專利名稱：用于刺繡品線色管理的系統、方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及在刺繡品縫紉設備上制造刺繡品設計圖樣的技術，更特定而言，本發明涉及的技術內容是對用于形成該設計圖樣的織線的各種顏色進行管理。
背景技術：
現代的刺繡品通常是在縫紉設備上制成的，這樣的縫紉設備將縫紉機構與一種裝置實現配對，其中的裝置用于使織物在該縫紉裝置的下方同步地移動。更具體而言，使織物在前、后、左或右的方向上移動，與此同時，縫紉機構將織線的針腳插嵌到其位置已由上述運動而確定的織物中。因而，隨著該過程的進行，針線的圖案就浮現出來了，該圖案被設計成代表著特定的圖像或圖形。在諸如棒球帽、汗衫、或高爾夫體恤衫等許多種衣物制品上，通常能見到刺繡的圖樣。另外，這些圖樣往往被制成這樣其帶有多種不同顏色的織線，以便于以最好的效果展示所繪制圖形的美觀效果。例如，繪制了籃球圖像的刺繡圖樣可能使用橙色的織線針腳來描繪籃球的圓環形區域，然后再使用較密的黑線針腳來描繪外輪廓、以及位于球形圖像內部的其它黑色線條。因而，采用了兩種不同的線色一橙色和黑色來形成代表籃球設計圖樣的刺繡品。隨著圖樣的復雜程度或混雜程度的提高，圖樣可能需要用到更多數目的不同線色。事實上，許多刺繡設計圖樣可能需要形成多于一打的獨特線色，該設計圖樣的每個不同部分都要使用不同的線色來完成刺繡。


圖I表示了一種單頭刺繡機的實例，圖中表示出了刺繡機的各個組成部件，圖中，織線的線軸被保持在心軸臺架和心軸上，臺架與心軸在圖中分別由標號101和102指代，圖中還標出了一些作為基準點的其它部件；圖2是圖I所示的、其各組成部件被標出的示例性單頭刺繡機的側視圖；圖3中的放大圖表示了上部織線臺架以及一個區域，在該區域內，織線的線軸被繪制為落座在織線臺架心軸的頂部。圖中未繪出諸如螺旋管、織線臺架心軸等一些元件，以便于更好地表示出那些不然的話會遮擋住的部件。在該實例中，盡管織線臺架能保持著15個織線線軸，但圖中只表示出了8個線軸。圖中括號內的數字代表了一些織線引導孔，這些引導孔是為各個線軸上的織線在初始時穿行而設置的(例如，第一線軸I的織線穿經過孔1，依此類推)；圖4表示了圖3所示結構在將最右側的織線線軸去掉、且安裝有多個ID讀識器時的情形(參見嵌裝的ID讀識器409以及電源/數據纜線410)；圖5是分別從側面和下部對常規織線線軸的外觀和結構所作的透視圖6表示了在使用織線線軸感測系統的過程中信息的總體流向圖、以及在此期間的一些物理過程；圖7表示出為了在一組刺繡機上制出刺繡圖樣而對圖樣執行時間規劃的過程；圖8表示了在圖7所示過程的條件下所采用的后處理步驟；圖9表示并介紹了計算各組線色直接色差的實例；以及圖10表示了對已為刺繡機規劃好的刺繡設計圖樣重新進行排序的過程。
具體實施例方式現代刺繡設備的出現使得如下的工藝變得容易了 在同一時間將多于一個的線色裝載到設備上，由此能制出多個線色的設計圖樣。事實上，許多刺繡機都允許將6個或更多個具有獨特顏色織線的線軸布置在設備上，從而在制成設計圖樣的過程中，使得設備能在各個時間點上自動地切換過渡為用不同的線色進行刺繡。但是，對于這樣的刺繡設備，保持著(或已裝載)無限數目的線色卻是不現實的，現代的刺繡設備通常不允許多于15個左右的線色同時裝到設備上。這就引發了如下的問題織線制造商可從潛在無限的調色板中創造出幾百種獨特的線色，但只有非常有限的一組顏色可被同時裝到刺繡設備上(例如可能是一次裝15個線色)。進而，如果要制出的設計圖樣所使用的線色數大于被裝到設備上的線色數，則制造過程的難度將顯著增大，甚至是無法完成。另外，如果某個刺繡設計圖樣需要將特定的一個分組線色裝到機器上，則不同的刺繡設計圖樣可能需要不同分組的線色。盡管這兩個分組的線色之間可能有重疊(也就是說，兩個分組例如都含有黑線色)，但兩分組中的不同將需要將某些織線線軸從設備上拆下，從而能裝上不同顏色的新線軸，以便于能制造不同的刺繡設計圖樣。