Список основных сокращений
АП - автоматизированное проектирование;
САПРО - система автоматизированного проектирования одежды;
ЖЦИ - жизненный цикл изделия;
КМО - конструктивное моделирование одежды;
БК - базовая конструкция;
ИМК - исходная модельная конструкция;
МК - модельная конструкция;
Мод БК - модифицирование базовой конструкции;
Мод ИМК - модифицирование исходной модельной конструкции;
СТО - стилевые особенности;
МО - модельные особенности;
МЭ - модельные элементы;
МА - модели - аналоги;
ГО - графический образ (модели одежды);
КДД - конструктивно-декоративные детали;
КДЭ - конструктивно-декоративные элементы;
ФДЭ - функционально-декоративные элементы;
СИИ - система искусственного интеллекта;
ЭС - экспертная система;
БД - база данных;
БЗ - база знаний;
СУБД - система управления базой данных;
КПП - конструкторская подготовка производства;
ТПП - технологическая подготовка производства;
ММ - математическая модель;
ЛПР - локальное проектное решение;
Мс - макрокоманда;
PR - правило (оформления модельной особенности).
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Современные экономические условия в России характеризуются как общемировыми изменениями в экономике, так и сугубо национальными. К первым относится растущая индивидуализация заказов, сокращение времени их выполнения, частая сменяемость моделей выпускаемых изделий, повышение требований к качеству продукции, расширение кооперативных связей предприятий. Ко вторым — рыночное регулирование деятельностью предприятия, усиление конкуренции [1].
В сложных условиях структурной перестройки экономики страны и постоянно меняющейся конъюнктуры рынка, эффективность работы швейных предприятий зависит от переоценки деятельности предприятия с целью адресной ориентации процесса проектирования одежды [2,3]. В связи с усложнением структуры потребностей населения, адресный подход к процессу проектирования одежды является важнейшим условием решения задач повышения качества и обеспечения сбыта продукции [4,5,6].
Основной принцип адресной ориентации проектирования одежды заключается в направленной деятельности предприятия на выявление адресата своей продукции и удовлетворении его потребностей в одежде [4-9].
В настоящее время в МГУДТ, МГУС, СП6ТУТД, МГТУ им. А.Н. Косыгина, РЗИТЛП, ИГТА и др. ведутся исследования, посвященные изучению спроса на одежду различных типологических групп и их предпочтений. В МГУДТ под руководством Е.Б. Кобляковой проведен большой комплекс работ по созданию методов адресного проектирования и совершенствованию рациональных конструкций одежды на различные типы мужских и женских фигур с учетом осанки, пропорций и телосложения [7-18 и др.]. На основе принципов целевого маркетинга разработаны методы формирования рациональной структуры ассортимента и промышленных коллекций моделей одежды с учётом сложного комплекса экономических, социально-демографических и эстетических требований различных типологических групп потребителей [19-22].
Научными исследованиями и практикой производственной деятельности швейных предприятий в стране и за рубежом доказано, что приоритетным направлением, обеспечивающим повышение удовлетворенности потребителей высококачественной одеждой, при условии ее стабильного сбыта, является развитие концепции адресного проектирования одежды по индивидуальным заказам с последующим изготовлением в условиях промышленного производства на основе высокоэффективных технологий [4-9,15,17,18].
Однако проведенные исследования, в связи со сложностью разрабатываемого объекта проектирования в системе «человек-одежда», относятся к наиболее стабильному ассортименту - верхней мужской и женской одежде - и направлены, в основном, на автоматизацию легко формализуемых технических приёмов, процедур или этапов процесса, и поэтому носят локальный характер в общей структуре адресного АП одежды. В то же время, учитывая многообразие требований современных потребителей, стремление их к созданию собственного имиджа, особую актуальность приобретает необходимость формирования гармоничного внешнего образа индивидуальных потребителей [23]. Для максимального удовлетворения потребностей индивидуальных потребителей в одежде, необходим учет большого числа факторов о их внешнем облике [4,6] и разработка более совершенных, объективных методов его представления.
