Содержание к диссертации
Введение
1. Научно-экспериментальные предпосылки формирования новой информационной базы для проектирования рукавов сложных покроев 16
1.1. Общие понятия об оценке и управлении показателями качества посадки одежды 16
1.2. Выбор и обоснование объектов исследования 20
1.2.1. Обоснование и выбор одежды с рукавами сложных покроев в качестве объекта научного исследования ' ; 20
1.2.2. Конструктивная характеристика одежды с рукавами сложных покроев 20>
1.2.3. Анализ востребованности одежды с рукавами сложных покроев 24
1.3. Анализ конструктивных дефектов посадки рукавов сложных покроев 30
1.3.1. Исследование внешних проявлений и причин возникновения дефектов 30
1.3.2. Анализ существующих методов и признаков оценки качества посадки готовой одежды в статике 37
1.3.3. Технические средства для оценки динамического соответствия конструкции одежды 40
1.4. Анализ существующих методов проектирования рукавов сложных покроев 43
1.5. Антропоморфная характеристика опорной поверхности и верхних конечностей фигуры 1.6. Информационные технологии для управления качеством одежды 56
1.6.1. Основные направления развития информационных технологий для повышения'качества одежды 56
1.6.2. Направление развития компьютерных технологий в проектировании одежды 57
1.7. Обоснование выбора системы искусственного интеллекта для диагностики качества конструкторских разработок 65
1.8. Формирование цели и задач диссертационного исследования... 72
2. Исследование закономерностей формообразования рукавов сложных покроев 75
2.1. Исследование конструктивных параметров одежды с рукавами сложных покроев 75
2.1.1. Разработка номенклатуры конструктивных параметров чертежей-рукавов сложных покроев 75
2.1.2. Определение объемно-силуэтных форм рукавов сложных покроев 82
2.1.3. Исследование особенностей посадки одежды с рукавами сложных покроев 86
2.2. Разработка критериев для оценки качества посадки одежды с рукавами сложных покроев 97
2.3. Разработка классификации конструктивного решения рукавов сложных покроев 104
2.4. Исследование процесса формообразования внешней формы в системе «фигура-материал - форма одежды с рукавами сложных покроев» 105
2.4.1. Исследование топологии складкообразования в рукавах сложных покроев 105
2.4.2. Определение функциональных взаимосвязей в подсистеме «конструкция — объемно-силуэтная форма» 109
2.4.3. Определение функциональных взаимосвязей в подсистеме «пакет материалов.- объемно-силуэтная форма» 111
Выводы по главе 113
3. Антропометрическое обеспечение процесса проектирования рукавов сложных покроев 115
3.1. Экспериментальные исследования системы «фигура-одежда» в-статике 115
3.1.1. Обоснование дополнительных размерных признаков 115
3.1.2. Определение зависимостей между дополнительными размерными признаками конструктивными параметрами чертежей 121
3.1.3. Использование дополнительных размерных признаков для проектирования задней и передней частей рукава 124
3.2. Экспериментальные исследования системы «фигура-одежда»в динамике 127
3.3. Кинематическая схема для описания фигуры в динамике и проверки*динамического соответствия 136
3.4. Определение взаимосвязи динамических эффектов с показателями* объемно-силуэтной формы одежды с рукавами сложных покроев 140
Выводы по главе 146
4. Разработка экспертной системы для диагностики чертежей конструкций одежды с рукавами сложных покроев 148
4.1. Структура экспертной системы для диагностики качества решений 148
4.2. Обоснование программного обеспечения для разработки экспертной системы .. 154
Выводы по главе... 158
5. Разработка нового способа построения чертежей конструкций рукавов сложных покроев на основе параметрического синтеза системы «фигура — конструкция — одежда» 160
5.1. Влияние толщины пакетов материалов и силуэтного решения формына балансовые характеристики одежды...:. 160
5.2. Исследование конструктивных приемов, построения участков конструкций рукавов сложных покроев. 166
53-. Исходные данные для проектирования рукавов сложных покроев. 167
5.4. Алгоритм построения рукавов сложньгх покроев. 171
5.5. Разработка компьютерной программы для построения чертежей конструкций рукавов сложньїх покроев в САПР «Грация» 173
Выводы по главе. 175
Общие выводы и практические рекомендации 176
Список используемых источников..
