基于統(tǒng)計學的面料用紗質(zhì)量標準制定方法

侯小偉

(泰山學院 藝術(shù)學院,山東 泰安 271000)

生產(chǎn)差別化纖維的企業(yè),紗線品種多、批量小、批次多,設(shè)備狀態(tài)參差不齊,各工序的工藝單下發(fā)、產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)均各自獨立、效率低且準確性存在偏差。筆者根據(jù)成紗質(zhì)量標準、半成品質(zhì)量標準的8項指標,基于統(tǒng)計學制定面料用紗質(zhì)量標準(以下簡稱質(zhì)量標準),實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)和質(zhì)量標準的聯(lián)動,以及生產(chǎn)中的異常數(shù)據(jù)的及時報警,改變了原工作效率低、原質(zhì)量數(shù)據(jù)無標準的問題。

1 制定質(zhì)量標準的內(nèi)容及流程

1.1 制定質(zhì)量標準的內(nèi)容

質(zhì)量標準的內(nèi)容主要包括客戶用途及織機類型、紗線在織機上的用途、產(chǎn)品纖維含量標準、化學原料、半成品質(zhì)量指標、成紗指標、100 km紗疵及與紗線質(zhì)量密切相關(guān)的其他指標等。

1.2 制定質(zhì)量標準的流程

1.2.1 原工藝流程

工藝員接到計劃單后,制定工藝單;制定好的工藝單打印后下發(fā)各工序,車間各工序主管接到工藝單后,通知改紡工翻改品種;改紡工取樣進行試驗測試,并與前期質(zhì)量數(shù)據(jù)對比,試驗合格后開具開車通知單、正式開車運行,中間存在大量等待和傳遞時間。

1.2.2 借助ERP制定質(zhì)量標準

生產(chǎn)部工藝員、布樣分析員(分析布樣及客戶提供紗樣的人員)和車間工藝員,各自進入ERP工藝設(shè)計系統(tǒng)填寫工藝參數(shù),經(jīng)系統(tǒng)自動計算生成工藝單及質(zhì)量標準,自動下發(fā)到各工序。調(diào)換車間原生產(chǎn)品種,生產(chǎn)部工藝員可直接進入ERP系統(tǒng)找到相應的工藝單及質(zhì)量標準經(jīng)審核后自動下發(fā)。原流程大部分為人工紙質(zhì)傳遞,效率低下;借助ERP系統(tǒng)后,質(zhì)量標準傳遞更及時、準確,減少了等待時間,且所有紙質(zhì)聯(lián)系均被ERP系統(tǒng)的電子表格代替。

2 制定質(zhì)量標準的內(nèi)容及方法

2.1 客戶用途及織機類型

質(zhì)量指標是控制質(zhì)量的依據(jù),但非唯一依據(jù)。不同客戶對布面質(zhì)量關(guān)注側(cè)重點不同,即不同織造和染整加工方式、不同用途的最終產(chǎn)品用紗應有不同質(zhì)量指標要求。紗線用途主要分牛仔用紗、白坯染色用紗、針織用紗、毛巾用紗等?？棛C類型主要有噴氣織機、劍桿織機、噴水織機、片梭織機和有梭織機等。與客戶溝通后,將客戶信息隨時添加到《客戶用途及織機類型信息表》中,客戶下單后,系統(tǒng)自動提取客戶用途和織機類型等信息生成到質(zhì)量標準中。表1為部分客戶用途及織機類型匯總示例。

表1 客戶用途及織機類型信息匯總

2.2 紗線在織機上的用途

經(jīng)紗、緯紗根據(jù)客戶用途的不同,對紗線工藝設(shè)計和質(zhì)量標準的制定側(cè)重點不同,業(yè)務(wù)人員根據(jù)客戶要求,注明是經(jīng)紗還是緯紗,之后自動提取生成到質(zhì)量標準中去。

2.3 產(chǎn)品纖維含量標準

產(chǎn)品纖維含量標準是混紡紗的一個關(guān)鍵性指標,決定著紗線是否降等,可根據(jù)紗線的國家標準和行業(yè)標準進行匯總。如賽絡(luò)紡C/W 70/30 59.1 tex紗,根據(jù)《棉與羊毛混紡本色紗》中纖維含量標準規(guī)定,70/30為公定質(zhì)量比,折算干重比為71/29,且纖維含量允許偏差不大于±3.0%[1],將這些指標輸入即可自動生成到質(zhì)量標準中。表2為部分產(chǎn)品纖維含量標準和纖維含量允許偏差匯總示例。