在許多典型的生產環境中，經常要對裝到刺繡設備上的線色分組進行調整改變，以符合所制造的特定刺繡設計圖樣的要求。例如，如果某種刺繡機一次只能保持著兩個不同的線色，且其正在制造使用橙色和黑色織線的籃球圖樣，如果下一個設計圖樣是一種需要白色和紅色織線的籃球，則在可以制造下一籃球圖樣之前，黑色和橙色織線就必須要被從機器上拆下，代之為白色和紅色的織線。將目前已裝到機器上的線色取代為不同的新線色的操作通常是人工操作過程，由此，機器操作人員(即負責運行該設備的人員)必須要將目前位于保持器內、且穿線到設備機械結構中的織線線軸拆卸下，然后再將新的織線線軸布置就位，使其隨后可將織線送入到這些機械結構中。目前的很多種技術可被用來完成這樣的變更操作，這些技術包括將新織線的端部打結連接到仍處于機器機械結構中的舊織線的殘留部分上，從而可利用舊織線的殘留頭將新織線人工拉穿過機械結構。不論具體采用那種技術，該操作都是涉及人員干預和工時的人工操作過程。同樣地，在整個過程中，人為錯誤和工作效率將成為重要的影響因素。如果機器操作人員使用不正確的一種顏色取代織線線軸，則就可能發生這樣的人為錯誤。機器自身通常不具有任何機構來檢測安裝到其上的是什么顏色的織線。因而，例如如果操作人員錯誤地將紅色織線裝到機器上，而不是安裝黑色織線，則刺繡圖樣將帶有紅色的針腳，而此處應該是黑色針腳，這就導致所生產的產品存在重大缺陷。人為干預的另一個缺陷在于在更換線色時，機器實質上需要處于待機狀態，從而降低了生產環節的總效率。
此處將介紹用于提高效率的方法和系統，可利用該方法和系統來對線色進行管理，同時還減小了出現人為錯誤的可能性。本發明優選實施方式采用了基于上述方法的、既有硬件又有軟件的組合方案，實現了上述目的，下文將通過解釋硬件結構以及機械特性來展開描述。參見圖1，刺繡機通常利用一些心軸的組織結構來保持著織線的線軸(參見圖I中的部件101和102)。圖2是同一機器的側視圖，從該圖可更為容易地看出織線的線軸是如何被安置到織線臺架心軸202上的。一旦被安裝到心軸上，織線將穿過織線引導件203、織線輔助調節器204、螺旋管205、織線張緊調節器206、以及機器的其它一些部件，直至最終穿過縫紉針的針眼為止，縫紉針使得織線能穿透正在刺繡的產品。織線被機器的機械結構從線軸上拉出后所經歷的特定路徑與本發明的方法、系統、以及設備沒有太大的關系，但為本文的描述提供了總體上的背景。本發明的方法和設備涉及刺繡機上保持著織線線軸的區域。圖3中更為相關的視圖表示了圖I和圖2所示示例性刺繡機上的這一區域。如圖所示，織線線軸331被布置在線軸臺架上，且套在上述的心軸上。圖中用虛線307表示了將織線從這些線軸上引出的示例性路徑。每個線軸通常都帶有不同顏色的織線。圖中的示例性刺繡機能保持多達15個線軸，這些線軸上的織線最終將穿入到機器其它部分處的15個針中。織線最終穿線經過的針號通常被該線色在機器上的“位置”。例如，紅色織線可被布置在一號針上，藍色織線可被布置在七號針上。此處，針號還代表了相關的線軸位于那個心軸上。在圖3中，位于左側最后方位置的線軸涉及針1，其織線穿過織線引導件上標為(I)的孔洞。其余的各個孔被依次標為(2)到(15)，且這些孔位于設置了心軸和織線線軸的位置的上方。因而，可容易地在針號與分配給線軸心軸的數字之間建立起直接的關聯。在考慮如何制出某個刺繡設計圖樣時，知曉那種線色與那個針位相關將是重要的信息。具體而言，在制造過程中，刺繡機需要知道在給定的位置點上切換使用那個針，以確保在該位置點上使用了正確的線色。如果刺繡設計圖樣需要許多種不同的線色，機器將不得不在制成設計圖樣的過程中切換到許多不同的針位上。如上文指出的那樣，在生產過程中指明切換為那些針(或者作為備選方案，指明帶有該線色的針位)的操作通常是人工過程，在該過程中，操作人員通常是利用位于設備附近的計算機或鍵盤輸入這一信息。通過使得刺繡機能自動檢測什么樣的線色對應著各個不同的針位(即不同的織線線軸心軸)，就基本上能消除該人為干預操作。