Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ методов конструирования одежды в 2D САПР 9
1.1 Особенности новой размерной типологии женских фигур 10
1.1.1 Сопоставление значений размерных признаков в типологиях 1981г. и 2003 г. 11
1.1.2 Сопоставление межразмерной изменчивости в типологиях 1981г. и 2003 г. 14
1.2 Анализ существующих методик конструирования 16
1.2.1 Состав размерных признаков 17
1.2.2 Конструктивные прибавки 20
1.2.3 Расчет и построение конструкций 22
1.3 Анализ САПР одежды с позиций параметризации конструкций 30
1.3.1 Непараметрические и комбинированные САПР 30
1.3.2 Параметризация в существующих САПР одежды 34.
1.3.3 Направление совершенствования параметрических систем 39
Выводы к главе 1 40
2 Исследование и систематизация информации о параметризации базовых конструкций одежды, проектируемых в 2D САПР
2.1 Исследование и разработка рекомендаций по использованию новой размерной типологии 42
2.1.1 Анализ современных конструкций женской одежды 42
2.1.2 Исследование и разработка схем градации деталей БК плечевой одежды применительно к типологии 2003 г . 47
2.2 Динамическое соответствие современной плечевой одежды 52
2.2.1 Механизм поведения плечевого изделия при выполнении характерного для современной деловой женщины движения 53
2.2.2 Исследование изменения размерных признаков «ширина спины» и «поперечная дуга плеча» в динамике 56
2.3 Параметризация конструкции узла «пройма - окат рукава» 60
Выводы к главе 2 69
3 Исследование взаимосвязей параметров 3D объекта с параметрами 2D - конструкции
3.1 Исследование параметров готовых изделий 71
3.1.1 Разработка программы извлечения информации о пространственных и плоскостных параметрах готовых изделий 71
3.1.2 Статистическая обработка полученных данных 75
3.2 Разработка метода расчета ширины рукава в конструкции по проекционным параметрам 77
3.3 Анализ параметров формы и конструкции, полученных в виртуальной среде 79
3.4 Экспериментальное исследование углов наклона плечевых линий в изделиях и развертках деталей 83
3.4.1 Разработка способа проектирования углов наклона плечевых линий в БК 83
3.4.2 Угол наклона плечевого ската типовых фигур 90
Выводы к главе 3 94
4 Разработка метода гибкой параметризации конструкций одежды 95
4.1 Структурирование информации для гибкой параметризации процесса проектирования конструкции плечевой одежды 95
4.1.1 Общий алгоритм процесса проектирования БК 96
4.1.2 Формализация метода параметризации узла «пройма- рукав» 98
4.2 Разработка метода модификации формы нижних участков оката рукава 100
4.3 Апробация результатов работы
4.3.1 План и результаты апробации
4.3.2 Расчет эффективности от внедрения метода параметризации
Выводы к главе 4
Общие выводы по работе
Список литературы
Приложения
- Сопоставление значений размерных признаков в типологиях 1981г. и 2003 г.
- Исследование и разработка схем градации деталей БК плечевой одежды применительно к типологии 2003 г
- Анализ параметров формы и конструкции, полученных в виртуальной среде
- Разработка метода модификации формы нижних участков оката рукава
Введение к работе
Постоянно растущая потребность населения в красивой разнообразной одежде может быть удовлетворена при-условишвысокой производительности труда на всех технологических переходах ее создания. В современных условиях необходимо совершенствовать производственные процессы и ускорять процесс создания новых современных моделей, а также сокращать время между проектированием и запуском в производство новых изделий.
Швейная промышленность в настоящее время нуждается в квалифицированных специалистах, которые способны проектировать модели одежды за короткое время. Эффективность проектных процедур возрастает при использовании специалистами современных методов создания одежды.
На данный момент существует множество разнообразных методик конструирования, отличающихся между собой характером исходной информации, набором размерных признаков и прибавок, принципами определения конструктивных параметров. Конструктору в * этом многообразии достаточно трудно ориентироваться.
Одним из недостатков существующих методик является то, что выбор прибавок на то или иное изделие в основном, происходит интуитивно, так как величины прибавок дают в дискретной форме, без какой-либо взаимосвязи между ними. ,
Качество посадки изделия на фигуре человека определяется конфигурацией плечевого пояса конструкции. При определении параметров верхних контуров деталей, таких как передне-задний баланс, растворы вытачек, углы наклона плечевых срезов используется, ряд размерных признаков. В связи с введением новой размерной типологии, разработанной ЦНИИШП, необходимо проанализировать ее отличия от прежней типологии, изучить связанные с этим изменения конфигурации плечевого пояса.
