Содержание работы

Во введенииобоснована актуальность темы исследований, определена ее направленность и представлена общая характеристика работы, отражающая научную и практическую значимость диссертационного исследования.

В первой главе рассмотрено современное состояние проблемы проектирования и количественной оценки качества потребительской продукции.

В результате изучения статистических данных, приведенных в работах российских и зарубежных экономистов, выявлены основные направления в повышении конкурентоспособности потребительской продукции. Установлено, что среди различных подходов в обеспечении конкурентоспособности продукции, основная роль отводится повышению ее качества. В соответствии с международными стандартами серии ИСО 9000 качество продукции формируется на этапах ее планирования, проектирования и производства. Существенная роль отводится контролю качества готовой продукции.

Показано, что в методологии проектирования тканых и трикотажных полотен преобладает научный подход, основанный на проектировании основных характеристик полотен по заданным значениям отдельного свойства, (например материалоемкости, прочности и т.д.). В трикотажном производстве этой проблемой активно занимаются отечественные ученые В.А. Заворуев, Л.А. Кудрявин, Л.П. Ровинская, Б.Б. Строганов, И.В. Фролова, И.Г. Цитович, и др.Вместе с тем, на современном этапе практически нет работ по проектированию сложных свойств (таких как, конкурентоспособности, качества, технологичности, надежности и других) трикотажных изделий.

В рамках организации технического контроля вопросы оценивания качества текстильной продукции занимают ведущее место в большом потоке научных публикаций. Отмечено, что проблемой количественной оценки и прогнозированием качества текстильной продукции в настоящее время активно занимаются отечественные ученые Б.Н. Гусев, С.М. Кирюхин, Ж.Ю. Койтова, Н.А. Коробов, А.В. Куличенко, А.Ю. Матрохин, А.Г. Макаров, Е.Л. Пашин, П.А. Севостьянов, Н.А. Смирнова, Ю.С. Шустов и другие. Из зарубежных работ в данной области необходимо отметить исследования ученых Великобритании, Германии, США и Японии.

Выделено, что в методологии оценки качества потребительских товаров используют два подхода, а именно оценку качества продукции по стандартам и оценку качества изделий на основе применения методов квалиметрии. Первый подход основан на определенных исторически сложившихся традициях, существующих в конкретной отрасли, который постоянно отражался в соответствующих государственных и отраслевых стандартах на определенную по виду продукцию. Второй подход связан с всё нарастающим потоком научных публикаций, основанных на современных методах квалиметрии по оценке качества продукции на основе обобщенного (комплексного) показателя. На рис. 1 представлен процесс оценки качества трикотажных полотен и изделий по отечественным стандартам.

а)

б)

Рисунок 1 – Существующая методология оценки качества

трикотажных полотен (а)и изделий (б) с учетом нормативных документов

Проведенный анализ работ в области совершенствования квалиметрической формы оценивания качества текстильных материалов и изделий показал, что они идут по пути развития только отдельных этапов построения комплексного показателя качества, а именно обоснованного выбора ЕПК, их ранжирования, установления нормативных значений.

Отдельно показана необходимость усовершенствования существующих методов и средств измерения единичных показателей качества трикотажных полотен, в том числе с применением современных информационных технологий.

На основе проведенного анализа сделан вывод о том, что процесс проектирования трикотажной продукции должен быть многоступенчатым, т.е. он должен включать требования конкретных потребителей, трансформацию их в сложные свойства (качество, технологичность, надежность и др.), формирование улучшенных нормативных значений по отдельным показателям и в итоге,после технологического расчета,переход в технические условия на изготовление трикотажного полотна или конкретного трикотажного изделия.

На основе выделенных нерешенных проблем были сформулированы и поставлены локальные задачи научных исследований.

Вторая глава посвящена совершенствованию методологии проектирования трикотажных полотен и изделий на основе требований потребителей к их качеству.

На первой стадии исследования были выявлены возможные варианты формирования качества выбранных объектов исследования, в том числе и на основе определенных требований потребителей к качеству продукции.

Последний вариант осуществлялся в три этапа (рис. 2).

Рисунок 2 – Алгоритм проектирования качества трикотажных изделий

На первом этапе выявлялись требования к исследуемому ассортименту продукции со стороны потребителей. Второй этап состоял в переводе их требований в улучшенные значения единичных показателей качества (ЕПК). Третий этап включал технологический расчет трикотажного изделия по его отдельным свойствам на основе известных подходов в проектировании текстильной продукции.

Для проектирования трикотажного полотна был выбран вариант, связанный с формированием высшего уровня его качества, заключающийся во включении дополнительных показателей качества и повышении требований к базовым (нормативным) значениям ЕПК. Для решения данной проблемы первоначально систематизировалипоказатели на уровне качественных характеристик (свойств), а также выявляли из базы данных наиболее информативные качественные характеристики (физические величины) с присвоением им статуса ЕПК.Далее было осуществлено их ранжирование на основе экспертного опроса.На заключительной стадии с использованием методов математической статистики определяли нормативные значения ЕПК для введенного уровня градации «высший сорт», значения которых приведены в таблице 1.