如下文將要詳細描述的那樣，通過在線軸心軸的附近設置傳感器，使得線軸心軸在被放置到機器上時能被自動地識別出來，由此就能實現上述目的。具體而言，在文中描述的一種實例中，在位于各個線軸心軸下方的圓形泡沫基座中嵌裝了小的射頻標識符(RFID)讀識器。參見圖4，可見泡沫墊408帶有嵌裝的小ID讀識器409，其與從泡沫中孔洞穿出的電源/數據纜線410相連。從而，該纜線可容易地穿過線軸心軸上的小孔而與可被容易地安裝在線軸心軸臺架下側的微處理器或其它接口設備相連接。此外，臺架上的15個線軸心軸都具有這種相同的組件，這些組件按照類似的方式安裝在它們的下面。因而，在此情況中，安裝了 15個短距RFID讀識器，它們與臺架的15個線軸心軸相對應。讀識器與微處理器或其它接口的連接使得讀識器能檢測到靠近其的射頻標簽。具體而言，可在每個織線線軸的內部安裝設置有RFID標簽(例如以小貼簽的形式)，而每個線軸可被布置到刺繡機上。當標簽處于RFID讀識器的附近時，其將向讀識器發射獨有的識別數字，該數字被微處理器或其它接口設備接收到，隨后與識別數字的已知列表進行匹配，以精確地確定出是哪個線軸靠近了位于臺架上特定線軸心軸位置處的RFID讀識器。當然，此條件下假定線軸上已經預先粘貼了這些RFID標簽，且已將如下的信息記錄下來將各個標簽所發射出的識別數字與該標簽所粘貼的特定線軸的線色進行關聯。另外，當微處理器或其它的接口設備接收到獨有的識別數字時，其訪問上述的信息，從而能推導出布置在心軸上的線軸的線色。圖5是分別從側面和下方對常規線軸的外觀和結構所作的透視圖。通常是由天然纖維或人造纖維構成的織線被繞著錐形的構造進行卷繞，其中的錐形構造一般是由某些類型的成型塑料制成的。因而，每個織線線軸都具有兩個主要部分真正的織線、以及織線所包繞著的塑料構造。如果從下方進行觀察，可看到該塑料結構中具有許多中空區域，這些區域包括位于其中心處的長管狀空洞，該空洞使得線軸可被布置在織線臺架的心軸上。在線軸的下方、通常在其中一個中空區域內，可最為容易地布置具有唯一性的識別標簽，在當前的情況中，該標簽是由薄的PVC (聚氯乙烯)材料制成的圓形小貼簽。例如在從織線制造商或經銷商處購得標簽之后，將其布置在織線線軸上，一旦完成了該操作后，將各個線軸單獨地布置在傳感器的附近，該傳感器檢測出標簽的識別數字，使得使用者能將該數字與線軸上織線的顏色關聯起來。這些關聯關系可被極為容易地存儲到電子數據庫中，而后，所有的織線線軸可被存放起來，作為生產機構的總庫存。當線軸被從庫存中取出并放到刺繡機上時，先前粘貼上的標簽使得刺繡機(帶有上述的革新措施)可推導出或確定出機器特定線軸或針上的是哪種顏色的織線，并將該信息發送出去。隨后該信息使得如下的目的成為可能自動向機器發出正確的針位移動指令，而無需人的干預，從而能利用正確的線色組合制造出相關的刺繡設計圖樣。要在刺繡機上制出的刺繡設計圖樣通常是以刺繡數據文件的形式存在的，在進行生產之前，該文件被發送給刺繡機。通常情況下，該數據文件中存儲的是二維笛卡爾坐標(具體表現為成對的X，y數值)的序列，這些坐標代表了設計圖樣上各個針刺位置點(即針腳)的次序和位置。另外，由于刺繡設計圖樣通常是由多于一個的線色構成的，所以該數據文件一般還具有被稱為顏色改變命令的內容，這些命令被混編到坐標序列中，代表了在應當改變線色時針腳序列中的精確時刻。通常存儲在刺繡數據文件中的另一類型有用信息是應當被用來形成該設計圖樣的各個線色的具體順序。在文件中，這些線色可由多種不同的方式來進行表達，這些方式包括(但不限于)線色所涉及的紅、綠、藍的分量色值；或具體的織線制造商的型號數字。無論如何，標明的顏色次序與編入到坐標位置序列中的變色命令組合起來所獲得的信息足以在制造刺繡設計圖樣的過程中確定出在哪個特定的點上應當切換為哪個縫紉針或哪種線色一假定已經知道哪個線軸或針帶有規定線色的話。因而，這一內容再次表明了如下系統的實用性其可自動檢測出位于各個心軸上的線色，與此相對的是需要人員干預來人工標明關聯關系。圖6概括地表示了在使用線軸感測系統的過程中、信息的流向以及所發生的物理過程。需要指出的是微處理器或其它接口設備661代表了示例性的硬件及軟件系統，這樣的系統可被用來基于其所發送或接收到的數字信號而產生動作。該物品661通常表現如下的形式專用的微處理器、通用的個人計算機、或兩種或多種此類裝置的組合體。但是，任何能利用基本的軟件指令接受和產生出規定的數字信號的其它裝置都可被用來實施文中描述的示例性方法和設備。