- Обоснование и выбор одежды с рукавами сложных покроев в качестве объекта научного исследования '
- Разработка номенклатуры конструктивных параметров чертежей-рукавов сложных покроев
- Обоснование дополнительных размерных признаков
- Обоснование программного обеспечения для разработки экспертной системы
Введение к работе
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Одним из направлений совершенствования процессов конструирования одежды является автоматизация этапов творческого и инженерного труда. Для большинства этапов проблемы автоматизации уже решены, но существует еще большое количество проектных работ, не адаптированных к современным условиям автоматизированного проектирования. Традиционно особую трудность вызывает проектирования рукавов сложных покроев (реглан, цельнокроеный и их комбинаций с базовым покроем) ввиду отсутствия системы показателей, определяющих требуемый уровень качества. Для одежды с рукавами сложного покроя (РСП) характерно разнообразие объемно-силуэтных и конструктивных решений, которые обуславливаются модными тенденциями.
Наибольший вклад в методологию проектирования РСП внесли
научные исследования и разработки, выполненные Е.А. Янчевской,
Л.П. Шершневой, П.И. Роговым, К.Л. Процик. Безусловными
преимуществами данных работ является оригинальность приемов и конструктивных решений получения чертежей конструкций. Однако существующие алгоритмы не объединены общей концепцией проектирования РСП в системе «фигура - форма одежды — чертеж конструкции» и содержат недостаточное количество критериев для оценки качества чертежа конструкции.
Отсутствие в существующих алгоритмах функциональных взаимосвязей между входными и выходными параметрами системы приводит к накоплению ошибок, выявляемых лишь на конечном этапе при проработке образца модели в материале, не позволяет оптимизировать передачу информации между основными этапами процесса проектирования. Вышеперечисленное не застраховывает конструктора от принятия
ошибочных решений. Качество конструкции РСП зависит от обоснованности исходной базы данных, структура которой в существующих методиках конструирования ограничена по объему и содержанию, а используемая номенклатура входных параметров не позволяет заменить ручное проектирование автоматизированным и управляемым процессом построения конструкций с заданными выходными параметрами с последовательным приближением к желаемой форме.
Основным направлением совершенствования проектирования РСП является систематизация структуры исходных данных, конкретизация критериев оценки качества посадки одежды, введение процедуры пошаговой оценки и оптимизации принимаемых решений на всех этапах. Для реализации такого направления необходимы критерии проверки качества принимаемых конструкторских решений и параметров чертежей конструкций. Очевидно, что качество плоских чертежей деталей должно быть согласовано с желаемой формой одежды, а такие связи должны быть объединены математическим аппаратом, адекватно описывающим закономерности процесса формообразования одежды под влиянием различных конструктивных решений и позволяющим прогнозировать качество на всех этапах проектной разработки.
Механический перенос приемов ручного проектирования в среду систем автоматизированного проектирования (САПР) одежды не позволяет решить поставленные задачи и до конца использовать их огромный потенциал. Наиболее эффективным процесс конструирования станет тогда, когда в программную среду САПР будут внедрены элементы искусственного интеллекта в виде экспертных систем (ЭС) оценки качества и оптимизации принимаемых решений. К настоящему времени основы разработки ЭС в одежде заложены в работах Т.В. Медведевой, О.В. Гогаевой (РГУТиС), И.М. Акимочкиной (МГУДТ), в которых затрагиваются лишь некоторые этапы конструкторской проработки модели, в частности гармонизация
внешнего образа индивидуального потребителя и прогнозирование показателей качества одежды по графической информации системы «человек-одежда». Поэтому разработка ЭС для диагностики качества конструкций РСП является актуальной научной проблемой.
Диссертационная работа соответствует следующим пунктам паспорта ВАК научной специальности 05.19.04: 1. Разработка теоретических основ.и установление общих закономерностей проектирования одежды на фигуры типового и нетипового телосложения. 2. Совершенствование методов оценки качества и проектирования одежды с заданными потребительскими и технологическими показателями.
Диссертационная работа выполнена в 2004 - 2008 гг. на кафедре конструирования швейных^ изделий в соответствии с планом научных исследований Ивановской государственной текстильной академии.
Целью работы является повышение качества чертежей конструкций одежды с РСП.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
- проведен анализ информационно-методического обеспечения
процесса проектирования РСП;
изучена востребованность и качество внешнего вида одежды с РСП;
изучен процесс формообразования РСП;
определены номенклатуры конструктивных параметров чертежей и геометрических параметров внешней формы, ответственные за получение разных объемно-силуэтных форм (ОСФ) РСП;
разработаны параметрические модели эталонных конструктивных решений РСПс различной ОСФ;
разработаны, критерии качества РСП и экспериментальная установка для измерения геометрических параметров ОСФ;
- установлены функциональные взаимосвязи между отдельными
параметрами чертежей конструкций и ОСФ;
- установлены математические зависимости между конструктивными
параметрами, обеспечивающие качественную посадку одежды на фигуре;
проведены антропометрические исследования женских фигур в статике и динамике для определения и описания пространственного позиционирования верхних конечностей;
предложены и обоснованы дополнительные размерные признаки верхней части туловища и плеча для описания пространственного положения верхних конечностей;
разработана кинематическая схема верхней части туловища и плеча, моделирующая динамические приращения к размерным признакам фигуры;
разработана ЭС для диагностики чертежей конструкций одежды с .рсп; ;
разработан новый метод проектирования чертежей одежды с РСП;
- проведен сравнительный анализ разработанного метода и
существующих способов;
разработана компьютерная программа проектирования чертежей конструкций одежды с РСП в САПР «Грация»;
осуществлена патентная защита новых результатов, описанных в диссертационной работе.
