为探究纺纱过程质量特征值波动的内在机理,依托纺纱过程所产生的海量数据,对纺纱质量特征值波动的成因、规律,以及影响质量成长过程的各类不确定因素的产生机理进行了分析,并对不确定因素与质量特征值之间的相互作用机制进行了研究;利用人机环境系统工程学理论,从纺纱质量特征值修正、波动规律表达、人-机-环境脆性模型构建,以及TARCH(1,1)模型对影响因素异常行为辨识四个方面对纺纱质量特征值波动的内在机理进行了建模与设计,进而提出了基于数据的纺纱质量预测"四步法"。通过实验仿真与对比分析,结果表明:"四步法"实现了纺纱质量特征值波动过程的可视化,做到了影响因素异常行为的事前预警以及成纱质量的实时在线检测,为构建基于数据的纺纱质量预测与控制提供了新方法。