由浙江理工大學祝成炎教授作為項目第一完成人，聯(lián)合達利絲綢（浙江）有限公司、浙江嘉欣絲綢股份有限公司、嘉興市特欣織造有限公司、海寧中紡面料科技有限公司、御秀實業(yè)控股股份有限公司共同研發(fā)的 “絲綢多功能化及智能生產(chǎn)集成關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用” 項目，榮獲 2024 年度中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進步二等獎。
中國作為世界上最大的絲綢生產(chǎn)和出口國，長期以來在全球絲綢市場占據(jù)主導(dǎo)地位。絲綢產(chǎn)品的多功能化以及生產(chǎn)的智能化，對于鞏固中國絲綢產(chǎn)業(yè)在國際上的核心競爭力至關(guān)重要。針對國內(nèi)絲綢產(chǎn)品多功能化及智能化生產(chǎn)和設(shè)計無法滿足絲綢產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求的現(xiàn)狀，祝成炎教授團隊結(jié)合設(shè)計與生產(chǎn)全智能化集成，構(gòu)建了從原料端到產(chǎn)品端的高質(zhì)量多功能絲綢產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)鏈。項目成果提升了絲綢產(chǎn)品的核心競爭力與產(chǎn)品附加值，為企業(yè)帶來了更大的利潤空間，同時也滿足了人們對高品質(zhì)絲綢產(chǎn)品的美好生活需求。
桑蠶絲多功能絲綢產(chǎn)品的功能生效原理及最優(yōu)化功能調(diào)控方法
項目系統(tǒng)性分析蜂窩光觸媒纖維、蜂窩竹炭纖維、石墨烯纖維、維生素E微膠囊纖維、CELYS、大豆蛋白纖維等新型功能性纖維同桑蠶絲交織或混紡形成的不同結(jié)構(gòu)下抗菌、抗靜電、防紫外、吸濕排汗、吸異味、負氧離子發(fā)生、遠紅外、香味負載及可降解等功能性功能發(fā)揮及生效原理，結(jié)合纖維成分、紗線組合及其在織物中的分布方式、組織結(jié)構(gòu)、分布密度等織物要素分析及性能模糊綜合評判，形成了針對桑蠶絲多功能絲綢產(chǎn)品的功能最優(yōu)化調(diào)控方法。
基于絲綢產(chǎn)品大數(shù)據(jù)的提花智能設(shè)計方法
項目基于長期積累多達9萬+的絲綢產(chǎn)品實樣庫，通過海量的絲綢產(chǎn)品設(shè)計、規(guī)格及工藝等相關(guān)數(shù)據(jù)的架構(gòu)重建和復(fù)合分類模式設(shè)置，建立了絲綢產(chǎn)品大數(shù)據(jù)庫、數(shù)字面料庫，實現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化檢索、展示、設(shè)計與仿真模擬及云上可視化；通過圖像紋樣與顏色提取算法、提取智能取色與表達、織物組織智能適配色技術(shù)的研究，結(jié)合所建立的兩大數(shù)據(jù)庫，形成了基于絲綢產(chǎn)品大數(shù)據(jù)的提花智能設(shè)計方法。
圖1 絲綢產(chǎn)品實樣庫及紋樣、顏色智能提取
圖2 紋樣風格化生成及四方連續(xù)處理效果圖
絲綢產(chǎn)品立體視覺實現(xiàn)及織造工藝的優(yōu)化
項目研究探明了空間構(gòu)圖、顏色特征、紋理特征等要素對織物立體視覺效果的影響關(guān)系，形成了提花織物的立體視覺效果增強的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，最終實現(xiàn)高達每平方米3.3億個像素設(shè)計精度、兼具獨特外觀效果織物的織造；同時針對超寬花幅、超高密度織物織造過程中難以避免的起毛、斷紗等現(xiàn)象，形成了“四萬針級”大型劍桿提花織機超寬花幅、超高密度的真絲提花織造技術(shù)。
圖3 紋樣立體視覺效果增強及對應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
高質(zhì)量絲綢面料織造生產(chǎn)智能化集成
項目研發(fā)了從原料到成品檢驗全過程的絲綢面料織造智能生產(chǎn)系統(tǒng)和智能管理系統(tǒng)。對絲織每一道工序進行了數(shù)字化研究，以倍捻為例，確定了基于錠速的倍捻動態(tài)監(jiān)控方案，并將統(tǒng)計過程控制中的控制圖技術(shù)引入倍捻工序監(jiān)控中，設(shè)計錠速Ntier及錠速CVtier監(jiān)控指標，確定了采用I-MR-R三向控制圖對兩個指標進行監(jiān)控，形成了基于控制圖技術(shù)的倍捻動態(tài)監(jiān)控質(zhì)量控制及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控方法。
項目構(gòu)建了由智能生產(chǎn)系統(tǒng)、智能管理系統(tǒng)和信息化基礎(chǔ)組成的高質(zhì)量絲綢面料織造生產(chǎn)智能化集成系統(tǒng)，智能生產(chǎn)系統(tǒng)分別實現(xiàn)了產(chǎn)品規(guī)格、紋樣、虛擬仿真設(shè)計、數(shù)字圖書館，產(chǎn)品從生絲原料庫到成品庫的生產(chǎn)工藝信息監(jiān)管和生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化，以及產(chǎn)品的售后服務(wù)；智能管理系統(tǒng)實現(xiàn)織物生產(chǎn)物流管理，車間計劃與調(diào)度，車間設(shè)備管理，產(chǎn)品質(zhì)量控制與追溯，生產(chǎn)工藝執(zhí)行管理，能耗與環(huán)境管理。高質(zhì)量絲綢面料織造生產(chǎn)智能化集成系統(tǒng)實現(xiàn)了對絲綢企業(yè)從生產(chǎn)到管理的智能化管理。
圖4 倍捻工序監(jiān)控方法與錠速Ntier、CVtier控制
圖5 設(shè)備數(shù)字化改造前后圖及高質(zhì)量絲綢面料生產(chǎn)全流程智能化集成系統(tǒng)架構(gòu)圖
項目研制及產(chǎn)業(yè)化過程中，獲得發(fā)明專利授權(quán)7項，其他知識產(chǎn)權(quán)8項，發(fā)表相關(guān)論文15篇，項目總體技術(shù)達到國際先進水平，產(chǎn)品技術(shù)指標優(yōu)異。所研發(fā)的服用和裝飾用系列新產(chǎn)品深受消費者青睞，取得顯著的經(jīng)濟和社會效益。完成單位達利絲綢(浙江)有限公司踐行綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展理念，被評為浙江省“智能工廠”、“國家工業(yè)產(chǎn)品綠色設(shè)計示范企業(yè)”和“國家綠色工廠”。
圖6 達利絲綢(浙江)有限公司智能工廠
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