基于人工智能的紡織技術(shù)開發(fā)

張 雷

（阿克蘇技師學(xué)院，新疆 阿克蘇 843000）

在很多人的印象中，紡織業(yè)就是一個應(yīng)用大量人力資源進行手工生產(chǎn)的行業(yè)，但這只是傳統(tǒng)的紡織業(yè)，紡織技術(shù)落后，只能依靠手工的方式進行生產(chǎn)。現(xiàn)代紡織業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，特別是在市場競爭不斷加劇的情況下，傳統(tǒng)生產(chǎn)形式發(fā)生了巨大的變革。在人工智能等高新技術(shù)被社會各界廣泛應(yīng)用的情況下，紡織行業(yè)也看到了新的發(fā)展方向，并開始積極引入相關(guān)技術(shù)，用于紡織技術(shù)的開發(fā)與創(chuàng)新。這使得行業(yè)改革得到了進一步深化，逐漸向著高科技產(chǎn)業(yè)邁進。

1 人工智能概述

人工智能就是對人類智能進行模擬、延伸及拓展的一種理論、方法和技術(shù)。對于現(xiàn)代社會，它是一門全新的技術(shù)學(xué)科，是多學(xué)科、多領(lǐng)域結(jié)合之后的重要產(chǎn)物。人工智能研究項目主要包括：機器人、分布式人工智能、專家系統(tǒng)、智能檢索、智能數(shù)據(jù)庫、機器學(xué)習、知識工程、定理證明、自然語言理解、模式識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及自動程序設(shè)計等。傳統(tǒng)形式的計算機程序主要是告訴計算機做什么、怎么做，具體做法是人為設(shè)計出來的，這個過程需要相關(guān)人員給出算法，并完成程序編寫才能實現(xiàn)。人工智能程序則存在很大的不同，它只需要計算機能夠獲得明確的指令即可，其余的求解活動則由計算機自動完成。但想要確保計算機的智能水平，必須要保證其具有相應(yīng)的知識，并且可以對其進行靈活應(yīng)用。在計算機中，知識的表達類型主要有以下幾種：生產(chǎn)模式系統(tǒng)、特征表達、邏輯表達、框架表達、狀態(tài)空間以及語義網(wǎng)絡(luò)等。除此之外，人工智能還涉及諸多問題求解方法，如搜索法、推理法、歸結(jié)法、遺傳計算法、生產(chǎn)規(guī)劃法、約束滿足法以及模擬退火法等[1]。

2 人工智能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 專家系統(tǒng)

對于計算機學(xué)科而言，人工智能是一項非常關(guān)鍵的內(nèi)容，而專家系統(tǒng)則是人工智能的重要組成部分，其在人工智能中的主要作用就是賦予機器人判斷能力以及邏輯思維能力。相比其他智能科技，人工智能技術(shù)最大的不同就是可以根據(jù)環(huán)境對需要操作的任務(wù)進行自主判斷，并通過人類智慧行為模擬以及邏輯推理進行準確的操作。

專家系統(tǒng)涉及推理庫以及知識庫，而知識庫涵蓋應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)理論及知識內(nèi)容，當用戶給出相關(guān)任務(wù)以后，人工智能可以結(jié)合知識庫中的各項知識作出相應(yīng)的操作。利用推理庫，人工智能技術(shù)可以結(jié)合任務(wù)展開推理，對解決問題的方法進行準確的判斷，并向用戶專家反饋建議。

專家系統(tǒng)在紡織行業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，蘊含著紡織產(chǎn)品生產(chǎn)的各項專業(yè)內(nèi)容，如生產(chǎn)工藝以及制造工藝等。專家系統(tǒng)中的功能模塊具有較強的獨立性，能夠使紡織產(chǎn)品的設(shè)計及生產(chǎn)工藝變得更為便捷和準確。

2.2 遺傳算法

該算法主要是針對生物進化過程的相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，然后對其中的問題進行探尋，根據(jù)問題對解決措施進行計算。在人工智能中，遺傳算法是不可或缺的，將其應(yīng)用在紡織行業(yè)中，可以實現(xiàn)紡織產(chǎn)品的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并在完成數(shù)學(xué)建模之后，實現(xiàn)產(chǎn)品瑕疵點的分類與定位。此外，在利用遺傳算法進行計算時，可以將紡織產(chǎn)品中的瑕疵部位以圖像的形式展現(xiàn)出來，為相關(guān)改進工作提供參考和借鑒。相比于傳統(tǒng)形式的識別技術(shù)，遺傳算法對于瑕疵點的分類與識別更為準確和高效，應(yīng)用效果顯著。

2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

該項技術(shù)主要是對人類的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行模擬，并在此基礎(chǔ)上進行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建。對于人工智能技術(shù)而言，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較大的規(guī)模，能夠針對各項信息進行有效的整理，并在信息推理期間，確定問題的解決方法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較強的適應(yīng)能力，可以實現(xiàn)各類信息的綜合整理，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在紡織行業(yè)中，能夠有效提升棉布色澤及種類選擇的合理性。

2.4 綜合技術(shù)

