и получать требуемые изображения. Проведенные исследования по возможности получения качественных изображений в движении показали, что это обеспечивается при наличии в фотоаппарате матрицы с большим физическим размером и установки малого времени выдержки.

Проведённая проверка предложенного бесконтактного метода контроля и определения структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте выявила, что при его использовании не наблюдается статистически значимых различий в сравнении с известными методами (рис. 3).

11-

И Г'Й

, 30 1

\ 25 §

I 20

\ 15

Р 10 | 5

О

А

2 3

Партии

40 = §35 I ¡30

н в

§ а 25 з а 20

о-

15

2 ,, 3 11артии

Нт

12 3 4

Партии

□ по ГОСТ 24383-69 н с помощью анализа изображения

Рис.3. Структурные параметры совокупности стеблей тресты в лепте, определенные разными методами

В четвертой главе предложены направления практической реализации нового метода контроля (рис. 4), к их числу отнесены:

- определение номера льняной тресты в полевых условиях;

- классировка партий тресты при их складировании для сезонного хранения;

- разработка методических основ принципиально новой системы поддержки принятия решений для выбора рациональных режимов работы трепальной машины при переработке льняной тресты из рулонов в зависимости от её свойств.

передача информации на

электронном носителе

Получение информации о свойствах льна в ленте

Лаборатория льнозавода

Оценка качества льняной тресты 4-

Определение рациональных скоростных режимов переработки тресты

Рекомендации по складированию тресты и подготовке ее к переработке

Рис. 4. Направления практической реализации нового способа контроля

Установлено, что основой нового метода определения номера льняной тресты, пригодного для использования в полевых условиях, является информация о селекционном сорте льна, длине стеблей, величине разброса вершинных и комлевых концов стеблей в слое, а также координатах цвета стеблей. По результатам исследований создана регрессионная модель для определения номера тресты, отличающаяся высокой прогнозирующей способностью (К2=0,91). Проверка нового метода определения номера льнотресты показала возможность его практического применения (рис. 5). Были предложены варианты расчёта номера тресты с использованием нейросетевого и дискриминатного анализов.

3

2.75

2,25 2

1,75

V

1,25

1

0.75 0,5

Я1Я~П

ш

2 3 4 5

И по ГОСТ 24383-89 □ по предлагаемому методу

Рис. 5. Результаты определения номера льняной тресты с использованием предлагаемого метода

При совершенствовании классировки тресты в период её складирования предложено осуществлять формирование однотипных партий по номеру тресты,

длине стеблей и их цвету Это позволяет в сравнении с существующим способом подготовки тресты исключить варьирование по группе цвета и снизить варьирование по длине стеблей в 3 4 раза . ;

При разработке системы поддержки принятия решений для выбора рациональных скоростных режимов работы трепальной машины в зависимости от свойств тресты, находящейся в одном рулоне, были разработаны научно-методические основы ее реализации Они включают следующие элементы Алгоритмы нахождения однородных участков отдельно по каждому свойству и участков по совокупности свойств Алгоритм выбора рациональных скоростных режимов работы трепальной машины в условиях изменяющихся свойств тресты в ленте рулона При прогнозировании технологических эффектов при трепании льна предложено использовать комплексную информацию о выходе трепаного волокна, содержании в нем костры и величине «недоработки» Для прогнозирования этих параметров предложено использовать нейросетевой анализ, отличительной особенностью которого является возможность оперативного дообучения системы прогнозирования в производственных условиях Был проведен сравнительный анализ прогнозирования с использованием нейронных сетей и известных существующих алгоритмов Его результаты подтвердили высокую эффективность предложенного варианта прогнозирования Установлено, что абсолютные различия расчетных и фактических значений указанных критериев при использовании нейронных сетей снижаются до 10 и более раз

Совокупность предложенных алгоритмов позволила разработать схему реализации системы поддержки принятия решений и примерный интерфейс программного обеспечения Особенностью функционирования системы является максимальная адаптация к условиям льнозавода Предполагается, что оператор мяльно-трепального агрегата, находясь у пульта управления, будет иметь возможность отслеживать на экране монитора в реальном времени прохождение льняного слоя относительно трепальной машины и устанавливать рекомендуемые системой скоростные режимы ее работы по параметрам частоты вращения трепальных барабанов и скорости перемещения зажимного транспортера (см рис 6)

Пятая глава включает разработку нового метода определения номера льняной тресты в полевых условиях, результаты производственной проверки и расчеты ожидаемого годового экономического эффекта

Проверка нового метода определения номера льняной тресты, основанная на использовании бесконтактного метода контроля структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета, проводилась в полевых условиях (на 2 полевых участках) на базе СПК им М Горького Нерехтского района Костромской области Сравнивали 3 варианта оценки качества по действующему стандарту, по новому методу и контрольному варианту Особенность контрольного варианта состояла в увеличенном (в 12 раз) количестве проб Результаты сравнительного анализа выявили случаи, когда номер тресты по ГОСТ 24383-89 не совпадает с номером по контрольному варианту (рис 7) В случаях использования нового метода такие ситуации отсутствовали Результаты проверки оформлены актом С учетом полученных результатов исследований и проверки новый метод определения качества льнотресты рекомендован для стандартизации путем официального внесения изменений в ГОСТ 24383-89 и для внедрения новой системы дотирования льносеющих хозяйств за сдаваемое льняное сырье в зависимости от его количества и параметров его технологического качества

движущаяся полоса, имитирующая движение слоя

Рис. 6. Схема реализации СППР и примерный интерфейс программного обеспечения

I — система контроля длины ленты в рулоне; 2 — пульт управления; 3 — ЭВМ, обеспечивающая поступление информации о свойствах тресты в данном рулоне, и рекомендуемые режимы ее обработки;

1,5 1,25 1

0,75

■ ГОСТ 24383-89 ■ новый метод □ контрольный вариант Рис. 7. Результаты сравнительного анализа по трем вариантам

И I . I ш

1 участок 2 участок

Расчет ожидаемого годового экономического эффекта (по методике ГОСТ 22790-81) от применения нового метода определения номера в расчете на двухагрегатный занод составляет 93,0 тыс.руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Анализ причин снижения точности результатов оценки качества льняной тресты в рулонах (по ГОСТ 24383-89) позволил установить, что важнейшими из них являются

- несовершенство существующей стандартной методики отбора проб на льнище при определении качества льняной тресты,

- сложность и трудность отбора проб стеблей из рулонов в период массовой заготовки льна на льнозаводе,

- значительное варьирование свойств тресты в ленте, необходимой для формирования одного рулона Уровень варьирования номера тресты в каждой из лент может достигать более 2 3 сорто-номеров, что существенно снижает точность анализов,