圖6還涉及到了遙測信息667，該信息是由刺繡機發送來的數據，其代表了當前工作狀態的各個方面。通常情況下，刺繡機能以數字方式發送多種應用數據，或在另外的地點處實施監控(例如在靠近個人計算機的屏幕上進行監控)。該數據可包括這樣的內容當前正在加工的刺繡設計圖樣上剩余的待縫紉針腳數；或者傳感器是否檢測到織線發生了短線。除了這些類型的數據之外，刺繡機現在還可發送關于已被布置在機器上的線軸ID數字的信息，且當改變織線線軸時(即當操作人員用新的線軸取代某個線色的線軸時)，刺繡機可將對該改變作出通知，并將此通知作為連續發送的遙測數據的組成部分。研發出的另一種方法考慮了如下的情況生產環境可能是由一個或多個刺繡機組成的，這些刺繡機生產出刺繡設計圖樣變化著的連續貨品流，且在該貨品上，各個設計圖樣所要求的線色是不同的。此條件下，通過將特定刺繡機上將要制造的刺繡設計圖樣規劃為特定的次序，以減小對線色進行管理(例如用一些不同顏色的線軸取代當前線軸等的操作)所需的時間量和人工干預，由此研發出了由計算機實施的方法，以優化該生產過程。在研發此類方法的過程中，考慮到了兩個主導因素。首先，對于給定的待生產刺繡設計圖樣的順序，對每個設計圖樣所需的線色進行評價，并與其它設計圖樣所需的線色進行比較。更具體而言，對要在特定機器上生產的多個刺繡設計圖樣可生成一個隨機的次序。然后，對需要更換任意線軸(即由于某種設計圖樣需要使用并不包括在機器各心軸上當前具有的不同線色)的次數進行計數。該計數被稱為線軸更換計數，其是由生產順序中全部刺繡設計圖樣在制造過程中發生的總更換次數組成的。應當指出的是如果按照不同的順序來生產這些刺繡設計圖樣，則可能得到不同的線軸更換計數。例如，在生產需要不同線色的設計圖樣之前，先生產出所有其所需線色已存在于機器的一個或多個心軸上的設計圖樣，這樣最終就能使得線軸更換計數小很多。因而，對于特定的一組刺繡設計圖樣，可生成所有可能的排序方式，再對各種排序方式計算出線軸更換計數。如果設計圖樣的實際生產過程選用了的排序是線軸更換計數最小的排序，這就表明需要更換的線軸是最少的，潛在地是，這就減少了更換線軸所需的操作人員工時/勞動量。除了線軸總更換計數之外，還可考慮采用的度量標準來評價刺繡設計圖樣選定排序的最優性。這些其它的度量標準可能包括在制造生產順序中的各個刺繡設計圖樣的過程中，各個設計圖樣的生產之間必須要更換的線軸的最小數、最大數、以及平均數。該評價結果與上述統計結果減小的合并效果進一步確保了各個刺繡設計圖樣的生產之間的任何重大延誤都被減小了。要考慮的第二個主要因素是在具有多臺刺繡機的生產環境中，不同刺繡機的心軸上在當前可能裝有不同的線色組。因而，在一組要被生產的刺繡設計圖樣中，如果能將一些設計圖樣都規劃到已帶有這些設計圖樣所需的所有線色(或大部分線色)的刺繡機上進行生產，這樣的規劃方式與將這些設計圖樣規劃到不帶有全部或大部分所需線色的刺繡機上的方式相比，可進一步地縮減各臺刺繡機的線軸更換計數。同樣，在此條件下，可確定出在給定的一組刺繡機上制造一組給定設計圖樣的所有組合形式，并可如上述那樣，為每臺刺繡機計算出所導致的最小線軸更換計數。然后，可選擇其所導致的線軸總更換計數(即當將所有機器的計數都加到一起時的線軸更換計數)最小的組合形式(即生產規劃方案)，以使花在線軸更換工作上的時間最短。此外，上文提到的其它統計結果的減小也可被用來選擇優選的組合方式。在多個刺繡機之間為待生產的設計圖樣進行規劃時，需要考慮的一個競爭因素是出現這樣的情形對于特定的一臺機器或一些機器的分組，所規劃的生產量是不成比例的。