表2 部分產(chǎn)品纖維含量標準和纖維含量允許偏差

2.4 化纖原料

了解纖維特性,包括所用原料的性質(zhì)、物理指標及特點等,記錄到《原料進廠檢驗記錄》里。如:化纖原料采購標準主要包括原料規(guī)格(dtex×mm)、單纖維斷裂強度、疵點含量、含油率、比電阻、回潮率;車間使用標準主要包括比電阻、回潮率和不達標處理方法等。之后,即可根據(jù)紗線所含纖維名稱自動提取生成到質(zhì)量標準中。表3為部分化纖原料特性及采購使用標準匯總示例。

表3 部分化纖原料特性及采購使用標準

2.5 半成品質(zhì)量標準

半成品質(zhì)量標準主要包括棉卷、生條質(zhì)量指標。

棉纖維生條質(zhì)量指標主要包括棉結(jié)、短絨率及雜質(zhì)含量,化纖生條質(zhì)量指標主要測試生條手扯棉結(jié)數(shù);梳棉工序是減少纖維棉結(jié)的最佳點。根據(jù)客戶要求配棉,將生條質(zhì)量指標自動提取生成到質(zhì)量標準中。表4為部分配棉生條質(zhì)量標準匯總示例。

表4 部分配棉生條的質(zhì)量標準

2.6 成紗指標

2.6.1 根據(jù)用途制定成紗指標

根據(jù)用途制定成紗指標:① 牛仔用紗的捻度、捻不勻、強力、強力CV值和條干CVb值對紗線質(zhì)量有重要影響;② 針織用紗要求紗疵要少,應控制好粗節(jié)和棉結(jié),捻度要均勻且偏低,重點關(guān)注長細節(jié)、條干CVb值、捻不勻、毛羽指數(shù)及最低強力等指標;③ 毛巾用紗要求紗線強力高、捻度低,對紗線的條干、紗疵要求不高,對強力CV值、毛羽和捻不勻要求較高;④ 白坯染色用紗對異纖紗疵、單紗強力、條干、+200%棉結(jié)及毛羽指數(shù)等要求高;⑤ 大倍數(shù)竹節(jié)紗,需關(guān)注包裝回潮、斷裂功、捻接強力、強力CV值及最低強力等指標;⑥ 長絲包芯紗質(zhì)量控制要點為長絲存儲、不同日期長絲混用最大跨度時間、長絲牽伸倍數(shù)、長絲退繞張力控制、長絲喂入位置等。

2.6.2 制定紗線成紗指標的原則

原料的主要指標,如馬克隆值、纖維長度、斷裂強度、短絨率、回潮率及含雜率等均會影響布面的染色和牽伸性能;因烏斯特統(tǒng)計值無所用原料指標信息,因此利用烏斯特統(tǒng)計值評價紗線指標是片面的。國家標準一般只規(guī)定紗線質(zhì)量常規(guī)指標,而市場客戶對紗線質(zhì)量指標的要求更多且更嚴格;國家標準側(cè)重于檢測方法,如果使用國家標準要求評價紗線質(zhì)量易造成客戶索賠。生產(chǎn)差別化纖維為主的企業(yè),其質(zhì)量標準的制定,大部分品種很難在國家標準和烏斯特公報中查到,一般可以將打樣后滿足客戶布面質(zhì)量要求的指標,作為紗線質(zhì)量標準。因此,制定紗線質(zhì)量指標的原則是:結(jié)合紗線的國家標準及烏斯特公報標準,根據(jù)目標市場,主要由打樣樣品指標和產(chǎn)品的最終用途為主來制定紗線質(zhì)量標準。

2.6.3 制定成紗指標的方法

2.6.3.1 生成成紗指標

標準是保證質(zhì)量指標在允許范圍內(nèi)波動,質(zhì)量指標的公差范圍就是統(tǒng)計學上的置信區(qū)間,下面介紹置信區(qū)間算法的具體步驟。

第1步,選定置信水平為(1-a);a是顯著性水平,用來判定對紗線要求“寬松”還是“嚴格”,這個概率越高,估計的可靠程度越高,做出決策的把握也就越大。紡織企業(yè)一般規(guī)定,a=0.05(置信水平為95%)或a=0.01(置信水平為99% ),筆者采用較“嚴格”的a=0.05[2]。

