紡織品檢測(cè)技術(shù)的智能化及發(fā)展趨勢(shì)

文/陳 磊 姚漢強(qiáng) 李偉松 蔣晶晶

紡織品檢測(cè)技術(shù)是指在一定的環(huán)境條件下，通過(guò)運(yùn)用各種儀器設(shè)備、測(cè)量工具、化學(xué)試劑，并結(jié)合專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的主觀判斷，對(duì)紡織品產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行鑒定的一系列試驗(yàn)活動(dòng)。紡織品檢測(cè)最初作為紡織品企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量控制的一種手段，對(duì)促進(jìn)紡織品質(zhì)量水平的提高發(fā)揮著積極作用。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)，紡織品檢測(cè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中不可或缺的一門(mén)學(xué)科領(lǐng)域，它對(duì)促進(jìn)我國(guó)紡織業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)效益，有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，紡織品檢測(cè)技術(shù)所涉及的主要內(nèi)容包括：可靠性、準(zhǔn)確性、時(shí)效性、環(huán)保性。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)紡織品檢測(cè)技術(shù)的研究分析，探究其發(fā)展趨勢(shì)，從而不斷提升檢測(cè)技術(shù)水平，縮短與國(guó)外檢測(cè)水平的差距，甚至彎道超車(chē)，實(shí)現(xiàn)紡織品檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)先于世界先進(jìn)水平的跨越式發(fā)展。

1 紡織品檢測(cè)技術(shù)的分類(lèi)

隨著各種檢測(cè)儀器設(shè)備的出現(xiàn)，仿人工測(cè)試機(jī)理、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及各種微觀、微量檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展，極大地提高了現(xiàn)代紡織品檢測(cè)技術(shù)的效率和精準(zhǔn)度。儀器設(shè)備在紡織品檢測(cè)領(lǐng)域的作用越來(lái)越重要。從紡織品檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷史來(lái)看，紡織品檢測(cè)技術(shù)主要分為以下幾個(gè)類(lèi)型：

1.1 人工型

紡織品檢測(cè)技術(shù)最重要的因素之一便是人，人的主觀能動(dòng)性，必將在檢測(cè)檢測(cè)中發(fā)揮不可替代的作用，早期的紡織品驗(yàn)貨，就是根據(jù)有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)人員，通過(guò)目光、手感等感官經(jīng)驗(yàn)手段，對(duì)紡織品進(jìn)行初步檢驗(yàn)。就目前而言，紡織品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中也依然存在著這類(lèi)檢測(cè)手段，比如紡織品檢測(cè)中所涉及的起球評(píng)級(jí)、色牢度評(píng)級(jí)、色差評(píng)級(jí)等利用專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的目光來(lái)判定檢驗(yàn)樣品的質(zhì)量等級(jí)；另外，羽絨羽毛含量檢測(cè)、纖維定性檢測(cè)、羊絨、羊毛以及其他特種動(dòng)物毛含量檢測(cè)、棉/麻纖維含量檢測(cè)、外觀疵點(diǎn)、外觀質(zhì)量檢測(cè)、異味、紡織品尺寸變化方面的檢測(cè)、絨毛手排長(zhǎng)度、含雜率等項(xiàng)目，都是以專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的目光、感官經(jīng)驗(yàn)、手工操作為主的檢測(cè)手段。人工型檢測(cè)是最基礎(chǔ)、最經(jīng)典的檢測(cè)手段，也是最值得信賴(lài)、最穩(wěn)定的檢測(cè)類(lèi)型。

1.2 儀器輔助型

目前，大多數(shù)紡織品檢測(cè)項(xiàng)目都是通過(guò)專(zhuān)業(yè)檢測(cè)技術(shù)人員與儀器結(jié)合相輔相成，才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的檢測(cè)目的。儀器設(shè)備成為紡織品檢測(cè)技術(shù)不可或缺的載體，我們稱(chēng)之為儀器輔助型檢測(cè)技術(shù)手段，這種檢測(cè)技術(shù)類(lèi)型，占據(jù)主導(dǎo)地位，其特點(diǎn)是人離不開(kāi)設(shè)備，設(shè)備也離不開(kāi)人的輔助。儀器設(shè)備是實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的必要工具，而人則需要對(duì)檢測(cè)做前期的大量的準(zhǔn)備工作以及后續(xù)結(jié)果的匯總、判定以及數(shù)據(jù)整理等工作。如紡織品檢測(cè)中所涉及的斷裂強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力、接縫強(qiáng)力、頂破強(qiáng)力、脹破強(qiáng)力、縫子紕裂等強(qiáng)力項(xiàng)目；起毛起球、色牢度、尺寸變化率等物理檢測(cè)項(xiàng)目；試驗(yàn)前，需要技術(shù)人員對(duì)面料或服裝樣品按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行取樣操作，根據(jù)需要，還要按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行描述，然后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行匯總、取舍，最終得到試驗(yàn)結(jié)果。紡織品檢測(cè)中所涉及的化學(xué)領(lǐng)域、物理領(lǐng)域都存在類(lèi)似的情況。