Использование современных компьютерных технологий (различные САПР) может помочь в ускорении процесса проектирования БК различных изделий.
В последние годы автоматизированное проектирование одежды активно вытесняет ручное конструирование. Современные САПР одежды предлагают широкий набор средств автоматизации процесса проектирования, особенно в области конструирования. К сожалению, несмотря на все усовершенствования, САПР оказывает недостаточную помощь конструктору с точки зрения всего процесса конструирования, так как многие действия конструктора остаются вне автоматизации. Эти системы не обеспечивают кардинального повышения качества конструкторских работ, они рассчитаны на специалистов высокой квалификации, на их знания, опыт и информированность и требуют на разработку новых конструкций немалых затрат времени.
Качество разработки конструкции базируется на глубоких знаниях и опыте проектировщика - конструктора. В современных системах автоматизированного проектирования конструктор по-прежнему остается ядром процесса, генератором логических выводов и принимаемых решений. На начальных этапах разработки новой модели конструктору трудно предусмотреть все функциональные взаимосвязи между параметрами системы и оценить целесообразность принимаемых решений.
С целью повышения точности конструирования, уменьшения затрат времени на конструкторско-технологическую подготовку производства в условиях использования 2D САПР необходим поиск обоснованных взаимосвязей параметров проектируемых конструкций, т.е. совершенствование информационного обеспечения процесса проектирования.
Целью работы является разработка информационного обеспечения гибкой параметризации конструкции для совершенствования процесса проектирования одежды.
Для достижения поставленной цели в работе решены задачи:
Сопоставление значений размерных признаков в типологиях 1981г. и 2003 г.
По новой типологии существенно изменились значения высот точек основания шеи сзади и сбоку: АВТОш(Т4) = 0,9 см; АВШТ(Т10) = 0,9 см при оставшемся прежним уровне линии талии (АВЛТ = 0) и меньшем приросте высоты плечевой точки (АВщ = 0,4 см). Более высокому положению линии основания шеи соответствует меньшее значение обхвата шеи: АСШ = - 0,3 см. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что по новой типологии линия измерения длины плечевого ската ШП(Т31) стала более криволинейной со стороны точки основания шеи сбоку.
Изменение высоты коленной точки АВК(Т9)" = 1,6 см, высоты подъягодичной складки АВпс(Т12) = 0,6 см и длины ноги по внутренней поверхности АДН(Т27) = 0,4 см свидетельствует о том, что у женщин стали немного длиннее ноги и изменились их пропорции.
Изменение длины талии спины ДТС(Т40) лишь на 0,1см при удлинении торса (Вшт - ВЛ1) на 0,9см говорит об изменении осанки фигуры. Для современной женщины характерна более выпрямленная спина. Не противоречит этому и изменение разности длин Дтп и Дтсі с 0,7см до 1,5 см. Однако при этом сосковая точка находится на более низком уровне, что не характерно для современной женщины: АВст(Тб) = - 0,9 см.
В новой типологии отсутствуют размерные признаки, такие как, плечевой диаметр сіпл, передне-задний диаметр груди обхвата второго а пзг, положение корпуса Пк, в то время, как эти измерения необходимы при разработке в 2D САПР графической модели фигуры (ГМФ).
В типологии 2003 г. отсутствует дуговой размерный признак высота плеча косая ВПк(Т41), использующийся в практике проектирования одежды как по индивидуальным заказам, так и для серийного производства [10, 11, 12, 13, 14, 15]. По методике ЕМКО СЭВ для определения плечевой точки применяется измерение - дуга через плечевой сустав Дп (Т38) [16, 17]. При проектировании одежды на индивидуального потребителя снятие этого размерного признака затруднительно и, следовательно, не обеспечивает требуемую точность. Размерная типология населения является основой для определения параметров промышленного производства, т.е. для проектирования одежды необходима информация о размерных признаках типовых фигур и их изменчивости, которая оказывает влияние на параметры смежных размеров изделий [18, 19,20,21,22].
Результаты анализа изменчивости размерных признаков женских фигур типового телосложения по двум типологиям (табл. 1.2, Ш) подтверждают правильность практики конструирования одежды внутри каждой размерной подгруппы.