- значительное варьирование технологических свойств тресты в партии, поставляемой на льнозавод с одного участка выращивания Уровень варьирования номера тресты может достигать более 5 сорто-номеров в

2 Выявлены различия системных изменений основных технологических свойств стланцевой тресты по длине лент льна в зависимости от их расположения на льнище и года получения тресты, удельный вес участков лент, стебли в которых отличаются от средних значений свойств по всей длине ленты, в среднем составляет применительно к показателю длины стеблей 55,11%, отделяемости 48,27%, а по группе цвета - 57,87%

3 Анализ существующих систем контроля параметров технологического качества текстильной и агропромышленной продукции позволил выделить в качестве перспективных систем, основанные на использовании электронно-оптических и информационных технологий Их преимуществами являются оперативность контроля, объективность фиксируемой информации и возможность формирования базы данных для решения различных технологических задач

4 Установлено, что цифровое изображение участка ленты тресты может являться основой для получения информации о её цвете и структурных параметрах совокупности стеблей в ленте На этой основе предложен новый бесконтактный метод контроля и определения структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета, включающий определение цветовых координат, бинаризацию цветного изображения, суммирование единичных пикселей в вертикальных строках по ширине изображения и аппроксимацию полученного распределения сумм единичных пикселей в виде полинома для определения координат двух точек перегиба полинома на восходящем и нисходящем участках

5 Для исключения влияния на качество изображения участка ленты различий в условиях освещения необходимо осуществлять корректировку координат цвета (цветокоррекцию) на основе применения цветовых эталонов, эта процедура обеспечивает снижение до 9 раз величины коэффициента вариации составляющих цвета однотипных изображений, полученных при разных условиях естественного освещения

6 Практическими приложениями нового бесконтактного метода контроля могут быть метод определения номера льняной тресты в полевых условиях, новый способ классировки партий тресты при их складировании для сезонного хранения, метод прогнозирования параметров рациональных скоростных режимов работы трепальной машины при переработке льняной тресты из рулонов в зависимости от ее свойств

7 На основе применения бесконтактного метода контроля и определения параметров качества стланцевой льняной тресты предложен новый метод определения номера тресты в полевых условиях Возможны два варианта его реализации вручную и в автоматическом режиме Обоснованы параметры тресты, требуемые для определения ее номера, - селекционный сорт льна, цвет тресты и структурные параметры совокупности стеблей в ленте

8 Для снижения величины варьирования технологических свойств льнотресты в партиях, подготавливаемых во время складирования для переработки, предлагается осуществлять их классировку по номеру тресты, ее группе цвета и длине стеблей

9 В качестве параметров эффективности переработки льна на льнозаводе предложено в комплексе использовать выход трепаного волокна, содержание в нем костры и долю недоработанных прядей Для их прогнозирования предложено использовать нейросетевой анализ, отличительной особенностью которого является возможность оперативного дообучения системы прогнозирования в производственных условиях новыми результатами переработки льна

10 Основой системы поддержки принятия решений для выбора режимов работы трепальной машины в зависимости от свойств обрабатываемой тресты является информация о цвете тресты и структурных параметрах совокупности стеблей в ленте, данные о размерах и месте расположения по длине ленты однородных (с точки зрения постоянства режимов трепания льна) участков слоя стеблей тресты, зависимость изменения длины ленты при размотке рулона от его уменьшающейся массы, а также характеристика динамики работы основных рабочих органов трепальной машины (трепальные барабаны, транспортирующий механизм)

11 Для эффективного выбора размеров и места расположения по длине ленты однородных (с точки зрения постоянства режимов трепания льна) участков слоя стеблей тресты обоснован принципиально новый метод, основанный на совокупном учете изменений отдельных контролируемых свойств стеблей тресты Предложен алгоритм расчета размеров участков по длине ленты

12 Разработан алгоритм расчета скоростных режимов работы трепальной машины Его особенностью является нахождение такого сочетания режимов обработки, при котором будет обеспечиваться максимальный выход длинного волокна, минимальное (рекомендуемое по стандарту) содержание костры и требуемая доля недоработанных прядей Для реализации алгоритма предложен интерфейс программного обеспечения, удобный для использования в условиях льнозавода

13 При производственной проверке нового метода определения номера стланцевой льнотресты в полевых условиях была подтверждена его эффективность В отличие от стандартной оценки применение нового метода исключило различие по номеру тресты в сравнении с контрольным вариантом Метод может быть рекомендован для стандартизации и для использования при совершенствовании системы дотирования при расчете размеров дотаций за сдаваемую на льнозавод тресту Годовой экономический эффект от использования нового метода составит 93,0 тыс руб применительно к двухагрегатному льнозаводу

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах: - в изданиях, рекомендованных ВАК

1 Румянцева, И А Определение параметров качества слоя стеблей льна с

использованием его цифровых изображений [Текст] / И А Румянцева,

E JI Пашин // Изв вузов Технология текстильной промышленности - 2006,

№5

2 Румянцева, И А Прогнозирование рёзультатов переработки льна с использованием нейросетевого анализа [Текст] / И А Румянцева, Е Л Пашин // Изв вузов Технология текстильной промышленности - 2007 - № 2

3 Румянцева, И А Особенности варьирования свойств тресты на льнище [Текст] / И А Румянцева, Л В Мочалов, А H Солдатенко // Изв вузов Технология текстильной промышленности — 2007 - №4С

- в прочих изданиях

4 Пашин, Е Л Особенности варьирования технологических свойств стланцевой льняной тресты [Текст] /ЕЛ Пашин, И А Румянцева [и др ], Всероссийский НИИ по переработке лубяных культур - Кострома, 2002 / Деп в ВИНИТИ 18 03 02, №489-В2002

5 Румянцева, И А Закономерности удаления костры и образование «недоработки» при получений трепаного льняного волокна [Текст] / И А Румянцева, А Е Виноградова, Е Л Пашин // Вестник ВНИИЛК - 2003 -№1

6 Румянцева, И А Повышение эффективности переработки льна в агропромышленном комплексе [Текст] / И А Румянцева, Е Л Пашин // Достижения науки и техники АПК - 2007 - №8

7 Румянцева, И А Цветокоррекция цифровых фотоизображений льна При различных условиях его освещения [Текст] / И А Румянцева, А Е Виноградова, Е Л Пашин // Вестник ВНИИЛК - 2007, №3

8 Румянцева, И А Совершенствование методики определения качества льняной тресты на льнище [Текст] / И А Румянцева, А Е Виноградова, Е Л Пашин // Вестник КГТУ-2007 -№15

