Luận Án Tiến Sĩ Về Mô Hình Hóa Quá Trình Quấn Ống và Dự Báo Chất Lượng Sản Phẩm Sợi

• Tác giả: Trần Đức Trung
• Người hướng dẫn: PGS. Chu Diệu Hương
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Dệt, May
• Đề tài: Mô Hình Hóa Nghiên Cứu Quá Trình Quấn Ống và Dự Báo Chất Lượng Sợi Quấn Ống
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Các đặc trưng chất lượng sản phẩm sợi quấn ống
• 1.2. Khái quát về các đặc trưng chất lượng sản phẩm sợi quấn ống
• 1.3. Các đặc trưng chất lượng sợi và ý nghĩa
• 1.3.1. Độ nhỏ và độ không đều
• 1.3.2. Độ bền kéo, độ giãn và các đặc trưng xoắn
• 1.3.3. Độ xù lông, khuyết tật và xơ ngoại lai
• 1.4. Phương pháp đánh giá chất lượng sợi
• 1.4.1. Các đặc trưng chất lượng quấn búp sợi và ý nghĩa
• 1.4.2. Khối lượng, đường kính quấn và chiều dài sợi trên búp sợi
• 1.4.3. Xếp trùng và các tật lỗi ngoại quan khác
• 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sợi quấn ống
• 1.5.1. Ảnh hưởng của quá trình quấn ống
• 1.5.2. Ảnh hưởng của thông số công nghệ quấn ống
• 1.6. Các đặc yếu tố ảnh hưởng đến mật độ quấn búp sợi
• 1.6.1. Góc chéo các vòng sợi và đường kính búp sợi
• 1.6.2. Sắc căng, độ nhỏ của sợi, lực ép của búp lên ống khía
• 1.6.3. Ảnh hưởng đồng thời của một số yếu tố
• 1.7. Ứng dụng mô hình hóa và mô phỏng để nghiên cứu quấn ống
• 1.7.1. Khái niệm về mô hình hóa và mô phỏng
• 1.7.2. Ứng dụng mô hình hóa
• 1.7.3. Ứng dụng mô phỏng
• 1.8. Ứng dụng mạng nơ ron nhân tạo (ANN) dự báo chất lượng sản phẩm sợi, dệt
• 1.8.1. Khái niệm về trí tuệ nhân tạo, học máy
• 1.8.2. Nơ ron sinh học và mạng nơ ron nhân tạo
• 1.8.2.1. Nơ ron sinh học
• 1.8.2.2. Mạng nơ ron nhân tạo
• 1.8.3. Ứng dụng mạng nơ ron nhân tạo
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Nghiên cứu tài liệu và khảo sát thực tế
• 2.3.2. Xây dựng mô hình quấn ống
• 2.3.3. Phương pháp thực nghiệm kiểm tra lực ép của búp sợi lên ống khía
• 2.3.4. Phương pháp thử nghiệm xác định một số đặc trưng chất lượng sản phẩm sợi quấn ống
• 2.3.5. Thiết kế sơ đồ thử nghiệm xác định chất lượng sợi trước/sau quấn ống
• 2.3.6. Phương pháp xác định độ không đều, khuyết tật và độ xù lông của sợi trước/sau quấn ống
• 2.3.7. Phương pháp xác định độ bền, độ giãn, độ xoắn, độ nhỏ và trạng thái bề mặt sợi trước/sau quấn ống
• 2.3.8. Phương pháp xác định độ căng và mật độ quấn búp sợi
• 2.3.9. Áp dụng qui hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2
• 2.3.9.1. Các bước thực hiện
• 2.3.10. Phương pháp xác định các thông số công nghệ tối ưu
• 2.3.11. Áp dụng mạng ANN để dự báo chất lượng sản phẩm sợi quấn ống
• 2.3.11.1. Lựa chọn cấu trúc mạng ANN
• 2.3.11.2. Huấn luyện mạng ANN
• 2.3.11.3. Tính sai số truyền ngược, cập nhật trọng số
• 2.3.11.4. Mẫu học và mẫu kiểm tra
• 2.3.11.5. Đánh giá kết quả dự báo
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình quấn ống, xác định và kiểm tra thông số của mô hình
• 3.1.1. Nghiên cứu xây dựng mô hình quấn ống
• 3.1.2. Xác định và điều chỉnh vận tốc quấn ống
• 3.1.3. Xác định và điều chỉnh lực ép của búp sợi lên ống khía
• 3.1.4. Thiết lập phương trình tính lực ép
• 3.1.5. Xác định lực ép khi mô men cân bằng lực ép Mv = 0
• 3.1.6. Xác định lực ép khi mô men cân bằng lực ép Mv ≠ 0
• 3.1.7. Kiểm tra thông số của mô hình
• 3.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của thông số công nghệ đến chất lượng sản phẩm sợi quấn ống
• 3.2.1. Xác định ảnh hưởng của vận tốc quấn ống đến chất lượng sợi
• 3.2.2. Xác định và phân tích hình ảnh bề mặt sợi
• 3.2.3. Xác định sự thay đổi chất lượng sợi sau so với trước quấn ống
• 3.2.4. Xác định ảnh hưởng đồng thời của một số thông số công nghệ đến chất lượng sản phẩm sợi
• 3.2.5. Ma trận thí nghiệm
• 3.2.6. Thiết lập các phương trình hồi qui
• 3.2.7. Kiểm tra sự phù hợp của phương trình hồi quy với thực nghiệm
• 3.2.8. Phân tích ảnh hưởng của thông số công nghệ đến chất lượng sản phẩm sợi
• 3.2.9. Xác định một số thông số công nghệ tối ưu
• 3.2.10. Xác định mối liên quan giữa mật độ quấn và độ căng búp sợi
• 3.3. Kết quả nghiên cứu ứng dụng mạng ANN để dự báo chất lượng sản phẩm sợi quấn ống
• 3.3.1. Thiết kế cấu trúc mạng ANN
• 3.3.2. Mẫu học, tham số và phần mềm dự báo chất lượng sản phẩm sợi
• 3.3.3. Kết quả dự báo chất lượng sản phẩm sợi
• 3.3.4. Đánh giá kết quả dự báo chất lượng sản phẩm sợi của mạng ANN
• 3.3.5. Kiểm tra khả năng dự báo chất lượng sản phẩm sợi của mạng ANN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về mô hình hóa nghiên cứu quá trình quấn ống