Анализ межразмерной изменчивости размерных признаков по прежней и новой типологии показал, что, если в прежней типологии соотношение разностей размерных признаков ВТОш (0,2; 0,2; 0,1) и ВПт (0,2) уменьшалась на 0,1см только в подгруппе размеров 124-136, то по новой - соотношение разностей ВТОш (0,2) и Впт (0,3) уменьшается во всех размерных подгруппах. Из этого следует, что по новой типологии с увеличением размера фигуры уменьшается наклон плеча. Такой вывод сделан с учетом одинаковой изменчивости размерного признака ширина плеча Шп (Т31). При проектировании одежды по новой размерной типологии необходимо исследовать возможность использования информации о наклоне плеча фигуры. Значения межразмерной изменчивости размерного признака передне-задний диаметр руки drop (Т57), непосредственно определяющего ширину проймы конструкции, имеют различия по двум типологиям. По прежней типологии изменчивость размерного признака drop постоянна и равна 0,5см. Это положено в основу изменения ширины проймы при градации деталей плечевой одежды по ЕМКО СЭВ [19]. Однако это не соответствует используемому в существующей практике градации приращению 0,6см для ширины проймы [21, 22, 23;]. По типологии 2003 г. межразмерная изменчивость признака1 drop в подгруппах размеров 80-104 и 108-124 равна 0,6 см, в подгруппе 128-136 Adrap 0,4 см. Изменчивость обхвата плеча Оп (Т28) по новой типологии постоянна во всех размерных группах и равна 1,4см. С учетом постоянства значения 0,5АОП целесообразно и изменение ширины проймы в конструкции принять постоянным. Значение межразмерной изменчивости передне-заднего баланса 5Пз конструкции одежды, определяемого разностью размерных признаков Дт п и Дтс, изменяется с увеличением размера фигуры: в соответствии с типологией 1981г. во всех размерных группах Абп.з = 0,4см (АДт.п1= 0,5см; АДТ.С = 0,1см).
Исследование и разработка схем градации деталей БК плечевой одежды применительно к типологии 2003 г
Системы автоматизированного проектирования обеспечивают существенное повышение качества продукции, быструю сменяемость моделей, легкую адаптацию производства к новым тенденциям в проектировании одежды; повышают культуру производства и эффективность использования производственных площадей.
Наиболее популярными российскими и русскоязычными САПР одежды являются: «Ассоль» [42, 43], «Грация» [44, 45], «Комтенс» [46, 47], [48] «Леко» [49, 50], «Julivi» [51, 52, 53], «СТАПРИМ» [54, 55], «Relict», «Eleandr» [56], «Автокрой», «Славянка», «Силуэт», «T-FLEX / Одежда». Из зарубежных САПР наиболее известны в России: «Investronica» (Испания) [57], «Lectra» (Франция) [58], «Gerber» (США) [59], «Grafis» (Германия) [60], «Pad System Technologies» (Канада), «Cybrid» (Англия), Optitex Runway (Израиль) Assyst (Бельгия), Asahi (Япония).
Непараметрическая САПР появилась вместе с возникновением систем автоматизированного проектирования и до сих пор используется на многих швейных предприятиях. Большинство современных промышленных САПР одежды («Славянка», «Силуэт», «Relict», «Абрис», «Investronica», «Gerber», «Cybrid» и т.д.) являются непараметрическими. Все начальные этапы проектирования выполняются вручную или с использованием графического редактора САПР [61]. Если лекала изготавливаются вручную, то их оцифровывают с помощью дигитайзера или сканера. Дальнейшая работа проводится с геометрическими образами лекал
Лекала на другие размеры и роста в непараметрических САПР получают . путем специальной технологической операции, называемой градацией лекал с использованием межразмерных и межростовых приращений. Узким местом до сих пор является определение приращений, особенно при градации сложных моделей одежды. В любом случае качество градации зависит от опыта исполнителя.