9 Румянцева, И А Совершенствование системы складирования льняной тресты [Текст] / И А Румянцева //Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях тез докл междунар научно-практическая конференции «Лен-2002» / Костром гос технол ун-та —Кострома, 2002

10 Румянцева, И А Сравнительный анализ методов прогнозирования качества льнотресты [Текст] / И А Румянцева, А Е Виноградова, Е Л Пашин / Современные наукоемкие инновационные технологии Развития промышленности региона сб трудов междунар научно-практическая конференции « Лен-2006» / Костром гос технол ун-та - Кострома, 2006

11 Румянцева, И А Совершенствование метода сортировки тресты [Текст] / И А Румянцева // Современные наукоемкие инновационные технологии Развития промышленности региона сб трудов междунар научно-практическая конференции «Лен-2006» / Костром гос технол ун-та - Кострома, 2006

12 Румянцева, И А Исследование свойств льняной тресты в рулоне [Текст] / И А Румянцева // Новые научные достижения в льноводстве и коноплеводстве Украины тез докл международная научно-техническая конференция молодых ученых / Институт лубяных культур УААН - Глухов, Украина, 2006

13 Румянцева, И А Совершенствование метода оценки цвета стеблей льна в полевых условиях [Текст] / И А Румянцева, А Е Виноградова, Е Л Пашин // Актуальные вопросы развития отраслей льноводства и коноплеводства тез докл междунар научно-техническая конференция молодых ученых / Институт лубяных культур УААН - Глухов, Украина, 2007

14 Румянцева, И А Совершенствование оценки качества тресты в рулонах [Текст] / И А Румянцева, В Г Красильникова, Е Л Пашин // Высокоэффективные разработки и инновационные проекты в льняном комплексе России тез докл Х-ая юбилейная международная научно-практическая конференция - Вологда, 2007

патенты и положительные решения на изобретения

15 Патент на изобретение №2304872 РФ Способ уборки и подготовки к переработке стеблей лубяных культур [Текст] /ЕЛ Пашин, И А Румянцева, В Г Красильникова - Опубл 27 08 07

16 Патент на изобретение №2307320 РФ Способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты и их разброса по вершиночным и комлевым концам [Текст] / И А Румянцева, Е Л Пашин, А В Куликов - Опубл 27 09 07

17 Положительное решение о выдаче патента на изобретение от 21 06 2007 Е Л Пашин, И А Румянцева, А Е Виноградова, В Г Красильникова, А В Куликов Способ оценки качества льняной тресты Заявка №2006117973/12(019545)

Румянцева Ирина Анатольевна

Совершенствование системы контроля параметров качества льняной стланцевой тресты

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 12 11 07 Формат бумаги 60x84 1/16 Печл 1,0 Заказ 1391 Тираж 100

ООО «Полиграфресурс» г Кострома, ул Галичская 130

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА И СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ ЛЬНА ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ЕГО РАЦИОНАЛЬНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ.

1.1. Анализ причин неоднородности структуры и свойств стеблей льняной тресты при использовании интенсивных технологий ее производства и уборки.

1.2. Особенности подготовки тресты к обработке на льнозаводе.

1.3. Существующие методы оценки качества льняной тресты и проблемы, связанные с ее приемкой в рулонах.

1.4. Прогнозирование технологических эффектов при механической обработке тресты на основе учета ее свойств.

1.5. Технические решения по контролю свойств сырья и анализ методов их реализации.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВАРЬИРОВАНИЯ СВОЙСТВ СТЛАНЦЕВОЙ ЛЬНЯНОЙ ТРЕСТЫ НА ЛЬНИЩЕ.

3. РАЗРАБОТКА БЕСКОНТАКТНОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА СТЛАНЦЕВОЙ ТРЕСТЫ СТЕБЛЕЙ. 73 3.1. Разработка метода обработки и анализа изображения участка ленты льняной тресты.

3.1.1. Алгоритм определения средней длины стеблей и их среднеквадратические отклонения по комлям и вершинам.

3.1.2. Обоснование степени полинома для аппроксимации фактического распределения сумм числа пикселей черного цвета.

3.1.3. Обоснование размера цифрового изображения (в пикселях) при определении качественных параметров тресты.

3.2. Определение цветовых характеристик льняной тресты.

3.2.1. Цветокоррекция цифровых изображений льна при различных условиях его освещения.

3.3. Оценка возможностей практической реализации метода контроля структурных параметров слоя и параметров цвета стеблей.

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЛЬНЯНОЙ ТРЕСТЫ В РУЛОНАХ, ЕЕ ПОДГОТОВКИ К СКЛАДИРОВАНИЮ И ПЕРЕРАБОТКИ НА ЛЬНОЗАВОДЕ.

4.1. Совершенствование метода оценки качества тресты в рулонах при определении её номера.

4.2. Совершенствование системы складирования льнотресты в рулонах для сезонного хранения.

4.3. Совершенствование технологии переработки льняной тресты наМТА.

4.3.1. Выявление однородных по свойствам участков по длине ленты из рулона.

4.3.2. Обоснование способа выбора рациональных скоростных режимов работы трепальной машины в зависимости от свойств тресты в рулоне.

4.3.2.1. Основы (принципы) выбора рациональных режимов.

4.3.2.2. Прогнозирование результатов переработки льна с использованием нейросетевого анализа.

4.3.3. Обоснование перспективных задач систем поддержки принятия решений на льнозаводе.

5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА ПРЕДЛОЖЕННОГО БЕСКОНТАКТНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТРЕСТЫ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ И ЕГО

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

5.1. Последовательность операций при определении качества льняной тресты по новому методу.

5.1.1. Получение цифровых изображений.

5.1.2. Анализ изображений.

5.1.3. Вычисление номера льнотресты.

5.2. Производственная проверка нового метода оценки качества льняной тресты.

5.3. Определение экономической эффективности предложенного метода оценки качества льняной тресты

ВЫВОДЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В последнее время в нашей стране и за рубежом постоянно растёт интерес к производству текстильных изделий из льняных волокон. Эффективность производства и конкурентоспособность готовой льняной продукции во многом зависят от качества исходного сырья -льняной тресты, производимой в льносеющих хозяйствах с использованием способа расстила стеблей на льнище.

В условиях агропромышленной интеграции используются интенсивные машинные технологии производства льна, имеющие существенные отличия от ранее применяемых. Льняное сырьё поступает на перерабатывающие предприятия в рулонах. Однако при этом усложняется проведение сортировки и необходимой оценки технологических качеств сырья. Производство стланцевой тресты на основе использования применяемых на практике технологических приёмов и машин не обеспечивает получение однородной по свойствам льняной тресты. В таких условиях, при оценке ее качества по действующему стандарту (ГОСТ 24383-89), возникают ошибки. Поэтому стандартные методы анализа не позволяют обеспечить необходимые требования при приёмке и определении технологической ценности льна, в том числе при расчете дотаций за сдаваемое сырье.