在此情況下，在制造刺繡設計圖樣方面，其它一些機器可能處于停機狀態或者未能滿負荷工作。因而，即使某個特定的生產規劃方案可顯著地減小所需的線軸更換次數，但由于并非所有的機器都被充分地利用，所以可能會增加實際生產這組刺繡設計圖樣所需的時間。由于工作人員通常必須處于生產現場來監控設備一直至生產完成，所以這樣反過來還會增大勞動成本，這樣的方案還會帶來降低生產環節總生產能力的不利影響。因而，在平均利用各個刺繡機的需求與降低線軸總更換計數的目標之間進行平衡考量是非常重要的。平均使用生產環境中的各臺刺繡機意味著每臺刺繡機都始終具有要生產的刺繡設計圖樣，且在其它機器存在有待生產設計圖樣的訂單的情況下，該機器不會停歇下來(即不在生產刺繡設計圖樣)。通過了解在一臺刺繡機上生產出特定設計圖樣所用的時間就能大體上預計出機器的利用率。更具體而言，可采用一些因素來大體估摸出在某一刺繡機上制造任何具體的設計圖樣所需的生產時間，這些因素包括該設計圖樣上針腳的數目、該機器上制造針腳的速度、以及飾邊(trim)的數目、換針次數、制造該設計圖樣過程中所規定的跳線(jump)或其它更為獨特的事件、以及通常所需的可預測的固定時間周期。例如，執行線鎖邊所需的時間量可能是5秒，如果在制造設計圖樣的過程中出現了 3次線鎖邊，則實質上就將額外增加15秒的生產時間。一般而言，在刺繡機上實際制造設計圖樣之前，可精確地預計出該設計圖樣的制造時間。還有其它一些不太重要的因素，這些可影響線軸更換操作所需時間量或不然的話將影響到在設備上對線色進行管理，這些因素包括當前位于機器上的線軸心軸的位置；被拆卸下的織線在不久將來被隨后的設計圖樣再次使用的可能性(超出了當前順序/設計圖樣規劃方案的范疇)等。在未一組刺繡設計圖樣的生產規劃研發最佳方法時，還可以考慮到這些因素。例如，如果某個線軸心軸必須要從機器上拆下，通常可行的方案是在機器實質上處于運轉狀態時(即在制造刺繡設計圖樣的過程中)執行該操作，從而，機器無需在更換線軸心軸的過程實質上進行待機。但是，在執行該操作時，如果被更換的線色所對應的針并不靠近或接近機器上當前正在執行縫紉操作(例如正在上下移動)的針，則操作通常更為容易、更為快捷。對于操作人員而言，鄰近的、正在動作的針使得穿新色織線的操作變得更為困難，并增大了此過程中產生人身傷害的可能性。因而，可基于如下的優先條件對所制造刺繡設計圖樣的順序進行調整使得必須要更換的線色對應針所處的位置不靠近必要的針、或者制造前一緊鄰設計圖樣的過程中用到的針。因而，可在機器仍然對一個或多個在先的設計圖樣進行加工的同時，由操作人員來改變這些針上的線色。一般情況下，可進一步地設計出由計算機實施的方法，該方法可在計算出這些設計圖樣的優選排序或規劃方案之后，基于這些因素指示機器的操作人員在何時更換線軸的心軸。對操作人員的這一指示還可基于如下信息得出將要從機器上拆卸下的某種線色對于當前正在制造的刺繡設計圖樣上尚未制出的某些部分是否是必需的，或者未來其它設計圖樣需要使用該線色的可能性。為在由一個或多個刺繡機組成的一組刺繡機上制造刺繡設計圖樣而研發生產規劃方案或排序方案的優選實施方式是基于群集的概念而實現的。總體的概念集中體現為一些措施，利用這些措施可將數據組中的類似項目分組或歸類到一起，此處的類似性通常具有不同的定義，其取決于該數據組中所含項目的類型。本發明應用了這一概念，在該應用中，數據組的項目針對的是要被生產的特定刺繡設計圖樣，且設計圖樣之間的類似性由它們的線色在多大程度上類似(即如果這些設計圖樣共享了最小的必要線色分組，則它們就被認為更為類似)來進行衡量。圖9表示了如何計算這樣的類似性度量指標(被稱為線色差)。一旦選定了類似性度量標準(有時也被稱為差異度量標準)，就可建立起矩陣，該矩陣可計算出數據組中所有成對項目之間的差異或類似性。然后可采用標準的群集算法將類似的項目歸類到一起。