Таблица 1 –Нормативные (базовые) значения ЕПК трикотажного полотна

Качественная характеристика (свойство)	Значимость свойства	Количественная характеристика свойства (единичный показатель качества)	Единица измерения	Нормативное значение для высшего сорта		Коэффициент весомости
Материалоемкость	0,42	Поверхностная плотность	г/м2	187±7	0,25
Воздухопроницаемость	0,25	Показатель воздухопроницаемости	%	458±5	0,16
Прочность	0,12	Разрывная нагрузка по горизонтали	Н	3,75±0,06	0,16
		Разрывная нагрузка по вертикали	Н	3,08±0,07	0,08
Изменение линейных размеров после мокрых обработок	0,05	Показатель линейной усадки по горизонтали	%	60±5	0,06
		Показатель линейной усадки по вертикали	%	40±5	0,06
Удобство в эксплуатации	0,05	Показатель удобства в эксплуатации	%	95±5	0,12
Износостойкость	0,08	Показатель стойкости к истиранию	Количество циклов	375±7	0,08
Водопоглащенность	0,03	Показатель водопоглащенности	%	694±7	0,03

В третьей главерассмотрено проектирование (прогнозирование) воздухопроницаемости трикотажного полотна как отдельного свойства.

Первоначально была проанализирована значимость свойства воздухопроницаемости в системе оценки качества трикотажных полотен и изделий.

В итоге было предложено построить модель аналитического прогнозирования изменения показателей воздухопроницаемости трикотажных полотен и изделий от различных факторов их строения. Таким образом, установлено, что скорость воздуха через трикотажное полотно будет зависеть от следующих величин:

, (1)

гдеV- скорость потока воздуха через трикотажное полотно, м/с; - плотность нитей по горизонтали и по вертикали, м^-1; - диаметры нитей по горизонтали и по вертикали, мм; - перепад давления воздуха при испытании полотна, кг/м∙с²; - плотность воздуха, кг/м³.

При определении вида функционала выражения (1) воспользовались методами теории подобия и анализа размерностей.

Для нахождения критериев подобия использоваличастный случай нулевых размерностей. В итогеполучено уравнение зависимости скорости V воздуха при прохождении через поры трикотажного полотна в виде:

,(2)

Учитывая функциональную связь между скоростью V и показателем воздухопроницаемостиB, окончательно записываем:

. (3)

В дальнейшем осуществляли испытания трикотажных полотен, гдерезультаты обработки полученных данных представлены в таблице 2.

Номер образца	Пг, см-1	Пв, см-1	dг, см	dв, см	Вид переплетения	В, дм3/(м2·с)	Р езультаты обработки данных
							V, м/с		ПгПв×dгdв	Qобщ	PS=ПгПвdгdвQобщ
1	198	183	0,0030	0,0030	Кулирная гладь	382	0,382	0,0037	0,3261	0,7338	0,2393
2	180	180	0,0030	0,0030	Кулирная гладь	466	0,466	0,0054	0,2916	0,6560	0,1913
3	155	159	0,0035	0,0035	Кулирная кладь	622	0,622	0,0097	0,3019	0,6793	0,2051
4	137	151	0,0037	0,0037	Кулирная гладь	709	0,709	0,0126	0,2839	0,6370	0,1804
5	120	120	0,0037	0,0037	Кулирная гладь	1058	0,1058	0,0280	0,1971	0,7880	0,1554

Таблица 2 – Результаты измерения характеристик трикотажных полотен

В результате аппроксимации полученных экспериментальных данных по методу наименьших квадратов получена эмпирическая зависимость, в виде

_.(4)

В итоге предложено показатель воздухопроницаемости определять по формуле

.(5)

Выражение (5) справедливо для следующего условия:0,05 ≤ PS ≤ 0,24.Таким образом, выделенный в соответствии с (5) показатель позволяет однозначно характеризовать воздухопроницаемость трикотажного полотна в зависимости от его поверхностной плотности и диаметра нити.

Для инструментального определения воздухопроницаемости трикотажного полотна с учетом его дальнейшей эксплуатации разработано специальное устройство (патент РФ на полезную модель №105455 от 10.06.2011 г.), схема которого представлена на рис.3.

Рисунок 3 - Устройство для определения воздухопроницаемости трикотажных полотен

Испытание трикотажного полотна с помощью данного устройствапозволили в итоге выявить зависимость вида

В = В_исх+ β · R, (6)

где В_исх – показатель воздухопроницаемости трикотажного полотна в исходном (недеформированном состоянии), дм³/м²·с;β– показатель, зависящий от строения трикотажного полотна; R– величина изменения натяжения полотна, %.

Уравнение (6) представляет собой модель, позволяющая прогнозировать воздухопроницаемость полотен и в дальнейшем изделий из них, в условиях их реальной эксплуатации, то есть связанной с их растяжением в соответствии с плотностью облегания изделия и амплитудой движения человека.

В четвертой главеразработан компьютерный метод определения геометрических характеристик петлеобразования трикотажного полотна, а также предложена новая методика измерения отдельных показателей качества трикотажных полотен.