Объектами исследований являлись:
- женская одежды с РСП;
- процесс проектирования одежды с РСП;
-методики проектирования конструкций одежды с РСП.
Методы и средства исследований
Работа базируется на системном подходе к управлению процессом формообразования РСП. В экспериментах по исследованию чертежей конструкций деталей и макетов одежды использованы инструментальные, органолептические, графоаналитические методы и математическое имитационное моделирование в программной среде САПР «Грация». В
экспериментах по исследованию женских фигур использованы контактные и бесконтактные средства измерений (стандартные приборы и промышленное оборудование, специально разработанная установка и инструменты).
Для обработки результатов: измерений- и формализации: зависимостей использованы методы; математической статистики, корреляционного и регрессионного анализа,, теории погрешностей? и пакеты прикладных программ: Microsoft Excel, SPSS 11.5, CorelDraw 11 в операционной среде Windows ХР:
Достоверность основных результатов подтверждена совпадением1 теоретических и экспериментальных данных, проведением параллельных: экспериментов, адекватностью математических моделей реальному процессу формообразования; достижением требуемого уровня; качества проектирования.
Научная новизна заключается: в установлении? закономерностей формообразования рукавов сложных покроев в статической и динамической системах «женская фигура - одежда» и разработке архитектуры ЭС для г диагностики качества чертежей деталей.
Впервые получены следующие научные результаты:
Разработаны номенклатуры конструктивных 2D и геометрических 3D параметров, достаточные для; описания различий между графическими образами РСПнаразньгх этапах их проектирования и изготовления;
Разработаны; критерии для; оценки качества посадки одежды с различными ОСФ РСП на фигуре.
Получены математические модели для вычисления оптимальных конструктивных формообразующих параметрові для5 каждой; разновидности ОСФ, гарантирующих высокое качество посадки.
4. Разработана: классификация внешних форм и конструктивных
членений РСП.
Разработана кинематическая схема верхней части торса и плеча на основе установленных зависимостей между динамическими приращениями к размерным признакам фигуры и методика ее использования для проверки качества чертежей одежды с РСП различных ОСФ.
Предложена новая совокупность размерных признаков верхней части туловища и плеча, достаточная для описания особенностей их взаимного расположения в статических и динамических условиях.
7. Разработаны базы данных и знаний ЭС, аккумулирующие
функциональные взаимосвязи между входными и выходными параметрами
компонентов системы «фигура - форма одежды - чертеж конструкции».
Практическая значимость работы
1. Разработан новый способ построения чертежей деталей РСП
различных ОСФ, обеспечивающий антропоморфное соответствие одежды
фигуре и высокое качество посадки.
2. Разработан алгоритм, позволяющий получать конструкции одежды с
оптимальным сочетанием конструктивных параметров РСП с заданными
показателями качества в программной среде САПР «Грация».
3. Разработана экспериментальная установка для измерения
геометрических параметров внешней формы РСП.
4. Предложено приспособление для измерения дополнительных
размерных признаков.
5. Разработан программный модуль для диагностики качества чертежей
конструкций одежды с РСП. Программный модуль диагностики оценки
качества конструкций включен в состав штатного программного комплекса
САПР «Грация» (НПО «Инфоком», г. Харьков).
Техническая новизна результатов, описанных в диссертационной работе, подтверждена патентом РФ на изобретение № 22311860 «Способ построения шаблона рукава реглан». Авторские права подтверждены свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ
№»2007613801 «Программа построения чертежей конструкций рукавов покроя реглан различных объемно-силуэтных форм» и №2008611118 «Программа диагностики конструкций одежды с рукавами сложных покроев».
Результаты работы внедрены в учебный процесс ИГТА при подготовке инженеров по специальности 260902 «Конструирование швейных изделий».