促使在線色方面類似的設計圖樣被規劃到同一刺繡機上進行加工，這將形成這樣的群組由于群組中的所有設計圖樣具有非常類似的線色，所以，必要的線軸更換次數將更少。圖7和圖8表示了一種由計算機實施的方法，利用該方法可將一些設計圖樣規劃(即群集分類)分配給一組刺繡機，且如上文所述那樣，該規劃方案與保持所有可用設備都具有高利用率的因素實現了平衡。在模塊701和702中開始執行對計算機實施的數據結構進行初始化的操作。具體而言，對于各個待規劃安排的設計圖樣，都計算出該設計圖樣所需要的獨有線色的數目、以及其預計的生產時間，將這些信息存儲起來(即模塊701)。另外，對于要規劃其生產過程的機器組中的每臺機器，向其分配唯一的順序數字號，以識別該機器，且等于零的生產時間被規定為代表尚未為該機器規劃分配任何設計圖樣；因而該機器在當前被估計為花費了零時間來制造設計圖樣。然后，模塊722確定出當前位于各個機器上線軸線色，并將這些線色添加到各臺機器經過排序的“必要線色”組中。這組“必要的線色”代表了當前機器上可被用來制造設計圖樣的線色(并非是必需的，它們只是那些當前位于機器上的線色)。隨著由計算機實施的所述方法的執行，這組經過排序的、對應著各臺機器的“必要線色”可能會改變(例如增加或減少)。在模塊701之后，將所有的設計圖樣在初始時都看作是未經規劃的，這就意味著它們尚未被分配給任何特定的機器來執行生產。模塊702可為一個或多個設計圖樣增加注解，使得它們變為這樣的狀態已被規劃為在一組可用刺繡機中的某臺特定機器上進行生產。該注解實質上涉及操作利用獨有的數字為分配給某臺機器(步驟721)的設計圖樣標注代號，該設計圖樣已被規劃到該機器上進行生產。該注解過程還包括操作將設計圖樣的代號添加到由計算機操作的、與相關刺繡機相對應的隊列數據結構中。模塊702首先注解出與機器的“必要線色”最為匹配的那些設計圖樣，這意味著在被規劃給任何特定機器的所有設計圖樣中，這些刺繡設計圖樣的特有線色組與特定機器“必要線色”組之間的線色差(如圖9所定義)是最小的。如果計算出某單個設計圖樣相對于兩個或多個不同刺繡機的線色差是相同的(也就是說，在運算出的最佳匹配數值之間出現了平局)，則在該步驟中不對該設計圖樣進行注解。對于每個經過注解的設計圖樣，如果該設計圖樣所需的任意特有線色尚未包含在該線色組中，模塊703將這些顏色呈送給與該圖樣所規劃的機器相對應的“必要線色”排序組。另外，模塊704將各個已注解的設計圖樣的預計生產時間添加到該圖樣已被規劃的相關機器的生產時間中。當圖樣被進行注解時，模塊703實質上增加了被設定為各個機器維護的“必要線色”組中的項目數，且潛在地影響到了為尚未分配/未注解的設計圖樣計算出的最佳匹配值。因而，如果任何一些設計圖樣被新近進行了注解，就會對相關機器的“必要線色”組造成改變，模塊705將觸發而返回到方法中的模塊702，使得未經分配的那些設計圖樣可基于這些機器經過升級的“必要線色”組來嘗試進行注解。如果沒有任何設計圖樣在新近被進行注解(即“必要線色”組中沒有任何增加)，模塊705允許流程繼續前進到模塊706，該模塊檢查是否仍有設計圖樣未被注解。如果所有的設計圖樣都已被注解，就執行模塊708，該模塊隨后繼續下去而執行圖8中描述的后處理方法。作為備選方案，如果某些設計圖樣仍然未被注解，則由于計算出對于可用刺繡機組中幾臺機器中的每臺機器都具有相同的最佳匹配值，所以可將每個未被分配/未注解的設計圖樣與這幾臺機器中的某臺機器進行匹配。因而，模塊707選取一個這樣的未分配設計圖樣，并利用最佳匹配值相等、且其相關生產時間最短的這組機器中的機器號為其添加注解。如果在線色管理的約束條件方面存在同樣好的選項，則這樣作能帶來理想的優點一優先將設計圖樣規劃分配給利用率不足的機器。在模塊707對設計圖樣進行了注解之后，方法返回到模塊703，其中的模塊707潛在地影響了相關機器的“必要線色”組。圖8表示了上文在介紹圖7中的總規劃方法時提到的后處理方法。在所有設計圖樣都已被規劃分配給總的可用機器組中的一臺或多臺機器之后，再執行該方法。