Указанные обстоятельства приводят к снижению эффективности переработки тресты на льнозаводах и качества льняного волокна как сырья для текстильной промышленности. Последствия такой обработки трансформируются в область текстильного производства и влияют на снижение конкурентоспособности готовых льняных изделий.

Таким образом, несовершенство системы оценки качества льняной стланцевой тресты, поставляемой из льносеющих хозяйств в рулонах, является актуальной проблемой, решение которой будет способствовать обеспечению отечественной льняной текстильной промышленности высококачественным сырьём.

Значимость указанной проблемы подтверждается планом мероприятий по развитию легкой промышленности на 2006-2008 гг., одобренных Председателем Правительства РФ М.Е. Фрадковым (МФ-П9-5064 от 25.10.2006), а также проводимыми исследовательскими работами по совершенствованию методов оценки качества льняного сырья в рамках программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006.2010 гг.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью исследования является повышение объективности и точности определения технологического качества стланцевой льняной тресты, поставляемой в рулонах, для обеспечения рациональных условий ее последующей переработки.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- анализ результатов исследований в области агротехнологий льна и квалиметрии текстильных и иных материалов;

- анализ особенностей варьирования свойств льняной тресты на участках ее получения;

- разработка бесконтактного метода контроля структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета;

- разработка метода квалиметрии льняной стланцевой тресты в полевых условиях;

- совершенствование метода классировки тресты при ее складировании для сезонного хранения и разработка методических основ системы поддержки принятия решений при выборе рациональных режимов работы трепальной машины во время переработки льняной тресты из рулонов.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Методической основой диссертации являются труды ведущих учёных в области квалиметрии текстиля и сырья для его производства. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследований. Применялись методы теории вероятностей, математической статистики, нейросетевого анализа, текстильного материаловедения, а также методы анализа изображений. При проведении экспериментальных исследований использовалась стандартная и оригинальная аппаратура. Обработка опытных данных проводилась с помощью методов дискриминантного, регрессионного, дисперсионного, корреляционного анализов и анализа временных рядов. Вычислительные процедуры реализовывались на ПЭВМ, используя программы Mathcad, Statgraphics, Statistica, Excel, Borland Delphi 7 Studio.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА заключается в создании бесконтактного метода контроля структурных параметров совокупности стеблей стланцевой льняной тресты в ленте и их цвета, а также методов квалиметрии льна в полевых условиях и прогнозирования результатов переработки при его трепании с учетом свойств обрабатываемого льна, поставляемого на льнозаводы в рулонах.

В результате исследований впервые:

- обоснован и разработан на основе анализа изображений бесконтактный метод контроля структурных параметров совокупности стеблей стланцевой льняной тресты в ленте и их цвета;

- установлены величины вариации основных технологических свойств стеблей стланцевой льняной тресты по длине лент, в зависимости от их расположения на льнище и года получения тресты; идентифицированы низко- и высокочастотные составляющие изменений наиболее варьируемых свойств стеблей в лентах всего ассортимента тресты, поставляемой на льнозаводы;

- обоснована необходимость проведения цветокоррекции изображений участков ленты с применением цветовых эталонов;

- предложено в качестве методических основ реализации системы поддержки принятия решений при выборе режимов работы трепальной машины использовать: а) совокупную оценку технологического эффекта переработки льна трепанием по выходу длинного волокна, содержанию в нем костры и доле недоработанных прядей; б) метод расчета длины участка ленты льна, применительно к которому требуется изменение скоростных режимов трепальной машины; в) метод прогнозирования рациональных значений скоростных режимов трепальной машины в зависимости от изменения свойств стеблей тресты по длине ленты из рулонов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. В результате проведённой исследовательской работы разработаны предложения по совершенствованию системы квалиметрии стланцевой льняной тресты. Они позволяют осуществлять оценку качества льна в полевых условиях. Предложен новый метод определения номера тресты на льнище, который рекомендован для стандартизации путем внесения в качестве официального изменения в ГОСТ 24383-89, а также для совершенствования существующей системы дотирования льна льносеющим хозяйствам. Кроме этого, он рекомендован для использования льносеющими хозяйствами для предварительного определения номера льняной тресты перед поставкой ее на льнозавод.

Новый бесконтактный метод контроля и определения структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета может быть использован в период проведения уборочных работ путем применения дополнительного устройства к льнооборачивателю или рулонному пресс-подборщику. Решение по его возможной реализации принято ГНУ ВНИПТИ механизации льноводства (г. Тверь) при совершенствовании конструкции льноуборочных машин.

Указаны перспективы использования нового метода контроля структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета применительно к системам дистанционного зондирования, в том числе с использованием космической и аэро- съемок.

Предложения по совершенствованию классировки тресты при ее складировании в рулонах позволяют повысить эффективность подготовки тресты к обработке за счет формирования более однородных партий стеблей по их технологическим свойствам. Данные предложения рекомендуются для использования на льнозаводах.

Новые методы прогнозирования результатов трепания и расчёта скоростных режимов работы трепальной машины позволяют повысить эффективность механической обработки льняной тресты на основе обеспечения рациональных условий обработки стеблей с учётом изменения их свойств при размотке рулонов. Указанные методы и алгоритмы расчётов приняты к использованию Всероссийским НИИ по переработке лубяных культур (г.Кострома) для создания автоматизированных систем принятия решений при управлении работой трепальной машины.

Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Технология и оборудование производства натуральных волокон».