Mô hình hóa nghiên cứu quá trình quấn ống là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghệ dệt may. Quá trình này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sợi mà còn quyết định hiệu suất sản xuất. Việc áp dụng các phương pháp mô hình hóa giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó nâng cao chất lượng sợi quấn ống. Theo nghiên cứu, các yếu tố như tốc độ quấn, lực ép và góc quấn có tác động lớn đến chất lượng sợi. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp các nhà sản xuất điều chỉnh quy trình để đạt được sản phẩm tốt nhất.

1.1. Tầm quan trọng của chất lượng sợi

Chất lượng sợi là yếu tố quyết định trong ngành dệt may. Sợi có chất lượng tốt sẽ tạo ra sản phẩm cuối cùng có độ bền cao, độ đồng đều và tính thẩm mỹ tốt. Các đặc trưng như độ nhỏ, độ không đều và độ bền kéo là những chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng sợi. Việc nghiên cứu và cải thiện chất lượng sợi không chỉ giúp tăng cường khả năng cạnh tranh mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sợi

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sợi trong quá trình quấn ống. Các yếu tố này bao gồm nguyên liệu sợi, thông số công nghệ quấn ống, và điều kiện môi trường. Đặc biệt, việc kiểm soát lực ép và tốc độ quấn là rất quan trọng. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh các thông số này có thể cải thiện đáng kể chất lượng sợi, từ đó nâng cao hiệu suất sản xuất.

II. Mô hình hóa và dự báo chất lượng sợi quấn ống

Mô hình hóa và dự báo chất lượng sợi quấn ống là một ứng dụng quan trọng của trí tuệ nhân tạo trong ngành dệt may. Việc sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) để dự báo chất lượng sợi giúp các nhà sản xuất có thể đưa ra quyết định chính xác hơn trong quá trình sản xuất. Mô hình này không chỉ giúp dự đoán chất lượng sợi mà còn tối ưu hóa các thông số công nghệ, từ đó giảm thiểu chi phí sản xuất.

2.1. Ứng dụng mạng nơ ron nhân tạo

Mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) đã được chứng minh là công cụ hiệu quả trong việc dự báo chất lượng sản phẩm sợi. Bằng cách sử dụng dữ liệu từ quá trình sản xuất, ANN có thể học và nhận diện các mẫu, từ đó đưa ra dự đoán chính xác về chất lượng sợi. Việc áp dụng ANN không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác trong dự báo chất lượng sản phẩm.

2.2. Phân tích dữ liệu và tối ưu hóa quy trình

Phân tích dữ liệu là bước quan trọng trong mô hình hóa quá trình quấn ống. Các dữ liệu thu thập từ quá trình sản xuất sẽ được phân tích để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sợi. Từ đó, các nhà sản xuất có thể điều chỉnh quy trình để tối ưu hóa chất lượng sản phẩm. Việc này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sợi mà còn giảm thiểu lãng phí trong sản xuất.

III. Kết luận và triển vọng nghiên cứu

Nghiên cứu về mô hình hóa quá trình quấn ống và dự báo chất lượng sợi quấn ống đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ hiện đại có thể cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm. Các phương pháp mô hình hóa và dự báo không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Triển vọng nghiên cứu trong lĩnh vực này là rất lớn, với khả năng ứng dụng công nghệ mới để nâng cao hiệu quả sản xuất.

3.1. Tương lai của công nghệ trong ngành dệt may

Công nghệ trong ngành dệt may đang phát triển nhanh chóng. Việc áp dụng các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và học máy sẽ mở ra nhiều cơ hội cho các nhà sản xuất. Tương lai của ngành dệt may sẽ phụ thuộc vào khả năng áp dụng công nghệ để nâng cao chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

3.2. Khuyến nghị cho các nhà sản xuất

Các nhà sản xuất nên chú trọng đến việc áp dụng công nghệ mới trong quy trình sản xuất. Việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu chi phí. Đồng thời, việc đào tạo nhân lực về công nghệ mới cũng là yếu tố quan trọng để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành dệt may.