該方法被用來進行負載平衡調整，從而將規劃給某臺機器進行生產的設計圖樣最終移到不同的機器上進行生產，由此使得各臺機器的生產時間較為相等，所有機器都很好地得到了利用。為了確定這樣的調整工作是否是必要的，首先由模塊801對各機器的相對估算生產時間進行比較，以了解這些生產時間是否大致上相等(即每臺機器的運行時間大致上是相等的一在規定的裕度范圍內)。如果結論是肯定的，則如模塊802指示的那樣，該方法將結束執行。不然的話，模塊803將對與該機器相關的生產隊列中的所有設計圖樣進行評價，確定出那個設計圖樣的估算生產時間是最長的。更具體而言，模塊803找出某個帶有代號的設計圖樣，如果該設計圖樣被移到生產時間顯著短的機器(即在此時發生了重新注解并進行規劃的操作)，使得這個不同的機器的“必要線色”組的增加量最小。需要指出的是，這樣的表述與如下的表述是同義的比較而言，該設計圖樣的線色組與相關機器的“必要線色”組之間的線色差是最小的。一旦找到了這樣的設計圖樣之后，模塊804就將該設計圖樣的代號移動到該新機器(生產時間最短的機器)的隊列中，并適當地對該設計圖樣作重新注解，且根據需要向該機器的“必要線色”組中添加顏色，且增大了機器的生產時間，增大量等于該設計圖樣的估算生產時間。然后，模塊805撤銷掉在生產時間最長機器的隊列中位于被移走設計圖樣之后的、所有帶有代號的設計圖樣的注解。此處，對于各個設計圖樣的該撤銷步驟包括取消注解(即取消對機器的分配)；取消機器相關隊列中的設計圖樣代號；并消除“必要線色”組中的、由設計圖樣的原始注解所帶來的任何條目。在撤銷步驟之后，該方法返回到模塊702(如模塊806所指示)，這是因為現在在待規劃分配的、輸入的這一組設計圖樣中，出現了未被注解的設計圖樣，故必須要重新進行處理。在完成了上述的群集方法(如圖7和圖8所示)之后，每個機器都將具有對應的隊列，這些隊列中帶有一些刺繡設計圖樣的代號，這些設計圖樣已被記載為在這些機器上進行生產。在這一點上，機器的隊列中以一定的次序包含著這些刺繡品設計圖樣，先前介紹的群集方法將這些圖樣按照所述的次序放在隊列中。但是，如上文討論的那樣，即使是在單臺機器上制造一組設計圖樣，對生產規劃進行排序也能對線軸更換計數以及其它一些因素產生重大影響，其中的其它因素涉及到在該機器上執行線色管理的成本。由于應用群集方法所得到的當前排序可能并不是最優的，故現在要執行再排序的過程，這一過程致力于解決這樣的問題。圖10表示了由計算機執行的重新排序過程，該過程調整了已被規劃為在某一特定機器上制造的設計圖樣的排序。對于其相關隊列中關聯有兩個或多個設計圖樣代號的每臺機器都執行該重新排序過程。該過程從模塊1001開始執行，該模塊將機器隊列中所有刺繡設計圖樣的代號都移到新的臨時列表中。因而，此時機器的隊列是空的，所有設計圖樣的代號此時都位于臨時列表中。另外，模塊1001規定了初始的“機器色組”，該色組是一組特有的線色，該色組中顏色的數目是恒定數，等于相關刺繡機上設置的線軸心軸(或針)的數目。這組顏色在初始時被規定為包含著當前位于刺繡機上的線軸顏色。在執行重新排序方法的過程中，該“機器色組”可能要被改變。對于其代號處于臨時列表中的每個設計圖樣，模塊1002都為之計算出其與“機器色組”中所含顏色之間的色差值(利用圖9所示的方法)。該模塊還記錄為臨時列表所關聯的所有設計圖樣計算出的最小色差值。然后，模塊1003從處于臨時列表中的、且具有最小色差值的所有設計圖樣中選出某個設計圖樣，其所需的特有線色數是最大的。例如，如果設計圖樣A要用到紅色、藍色、以及綠色，設計圖樣B只使用黃色和藍色，但兩設計圖樣都具有最小的色差值一0，則由于設計圖樣A帶有3種顏色，而設計圖樣B中只具有兩種顏色，故選擇設計圖樣A。最終是，然后將選出的設計圖樣從臨時列表中移出，并在模塊1003結束時將其返送到機器的待生產設計圖樣規劃隊列中。如果模塊1003中選出的設計圖樣的最小色差值大于0，則就表明該設計圖樣需要的所有顏色并非都被包括在“機器色組”中。