Апробация результатов работы. Основные результаты работы доложены:
на межвузовских и международных научно-технических конференциях: «Молодые ученые — развитию текстильной и легкой промьппленности» (ПОИСК), Иваново, 2004-2007; «Современные наукоемкие .технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промьппленности» (ПРОГРЕСС), Иваново, 2007; «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях», Воронеж, 2005; «Текстиль и мода 2005», Воронеж; «Инновации и перспективы сервиса», Уфа, 2005; «Современные проблемы техники и технологии сервиса: технический прогресс в швейном производстве», Шахты, 2006; «Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий», Сочи, 2007;
на выставках: II-IV Ивановские инновационные салоны «Инновации», 2005-2007; 10 Международной выставке «ИНЛЕГМАШ-2006», Москва, 2006; «Новые технологии для текстильных и швейных предприятий» в рамках XIV Российского конкурса «Текстильный салон-2006», Иваново; VII Московском международном салоне инвестиций и инноваций, 2007; Всероссийском форуме «Образовательная среда», Москва, 2007; XXIX и XXX федеральных оптовых ярмарках «ТЕКСТИЛЬЛЕГПРОМ», Москва, ВВЦ, 2007,2008;
на заседаниях кафедры конструирования швейных изделий ИГТА в 2004-2007ГГ.
Результаты диссертационной работы включены в две комплексные разработки кафедры КШИ: «Компьютерная линия анализа и синтеза системы <<ЮкШдж-конструкция-одежда>> (КЛАССИКО)» (отмечена золотой медалью Ш-го Ивановского инновационного салона «Инновации-2006», серебряной медалью VII-го Московского международного салона инвестиций и инноваций. (2007), золотой медалью XXIX федеральной оптовой ярмарки«ТЕКСТИЛЬЛЕГПРОМ» (Москва, ВВЦ, 2007)); «Единый метод оценки качества чертежей конструкций плечевой и поясной одежды» (ЕМКЧ ИГТА).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 6 статьях, в том числе в журналах «Известия вузов. Технология текстильной промышленности» и «Швейная промышленность», включенных в* перечень ВАК, тезисах 14 докладов конференций и симпозиумов, 1 патенте на изобретение, 2 свидетельствах об официальной регистрации программ для ЭВМ.
Структура диссертационной работы. Диссертационная работа содержит 294 страницы и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 133 наименований, включает 71 рисунок, 38 таблиц, 9 приложений, включающих патент РФ на изобретение, 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ, результаты экспериментальных исследований, акты внедрения.
Обоснование и выбор одежды с рукавами сложных покроев в качестве объекта научного исследования '
Зрительный эффект от одежды комбинированного покроя часто зависит от того, насколько удачно подобран вариант комбинации рукавов.
Комбинированные рукава конструктивно решают по-разному [20]. Это связано со структурой ткани и формой рукава. Если структура ткани достаточно подвижна, а рукав узкий внизу, то его проектируют состоящим из двух частей (задней и передней). При этом переднюю часть (ПЧ) рукава часто вьпфаивают вместе с ластовицей, предусматривая оттягивание в области локтя.
Трехшовный рукав состоит из задней (34), передней и нижней частей. Этот вариант рекомендуется при изготовлении одежды из плотных, плохо поддающихся тепловой обработке тканей и когда необходима увеличенная ширина внизу. В данном случае можно получить более четкие линии по перекатам без применения влажно-тепловой обработки.
При изготовлении одежды комбинированного покроя большое значение уделяют раскрою ПЧ рукава. В одежде из гладкокрашеных тканей долевую нить располагают вдоль верхнего среза. При наличии направленного рисунка, клетки, полоски ПЧ рукава располагают при раскрое под тем же углом, что и рукав спинки. Если ПЧ рукава раскраивают в косом направлении, то долевая нить должна проходить из правого нижнего утла. вверх к верхнему срезу (быть параллельной передней части оката рукава). Если ПЧ рукава выкраивают вместе с рукавом спинки (без верхнего шва), то долевая нить совпадает с долевой нитью рукава спинки.
Анализ востребованности одежды с рукавами сложных покроев
Инновационные аспекты новой модной формы теснейшим образом связаны с ее циклическими изменениями и незаметно переходят из одной в другую. Большинство исследований «модных циклов» строится на анализе журналов мод. При этом неявно предполагается, что журналы мод достаточно адекватно представляют реально действующие «в жизни» модные стандарты, а степень распространенности этих стандартов принимается за величину достаточно постоянную и значительную [21]. Каждый период времени выдвигает в развитии формы одежды новые темы, ставит свои задачи в соответствии с новыми знаниями, достижениями, материальными возможностями и способами формообразования, имеющими свои этапы развития. Обращение конструктивного направления моды к сложным покроям обусловлено их своеобразием и дополнительными возможностями по сравнению с базовым покроем в получении оригинальных объемно-силуэтных форм за счет разнообразных конфигураций линий членения. Подобная смена отношений к одежде с РСП наводит на мысль, что формы таких рукавов подчиняются определенным закономерностям популярности, которые в совокупности определяют длительность циклов изменчивости и актуальности РСП, влияние видов и размеров на форму и пропорции одежды, а также зависимость названных параметров от стилевых и модных тенденций.