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях. Лен-2002» (Кострома, 2002); на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (Кострома, 2004); на Всероссийском согласительном совещании по вопросам стандартизации льняной тресты (ВНИИЛК, Кострома, 2005); на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона. Лен-2006» (Кострома, 2006); на международной научно-технической конференции молодых ученых «Новые научные достижения в льноводстве и коноплеводстве Украины» (Глухов, Украина, 2006); на заседаниях кафедры производства льняного волокна КГТУ (Кострома, 2006, 2007); на заседании учёного Совета Всероссийского НИИ по переработке лубяных культур (Кострома, 2006); на международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы развития отраслей льноводства и коноплеводства» (Глухов, Украина, 2007); на десятой юбилейной международной научно-практической конференции

Высокоэффективные разработки и инновационные проекты в льняном комплексе России» (Вологда, 2007); на Всероссийском семинаре по научным проблемам агропромышленной переработке лубоволокнистых материалов (Кострома, 2007); на выставке-ярмарке «Золотая осень 2007» - с получением серебряной медали (Москва, ВВЦ, 2007).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 11 материалов и тезисов докладов на всероссийских и международных научно-технических конференциях, получено два патента РФ на изобретение, одно техническое решение признано изобретением (положительное решение)

выводы

1. Анализ причин снижения точности результатов оценки качества льняной тресты в рулонах (по ГОСТ 24383-89) позволил установить, что важнейшими из них являются:

- несовершенство существующей стандартной методики отбора проб на льнище при определении качества льняной тресты;

- сложность и трудность отбора проб стеблей из рулонов в период массовой заготовки льна на льнозаводе;

- значительное варьирование свойств тресты в ленте, необходимой для формирования одного рулона. Уровень варьирования номера тресты в каждой из лент может достигать более 2.3 сорто-номеров, что существенно снижает точность анализов;

- значительное варьирование технологических свойств тресты в партии, поставляемой на льнозавод с одного участка выращивания. Уровень варьирования номера тресты может достигать более 5 сорто-номеров;

2. Выявлены различия системных изменений основных технологических свойств стланцевой тресты по длине лент льна в зависимости от их расположения на льнище и года получения тресты; удельный вес участков лент, стебли в которых отличаются от средних значений свойств по всей длине ленты, в среднем составляет применительно к показателю длины стеблей 55,11%, отделяемости 48,27%, а по группе цвета - 57,87%.

3. Анализ существующих систем контроля параметров технологического качества текстильной и агропромышленной продукции позволил выделить в качестве перспективных систем, основанные на использовании электронно-оптических и информационных технологий. Их преимуществами являются оперативность контроля, объективность фиксируемой информации и возможность формирования базы данных для решения различных технологических задач.

4. Установлено, что цифровое изображение участка ленты тресты может являться основой для получения информации о её цвете и структурных параметрах совокупности стеблей в ленте. На этой основе предложен новый бесконтактный метод контроля и определения структурных параметров совокупности стеблей тресты в ленте и их цвета, включающий определение цветовых координат, бинаризацию цветного изображения, суммирование единичных пикселей в вертикальных строках по ширине изображения и аппроксимацию полученного распределения сумм единичных пикселей в виде полинома для определения координат двух точек перегиба полинома на восходящем и нисходящем участках.

5. Для исключения влияния на качество изображения участка ленты различий в условиях освещения необходимо осуществлять корректировку координат цвета (цветокоррекцию) на основе применения цветовых эталонов; эта процедура обеспечивает снижение до 9 раз величины коэффициента вариации составляющих цвета однотипных изображений, полученных при разных условиях естественного освещения.

6. Практическими приложениями нового бесконтактного метода контроля могут быть: метод определения номера льняной тресты в полевых условиях; новый способ классировки партий тресты при их складировании для сезонного хранения; метод прогнозирования параметров рациональных скоростных режимов работы трепальной машины при переработке льняной тресты из рулонов в зависимости от её свойств.

7. На основе применения бесконтактного метода контроля и определения параметров качества стланцевой льняной тресты предложен новый метод определения номера тресты в полевых условиях. Возможны два варианта его реализации: вручную и в автоматическом режиме. Обоснованы параметры тресты, требуемые для определения ее номера, - селекционный сорт льна, цвет тресты и структурные параметры совокупности стеблей в ленте.

8. Для снижения величины варьирования технологических свойств льнотресты в партиях, подготавливаемых во время складирования для переработки, предлагается осуществлять их классировку по номеру тресты, её группе цвета и длине стеблей.

9. В качестве параметров эффективности переработки льна на льнозаводе предложено в комплексе использовать выход трёпаного волокна, содержание в нем костры и долю недоработанных прядей. Для их прогнозирования предложено использовать нейросетевой анализ, отличительной особенностью которого является возможность оперативного дообучения системы прогнозирования в производственных условиях новыми результатами переработки льна.

10. Основой системы поддержки принятия решений для выбора режимов работы трепальной машины в зависимости от свойств обрабатываемой тресты является: информация о цвете тресты и структурных параметрах совокупности стеблей в ленте; данные о размерах и месте расположения по длине ленты однородных (с точки зрения постоянства режимов трепания льна) участков слоя стеблей тресты; зависимость изменения длины ленты при размотке рулона от его уменьшающейся массы, а также характеристика динамики работы основных рабочих органов трепальной машины (трепальные барабаны, транспортирующий механизм).

11. Для эффективного выбора размеров и места расположения по длине ленты однородных (с точки зрения постоянства режимов трепания льна) участков слоя стеблей тресты обоснован принципиально новый метод, основанный на совокупном учете изменений отдельных контролируемых свойств стеблей тресты. Предложен алгоритм расчета размеров участков по длине ленты.

12. Разработан алгоритм расчёта скоростных режимов работы трепальной машины. Его особенностью является нахождение такого сочетания режимов обработки, при котором будет обеспечиваться максимальный выход длинного волокна, минимальное (рекомендуемое по стандарту) содержание костры и требуемая доля недоработанных прядей. Для реализации алгоритма предложен интерфейс программного обеспечения, удобный для использования в условиях льнозавода.

13. При производственной проверке нового метода определения номера стланцевой льнотресты в полевых условиях была подтверждена его эффективность. В отличие от стандартной оценки применение нового метода исключило различие по номеру тресты в сравнении с контрольным вариантом. Метод может быть рекомендован для стандартизации и для использования при совершенствовании системы дотирования при расчете размеров дотаций за сдаваемую на льнозавод тресту. Годовой экономический эффект от использования нового метода составит 93,0 тыс.руб. применительно к двухагрегатному льнозаводу.

1. Зинцов А.Н. Научные основы повышения структурных параметров ленты стеблей при уборке льна-долгунца. Кострома: Изд. КГСХА, 2007- 128 с.

2. Пашин Е.Л. Агропроизводство и технологическое качество льна. -Кострома: ВНИИЛК, 2004. 207 с.

3. ГОСТ 24383-89. Треста льняная. Требования при заготовках М.: Изд-во стандартов, 1990 - 17 с.

4. Бойко С.В., Волков Д.А., Пашин Е.Л., Виноградова А.Е. Производство волокна из недотрепаного льна // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2007.

5. Чамов Ю.С. Лубяные культуры. М., «Космос», 1973, 168с.

6. Марченков А.Н., Понажев В.П., Матюхин А.П. и др. Технология возделывания льна-долгунца в Тверской области. Тверь: Администрация Тверской области, 1998. - 76с.

7. Фоменко Л.Д., Струков А.В. Индустриальная технология производства льносырья.

