Совершенствование методов автоматизированного проектирования одежды на индивидуального потребителя

С каждым годом в нашей стране возрастают требования к качеству и ассортименту одежды, в том числе и одежды, изготовляемой на индивидуального потребителя. Производство высококачественной, модной, соответствующей уровню лучших мировых образцов одежды невозможно без использования передовой техники и технологии на всех этапах производства, в том числе на этапе конструирования и моделирования, определяющем дальнейшую судьбу новой модели одежды [1].

Положение на российском рынке одежды в настоящее время остается напряженным, несмотря на некоторые улучшения конъюнктурной ситуации. Как показали ежегодно проводимые ВНИИ потребительского рынка и маркетинга (ВНИИПР и М) опросы специалистов торговли, отечественные промышленные предприятия, изготавливающие одежду на типовые фигуры, в настоящее время не могут удовлетворить потребительские запросы в высококачественной одежде [2]. В 1997 году, согласно [3], продолжалась дальнейшая потеря отдельными неэффективными отечественными производителями позиций на внутреннем рынке страны и более динамичное развитие рынка импортных товаров, ввозимых на территорию Российской Федерации (РФ) более чем из 60 стран мира. При этом, по данным ВНИИПР и М, только одна треть от общего объема импорта составляют поставки престижных высококачественных товаров из стран ЕС, остальное — из Азиатско — Тихоокеанского региона (как правило, товары низкого качества, дешевые, и потому доступные большинству населения) [3].

Анализ обследования предприятий розничной торговли РФ, проведенный ВНИИПР и М в 1997 году [2] показал, что относительно дешевые изделия массового повседневного спроса (платья, блузки, мужские сорочки и брюки) имелись в достаточно большом количестве магазинов (75 — 82%). Более дорогие и реже приобретаемые изделия (костюмы, плащи и куртки) были примерно в 67%, а пальто — еще в меньшем количестве магазинов. Вместе с тем, удельный вес пальто в общем количестве реализуемых изделий различных ассортиментных групп не превышает 40 — 60% [2].

Опрос специалистов торговли, проведенный ВНИИПР и М в мартеапреле 1998 года в пятнадцати городах Российской Федерации, позволил выделить группу городов (в том числе и гг. Ростов — на — Дону), где покупатель может приобрести только изделия импортного производства [4]. При этом, по данным [2], прослеживается явное уменьшение процента доли импортной одежды группы женского пальто (с 35% в 1996 году до 24% в 1997 году), в общем объеме реализуемых изделий.

В тоже время, анализ состояния цен на товары народного потребления, проведенный специалистами ВНИИПР и М [3], показал повсеместное подорожание одежды, тканей и обуви. Только в течение первого квартала 1998 года цены на выше перечисленные товары повысились в среднем на 2,3%, а стоимость пальто и полупальто импортного производства увеличилась на 19% [5]. Вместе с тем, по данным большинства регионов [3], около 60% населения по своим доходам лишено возможности покупок дорогостоящих товаров. Следовательно, производство доступной по ценам одежды высокого качества является насущной задачей отечественных товаропроизводителей.

В настоящее время, вследствие ряда объективных причин, изготовление одежды на индивидуального потребителя испытывает значительные трудности и угасает. Это связано с оттоком, из — за низкой оплаты труда, высокопрофессиональных специалистов сферы быта на частные предприятия. Применение ручных методов работы исполнителей на этапах подбора предпочтительного силуэтно-композиционного решения модели и конструктивного моделирования, также не способствует привлечению современного потребителя на предприятия, изготовляющие одежду на заказ.

Однако, отказаться полностью от системы изготовления одежды на заказ не представляется возможным, так как швейные предприятия сферы быта и услуг характеризуются оперативной готовностью к изготовлению изделий различной сложности, из новых материалов, на любую фигуру, в соответствии с требованиями заказчика [1].

Успех деятельности швейных предприятий, в том числе и предприятий, изготавливающих одежду на конкретного заказчика, сегодня всецело зависит от действенной переоценки существующих процессов и методов проектирования одежды.

Интенсивное развитие вычислительной техники, ее доступность, а также необходимость сокращения трудозатрат создают предпосылки для широкого использования систем автоматизированного проектирования (САПР) в швейной промышленности, в том числе и для проектирования одежды на индивидуального потребителя. Вместе с тем, известно, что улучшение качества одежды и культуры обслуживания заказчика в определенной степени зависят как от организации производственно — технологического цикла, так и от степени оснащенности процесса современным оборудованием. При этом, дополнительное сокращение сроков изготовления заказов возможно за счет исключения примерок, т. е. создания беспримерочного процесса проектирования и изготовления одежды.