В свете современных тенденций актуальность РСП, акцентирующих и усиливающих модный силуэт, изменяется. Например, в журналах мод 1947-1955 гг. можно встретить огромное количество моделей с РСП, многообразных вариантов. С экономической точки зрения целесообразно выделить закономерности популярности, которые в совокупности определяют длительность циклов изменчивости и актуальности РСП, влияние видов и размеров на форму и пропорции одежды, а также зависимость названных параметров от. стилевых и модных тенденций. Отсутствие общепринятого мнения по вопросам периодизации таких покроев явилось основанием для проведения настоящего исследования в области эволюции женской одежды с РСП.
В качестве объекта исследований были выбраны фотоизображения женских пальто и жакетов за период с 1950 по 2006 гг. Анализ был проведен в двух направлениях: 1 - встречаемость РСП в дизайнерских предложениях (журналы мод), 2 - встречаемость РСП в промышленных .моделях, отражающих реальную жизнь (кино, журналы, семейные фотоархивы). Для анализа первого направления было отобрано более 400 отечественных и зарубежных журналов мод («Парижские моды», «Рижские моды», «Модели сезона», «Журнал мод», «Мода», «Siluett», «Swiat mody», «Zenna moda», «Pramo», «Saison», «Officiel», «Vogue», «Burda moden», «Boutique», «Ателье», «INTERNATIONAL TEXTILES» и т.д.), а для анализа второго направления — более 500 журналов («Крестьянка», «Работница», «Огонек», «Советский экран», «Искусство кино», «Театральная жизнь», «Лиза», «Glamur», «Cosmo», «Elle» и т.д.), которые показывают предпочтения потребителя к одежде в повседневной жизни. По двум исследуемым направлениям проанализировано более 7500 моделей.
Для каждого десятилетия в среднем было проанализировано по 1250 моделей. В качестве основного показателя принят «уровень востребованности» одежды с РСП в каждом десятилетии. Его рассматривали как отношение моделей одежды с РСП к общему количеству моделей в каждом десятилетии [22]:
Разработка номенклатуры конструктивных параметров чертежей-рукавов сложных покроев
Сочетание конструктивных прибавок на основных уровнях и их распределение по узлам традиционно является конструктивной характеристикой формообразования одежды с РСП. Как показал анализ различных методов построения РСП в разделе 1.4, использование конструктивных прибавок ПсгЗ, Пспр и варьирование угловых характеристик верхних линий недостаточно для получения определенной ОСФ рукавов и качественной посадки одежды на фигуре.
Поэтому нами была поставлена задача разработки новой номенклатуры конструктивных параметров, которые учитывали бы специфику РСП.
Для разработки новой номенклатуры конструктивных параметров и выявления объективных закономерностей формообразования РСП нами были исследованы 118 чертежей основных видов женской одежды, для фигуры 164-96-104. Чертежи были отобраны из отечественных журналов мод за период с 1970 по 2007 год.
Рисунок 2.1 - Схема измерения конструктивных параметров (на примере рукава реглан): а - 34; б - ПЧ
В номенклатуру включены единичные и комплексные конструктивные параметры, характеризующие форму 34 и ПЧ рукава в самой проблемной области ОСФ сочленения руки с туловищем (рис.2.1).
Для вычисления параметра формы Si, характеризующего ОСФ РСП, нами предложена формула, полученная с помощью теоремы Герона: Si = V pi- (рі-Ь1іч) (рі-Шіч) - (рі-Ь2іч) , (2.1) где pi - полупериметр формообразующего треугольника, см; Lli - длина совмещенных линий проймы и оката частей рукава, см; Ші - ширина рукава на уровне глубины проймы, см; L2i - высота совмещенных линий проймы и оката рукава, см.
Полученная выборочная совокупность значений конструктивных параметров после обработки 118 чертежей была обработана при использовании методов математической статистики с помощью программного пакета обработки статистических данных SPSS 11.5. Для каждого конструктивного параметра определены следующие статистические характеристики: средняя, арифметическая величина ( X), среднеквадратичное отклонение (), коэффициенты асимметрии (А) и эксцесса (Е), среднее абсолютное отклонение (САО) [57, 58, 101, 102, 104, 105].
Результаты вычислений показали, что для всех параметров характерно наличие асимметрии и эксцесса, расчетные значения которых не превышают первого порога достоверности (А 0,5, и Е 0,5). Все параметры имеют небольшой процент вариации или рассеивания.
Для статистических методов построения эмпирических зависимостей очень важно, чтобы результаты измерений подчинялись нормальному закону распределения, поэтому нами проведена проверка гипотезы о нормальном распределении выборочной совокупности конструктивных параметров [104].