第2步,確定估計量的概率分布,當σ未知且符合正態(tài)分布時,采用t分布。

第3步,通過《成紗質(zhì)量數(shù)據(jù)庫》抽取此用戶該品種所有試驗數(shù)據(jù)及次數(shù)n。

第4步,自動計算平均值X,計算標準差S,根據(jù)實驗次數(shù)n自動獲取K值。

第5步,求出置信區(qū)間[X-KS,X+KS],自動生成質(zhì)量指標的上、下限。

2.6.3.2 實例解析

質(zhì)量指標的上、下限是根據(jù)生產(chǎn)過程中的實測數(shù)據(jù)來確定的,它反映的是企業(yè)自身條件變化導致的質(zhì)量波動。只有2組以上數(shù)據(jù)才有標準差,因此函數(shù)公式根據(jù)數(shù)據(jù)組數(shù),采用不同方案。

第1種方案:2組及以上實測試驗數(shù)據(jù),采用置信區(qū)間的算法,如賽絡(luò)紡C/R 50/50 59.1 tex紗,查ERP成紗質(zhì)量數(shù)據(jù)庫,有6組試驗數(shù)據(jù),根據(jù)函數(shù)公式,就會自動生成標準的上、下限,把生成的質(zhì)量指標自動生成到質(zhì)量標準中去。2組及以上數(shù)據(jù)制定質(zhì)量指標的方法如表5所示。

表5 2組及以上數(shù)據(jù)制定質(zhì)量指標的方法

第2種方案:1組實測數(shù)據(jù),需要加1個修正系數(shù)K值,K值的確定根據(jù)品種和各廠的實際情況,無統(tǒng)一標準。如賽絡(luò)紡C/天竹 50/50 59.1 tex紗,查ERP成紗質(zhì)量數(shù)據(jù)庫有1組試驗數(shù)據(jù),自動生成標準的上、下限。1組數(shù)據(jù)制定質(zhì)量指標的方法如表6所示。

表6 1組數(shù)據(jù)制定質(zhì)量指標的方法

2.6.4DR值

DR值與針織物外觀評價具有直接相關(guān)性,紡紗企業(yè)要根據(jù)客戶與產(chǎn)品情況,建立DR值控制標準[3]。DR值與布面長粗節(jié)、長細節(jié)密切相關(guān),陜西長嶺紡織機電科技有限公司李友仁教授得出的不同DR值紗與CV值和織物外觀的關(guān)系,見表7。

表7 不同DR值紗與CV值和織物外觀的關(guān)系

應用DR值得出:① 賽絡(luò)紡2根粗紗喂入,DR值較小;② 改善原料,降低原料短絨含量,纖維之間聯(lián)系力增大,有利于DR值下降,穩(wěn)定性增加;③ 包芯紗的DR值,顯著小;④ 影響成紗DR值及穩(wěn)定性,在于喂入細紗牽伸區(qū)前的粗紗狀態(tài),3 m以上成紗不勻多為粗紗造成的;⑤DR值與短片段不勻無相關(guān)性,與中片段不勻具有相關(guān)性,與3 m以上的不勻呈正相關(guān)性;⑥D(zhuǎn)R(+)和DR(-)數(shù)值接近,若差異較大,說明指標有問題,需查找原因。

2.6.5 黑板棉結(jié)及雜質(zhì)

黑板棉結(jié)及雜質(zhì)不僅會影響紗線評等、織物外觀質(zhì)量以及染整加工后的布面和色澤,還會破壞半制品的內(nèi)在結(jié)構(gòu)[4]。烏斯特條干儀測試的棉結(jié)與布面棉結(jié)有相關(guān)性,但不能“劃等號”。有時侯,烏斯特條干儀測試的棉結(jié)少,但黑板棉結(jié)偏多且大,或電清反映的小棉結(jié)多,就會出現(xiàn)布面棉結(jié)多的情況。黑板棉結(jié)及雜質(zhì)與布面質(zhì)量正相關(guān),要保證紗線質(zhì)量必須關(guān)注黑板棉結(jié)。表8為部分號數(shù)棉紗的黑板棉結(jié)及雜質(zhì)質(zhì)量標準示例。