В основе компьютерного метода определения геометрических характеристик петлеобразования трикотажных полотен (заявка на изобретение №2011131350 (046215) от 26.07.2011 исвидетельство ОФАП №2011618933, от 16.11.2011) лежит моделирование трикотажной петли с помощью кубического параметрического сплайна. Алгоритм данного процесса измерения приведен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Блок-схема алгоритма компьютерного метода определения

геометрическиххарактеристиктрикотажного полотна

Подготовка к процессу измерения начинается с придания пробе трикотажного полотна необходимых размеров и её сканирования для получения цифрового изображения.Далее выделяют локальный элемент, последовательно смещали его по вертикали и по горизонтали, определяя при этом с помощью автокорреляционной функции вертикальные и горизонтальные светлые и темные участки изображения, характеризующие периодически повторяющиеся нити и поры полотна. В дальнейшем строят матрицу трикотажного полотна и в ее габаритах вычисляют местоположение точек экстремумов петли, а затем последовательно интерполируют их кубическим параметрическим сплайном. Рабочее окно программы, а также смоделированное изображение трикотажной петли представлено на рисунке 5.

Рисунок 5 – Итоговое рабочее окно по определению геометрических характеристик

трикотажного полотна

Разработанный метод измерения реализован в среде MatLab.

Предложено также новое устройство для определения гигроскопических свойств (капиллярной впитываемости (патент на полезную модель №108849 от 27.09.2011 г.)) трикотажных полотен. Обоснование необходимости включения данного показателя качества приведено во втором разделе диссертации.

Показано, что вследствии разнообразия особенностей строения и структуры трикотажных полотен, общепринятый метод определения капиллярной впитываемости не подходит, т.к. трикотажные полотна в отличие от других имеют широкий спектр всевозможных переплетений, в которых нет прямых капилляров для поднятия по ним жидкости,и она распределяется неравномерно. Внешний вид прибора показан на рисунке 6.

Рисунок 6 –Устройство для определения капиллярной впитываемости

трикотажного полотна

Принцип работы разработанного устройства основан на определении диэлектрической проницаемости пробы в сухом и влажном состояниях.

. (7)

Разработанный метод, позволяет уменьшить время проведения испытаний, исключает методическую погрешность измерений и позволяет спрогнозировать данные по капиллярной впитываемости трикотажных полотен с учетом их дальнейшей эксплуатации.

В пятой главе решались проблемысовершенствования нормативной оценки качества трикотажных полотен и изделий на основе применения методов квалиметрии.

Для количественного определения высшего уровня качества трикотажного полотна предложено ввести выражение

, (8)

где – непрерывное значение качества (сорта); – уровень сорта по требованию ГОСТ 1136-81;X_i, – фактическое и нормативное значения i-го ЕПК необходимое для установления первого сорта полотна по ГОСТ 1136-81; – наилучшее значение ЕПК для высшего уровня качества полотна.

Далее была уточнена и установлена значимость дефектов внешнего видана определение сортности трикотажных полотен бельевого назначения. Кроме этого были включены в перечень единичных показателей качества дополнительные дефекты внешнего вида. В частности, в работе рассмотрено несколько специфических дефектов, не предусмотренных нормативным документом ГОСТ 25506-82. В большинстве случаев эти дефекты являются распространенными ипоэтому степень их значимости в условных единицах (пороках) установлена максимальной.

Для построения непрерывного показателя качества по дефектам внешнего видав интервале от 1,00 до 1,99 первоначально были выявлены и систематизированы дефекты внешнего вида в соответствии с существующими нормативными документами. Обобщенную оценку уровня качества трикотажных изделий по наличию дефектов внешнего вида и производственно-швейных в интервале от 1,00 до 1,99 предложено определять по выражению:

,(9)

где , - непрерывное и дискретное значение сорта в интервале 1,00…1,99; - i-й дефект внешнего вида полотна, ( - допустимое для первого сорта число дефектов внешнего вида полотна); - j-й производственно-швейный дефект, ( - допустимое для первого сорта число производственно-швейных дефектов); - весомость соответственно дефектов внешнего вида и производственно-швейных дефектов .

Аналогично разрабатывали методику по оценке второго сорта трикотажного изделия по наличию дефектов внешнего вида полотна и производственно-швейных дефектов в интервале от 2,00 до 2,99. В интервале от 3,00 и больше относили продукцию к несортной.

С целью автоматизации процесса расчета оценки качества трикотажных полотен и изделий в соответствии с разработанными в диссертации алгоритмами, подготовлены программы для ЭВМ, где исходные данные и результаты визуализируются в виде окон. Итоговое окно представлено на рисунке 7.

Рисунок 7 – Итоговый протокол комплексной оценки качества трикотажного изделия

В шестой главерассмотрены экономические проблемы, связанные с определением затрат на обеспечение выпуска трикотажных полотен и изделий с учетом улучшенных значений ЕПК, а также по нахождению конкурентной цены трикотажных изделий на основе статистических данных по промышленным предприятиям с применением разработанной новой методики количественного оценивания качества продукции.