Основным недостатком непараметрических САПР одежды является отсутствие механизма взаимосвязей зависимых деталей. Это означает, что когда все лекала уже полностью готовы, непараметрические САПР не поддерживают возможность в одну операцию распространить какое-либо конструктивное изменение сразу на весь комплект лекал [62]. САПР комбинированного типа сочетает графический режим с автоматическим построением конструкции. Автоматическое построение конструкций происходит по -заранее разработанным программам. Разработчиками САПР созданы- программы построения, конструкций различных видов одежды, по системам кроя! (ЕМКО СЭВ, ЦОТШЛ, МГУДТ, «Мюллер и сын» и т.д.). В них на алгоритмическом языке записаны команды для выполнения процедур проектирования, условия и математический аппарат для их реализации. Разработчики САПР стараются удовлетворить возможно большие пользовательские запросы и включают в базовое программное обеспечение популярные системы кроя, разные размерные типологии, разнообразные варианты базовых конструкций [63]. В результате выполнения программы система осуществляет автоматическое построение соответствующей конструкции изделия. В функции проектировщика входит выбор нужной программы, для получения требуемого- вида одежды, и задание исходных параметров: размерного варианта, величин конструктивных прибавок и особенностей конструктивного устройства изделия. Процесс задания исходных данных в разных системах организован по-разному. Например, САПР «Eleandr CAD», разработанная специалистами научно - технического центра дизайна и технологий (НТЦДТ) МГУДТ, включает: модуль построения базовых конструкций, модуль конструирования одежды, модуль построения лекал, модуль градации, подсистему раскладки [33]. Проектировщик задает исходные данные (рисунок 1.11) и тут же получает готовый результат. Можно изменять значения входных параметров и автоматически строить новую конструкцию изделия, с другими размерными признаками и с другими конструктивными прибавками. Перед построением рукава система автоматически анализирует параметры проймы (рисунок 1.12), в которую будет вписан проектируемый рукав.
Анализ параметров формы и конструкции, полученных в виртуальной среде
Использование записи алгоритма в виде программы позволяет параметризовать построение комплекта лекал модели, то есть не жестко задавать размеры деталей и положения линий членения, а вести построение, считая, что эти размеры могут меняться в определенных пределах.
Поскольку ни одна из методик, опирающихся на расчетные методы проектирования, не дает точных результатов, желательно иметь в САПР одежды этап внесения корректирующих изменений в соответствии с существующими апробированными чертежами и по результатам апробации конструкции.
Проектирование одежды является сложным, итерационным процессом. В поисках рационального решения приходится неоднократно возвращаться на начальные этапы проектирования, вносить коррективы в ранее выполненные расчеты и построения. Алгоритм обеспечивает наиболее благоприятные условия для отладки конструкции, позволяя неоднократно корректировать любые параметры на любом этапе разработки. В параметрических САПР по мере продвижения к началу алгоритма изображение чертежа исчезает с экрана в последовательности обратной его созданию. После внесения изменений чертеж автоматически строится в исправленном виде. Корректировка кривых линий возможна путем изменения задаваемых в алгоритме параметров линий или непосредственным преобразованием визуальной формы линии на экране с помощью курсора. В последнем случае корректирующие параметры автоматически вставляются в соответствующие строки алгоритма [66].
Возможность быстрого построения конструкции на любые размеры и роста исключает необходимость в градации лекал как самостоятельном технологическом этапе и избавляет конструктора от сложной и рутинной процедуры назначения норм градации. По созданному алгоритму параметрическая система автоматически строит конструкции с другими исходными параметрами, на фигуры любых размеров и ростов. В отличие от словесного описания алгоритм не допускает неточностей, недосказанностей, двойного толкования, что требует от конструктора высокой квалификации и способности к аналитическому мышлению.
Алгоритм технологически связывает все элементы конструкции и наилучшим образом обеспечивает принцип наследования [67]. Изменения, вносимые в основной элемент, автоматически переносятся во все производные элементы. САПР «Грация» позволяет хранить опыт конструктора в виде алгоритмов построения и преобразования чертежей конструкций одежды. Очевидно, что разработчики САПР «Грация» использовали в качестве прототипа немецкую САПР «Grafis». САПР «Grafis» имеет модуль конструирования, сочетающий в себе инструменты для конструктивного моделирования БО, вызванных автоматически из БД или внесенных с дигитайзера. В САПР «Grafis» имеются средства для «тонкой настройки» параметров автоматически генерируемой базовой конструкции. Можно изменять расположение бокового шва по ширине проймы, плечевой вытачки и вытачек по линии талии, форму продольных линий членения и т.д. (рисунок 1.16) Режим автоматического параметрического конструирования обеспечивает возможности для организации хранилищ данных. Являясь самостоятельным объектом базы данных, каждый элемент функционально привязан к другим элементам конструкции. Рукав автоматически строится на основе параметров проймы, воротник - по параметрам горловины. Все элементы взаимно согласованны и каждый хранится в базе данных со всеми, относящимися к нему производными, подкладочными и прикладными деталями. Новым продуктом систем автоматического проектирования является интерактивная конструкция, предлагаемая в САПР «Grafis» [68]. Интерактивные конструкции снабжены средствами графической коррекции параметров. Внутри конструкции определены динамические точки. С помощью курсора или выведенных на экран монитора визуальных элементов управления (рычагов, кнопок, переключателей), конструктор изменяет положение динамических точек, корректируя форму и размеры деталей конструкции (Рисунок 1.17). При этом конструктору необходимо визуально оценивать преобразованные контуры и принимать решение о приемлемости получаемой конструкции, т. е. результат проектирования зависит от уровня квалификации специалиста и навыков работы в этой системе. - Изменение положения конца вытачки динамической точкой. Возможность графической коррекции позволяет визуально наложить интерактивную конструкцию на конструкцию, введенную в компьютер с дигитайзера. Таким способом осуществляют параметризацию конструкций, созданных вручную, получая возможность их автоматического перестроения на другие размеры.