表8 部分號數(shù)棉紗的黑板棉結(jié)及雜質(zhì)質(zhì)量標準

2.6.6 其他變異性質(zhì)量指標的控制

好的質(zhì)量指標不僅包括指標平均值,還應包含指標的一致性及穩(wěn)定性。變異性質(zhì)量指標主要包括質(zhì)量不勻率、CVb值、毛羽不勻率、捻度不勻率及強力不勻率等,這些指標影響棉紗質(zhì)量的穩(wěn)定性,也是影響后道產(chǎn)品外觀質(zhì)量的重要因素,市場及用戶關(guān)注度較高[5]。常規(guī)品種的CVb值、毛羽不勻率、捻度不勻率及強力不勻率等參照烏斯特公報,差異化品種參照打樣水平;質(zhì)量不勻率普梳紗不大于2.0%,精梳紗不大于1.8%。部分號數(shù)棉紗普梳機織紗變異性指標控制要求見表9。

表9 部分號數(shù)棉紗普梳機織紗變異性指標控制要求

2.7 100 km紗疵標準

根據(jù)紗線最終用途,紡紗廠和紗線采購商共同決定哪些紗疵需要控制。采用USTER紗疵儀測試100 km紗疵,應定期檢查清紗曲線,杜絕惡性紗疵;優(yōu)化電清工藝等有利于100 km紗疵的控制。部分號數(shù)普梳針織紗100 km紗疵質(zhì)量標準見表10。

表10 部分號數(shù)普梳針織紗100 km紗疵質(zhì)量標準

2.8 與紗線質(zhì)量密切相關(guān)的指標

2.8.1 異纖紗疵

棉紗中異纖對布面外觀質(zhì)量的影響越來越大,屢遭投訴和索賠,對企業(yè)造成經(jīng)濟損失,因此要高度重視[6]。不同顏色布面對異纖的要求見表11。

表11 不同顏色布面對異纖的要求

計算異纖含量的方法:折算系數(shù)根據(jù)常規(guī)布面經(jīng)緯密、布幅計算得來,經(jīng)紗折算系數(shù)為經(jīng)紗用紗總長度除以1000 km,緯紗折算系數(shù)為緯紗用紗總長度除以1000 km,經(jīng)緯紗部分折算系數(shù)見表12。

表12 經(jīng)緯紗部分折算系數(shù)

實例解析:電清異物切紗數(shù)包括有害異纖、棉桿纖維、棉籽顆粒等,以賽絡(luò)紡CJ/T 90/10 36.4 tex漂白紗為例(經(jīng)緯共用),其異物切疵情況見表13。

表13 異物切疵情況

由表11～表13可知,分析30個異物紗疵中有2個有害異纖,占比為6.7%;1000 km紗異物切紗數(shù)為61個,1000 km紗有害異纖數(shù)為4.1個,36.4 tex經(jīng)紗折合系數(shù)為0.50,36.4 tex緯紗折合系數(shù)為0.35,折合為100 m布經(jīng)紗有害異纖數(shù)為2.1個,折合100 m布緯紗有害異纖數(shù)為0.7個,共計2.8個,小于100 m布標準要求的異纖數(shù)為20個。

2.8.2 細紗千錠時斷頭

細紗千錠時斷頭就是1000個錠子在1 h內(nèi)的斷頭根數(shù);細紗斷頭合格率等于實測千錠時斷頭合格臺數(shù)除以實測總臺數(shù)的百分比。部分細紗千錠時斷頭標準見表14。

表14 部分細紗千錠時斷頭標準

2.8.3 絡(luò)筒1000 km紗切疵數(shù)

通過觀察絡(luò)筒1000 km紗切疵數(shù),若紗疵超過標準要及時排查原因并整改。部分品種1000 km紗疵數(shù)質(zhì)量標準見表15。

2.8.4 捻接質(zhì)量合格率及穩(wěn)定性

不同企業(yè)、不同品種適用性的捻接質(zhì)量合格率均不同,要根據(jù)實際情況制定,一般規(guī)定為捻接強力、捻接外觀和伸長3項。

a) 捻接強力:捻接強力應不小于原紗強力的75%;在用力拉伸有捻接的紗線時,斷頭應該彈開;紗線不應總是在捻接處斷裂,紗線接頭在拉伸時不應滑離脫開。

b) 捻接外觀:接頭應該有統(tǒng)一的長度;接頭中纖維不外露,纖維混合均勻;接頭處紗線表面的纖維排列正常;紗尾完全包覆在接頭中;捻接接頭表面應光滑,與原紗基本一致。