Проверку гипотезы нормального распределения результатов прямых измерений конструктивных параметров, проводили по формуле [104]: САО/-0,7979 0.4/л/й, (2-2) где САО - среднее абсолютное отклонение, $- среднеквадратичное отклонение, п - объем выборки. Вычисление среднего абсолютного отклонения производили по формуле: САО=2 ,-х/и (2.3) После статистической обработки значений конструктивных параметров выявлена справедливость выражения (2.2), следовательно, гипотеза нормальности распределения выборки подтверждается. Численные значения параметров конструкции, параметров формы и их статистические характеристики приведены в табл.2.4.
Для разработки классификации ОСФ РСП конструкций женской одежды использовали метод кластеризации [106]. С учетом выдвинутой гипотезы о наиболее вероятном количестве 4 кластеров был использован алгоритм к-средних, как наиболее приемлемый вариант неиерархических методов кластеризации. В качестве исходных данных использовали значения 2 комплексных конструктивных параметров: Бзч, Бпч. За меру разнородности кластеров между собой принималось среднее значение внутри кластера.
Осуществление метода кластеризации производили с помощью Ч программного пакета SPSS 11.5 [107]. С этой целью, предварительно" для сокращения размерности исходных данных в интерактивном режиме был проведен факторный анализ. На основе полученных значений факторов с помощью операции K-Means Cluster (Кластерный анализ методом к-средних) с заданным числом итерации равным 50 получены значения центров сформированных кластеров.
На основе проведенного кластерного анализа установлены наиболее часто встречающиеся сочетания комплексных конструктивных параметров Si женской одежды [108], необходимые для определения 4 групп ОСФ РСП: мягкая, умеренно-мягкая, умеренно-отвесная, отвесная (рис.2.2).
Обоснование дополнительных размерных признаков
Изучение процессов образования топологии мягких складок в одежде с РСП показало, что вид и форма складок может являться одновременно признаками эффекта формообразования определенной ОСФ и признаками дефекта посадки в виду нарушения условий балансового соответствия или согласования конструктивных параметров.
Для вычленения признаков формообразования определенных ОСФ из общей топологии мягких складок были проведены исследования и параметризация горизонтальных сечений эталонных форм на манекене фигуры с рукой. Снятие горизонтальных сечений проводят на координатно-измерительной установке Юдиной Л.П. с одновременным вычерчиванием контура горизонтального сечения на заданном уровне.
При анализе плоскость сечения была разделена на шесть зон формообразования, в которых измеряли параметры мягких складок. Номенклатура параметров приведена в табл.2.12.
Зоны складкообразования характеризовали, углами расположения граничных радиальных сечений; проведенных, от конструктивного центра: тяжести фигуры через характерные точки-сечения. Для координации сечений макетам и манекена внешней формы фигуры разработана методика совмещения горизонтальных сечений системы «фигура-одежда» [80-84]. На первом этапе разработана программа для совмещения двух порознь оцифрованных объектов — профильных проекций манекена и макета одеждыи Обработку и синтез графических изображений- производили с: использованием;, программного обеспечения. CorelDraw 11. Нахождение конструктивного центра тяжести (Кцт) нарадиальных сечения осуществляли путем последовательного выполнения следующих операций: - нахождение центра тяжести манекена по методу Н1В. Кучерявого [116]; - проведение вертикальной линии манекена через ее центр тяжести; - совмещение осевых линий манекена и макета одежды; - построение нового профильного абриса системы «манекен - макет одежды»; - определение масштабного коэффициента системы «манекен — макет одежды»; - определение расстояний от контурной линии макета до вертикали (р), проходящей черіез конструктивный центртяжестиманекена; - нанесение расстояний от контурных линий» до вертикали (р); на радиальные сечения.
Положение- конструктивного центра тяжести манекена определяли графическим путем. На профильной проекции манекена отмечали положения шейной точки А1, точки на уровне линии талии сзади А2 и выступающей
Основными факторами, влияющими на топологию мягких складок, являются конструктивные параметры и свойства материалов.
Определение функциональной зависимости между конструктивными показателями чертежа конструкции задней Бзч и передней Бпч частей рукава и параметрами мягких складок проведено с помощью корреляционно-регрессионного анализа. В результате обработки измерений макетов получены математические модели взаимосвязи парных параметров конструкции и материала с параметрами мягких складок передней и задней частей формы жакета и пальто [118]. Работа с номограммой начинается с задания диапазона значений конструктивного параметра &ч или Бпч по положительной оси ординат, значение крайних точек диапазона выбирают из табл.2.5 в соответствии с желаемой ОСФ. После чего, действуя в направлении ключа, последовательно определяют рациональные параметры мягких складок а2зчс, Сзчс, кзчс на передней или задней частях формы. Полученные данные о параметрах мягких складок позволяют разделить эффект формы и дефект посадки в зоне складкообразования.