因而，模塊1004將改變機器的色組，使其包含用于制造該選出設計圖樣所必需的所有顏色。此處的該改變操作需要將“機器色組”中含有的一個或多個線色移出，以便于能增加相同數目的新顏色。例如，如果色差值等于1，這就表明“機器色組”中的一個現有顏色必須要被移出，從而可添加一個新的顏色。選擇去除哪個顏色是基于如下的判斷對于臨時列表中剩余的其它設計圖樣，色組中現有的哪種顏色是使用最少的。例如，如果某種顏色僅由臨時列表中的一個設計圖樣使用，而另一顏色由列表中的兩個設計圖樣使用，則首先是將前一顏色去除掉。然后，如模塊1005所示，重復而持續地執行重新排序的方法，直到臨時列表中的所有設計圖樣都已被移走、并被添加到機器的隊列中為止。該方法偏愛顏色數較多的設計圖樣、并使得對機器生產進行規劃的過程變得容易的事實是一種有用的推探方式在大多數實際的環境中，這樣的方式有助于進一步降低生產過程中更換線軸心軸的需求。如果關聯有代號的設計圖樣的原始數目足夠大、以至于對刺繡設計圖樣所有可能的排序方式(如上文討論的那樣)都進行運算已變得不太可行時，采用該推探法具有特別的益處。另外，采用上述的線色感測設備，可自動地檢測并跟蹤各色織線線軸在機器心軸上的布置狀況，這進一步有利于在此基礎上開發出許多方法，并有助于形成一套完整的解決方案，用于在大規模的刺繡品生產環境以及小規模的生產環境中都能實現對刺繡品線色的管理。
權利要求
1.一種方法，其包括操作 為分配給第一刺繡機的第一組刺繡設計圖樣確定出第一總生產時間； 為分配給第二刺繡機的第二組刺繡設計圖樣確定出第二總生產時間； 確定出第一總生產時間大于第二總生產時間； 確定出用在第一組刺繡設計圖樣中第一刺繡設計圖樣上的第一組線色與分配給第二刺繡機的第二組線色之間的第一差異； 確定出用在第一組刺繡設計圖樣中第二刺繡設計圖樣上的第三組線色與分配給第二刺繡機的第二組線色之間的第二差異；以及 如果第二差異小于第一差異，將第一刺繡設計圖樣移到分配給第二刺繡機的第二組刺繡設計圖樣中。
2.根據權利要求I所述的方法，其還包括操作 將第一刺繡設計圖樣的生產時間從第一總生產時間中減去；以及 將第一刺繡設計圖樣的生產時間加到第二總生產時間中。
3.根據權利要求I所述的方法，其還包括操作 將一個分組的線色從分配給第一刺繡機的第四組線色中移出，該分組的線色由第一刺繡設計圖樣使用，但第一組刺繡設計圖樣中的其它刺繡設計圖樣不使用該分組線色；以及將該分組線色添加到第二組線色中。
4.根據權利要求I所述的方法，其還包括操作 確定出當前位于第二刺繡機上的可用的一組線色； 從第二組刺繡設計圖樣中確定出第三刺繡設計圖樣，該第三刺繡設計圖樣所使用的顏色未被包含在可用線色組中的最少；以及 將第三刺繡設計圖樣分配到第二刺繡機的刺繡設計圖樣生產隊列中。
5.根據權利要求4所述的方法，其還包括操作 從可用線色組中確定出未被第三刺繡設計圖樣使用的第一非必要線色； 從可用線色組中確定出未被第三刺繡設計圖樣使用的第二非必要線色； 確定出第三刺繡設計圖樣所使用的、但未包含在可用線色組中的必要線色； 確定出第一非必要線色在第二組刺繡設計圖樣上的使用少于第二非必要線色，且該第二非必要線色在第二組刺繡設計圖樣上的使用最少； 在第二刺繡機上，用必要的線色取代第一非必要線色。
全文摘要
本發明公開了用于管理刺繡品線色的系統、方法、以及設備。一種示例性的方法包括操作確定出要被使用在刺繡設計圖樣上的第一組線色；確定出分配給第一刺繡機的第二組線色；確定出分配給第二刺繡機的第三組線色；確定出第一組線色中未存在于第二組線色中的線色的第一差異數目；確定出第一組線色中未存在于第三組線色中的線色的第二差異數目；如果第一差異小于第二差異，將刺繡設計圖樣分配給第一刺繡機的生產隊列。
文檔編號D05B19/12GK102978842SQ20121054994
公開日2013年3月20日 申請日期2009年1月14日 優先權日2008年1月14日
發明者D·A·戈德曼, N·B·帕特爾 申請人:威仕達品特技術有限公司