c) 伸長:紗線接頭處應具有一定的拉伸率,不得小于原紗拉伸率的70%,捻接接頭處不能脆斷。

2.8.5 細小紗疵的把控

細小紗疵主要包括常發(fā)性細小紗疵和偶發(fā)性細小紗疵。常發(fā)性細小紗疵,如細節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)只能近距離辨認;偶發(fā)性細小紗疵,主要靠近紗體0軸,大部分在紗體內(nèi)部,清除比較困難。細小紗疵單個出現(xiàn)危害性較小,如果密集出現(xiàn)則對布面危害較大。

每個工序出現(xiàn)問題都會造成細小紗疵增多,細小紗疵主要是纖維排列結(jié)構(gòu)不良造成的。纖維排列結(jié)構(gòu)不良的主要原因是:鉗口未控制的纖維多,變速狀態(tài)不受控制;在牽伸過程中,纖維易受雜質(zhì)干擾;當纖維受打擊而斷裂時,短絨率升高,粗、細節(jié)增加。

一般情況下,纖維都是以單纖維變速的,當以束纖維變速時就會產(chǎn)生粗、細節(jié)。須條粘連,棉卷或棉條層、圈之間粘連或在高架上粘連,或?qū)е乱馔馍扉L;因條子運行路徑比較長,如精梳條的纖維比較順直、抱合力較差,容易造成意外伸長。

纖維處于浮游狀態(tài)的原因:① 纖維比較短;② 牽伸隔距與纖維長度不匹配;③ 摩擦力界控制力比較弱;④ 喂入纖維結(jié)構(gòu)較差,排列混亂;⑤ 纖維在運行過程,受到擦掛的影響。部分品種細小紗疵控制標準見表16。

表16 部分品種細小紗疵控制標準

2.8.6 各工序回潮率的控制

紗線回潮率直接影響紗線的強力、毛羽、條干不勻率、棉結(jié)等指標,和成紗質(zhì)量關(guān)系密切,是紡織廠重點控制的主要指標之一[7]。原棉的回潮率影響前紡開松和除雜,需在標準分級室充分吸放濕平衡;粗紗、細紗回潮率影響羅拉粘纏和斷頭等;絡(luò)筒回潮率影響紗線毛羽和斷頭。各工序回潮率及溫濕度的控制標準見表17。

表17 各工序回潮率及溫濕度的控制標準

2.9 生成質(zhì)量標準

將從前到后的8項質(zhì)量標準逐項生成為1張表格,形成一套系統(tǒng)的質(zhì)量標準,保證每個客戶每個品種均有質(zhì)量標準。將質(zhì)量標準的所有內(nèi)容生成到一個工作表中,利用Excel中的Vlookup縱向查找函數(shù),對質(zhì)量標準使用多個表格之間快速導入數(shù)據(jù)功能,幫助我們在眾多工作表數(shù)據(jù)中找到答案,生成質(zhì)量標準表格。如需查找客戶用途及織機類型,分別在織機類型、客戶用途、染整設(shè)備等表格中,正確輸入Vlookup函數(shù),在客戶名稱輸入“XX家紡有限公司”,用客戶名稱進行查找引用,自動生成織機類型是噴氣多臂織機,用途是毛巾,染整設(shè)備是溢流機的信息。其他質(zhì)量標準的內(nèi)容,也可以通過查找函數(shù)Vlookup進行快速導入數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語

在多品種、小批量、斷續(xù)式訂單模式下,每個品種都需要單獨制定質(zhì)量標準,且質(zhì)量標準應根據(jù)品種和客戶用途制定。成紗指標根據(jù)客戶產(chǎn)品要求,或者根據(jù)樣品指標采用統(tǒng)計學置信區(qū)間制定質(zhì)量指標的上、下限,再根據(jù)質(zhì)量指標上、下限進行工藝設(shè)計,保證質(zhì)量指標在某一范圍內(nèi)波動,以穩(wěn)定車間質(zhì)量。應用質(zhì)量標準可以對紗線半成品、成紗質(zhì)量進行預警,以達到紗線質(zhì)量和成本的最優(yōu)化。