В настоящее время накоплен определенный теоретический и практический материал по созданию исходной информации для системного проектирования одежды, изготовляемой промышленными методами, на усредненную, так называемую типовую фигуру, а также для разработки автономной подсистемы САПР одежды (САПРО), рассчитанной на индивидуального заказчика, с учетом особенностей его телосложения. В МГАЛП, МГТА, ГАСБУ, ИГТА и др. ведутся исследования, посвященные решению вопросов автоматизации проектноконструкторских работ при создании отдельных подсистем САПР и созданию автоматизированных методов типового проектирования и конструктивного моделирования одежды на базе единого информационного и математического обеспечения [19, 24, 27, 28, 35, 48, 65, 66].

Для дальнейшего развития и совершенствования процесса автоматизированного проектирования одежды на индивидуального потребителя, все большее значение имеет получение научно-обоснованной информации о размерах и особенностях комплекции фигур женщин, использование рациональных методов расчета и построения разверток деталей одежды, позволяющих проектировать одежду с высокой степенью соответствия внешней форме фигуры заказчика, а также грамотный подбор предпочтительной для конкретного заказчика модели.

Вопросы автоматизированного выбора предпочтительных конструктивных решений изделий, разработанных с учетом законов гармонизации, и совершенствования метода проектирования одежды на индивидуального потребителя, основанного на определении размерной характеристики фигуры и принадлежности ее к выделенным типам фигур гармоничного сложения, с использованием математического аппарата теории распознавания образов, являются недостаточно изученными, и в то же время наиболее актуальными.

Целью работы является совершенствование метода автоматизированного проектирования одежды на индивидуального потребителя на основе законов художественной гармонии и сохранения композиционной целостности системы «человек — одежда», с учетом реальных возможностей современных российских предприятий швейной отрасли.

Объект исследования — метод автоматизированного проектирования женской одежды на индивидуального потребителя. Исследования проведены на примере демисезонного пальто, обладающего большим разнообразием конструктивного построения объемно — пространственной формы, и являющегося одним из наиболее распространенных видов женской одежды.

Методы исследования. Работа базируется на целостном, системном подходе к проблеме проектирования женской одежды. На отдельных этапах исследования использовались методы системного и логического анализа, экспертных оценок, теории классификации и кодирования, методы математического моделирования, конструктивная теория чисел, методологические основы антропометрии, социологические исследования, теория алгоритмизации и программирования, теория распознавания образов, законы зрительного восприятия, методы математической статистики.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней:

— разработана усовершенствованная структурно — информационная схема САПРО на индивидуального потребителя, базирующаяся на специально созданных системных управляемых базах данных информационных и графических образов;

— предложена объективная классификационная схема особенностей комплекции фигур женщин, отличающаяся компактностью и позволяющая формализовать информацию об индивидуальных особенностях фигуры заказчика применительно к задачам САПР;

— разработано математическое обеспечение процесса определения особенностей комплекции фигур женщин на основе законов гармонизации;

— на основе законов художественного пропорционирования и метода гармоничного разложения площадей, разработаны базы данных графических образов (БДГО) фигур — эталонов гармоничного сложения, алгоритм выбора фигуры — эталона, соответствующей индивидуальной фигуре заказчика, и программа создания плоскостного каркасного изображения конкретной фигуры;

— разработана, основанная на принципах конструктивной теории чисел и числового ряда Фибоначчи, гибкая модульная система описания фигур женщин, позволяющая при создании эскизов новых моделей одежды сочетать пропорции модного силуэта с пропорциями конкретной фигуры;

— разработана методика автоматизированного проектирования одежды на индивидуального потребителя, в которой расчет модельных конструкций (МК) осуществляется на основе законов гармонизации.

Практическая значимость работы состоит в:

— создании усовершенствованной насадки ростомера и координатного передвижного антропометрического приспособления для одновременного определения проекционных измерений фигуры, расположенных в различных плоскостях;

— разработке беспримерочного метода проектирования и изготовления одежды, основанного на использовании предложенного нами трансформируемого манекена для создания макета поверхности фигуры человека;

— разработке рекомендаций по установлению типа комплекций женских фигур, на основе предложенной классификации и рассчитанных значений коэффициентов пропорционированияразработке способа визуализации на экране дисплея «информационного портрета» заказчика, позволяющего консультанту увидеть разницу в пропорциях идеальной и реальной фигур и принять решение по выбору модели;

— разработке рекомендаций по выбору рациональной, обеспечивающей высокий уровень качества посадки изделия на фигуре, методики конструирования одежды для женщин различной комплекции;

— разработке подсистемы выбора предпочтительного решения модели с минимальными затратами времени на поиск мест расположения конструктивных членений и функционально — декоративных элементов для создания целостного, гармоничного образа.