8. Романова И.Н., Глушаков С.Н. Влияние предшественников на урожай и качество льна-долгунца. В кн.: Проблемы возделывания и переработки льна//Тез. док. межд. науч.-практ. конф. - Смоленск, 1999, с. 67

9. Возделывание льна-долгунца в колхозах и совхозах. Методические материалы. Изд. «Колос». - Москва, 1968. -36с.

10. Тихвинский С.Ф. Улучшение качества прядильного льна Л.: Колос, 1978.

11. Доспехов Б.А. Удобрения и засоренность полей. «Лен и конопля», 1968, №1, с. 28-30.

12. Gross М. Stickstoffdungung und Flacks. Faserforschung, 1, 1921, 143-144.

13. Чэнь Мянь-да. Изменение анатомического и морфологическогостроения льна при длительном применении удобрений. «Лен и конопля», 1960, №4, с.41-45.

14. Демолон А. Рост и развитие культурных растений. Пер. с франц. М., 1961.356 с.

15. Афонин М.И. и др. Справочник льновода. Минск, «Ураджай», 1972. 240 с.

16. Объедков М.Г. Влияние густоты стеблестоя на формирование урожая льна-долгунца Л-1120 в зависимости от норм высева семян и подкормки микроудобрениями. Автореф. Дис. На соиск. Учен. Степени канд.с.-х. наук. М. 1971. 12 с.

17. Воронкова В.Я. Влияние условий выращивания на урожай и качество льна-долгунца. В кн.: Почва, удобрение, и урожай. Минск, 1968, с. 120.

18. Викторова А.В., Антонян С.Г. Особенности анатомического строения стеблей льна-долгунца в зависимости от сорта на различных агрофонах. В кн.: Сб. научных трудов Ивановского СХИ. Вып. 33. Иваново, 1970, с. 18-24.

19. Глушаков С.Н. Влияние норм высева семян на урожайность и качество продукции новых сортов льна-долгунца. В кн.: Проблемы возделывания и переработки льна//Тез. док. межд. науч.-практ. конф. -Смоленск, 1999, с. 61-63

20. Tammes Т. Der Flachsstengel. Haarlem, 1907.

21. Яковлев М.С. Итоги и перспективы работ лаборатории анатомии растений. «Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции», 1968, вып. 2, т. 39, с. 52-60.

22. Сизов И.А. Лен. М.-Л., Сельхозгиз, 1955. 255 с.

23. Технология и организация производства высококачественной продукции льна-долгунца. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. -148 с.

24. Синская Е.Н. Классификация льна как исходного материала дляселекции и его эволюции. Сб. работ, по биологии развития и физиологии льна. JL, 1954, с. 45-103.

25. Ильина А.И. Влияние интенсивности света и продолжительности дня на рост, развитие и плодообразования льна. В кн.: Сб. работ по биологии развития и физиологии льна. М., 1954, с. 103-127.

26. Хайлис Г.А., Ковалев М.М. Исследования сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных. М.: Колос, 1994. - 169 е.: ил.

27. Сивцов А.Н. Первичная обработка лубяных культур. М.: Гизлегпром, 1949.-436 с.

28. Строганов Ф.Ф. Изучение причин порождающих разноцветность и грубость льняного волокна и разработка мероприятий по их устранению: Отчет о НИР, ВНИИЛ. Торжок, 1960. -С.67-80.

29. Каледене Л.П., Жданова Н.Н., Лугаускас А.Ю. Влияние отдельных факторов внешней среды на меланин-содержание микромицеты // Микология и фитопатология. -1989. -Т.23. -В.1. -55с.

30. Андреев В.М. Конспекты по культуре и обработке льна. М.: Наркомвнешторга, 1925. -47 с.

31. Дударев Е.И. Борьба с гнилью тресты на льнище, на стлищах // Лен и конопля. -1956. -№10. -С.29-31.

32. Дударев Е.И. Влияние разных условий приготовления тресты на микробиологические процессы, выход и качества волокна: Отчет о НИР, ВНИИЛ. Торжок, 1962-64. -142с.

33. Дударев Е.И., Малыгина Г.П. Особенности вылежки тресты на льнище // Лен и конопля. -1962. -№8. -С.40-43.

34. Гурьев В.Н. Опыты по первичной обработке льна // Тр. Волоколамского опытного поля. Москва, 1926. -Вып.З. -С.85-103.

35. Mercer R.C. and Fraser T.W. Microorganisms associated with the retting of flax treated with the herbicide glyphosate // Ann. appl.Biol. 1986. -v. 109. -n.3. -p. 509.

36. Ondzej M. Odlisnosti ve vyskytu mikroskopckych hub na stoncich lnu prirozdilnych zpusobech roseni // Len a konopi. -1985. -n.20. -57p.

37. Frederiksen S.P. Mycological investigations on field retting of fiber flax, species and distriibution // Fibra. -1962. -v. 13. p.9-21

38. Белова B.M. Разработать интенсивные приемы повышения сохранности льносырья: Отчет о НИР / ВНИИЛ. Торжок, 1986-1988. -94с.

39. Белова В.М. Разработать интенсивные приемы повышения сохранности льносырья: Отчет о НИР / ВНИИЛ. Торжок, 1989-1990. -64с.

40. Белова В.М. Разработать приемы получения высококачественного льносырья на основе ускорения и торможения процесса приготовления тресты: Отчет о НИР / ВНИИЛ. Торжок, 1991-1993. - 90с.

41. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М.: Агропромиздат, 1987.-76с.

42. Строганов Ф.Ф. Приготовление тресты из свежевытеребленных стеблей льна и технологические результаты ее обработки: Отчет о НИР, ВНИИЛ. Торжок, 1959. -С.34-50.

43. Пашин Е.Л., Савинова В.И, Мухин В.В. Совершенствование технологии получения стланцевой льняной тресты: Монография. Кострома, ВНИИЛК, 2004. 75 с.

44. Пудова Е.В. Изучение расстила льносоломы при низких температурах: Отчет о НИР, ВНИИЛ; Per. №2104. Торжок, 1946. - 48с.

45. Марков В.В., Суслов Н.Н., Трифонов В.Г., Ипатов A.M. Первичная обработка лубяных волокон. Учебник для студентов вузов текстильной промышленности. М., «Легкая индустрия», 1974. 416 с.

46. Дворников В.М., Мовнин М.А. Первичная обработка льна. М.: Легкая индустрия. -1976. - 30с.

47. Дербенева С.И. Первичная обработка льна. М.: Легкая индустрия, 1976.-218с.

48. Дроздов Ю.В. Разработка автоматической системы контроля иуправления положением слоя стеблей при получении трёпаного льна: Дис. канд. техн. наук. Кострома, 2004.