對該項技術(shù)進行有效的應(yīng)用，能夠使紡織生產(chǎn)活動的效率和質(zhì)量得到很大的提升。例如在現(xiàn)代紡織產(chǎn)品的配色與染色中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法的應(yīng)用十分廣泛，通過遺傳算法可以針對紡織產(chǎn)品的染配色展開計算，并對染配色的效果進行模擬，且應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以進行染配色方案數(shù)據(jù)的提取和選擇，這對于最佳染配色方案的應(yīng)用具有非常積極的意義。此外，通過遺傳計算找出規(guī)律，并使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對紡織產(chǎn)品的配色效果展開評判，可以使紡織產(chǎn)品的染色配色質(zhì)量得到有效的控制，所以，應(yīng)用綜合技術(shù)能夠有效提升紡織產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 基于人工智能的紡織技術(shù)開發(fā)途徑

3.1 對智能紡織CAD進行開發(fā)

在紡織產(chǎn)品設(shè)計中對計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design，CAD）技術(shù)進行應(yīng)用，能夠通過模擬計算對產(chǎn)品的設(shè)計效果進行模擬，幫助設(shè)計人員進行紡織產(chǎn)品的改進和優(yōu)化，提升紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，由此可見，CAD技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。在應(yīng)用人工智能的過程中，應(yīng)該將CAD技術(shù)作為切入點，推動人工智能與CAD技術(shù)的有效結(jié)合，實現(xiàn)智能化的CAD紡織技術(shù)。需要將工程技術(shù)以及專家系統(tǒng)與CAD技術(shù)結(jié)合起來，確保在紡織產(chǎn)品設(shè)計的過程中獲得更多的專業(yè)知識以及專家建議，使紡織產(chǎn)品獲得更好的設(shè)計效果，確保產(chǎn)品設(shè)計滿足市場需求。

3.2 將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和流行趨勢進行結(jié)合

隨著我國經(jīng)濟體制的完善，市場競爭也變得越來越激烈。而紡織企業(yè)的競爭優(yōu)勢主要來源于紡織產(chǎn)品的設(shè)計及生產(chǎn)質(zhì)量，在對紡織產(chǎn)品進行設(shè)計的過程中，想要對紡織產(chǎn)品的市場發(fā)展趨勢進行有效的把握，必須要對市場流行趨勢進行全面的調(diào)查與了解，但該項工作難度較大，還需要相關(guān)領(lǐng)域不斷提升自身對流行趨勢預(yù)測的準確性。將流行趨勢預(yù)測與人工智能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，則會使企業(yè)對流行趨勢的預(yù)測更為準確。這主要是因為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對各項信息進行有效地組織，通過信息組織能力，針對紡織產(chǎn)品中的各項元素，并給出相應(yīng)的優(yōu)化方法，使紡織產(chǎn)品獲得更多的創(chuàng)新元素。這對產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)新具有非常重要的意義，是創(chuàng)造流行紡織產(chǎn)品的重要途徑。

3.3 開發(fā)計算機視覺技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到了很大的提升，對紡織產(chǎn)品也提出了更高的要求，除了要求紡織產(chǎn)品具有更高的質(zhì)量以外，還要求紡織產(chǎn)品具有美觀的視覺效果。很多紡織企業(yè)為了迎合消費者的需求，越來越重視紡織產(chǎn)品的外觀設(shè)計，希望通過更為豐富、多彩的花紋與圖案，提升用戶的滿意度。計算機視覺技術(shù)主要是借助數(shù)字化紡織技術(shù)，在紡織產(chǎn)品中對美觀的印花與圖案進行結(jié)合，使紡織產(chǎn)品兼具藝術(shù)性和美觀性，有利于用戶消費體驗的優(yōu)化。

3.4 開發(fā)人工智能專家系統(tǒng)

將人工智能技術(shù)應(yīng)用在紡織行業(yè)中，通過專家系統(tǒng)進行研發(fā)是非常關(guān)鍵的一環(huán)。而對于紡織技術(shù)中的相關(guān)問題，想要對其進行有效解決，通常需要技術(shù)人員具有較為豐富的工作經(jīng)驗，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進行復(fù)雜的推理工作，而使用專家系統(tǒng)則可以將相關(guān)人員的工作強度降低。專家系統(tǒng)可以進行人工智能推理，使各項紡織技術(shù)問題能夠被快速地解決。例如在對紡織產(chǎn)品中的瑕疵進行分析時，單純地借助經(jīng)驗就能將問題解決，具體是借助知識庫進行專家經(jīng)驗的輸入，用戶只需要將瑕疵反饋至專家系統(tǒng)，即可獲得相應(yīng)的答案。

3.5 對模擬退火算法加強應(yīng)用

該項技術(shù)主要以固體退火原理為基礎(chǔ)，是一種較為新穎的隨機搜索算法，相比于傳統(tǒng)的近似算法，這種算法在描述方面更為簡單，且應(yīng)用性、靈活性以及高效性更強。對于模擬退火算法而言，初始條件并不會對其造成太大的影響。目前，很多紡織企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營特點為小批量和多品種，其產(chǎn)品訂單往往需要進行頻繁的調(diào)整，在這種情況下，會使生產(chǎn)計算出現(xiàn)諸多變數(shù)，同時會提升調(diào)整編制的難度，應(yīng)用模擬退火算法能夠進行合理地優(yōu)化。

4 結(jié)語

在紡織技術(shù)開發(fā)方面應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠使紡織技術(shù)開發(fā)的質(zhì)量得到進一步的提升，這對紡織行業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。因此，紡織行業(yè)一定要對人工智能保持高度的重視，不僅要進行深入研究，還要結(jié)合實際情況，在紡織技術(shù)開發(fā)的過程中進行合理應(yīng)用，以此來提升紡織技術(shù)的開發(fā)效果，推動紡織行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。