Практическая значимость работы подтверждена результатами производственной проверки.

Основная часть работы состоит из пяти глав.

В первой главе проведен анализ существующих в настоящее время методов автоматизированного проектирования женской одежды для фигур различного телосложения, а так же классификаций телосложения женских фигур, разработанных для целей проектирования одежды. Рассмотрены основные направления развития систем автоматизированного проектирования одежды.

Во второй главе исследованы методы построения разверток основных деталей женской верхней одежды, для целей автоматизированного проектирования. Проведен развернутый анализ современных европейских методик конструирования одежды. На основе эргономических исследований разработаны рекомендации и составлен алгоритм выбора рациональной методики конструирования одежды для фигур различной комплекции.

В третьей главе разработан процесс распознавания внешнего облика заказчика в САПРО на индивидуального потребителя. Приведены результаты выборочного антропометрического обмера фигур женщин младшего возраста. Выявлены закономерности пропорционального строения гармонично сложенных (типовых) фигур женщин. Предложена усовершенствованная, на основе законов художественного пропорционирования, объективная классификация особенностей комплекции женских фигур. Разработан алгоритм и программное обеспечение процесса распознавания внешнего облика заказчика.

В четвертой главе на основе использования законов гармонизации сформировано информационное и графическое обеспечение для автоматизированного проектирования одежды. На основе анализа конструктивно — композиционного решения моделей — аналогов женского демисезонного пальто разработаны: информационные базы данных и графические фонды изображений элементов силуэтного, конструктивного и композиционно — декоративного решения модельных конструкцийсоставлена матрица предпочтительности композиционно — декоративных решений моделей женской верхней одежды для фигур различной комплекциипредложена схема кодирования информации о комплекции тела заказчика и фонда предпочтительных силуэтных, конструктивных и композиционно — декоративных решений одежды. Предложен способ воспроизведения на экране монитора «информационного портрета» заказчика. С этой целью, в соответствии с предложенной классификацией особенностей комплекции женских фигур, разработана база данных графических образов фигур — эталонов гармоничного сложения, алгоритм выбора фигуры — эталона, соответствующей индивидуальной фигуре заказчика, и программа создания плоскостного дискретного изображения конкретной фигуры.

Пятая глава посвящена решению вопросов совершенствования процесса автоматизированного проектирования женской одежды на индивидуального потребителя. На основе проведенных в данной работе исследований предложена структурно — информационная схема процесса автоматизированного проектирования одежды на индивидуального потребителя. На основе законов гармонизации разработана методика определения мест конструктивных членений основных деталей и функциональных элементов женской одежды. Предложен метод проектирования и изготовления одежды, исключающий участие заказчика в процессе примерки изделия. Приведено техническое устройство трансформируемого манекена для примерки одежды, новизна которого подтверждена патентом России № 2 114 541 [115].

В этой же главе приведены результаты производственной проверки основных положений диссертационной работы и экономическое обоснование целесообразности ее применения.

Основные результаты работы изложены в 7 публикациях, доложены и обсуждены на Всесоюзной научно — технической конференции молодых ученых «Прогресс, техника и технология, системы управления и автоматизированного проектирования в текстильной и легкой промышленности» (Москва, МТИ им. А. Н. Косыгина, 1989 г.), на научно-технических конференциях преподавателей Донской государственной академии сервиса (ДГАС) (1993 — 1998 гг.), заседании специалистов Технического совета Шахтинской швейной фабрики (1999 г.), заседании Большого художественного совета Ростовского Дома Моделей (1999г.), заседаниях кафедр «Конструирование и технология швейных изделий» (19 951 997 гг.) и «Моделирование, конструирование и дизайн» (1998 г.) Донской государственной академии сервиса.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов по главам и по работе в целом, библиографии и приложений. Работа изложена на 182 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунка, 26 таблицы и 16 приложений. Библиография включает 119 наименований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Установлено, что создание высококачественной одежды, соответствующей индивидуальному облику заказчика, в системе сквозного автоматизированного проектирования, позволяющей разработать принципиально новый подход к созданию информационных массивов и банка графических данных в системе сквозного автоматизированного проектирования одежды.