1.3 精密儀器全自動(dòng)型（智能型）

在某些檢測(cè)領(lǐng)域項(xiàng)目中出現(xiàn)了智能化檢測(cè)設(shè)備，有人稱(chēng)之為工作站。通過(guò)該工作站，可以實(shí)現(xiàn)紡織品檢測(cè)項(xiàng)目的全自動(dòng)化。從取樣、制樣，到試驗(yàn)、出結(jié)果，然后到報(bào)告數(shù)據(jù)的傳輸或打印，無(wú)須人工操作或人為參與非常少，這種情況下，因人的因素干擾或污染樣品而產(chǎn)生誤差的可能性就大大降低了，極大地提高了檢測(cè)效率和檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。另外還有一種智能型檢測(cè)設(shè)備，可以通過(guò)對(duì)大量樣品的檢測(cè)，不斷豐富和積累試驗(yàn)數(shù)據(jù)量，然后根據(jù)這些海量的云數(shù)據(jù)，進(jìn)行自動(dòng)分析，總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，這種具有自我學(xué)習(xí)能力的智能檢測(cè)設(shè)備，可以從開(kāi)始的人機(jī)輔助型，最后轉(zhuǎn)變?yōu)槿詣?dòng)型，而且其檢測(cè)能力會(huì)隨著檢測(cè)量的增加逐步得到提升。

2 紡織品檢測(cè)技術(shù)的智能化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

一直以來(lái)，紡織品檢測(cè)技術(shù)伴隨著人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展。目前，人工智能領(lǐng)域已經(jīng)成為人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入智能化的最重要的研究課題。世界各國(guó)均在該領(lǐng)域積極拓展布局，以期在國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)中掌握主動(dòng)權(quán)、話語(yǔ)權(quán)。人工智能在紡織品檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代后期，主要集中在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料性能預(yù)測(cè)、生產(chǎn)工藝優(yōu)化和紗線及面料的力學(xué)性能預(yù)測(cè)，服用性能預(yù)測(cè)（透氣性）；織物表面外觀性能（起毛起球）以及色差評(píng)級(jí)；也可應(yīng)用在絡(luò)筒、染色、驗(yàn)布等在線產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控和服裝設(shè)計(jì)中服裝試穿舒適度評(píng)價(jià)等。

理論上來(lái)說(shuō)，紡織品檢測(cè)中各項(xiàng)產(chǎn)品、參數(shù)都可以實(shí)現(xiàn)完全的人工智能化，但是由于技術(shù)、成本的限制，目前在紡織品檢測(cè)領(lǐng)域只有少數(shù)相對(duì)成熟的應(yīng)用技術(shù)。例如：目前比較成熟和熱門(mén)的AI（人工智能）羊絨、羊毛纖維含量分析技術(shù)，就是一種革命性的纖維檢測(cè)方法，首個(gè)將人工智能技術(shù)應(yīng)用于纖維檢測(cè)的成熟儀器產(chǎn)品。該智能型檢測(cè)設(shè)備編有自動(dòng)化解決方案，用以替代重復(fù)性的人工操作，纖維樣品進(jìn)行自動(dòng)掃描和分析，樣品的數(shù)字信息被安全存儲(chǔ)在云端數(shù)據(jù)庫(kù)中。在云端，利用深度學(xué)習(xí)算法和先進(jìn)的圖像識(shí)別技術(shù)，纖維樣品可以被自動(dòng)識(shí)別、分析和統(tǒng)計(jì)，并保證極高的準(zhǔn)確率和一致性，最后自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告。另外一項(xiàng)比較成熟的人工智能檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用是紡織品水萃取液pH值的測(cè)定，根據(jù)方案設(shè)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)入待測(cè)樣品信息，自動(dòng)進(jìn)行線性曲線校準(zhǔn)、校正pH值測(cè)試電極，自動(dòng)在試驗(yàn)三角玻璃瓶上取蓋、加液、封蓋，并且可以隨時(shí)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液檢驗(yàn)pH測(cè)試電極讀數(shù)是否準(zhǔn)確，檢測(cè)完畢，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電極清洗，防止交叉污染。樣品測(cè)試完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)出樣品數(shù)據(jù)。紡織品檢測(cè)技術(shù)的智能化研究也正在其他領(lǐng)域開(kāi)發(fā)，例如：羽絨羽毛種類(lèi)含量鑒別、色差評(píng)級(jí)、起毛起球評(píng)級(jí)等方面。

紡織品檢測(cè)技術(shù)的智能化可以大大提高檢測(cè)效率，相對(duì)于人工來(lái)說(shuō)，有更好的穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性。而且隨著計(jì)算機(jī)處理速度和能力的不斷提升、算法的不斷改進(jìn)，智能化檢測(cè)技術(shù)會(huì)逐步實(shí)現(xiàn)人工檢測(cè)技術(shù)的取代，讓專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員將更多時(shí)間和精力用在標(biāo)準(zhǔn)、方法的研究工作中去。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前，紡織品檢測(cè)技術(shù)的智能化還處在起步階段，還存在很多缺點(diǎn)和不足，比如：在圖像識(shí)別宏觀樣品時(shí)，受織物紋理和組織結(jié)構(gòu)的變化影響較大，而這種變化復(fù)雜的樣品量又不是特別大，影響算法的提升和最終結(jié)果的判斷。

另外，關(guān)于紡織品檢測(cè)技術(shù)的智能化方面的方法標(biāo)準(zhǔn)還都是空白，相關(guān)的法律法規(guī)也沒(méi)有相關(guān)規(guī)定，這也阻礙了紡織品檢測(cè)技術(shù)的智能化發(fā)展。紡織品智能化檢測(cè)和評(píng)價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定亟待解決，針對(duì)紡織品檢測(cè)的智能化技術(shù)越來(lái)越成熟，應(yīng)用越來(lái)越廣，相信不久的將來(lái)，智能化一定會(huì)成為檢測(cè)行業(yè)的最終趨勢(shì)。