49. Мухин В.В., Большакова С.Р., Егорова И.А. Влияние криволинейное™ ленты на расположение стеблей в рулоне. Сборник научн. Трудов Всесоюзного НИИ льна, вып. XXVIII, Торжок, 1994, с. 350-355

50. Справочник по заводской первичной обработке льна/ Под общ. ред. В.Н. Храмцова. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 512 с.

51. Борухсон Б.В. и др. Товароведение лубяных волокон. Учебное пособие для средн. спец. учебн. заведений текстильной промышленности. М., «Легкая индустрия», 1974. 184 с.

52. Сокращенные методики технического контроля для типовых льнозаводов. М., 1950 г.

53. Пашин Е. Л., Федосова Н. М., Пашина Л. В. Агропромышленные технологии получения льна. Ч. 2. Оценка качества, заготовка и хранение: Учеб. пособие. Кострома: КГТУ, 2005. - 121 с.

54. Дворников В.М., Мовнин М.А. Первичная обработка льна. Учебник для проф.-техн. учебных заведений. М., «Легкая индустрия», 1976. -224 с.

55. Виноградова А.Е. Совершенствование метода оценки качества льняной тресты: Дис. канд. техн. наук. Кострома, 2005.

56. Ипатов A.M. Научные основы повышения использования сырья на льнозаводах путем рациональной организации стеблевого слоя по переходам производства: Дис.докт. техн. наук. Кострома, 1989.

57. Пашин Е.Л., Круглий И.И. Направления совершенствования системы дотирования сельскохозяйственного производства. В кн. :Льняной комплекс России. Проблемы и перспективы//Тез. док. науч.-практ. конф. - Вологда, 2001 - с. 96-97.

58. Ипатов A.M. Теоретические основы механической обработки стеблей лубяных культур: Учеб. пособие для вузов. М.: Легпромбытиздат,1989.

59. Лапшин А.Б. Развитие теории процесса получения трёпаного льняного волокна: дисс. канд. техн. наук. Кострома, 2002.

60. Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе. -М.: Статистика, 1979447 с.

61. Суслов Н.Н. Исследование процесса трепания льна: Дис. канд. техн. наук. Кострома, 1961.

62. Щечкин В.В. Совершенствование режимов мятья и трепания при обработке тресты на льнозаводах: дис. канд. техн. наук. Кострома, 1982.

63. Пашин Е.Л., Жуплатова Л.М. // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1995. №2.

64. Новиков Э.В. Обоснование параметров и характеристик малогабаритной трепальной машины: Дис. канд. техн. наук. -Кострома, 1998.

65. Сорокин Н.К., Харитова А.А., Полторацких А.Н. О степени влияния некоторых факторов мятья и трепания на результаты механической обработки льняной стланцевой тресты // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1977. - № 1. - С. 29-32

66. Дьячков В.А. Проектирование трепальных машин. Кострома, 2000

67. Суслов Н.Н. К вопросу о связи между процентом выхода волокна с машины, числом воздействий и скоростью движения бильной планки при трепании льна//Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1963. - № 1. - С. 39-48.

68. Пашин Е.Л. Зависимость эффективности трепания льна от его свойств и режимов работы трепальной машины//Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1998. - №1.-С. 19-21.

69. Пашин Е.Л. Формирование выхода длинного волокна при обработке стеблей льна на мяльно-трепальном агрегате//Известия вузов.

70. Технология текстильной промышленности. 1999. - № 3. - С. 24-27.

71. Лапшин А.Б. Математическое моделирование процесса трепания для обоснования конструкции барабана с переменным числом бил: Дис.канд. техн. наук. Кострома, 1994.

72. Левитский И.Н. Новое в обескостривании лубоволокнистых материалов. Т. 1, 2. Кострома, 1994.

73. Новиков Э.В., Коробельников Р.В. Совершенствование теории и технологии процесса очистки длинного льняного волокна: Монография. Кострома : КГТУ, 2006. - 129 с.

74. Румянцева И.А., Виноградова А.Е., Пашин Е.Л. Закономерности удаления костры и образование «недоработки» при получении трепаного льняного волокна//Вестник ВНИИЛК- 2003-№1.-С. 38.41.

75. Каталог лабораторных приборов для текстильной и легкойпромышленности. Под ред. А.А. Дылевского, Гилегпром, 1956. -200 с.

76. Мухитдинов М. Оптоэлектронные устройства контроля и измерения в текстильной промышленности. М.: Легкая и пищевая пром-сть. 1982. - 200 е., ил.

77. De Ciacomo R. New non-contacting thickness gangd Modern textile Magazine. 1970. - №6.-P.51.

78. Modelski T.W. Production and efficiency control in wollen spinning. Part. 2// Text. Mon.-1981. March, 26.-P28-29.

79. Carding control device inproved// Woll Rec and Text. World.

80. Патенты (1950-1970 гг.): №1133828, №0123701 (Франция), №882819 (ФРГ), №642942, №779197, №880873 (Англия), №488996 (Швейцария), №131422 (ЧССР).

81. Хавкин В.П. Автоматическое выравнивание в прядении// Материалы семинара «Автоматизация технологических процессов в текстильной промышленности». М. МДНТП, 1971.

82. Хавкин В.П. Автоматическое регулирование развеса и натяжения продуктов прядения. М.:НИИМАШ, 1967.

83. Дроздов В.Г., Дроздов Ю.В. Автоматический контроль структурных параметров слоя стеблевого материала: Учебное пособие. Кострома: Изд-во Костромского государственного технологического ун-та, 2003. -35 с.

84. Birbeck G., Whitaker P.B.F. Photoelectric Clearing on the Comporator Prineiple. Textile Recorder. 1967, v. 84, N 1009, p. 46-49.

85. Makewicz J. Fotoelektryczny czujnik do Wykrywania bledow przedzy. -Technik Wlokiennicczy. 1967. N 7. s. 203-205.

86. Приборы и системы автоматизации. Реф. сб. ЦНИИТЭИ-легпищемаш. М., 1972.

87. А.с. 533815 (СССР). Устройство для автоматического измерения ширины рулонных материалов. / Безгин А.Д., Град И.Н., Павленко

88. Ю.С. Заявл. 05.10.73 №21 (1964036/12). Опубл. в Б.И. 1976, № 40.

89. Айзенберг Л.Г., Кипнис А.Б., Стороженко Ю.И. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы в текстильной и легкой промышленности: Учебник для сред.спец.учеб.заведений. М.: Легпромбытиздат, 1990.-368 е.: ил.

90. Каталог «ИНЛЕГМАШ-70». Современное оборудование для текстильной и легкой промышленности. Москва, 1971. 232 с.