На рис. 2.12 и 2.13 показано определение параметров складкообразования пальто с РСП умерено-отвесной формы для задней части и передней части формы по номограммам из каталога, приведенного в приложении 5.
Для заданной формы S34 = 243...309см2, &ч = 215...289см2 (табл.2.5), по номограмме рис.2.11 находим соответствующие параметры складок задней части: а2зчс = 10.. 15 град; Сзчс = 5,3...6,2 см; Ъзчс = 0,7...1,0 см, а по номограмме рис.2.12 находим параметры складок на передней части: а2пчс -11..16 град; Спчс = 5,2...6,0 см; кпчс = 0,6...1,0 см.
Процесс складкообразования зависит от свойств материалов, входящих в пакет, способа их соединения и пространственного расположения структуры пакета относительно уровней фигуры.
Нами исследованы влияние пакета материала на параметры зон мягких складок. Характеристика основного материала приведена в табл.2.13.
При изготовлении образцов эталонных форм варьировали состав пакета основных и прикладных материалов, расположение нити основы и соединение с прикладными материалами: 1,2 варианты - основной материал + подкладка 3 вариант - основной материал +термоклеевой прокладочный материал, соединенный фронтально, + подкладка; 4 вариант - термоклеевой прокладочный материал, соединенный зонально на половине площади образца, + подкладка; Во втором варианте использовали наклонный раскрой - под углом 75 град к нити основы (рис. 3.14).
Из указанных пакетов материала проведен раскрой четырех эталонных конструкций жакета и пальто покроя реглан, на которых проводили исследования влияния жесткости пакета на параметры складкообразования. Определение жесткости материала производили на приборе ПЖУ-12М [103]. С целью уменьшения случайной погрешности количество измерений каждого пакета материала составляло 4 измерения [105]. В результате статистической обработки определена функциональная взаимосвязь между исследуемыми параметрами, получены регрессионные уравнения зависимостей параметров складок от жесткости пакета материалов, которые использованы при разработке номограмм [118]. Каталог номограмм взаимосвязи параметров в подсистеме «пакет материалов - ОСФ» приведен в Приложении 5.
Обоснование программного обеспечения для разработки экспертной системы
В рамках выбранного направления повышения качества конструкций одежды с РСП актуальной является разработка объектно-ориентированной ЭС. Ее назначение состоит в конструктивном согласовании параметров деталей-и узлов одежды с комплексом требований к качеству ее посадки на фигуре. Общепринятая структура ЭС представлена на рис.4.1.
Создание ЭС имеет ряд особенностей [93]. Основным компонентом ЭС является БЗ, обобщающая и систематизирующая эмпирические знания специалистов в области конструирования и аккумулирующая функциональные взаимосвязи между элементами системы «фигура внешняя форма одежды - чертеж конструкции» в виде математических и оптимизационных моделей, объединяющих формообразующие конструктивные параметры. Поэтому создание БЗ требует формализации и алгоритмизации всех процедур принятия конструкторских решений на основе предварительно параметризации элементов указанной системы. БЗ является связующим блоком между рядовым пользователем с неопределенным уровнем квалификации и обобщенным опытом множеством квалифицированных специалистов, который предварительно был подвержен-экспертизе.
Процесс функционирования ЭС можно представить следующим образом. Пользователь с неопределенным уровнем квалификации, желающий получить необходимую информацию, через свой пользовательский интерфейс посылает запрос к ЭС. Решатель (РЭС), пользуясь базой знаний, генерирует и выдает пользователю подходящую рекомендацию, сопровождая ее подсистемой объяснений.
Архитектура разработанной нами ЭС для диагностики качества чертежей конструкций показана на рис.4.2. В ее состав входят три основных компонента: БД, БЗ и РЭС.
БД включает входные параметры, идентифицируемые на чертеже конструкции согласно разработанному алгоритму распознавания.
Сформированная БЗ содержит эмпирические зависимости между входящими (Si) и выходящими (ЯД, ВОРі, Шт, Pl3 / Tld ) параметрами чертежей конструкций и критериями ОСФ рукавов в виде математических моделей.
