當(dāng)前質(zhì)量好棉花難尋，為保證成紗質(zhì)量滿足客戶要求，棉紡企業(yè)配棉在技術(shù)管理工作中非常重要。所謂配棉就是為滿足某一規(guī)格紗線的紡紗工藝與成紗質(zhì)量要求，從庫(kù)存原棉中選擇最合適的棉批并規(guī)定各棉批的適當(dāng)比例。在棉紡企業(yè)中原料占總成本的70%左右，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此得力的配棉工作是非常重要的。我國(guó)原棉在性能上呈現(xiàn)出多樣性和差異性，使得配棉工作更加復(fù)雜和困難。棉紡過(guò)程具有工序多、周期長(zhǎng)、生產(chǎn)連續(xù)等特點(diǎn)，在品種變化頻繁時(shí)，不能因原料的變化而使產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生變化，所以必須考慮原棉選擇的連續(xù)性、穩(wěn)定性以及各種特定的要求，使纖維性能物盡所用，減少剩余質(zhì)量。

　　1棉紡織企業(yè)中配棉技術(shù)的發(fā)展

　　配棉工作已有一百多年的歷史，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，配棉技術(shù)也在不斷地向前發(fā)展。配棉技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)時(shí)期，即人工配棉和計(jì)算機(jī)配棉。

　　1.1人工配棉

　　長(zhǎng)期以來(lái)，配棉工作是通過(guò)人工計(jì)算完成的，而且是一種被動(dòng)行為，既不明確原棉的情況，也不清楚紗線的目標(biāo)，只是把各種原棉(事實(shí)上性能可能差異很大)混和在一起，以保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，對(duì)配比不做嚴(yán)格的限制。隨著生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，配棉已成為一種主動(dòng)的有目的的技術(shù)環(huán)節(jié)，目的是保證質(zhì)量、降低成本，人們甚至把經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合成經(jīng)驗(yàn)公式或回歸方程，然后用回歸方程或經(jīng)驗(yàn)公式指導(dǎo)配棉。

　　1.2計(jì)算機(jī)配棉

　　人工制定配棉方案，其效果在很大程度上取決于人的經(jīng)驗(yàn)及處理問(wèn)題的細(xì)致程度，常有片面性、偶然性。為了做好配棉工作，配棉技術(shù)人員要及時(shí)掌握生產(chǎn)情況，了解各種原棉的庫(kù)存情況及原棉的物理性能，分析過(guò)去成紗質(zhì)量情況，全面綜合加以考慮，不僅計(jì)算量大(如接替棉計(jì)算每天只能計(jì)算兩張表)，而且難免有所疏漏。因此，人們渴望找出一種更有效、更方便的現(xiàn)代化方法，輔助或取代人工配棉。計(jì)算機(jī)配棉技術(shù)的初始思想就是在這樣的一種背景下產(chǎn)生的。

　　2國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)配棉管理系統(tǒng)的發(fā)展

　　2.1國(guó)外情況

　　計(jì)算機(jī)應(yīng)用于紡織工業(yè)已有30多年的歷史了，許多企業(yè)已經(jīng)利用計(jì)算機(jī)訂購(gòu)原棉并完成棉花的使用。印度的計(jì)算機(jī)配棉始于70年代、最早的一次計(jì)算機(jī)配棉實(shí)驗(yàn)是由Indore公司完成的，在計(jì)算機(jī)專家的幫助下，該公司試圖降低4.9tex紗的混棉成本，其人工配棉成本為10.50盧比/kg。通過(guò)使用計(jì)算機(jī)配棉，使成本降低到9.95盧比/kg，節(jié)省了約5%,很多企業(yè)非常愿意采用這一成果，但在對(duì)計(jì)算機(jī)配棉做進(jìn)一步推廣時(shí)，沒(méi)有獲得滿意的結(jié)果，這是由于不準(zhǔn)確的歷史數(shù)據(jù)和各批棉花不可靠的實(shí)驗(yàn)造成的。