91. Майзель М.М., Смирнов С.М. Технологические измерения и приборы легкой промышленности. Учебное пособие для вузов. М., «Машиностроение», 1971.-448 с.

92. Карташова А.Н., Дунин-Барковский И.В. Технологические измерения и приборы в текстильной и легкой промышленности: Учебник для вузов. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 312 с.

93. Иезуитова ГЛ., Карпинский В.В., Хавкин В.П. Комплексная лаборатория «Текстлаб» для испытания продуктов прядения льна. // Льняное дело. 1993. - №2. - С. 30-33.

94. Куликов А.В. Разработка инструментальной системы определения технологического качества трёпаного льна: Дис. канд. техн. наук. -Кострома, 2004.

95. Коробов Н.А. Развитие теории и практики построение методов измерения характеристик строения текстильных материалов с использованием современных информационных технологий : Дис. канд. техн. наук. Москва, 2007

96. Башилов A.M. Электронно-оптическое зрение в аграрном производстве. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2005. - 312 с.

97. Башилов A.M., Сорокотяга А.А. Система автоматизированного видеоцифрового наблюдения сельскохозяйственных культур впосадках //Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. М.: МГАУ, 2003. Вып. 3. С. 101-106.

98. Башилов A.M., Покидов О.В., Сорокотяга А.А. Анализ области применения видеоцифровых систем контроля качества агропродукции за рубежом //Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. М.: МГАУ, 2003. Вып. 3. С. 106-113.

99. Пшеченков К.А., Старовойтов В.И., Башилов A.M. Автоматическое устройство для распознавания примесей и загнивших клубней картофеля //Тезисы конференции «Проблемы автоматизации производства». М., 1978. С. 101-103.

100. Бородин И.Ф., Кирилин Н.И., Старовойтов В.И., Башилов A.M., Андержанов A.JI. Отделитель некондиционных клубней для линий обработки картофеля // Вузовская наука производству. Научные труды МИИСП.М.: МИИСП, 1988. С. 23-25.

101. Башилов A.M., Биненко В.И., Воронов Н.В., Старовойтов, В.И, Любавский Ю.В. Сравнительный анализ работы оптико-электронных блоков дефектации // Повышение эффективности торгово-технологического оборудования. Научные труды ЛИСТ. Л., 1986. С. 57-62.

102. Матрохин, А.Ю. Компьютерное измерение показателей протяженности волокон / А.Ю. Матрохин, Н.А. Коробов, Б.Н. Гусев // Изв. Вузов. Технология текстильной промышленности. 2001. - №1 - С. 106-109.

103. Павлов, С.В. Распознавание происхождения волокон с использованием цветовых измерений / С.В. Павлов, Н.А. Коробов, Б.Н. Гусев // Изв. Вузов. Технология текстильной промышленности. 2001. - №6. - С. 12-14.

104. Киселев М.В., Войцеховский Р.П., Смирнов А.А. Методика определения некоторых геометрических характеристик комплексов льняных волокон В кн.: Современные наукоемкие инновационные технологии. Развития промышленности региона: Сб. трудов /

105. Международная научно-практическая конф. «Лен-2006». Кострома: Изд-во Костром.гос.технол.ун-та, 2006. - С. 102-103.

106. А.С. СССР №1817289. Способ сортировки плодов неправильной формы / A.M. Башилов, Т.И. Роганова.//БИ. 1993. №19.

107. А.С. СССР № 1109119. Машина для автоматической сортировки плодов по качеству / A.M. Башилов, В.И. Старовойтов, К.А. Пшеченков и др. //БИ. 1984. №31.

108. А.С. СССР №1788636. Способ отбора плодоовощной продукции на хранение / A.M. Башилов, В.И. Старовойтов, Т.И. Роганова. //БИ. 1993. №2.

109. А.С. СССР №1815854. Способ автоматического контроля степени повреждения плодов/клубнеплодов / A.M. Башилов, Т.И. Роганова, В.И. Старовойтов, //БИ. 1993. №18.

110. Петров С.С. Управление режимов работы мяльно-трепального агрегата по показателю отделяемости льнотресты: дисс. канд. тех. наук -Кострома 2007

111. Городов В.В., Лазарева С.Е., Лунев И.Я и др. Испытания лубоволокнистых материалов. М., 1969

112. Абламейко С.В., Лагуновский Д.М. Обработка изображений: технология, методы, применение. Ин-т технической кибернетики НАН

113. Беларуси, -Минск: 1999. -300с.

114. Старовойтов В.В. Локальные геометрические методы цифровой обработки изображений. Минск: Институт технической кибернетики НАН Беларуси, 1997. -284с.

115. Яншин В.В. Анализ и обработка изображений: принципы и алгоритмы. М.: Машиностроение. 1994. -112с.

116. Денисов Д.А., Дудкин А.К., Пяткин В.П. Цифровой анализ изображений (Методы описания геометрических структур). //Препринт 747 СО АН СССР, Новосибирск 1987г. 54с.

117. Куравский Л.С., Баранов С.Н. Дискриминантные сети в задачах диагностики. Нейрокомпьютеры: разработка и применение, 2003, №89, с. 3-9.

118. Куравский Л.С., Баранов С.Н., Малых С.Б. Нейронные сети в задачах прогнозирования, диагностики и анализа данных: Учеб. пособие. М.: РУСАВИА, 2003

119. Виноградова С.В. Разработка инструментального метода оценки технологического качества трепаного льна: дис. . канд.техн.наук. -Кострома, 1999.

120. Горбань А.Н., Россиев Д.А. Нейронные сети на персональном компьютере. Новосибирск: Наука. 1996. 276с.

121. Лапшин А.Б., Пашин Е.Л. Развитие теории процесса трепания льна: Монография. Кострома: КГТУ, 2004. - 204 с.

122. Доугерти К. Введение в эконометрику. М.: Инфра-М, 2001. 402с.

123. Гуревич М. М. Цвет и его измерение, М. Л., 1950;

124. Джеффри Е. Хинтон. Как обучаются нейронные сети.// В мире науки1992 Nil - N 12 - с. 103-107.

125. Armitage W.D., Lo J.С. Enhancing the robustness of a feedforward neural network in the presence of missing data, Proc. of the IEEE ICNN, Orlando, FL, USA. 1994 June. Vol.2. P.836.839.

126. Горбань A.H. Обучение нейронных сетей. M.: изд. СССР-США СП1. ParaGraph». 1990. 160 с.

127. Haykin S. Neural network, a comprehensive foundation. N.Y. Macmillan College Publishing Company, 1994.

128. ГОСТ 20779-81. Экономическая эффективность стандартизации. Методы определения основные положения. -М.: Госстандарт, 1981.