2. На основе анализа научно — исследовательских работ, выполненных в области проектирования одежды, показана возможность и целесообразность применения средств и законов художественного пропорционирования при автоматизации творческих работ на основных этапах создания моделей одежды, позволяющих сочетать пропорции модного силуэта с пропорциями конкретной фигуры.

3. С целью улучшения качества изделий и обслуживания заказчика предложена структурно-информационная схема САПРО на индивидуального потребителя, базирующаяся на системных управляемых базах данных информационных и графических образов. Предложенная система является открытой и может быть использована для проектирования любой ассортиментной группы женской одежды.

4. Результаты проведенного выборочного антропометрического исследования показали изменение пропорционального строения фигур женщин, обусловленное влиянием процесса акселерации. Выделенная наиболее часто встречаемая фигура женщин младшей возрастной группы размера 170 -92 — 100 с выпрямленной осанкой, высокими плечами, долихоморфного типа пропорций, равновесного типа по виду спереди и сбоку, указывает на целесообразность корректирования существующих в настоящее время стандартов для проектирования одежды и выделения типовой фигуры размера 170−92−100 в качестве базовой для женщин младшей возрастной группы.

5. Разработанная на основе законов художественного пропорционирования с использованием математического метода распознавания образов объективная классификация особенностей комплекции женских фигур, отличается компактностью и позволяет формализовать информацию об индивидуальных особенностях комплекции заказчика. Для целей автоматизации впервые качественная характеристика внешнего облика представлена количественными показателями. Разработан алгоритм и математическое обеспечение процесса определения особенностей комплекции, а также программа распознавания образа фигуры заказчика.

6. На основе анализа специальной литературы и анализа композиционнодекоративного решения модельных конструкций выделенной ассортиментной группы, разработаны информационные базы данных, а также графические фонды изображения элементов силуэтного, конструктивного и композиционно — декоративного решения женского демисезонного пальто, позволяющие создавать «информационно — графический» портрет проектируемой модели. Базы данных использованы при создании СУБД предпочтительного решения МК и обеспечивают функционирование подсистемы выбора предпочтительного решения модели в САПРО на индивидуального потребителя.

7. Впервые разработана система описания типовых фигур женщин, с использованием конструктивной теории чисел и числового ряда Фибоначчи, на основе которой предложен способ воспроизведения на экране монитора «информационного портрета» заказчика, разработаны базы данных графических образов (БДГО) фигур — эталонов гармоничного сложения, алгоритм выбора фигуры — эталона, соответствующей индивидуальной фигуре заказчика, и программа создания плоскостного каркасного изображения конкретной фигуры.

8. На основе исследования законов художественного пропорционирова-ния впервые найдены безразмерные коэффициенты для определения оптимальных, с точки зрения художественной выразительности, мест гармоничного расположения конструктивных членений, а также размеров и мест расположения функционально — декоративных элементов, позволяющие автоматизировать этап конструктивного моделирования предпочтительной для индивидуального потребителя модели, сократив временные затраты на ее отработку.

9. Проведенный развернутый анализ существующих европейских методик конструирования женской верхней одежды показал, что все они имеют предпосылки для автоматизации, а разработанные конструкции женского демисезонного пальто размера 164−96−104 фактически предназначены для фигур различных типов комплекции. Таким образом определен один из путей повышения уровня удовлетворенности потребителей одеждой высокого качества и разработан алгоритм его реализации — выбор предпочтительных для выделенных типов комплекции фигур методик конструирования.

10. Разработано и предложено принципиально новое устройство трансформируемого манекена для примерки одежды, позволяющего воссоздать макет поверхности тела потребителя с индивидуальными особенностями комплекции, новизна которого подтверждена выдачей патента на изобретение Российской Федерации № 2 114 541. Использование предложенного устройства позволяет сократить сроки изготовления заказа за счет полного отказа от примерок, что в свою очередь повысит качество обслуживания заказчика.

11. Практическая значимость результатов диссертационной работы подтверждена актами производственной апробации на предприятиях г. Шахты и г. Ростова — на — Дону. Ожидаемый суммарный экономический эффект от внедрения автоматизированного метода проектирования женской одежды на фигуры различной комплекции составит около 20,6 тыс рублей (в ценах на 01.10.98) при годовом выпуске 400 изделий женского демисезонного пальто.