Разработка метода модификации формы нижних участков оката рукава
Анализ литературных источников показал, что для удовлетворения возрастающих потребительских требований к изделиям легкой промышленности все большее внимание уделяется эргономическим исследованиям системы «человек-одежда-среда» [72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 80,81 и др.].
Существенный вклад в решение задач эргономического проектирования бытовой и специальной одежды внесли научные исследования и разработки, выполненные Кобляковой Е.Б. [82], Романовым В.Е. [72], Сурженко Е.Я [83]. Неотъемлемым условием проектирования динамически комфортной одежды является инженерная информация Об изменениях размеров и формы тела человека при совершении движений. Одежда относится к объектам с нестабильной поверхностью, определяемой динамическим состоянием фигуры человека [84].
Разницу в величинах измерений динамических и статических размерных признаков называют эффектом движения тела, или динамическим эффектом. Dress Code диктует современной женщине, работающей в офисе, банке, учебном заведении и т.д., наличие делового костюма классического стиля. Как правило, подобные костюмы довольно плотно облегают стан фигуры и не способствуют свободе движений, особенно это сказывается при вождении автомобиля. Исследования по изучению динамических эффектов d3 периодически проводятся разными коллективами и авторами [85, 86].В числе прочих проводились измерения ширины спины и обхвата руки в динамике. Ширина спины измерялась в двух положениях: руки вытянуты вперед и полный наклон туловища вперед, обхват плеча измеряли на уровне наибольшего развития бицепса, при этом рука была согнута в локте (рис. 2.10). Для определения изменения размеров фигуры при выполнении движения рук вперед целесообразно проводить измерения спины и рук суммарно, а не в отдельных отличных друг от друга позах. Известен способ оценки внешнего динамического соответствия готовых плечевых изделий [82] по двум показателям: «размах движений рук одетого человека» и «степень перемещения низа изделия при подъеме рук». Эти показатели позволяют получать относительную оценку эргономических показателей образцов изделий, т.е. они используются после выполнения проекта, а не в процессе проектирования конструкций. При проектировании специальной одежды для каждого вида разрабатываются эргономические схемы в соответствии с назначением изделий, но оценка динамического соответствия также проводится по готовым образцам. Одной из целей настоящего исследования является разработка метода оценки динамической характеристики конструкции на стадии проектирования. В настоящее время, когда многие женщины сели сами за руль, подлежит изучению движение следующего плана: небольшое отведение рук вперед, возможно с небольшим поворотом. Поэтому целесообразно анализировать параметр ширины спины не в сумме с шириной подмышечной впадины [34], а в сумме с дугой плеча на уровне измерения ширины спины. Малые размеры не способствуют свободе движений; особенно это сказывается при вождении автомобиля, когда руки направлены вперед, чуть согнуты в локтях, кисти находятся на уровне груди (рис. 2.11). Механизм взаимодействия элементов системы человек-одежда в динамике при движениях рук (для плечевой одежды) можно представить по следующей схеме: движение рук - перемещение рукава - перемещение и деформация участков деталей спинки и полочки в горизонтальном направлении (рис. 2.12). При подъеме рук обычно происходит также перемещение боковых участков изделия вдоль туловища вверх на величину Ah (рис. 2.13). Точка Реп проймы поднимается и смещается вперед (Pcn.d) в том случае если прибавка ПШс такова, что спинка образует у линии проймы на уровне заднего угла подмышечной впадины вертикальную складку (папоротку). Пройма переда (точка Рп) перемещается вверх и вперед, при этом длина нижних участков проймы в динамике Lj равна длине тех же участков в статике LCT Свободу выполнения движения рук вперед помимо прибавки к ширине спины обеспечивает ширина оката рукава на рассматриваемом уровне Шрук.дин, которая на уровне точки 33 больше ширины рукава в состоянии шаблона внешнего вида (ШРУК): Шрукдин = К Шрук, где К =1,15 Коэффициент К установлен на основе анализа 35 конструкций женского жакета (Приложение 3, рис. П.3.10...3.13).