　　較成功的配棉軟件有美國(guó)Spinl ab及FiberControls公司的棉包混棉管理系統(tǒng)。在80年代，歐美開(kāi)始出現(xiàn)并應(yīng)用EFS(Engineered Fiber Seleetion)計(jì)算機(jī)配棉管理系統(tǒng)，其特點(diǎn)是:棉花不再是僅僅被按唆頭來(lái)分類，而是根據(jù)儀器所測(cè)得的指標(biāo)重新分類并用條形碼編號(hào)。棉花按性質(zhì)被劃分得更加詳細(xì)，其性能被更加充分地利用。該系統(tǒng)用HVI測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行配棉。據(jù)報(bào)道由于測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，從而使配棉效果較好。90年代，Chent Belgium大學(xué)紡織系所研制的最優(yōu)專家系統(tǒng)，據(jù)說(shuō)有能夠確定原料的最佳配比功能。

　　2.2國(guó)內(nèi)情況

　　早在70年代末，我國(guó)一些棉紡廠就開(kāi)始嘗試用計(jì)算機(jī)配棉。配棉模型是基于線性規(guī)劃原理。采用此方法在計(jì)算機(jī)上可以挑選并規(guī)劃出使用棉花的比例，以達(dá)到最佳配比的目的。但由于這種方法是一期一期孤立進(jìn)行的，不能解決連續(xù)性和穩(wěn)定性問(wèn)題。對(duì)一些特殊的要求無(wú)法用方程來(lái)表示，如配棉時(shí)對(duì)接批、爭(zhēng)批、零批、整包等特定的要求，對(duì)氣候、色澤、工藝狀態(tài)等問(wèn)題不能一一解決。這種方法實(shí)際上只能是人工配棉的一種輔助，因此無(wú)法在生產(chǎn)中正式使用。

　　80年代計(jì)算機(jī)配棉技術(shù)有了較大的發(fā)展。利用近代應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法，開(kāi)發(fā)出了一些計(jì)算機(jī)配棉系統(tǒng)。這種系統(tǒng)充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，使配棉工作更加準(zhǔn)確完善，既降低了成本，提高了生產(chǎn)效率，又保證了成紗質(zhì)量。如開(kāi)發(fā)的十分接近人工配棉實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的配棉管理系統(tǒng)，配棉模型采用Fuzzy聚類分析方法。該方法模擬人腦分析和綜合的過(guò)程，進(jìn)行“比較打分”，建立隸屬度函數(shù)。由于Fuzzy聚類分析模擬人腦在多維空間進(jìn)行觀察分析，并在等價(jià)關(guān)系下按最重的權(quán)重路徑實(shí)現(xiàn)分類，處理結(jié)果十分接近事物的本質(zhì)。

　　80年代的計(jì)算機(jī)配棉管理系統(tǒng)功能較全面，但由于當(dāng)時(shí)的開(kāi)發(fā)工具及一些具體的測(cè)試儀器條件等情況所限，還存在些實(shí)際問(wèn)題，在生產(chǎn)中也沒(méi)有被大規(guī)模推廣，有少數(shù)廠家在使用。近幾年開(kāi)發(fā)出的紡織應(yīng)用軟件有很多，大多集中在自動(dòng)控制和紡織CAD方面，只有極少數(shù)人對(duì)計(jì)算機(jī)配棉管理系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，在某些功能方面對(duì)過(guò)去的計(jì)算機(jī)配棉管理系統(tǒng)有所改進(jìn)，但還存在不少實(shí)際問(wèn)題有待解決，在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用很成熟的計(jì)算機(jī)配棉管理系統(tǒng)，目前還沒(méi)有出現(xiàn)。

　　3早期計(jì)算機(jī)配棉管理系統(tǒng)的功能及存在的不足

　　3.1系統(tǒng)功能

　　實(shí)際上，配棉就是在多可控變量的約束條件下求最優(yōu)解的定量計(jì)算，上述這些配棉管理系統(tǒng)借助計(jì)算機(jī)的功能，起到了以下三個(gè)方面的作用:

　　(1)使傳統(tǒng)的人工配棉向計(jì)算機(jī)自動(dòng)配棉躍進(jìn)了一大步;

　　(2)取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，使配棉成本有不同程度的降低，而且保證了質(zhì)量。

　　例：河北某企業(yè)用計(jì)算機(jī)配棉，僅28tex一個(gè)品種降低成本0.02元/kg，全年節(jié)約14萬(wàn)元，全部推廣后一年可節(jié)約50萬(wàn)元。江蘇某企業(yè)用計(jì)算機(jī)配棉，降低成本0.015元/kg。湖北某企業(yè)用計(jì)算機(jī)優(yōu)選純棉28tex配棉方案，品級(jí)由2.18級(jí)降為3.66級(jí)，長(zhǎng)度由28.53mm降為26.63mm，配棉成本由3.738元/kg降為3.4502元/kg，成紗質(zhì)量仍是上等一級(jí)，降低配棉成本大約是0.02元/kg-0.095元/kg；

　　(3)效率提高，一般20min-30min即可顯示最佳方案，而以往的人工配棉方法若要得到可行的方案需要花幾倍的時(shí)間。

　　3.2系統(tǒng)不足：

　　(1)系統(tǒng)大多用線性方法求解，配棉人員需事先規(guī)定若干批原棉，列出方程，然后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)使用者要求高。

　　(2)目標(biāo)方程只有一個(gè)，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)中多個(gè)目標(biāo)的要求，系統(tǒng)沒(méi)有專門(mén)的原料需求預(yù)測(cè)模塊。

　　4新型計(jì)算機(jī)配棉管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 新型計(jì)算機(jī)配棉管理系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):

　　1)能夠自動(dòng)建立預(yù)測(cè)方程，對(duì)使用者要求低，且利用多元?jiǎng)討B(tài)預(yù)測(cè)方程使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)功能。

　　2)運(yùn)用目標(biāo)規(guī)劃進(jìn)行配棉方案優(yōu)選可以改進(jìn)線性規(guī)劃配棉的不足。

　　3)應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)中的模糊聚類與模糊綜合評(píng)判進(jìn)行接批棉的選擇，能夠找到真正合適的接替原棉。

　　4)增加了原料需求預(yù)測(cè)功能模塊，能夠指導(dǎo)原料采購(gòu)工作。

　　5)該系統(tǒng)是在原配棉管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)并優(yōu)化的，綜合考慮了目前我國(guó)棉紡生產(chǎn)的實(shí)際情況、設(shè)備、原料等各方面的因素，有較強(qiáng)的實(shí)用性。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　計(jì)算機(jī)配棉可以利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快的優(yōu)勢(shì)來(lái)彌補(bǔ)人工配棉生產(chǎn)中人為誤差的缺陷，能穩(wěn)定生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、指導(dǎo)原料購(gòu)買(mǎi)策略。在進(jìn)入信息時(shí)代的今天，計(jì)算機(jī)在紡織工業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行配棉是配棉技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是棉紡產(chǎn)業(yè)向自動(dòng)化、智能化、信息化方向發(fā)展的必要步驟。計(jì)算機(jī)配棉是棉紡織企業(yè)建立快速反應(yīng)機(jī)制的必經(jīng)之路，必須引起企業(yè)足夠的重視。

　　要使計(jì)算機(jī)配棉技術(shù)能夠順利地推廣，需解決以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:

　　1) 1可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。配棉是否有效取決于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)性和客觀性，要有更可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，才能使預(yù)測(cè)達(dá)到一定的精確度。

　　2)要有完善和符合實(shí)際的軟件體系。使配棉管理系統(tǒng)更具有實(shí)用性、可靠性，而目也符合生產(chǎn)實(shí)際的需要。

　　3)要有負(fù)責(zé)任的優(yōu)秀管理和技術(shù)人員，使配棉管理系統(tǒng)得到正確的應(yīng)用。