Концептуально БЗ можно представить в виде совокупностей математических моделей пошаговой оценки параметров конструкции РСП по критериям статического и динамического соответствия: M={F,V,K} С4-1)
Стандартизированные и дополнительные размерные признаки Процедуры формализации БД Конструктивные прибавки Идентификация входных параметров чертежа конструкции / А У Информативные точки чертежа конструкции /i\ и БД /чкі Чертеж конструкции одежды с РСП Генерирование базы данных формообразующих, балансовых, конструктивных и геометрических параметров і Математические модели для оптимизации конструкции M4F, V, К} Выходные параметры Значения комплексных параметров Si Процедуры РЭС Аккумулирование единичных параметров конструкции в интерактивном режиме Закономерности образования внешней формы РСП основных видов ОСФ \МЦПі, Si, ар) Критерии для оценки статического и динамического соответствия конструкции K=f2(Wi, ВОРі. Шні, Pi. pi, Паї..Пав) Классификационный код ОСФ
Рациональные конструктивные параметры LH, ШІ, L2i Оптимальные конструктивные параметры при оценке статического соответствия ШІ, ВОРі, Шні, Pi, fi Оптимальные конструктивные параметры при оценке статического соответствия гм пл Определение фактического показателя ОСФ рукавов Сравнение фактических и желаемых показателей ОСФ рукавов Пошаговая многокритериальная оптимизация формообразующих параметров до достижения заданного условия (Gp) Дополнительные размерные признаки в статике Fc=f3(Puimnm, Рштзу, Ртошзу, Рятпт, Рятпу, Ртошпу) Дополнительные размерные признаки в динамике, кинематическая схема торса фигуры и динамические эффекты к размерным признакам Рд=й(Др, Длз, d1...d8) БЗ Вывод чертежа конструкции, обеспечивающего бездефектный уровень качества посадки одежды на фигуре Логическое сравнение балансовых параметров и преобразование чертежа конструкции до достижения оптимальных значений в статическом соответствии (Lp) Логическое сравнение конструктивных и геометрических параметров и трансформация чертежа конструкции до достижения оптимальных значений в динамическом соответствии (Лр)
Исходные данные для получения первичных условий математической модели антропометрического соответствия конструкции в статике и динамике можно представить в общем виде: F J1\PШТТГГэ РПГГЗу? РТОШЗуэ 1 ЯТПТэ Р.ЯПіу? ТОШПУ /Д/?э /v Jj "1 "8Л V "А/ где F — показатели антропометрического соответствия фигуры в СТаТИКе И ДИНамИКе, Рпптгг, Рипзу, Ртошзу, Лгпго Рхтщ, Ртоишу раЗМЄрНЬІЄ признаки фигуры в статике, Др, Дпз — размерные признаки в статике и динамике, d\.. .d7- динамические эффекты к размерным признакам фигуры. Исходные данные для получения первичных условий математической модели соответствия геометрических показателей формы конструктивным параметрам чертежей выделенных ОСФ рукавов в общем виде могут быть представлены: Vt =ЯЛі, Si, Op), (4.3) где V, - совокупность зависимых конструктивных параметров задней и передней частей рукава и геометрических параметров внешней формы (hlc -высота складки, с1С - ширина складки, а,с - положение осевой линии складки), Пі — конструктивные прибавки, Si -конструктивный показатель формы, Ор - геометрический показатель формы по углу отведения руки в сторону.
Первичные условия для получения математической модели оценки критериев качества одежды с РСП в общем виде можно представить: К, =МШи ВОРъ Шт, Ръ ри ndx.. Md8), (4.4) где К, - массив критериев качества РСП различных ОСФ в виде эмпирических зависимостей для расчета оптимальных параметров задней и передней частей рукава, Ш{ - ширины частей рукава на уровне глубины проймы, ВОР\ - высоты оката частей рукава, Шш - ширины частей рукава внизу, Pt -прогибы верхних линий, В{ — углы между плечевыми и верхними линиями частей рукава; TId\...nds - динамические прибавки по линиям конструкции. использованием математических моделей в РЭС осуществляется диагностика фактических величин» конструктивных параметров и генерирование их оптимальных значений согласно заданному виду ОЄФї;". : В; действиях РЭС символы обозначают: Gp — методы преобразования формы одежды с учетом выбранных критериев качества посадки на фигуре; Lp - методы преобразования чертежей конструкций с учетом выбранных, критериев качества посадки различных ОСФ в статике; Пр - методы трансформации чертежей конструкций для достижения динамического соответствиямежду фигурой и различными 0СФ.
Разработан и апробирован алгоритм использования ЭС при диагностике ранее созданных или вновь создаваемых чертежей конструкций Подробно алгоритм действия РЭС при оптимизации конструктивных параметров по геометрическим характеристикам внешней формы разобран во второй- главе. Диагностика качества чертежей является основным объектом, работы РЭС. Параметры, критерии и последовательность диагностики антропометрического соответствия в статике и динамике обоснованы во второй и третьей главах.
Используя: ЭС для диагностики качества чертежей; можно управлять\ процессом проектирования и? повысить качество; сократить времяГнаГ принятие оптимальных решений; увеличить производительность работы специалистов с разным-уровнем квалификации