На основе вышеизложенного можно сделать вывод о необходимости и своевременности теоретического обоснования и решения научной проблемы -разработки методологии адресного проектирования одежды нестабильного ассортимента (максимально учитывающей персонифицированные требования потребителей) с широким привлечением средств комплексной автоматизации как основы повышения эффективности процесса проектирования и качества одежды.
Переход к комплексной автоматизации проектирования требует увязки всех проведенных научно-исследовательских работ в области адресного проектирования одежды в единую организационно-техническую структуру, в основе
которой лежит новая информационная технология сквозного проектирования одежды.
В настоящее время ведется поиск новых путей автоматизированного проектирования, позволяющих повысить производительность труда и качество разработок на творческих этапах создания новых моделей одежды. К числу подобных исследований относятся объемное конструирование одежды [24-27], применение принципов агрегатирования [28], комбинаторики [29] и модульного проектирования [30], автоматизация приемов конструктивного моделирования через параметризацию [31] и пр. Современные исследования, проведенные Г.П. Бескоровайной и Т.В. Медведевой, посвящены объективизации работ на творческих этапах проектирования: созданию научных основ проектирования гармоничной и композиционно-целостной одежды [32] и разработке методов формирования и прогнозирования показателей качества одежды до разработки проектно-конструкторской документации [33].
Однако, применение компьютерных технологий на стадии проектирования, с позиции информационного сопровождения всего жизненного цикла изделия, требует полной формализации исходной информации о субъекте и объекте проектирования [34,35], эвристических элементов конструктивного моделирования и повышения объективности решений, принимаемых на творческих этапах процесса.
Стратегия совершенствования современных методов автоматизированного проектирования одежды связана с поддержкой принятия проектных решений путем интеллектуализации процесса проектирования, осуществляемой посредством создания объектно-ориентированных баз знаний, оболочек экспертных систем, а также процедурных моделей, позволяющих алгоритмизировать практический опыт проектирования [36,37].
Синтез сложных решений, с позиций системного подхода, основывается на подборе локальных проектных вариантов (разработанных по модульному принципу) и рациональную их композицию в результирующую систему для обеспечения сквозного процесса проектирования швейных изделий [38].
ю
Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнена в рамках госбюджетных тем НИР 64.01.07; 64.33.14; 50.51 «Разработка методологии информационной технологии автоматизированного проектирования одежды» 64.01.07; 64.33.14 - «Разработка методологии сквозного автоматизированного проектирования одежды и процессов ее изготовления».
Цель и задачи исследований. Основной целью работы является разработка методологии адресного автоматизированного проектирования одежды с использованием новых информационных технологий, комбинаторных принципов и экспертных систем, обеспечивающих персонифицированный подход к потребителям.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
провести анализ новых информационных технологий, применяемых при проектировании сложных объектов в различных отраслях промышленности, для использования их основополагающих принципов при автоматизированном проектировании одежды;
разработать концептуальные основы процесса адресного автоматизированного проектирования (АП) одежды на базе объективных методов визуализации внешнего облика потребителей и информационной интеграции этапов процесса, с позиций информационного сопровождения жизненного цикла изделия;
разработать структурно - функциональную и информационную модели процесса адресного АП одежды с использованием комбинаторного (модульного) принципа при формировании сквозного маршрута проектирования;
исследовать возможности использования визуализированных на компьютере цифровых фотографических изображений заказчиков для разработки бесконтактного способа определения размерной характеристики и антропомор-фологических особенностей внешней формы фигур потребителей;
усовершенствовать классификацию женских фигур с целью учета более детальной антропоморфологической информации о их внешней форме (включая пластику поверхности и взаимное расположение частей тела), при выборе
и
предпочтительных моделей и разработке конструкции деталей изделий для обеспечения высокого качества посадки изделий на фигурах индивидуальных потребителей;
провести анализ зависимости признаков объекта (модели одежды) от субъекта проектирования (внешнего облика потребителя) в системе «человек-одежда» для разработки методологического обеспечения и базы знаний экспертной системы, с целью объективизации выбора художественно-конструктивных признаков (ХКП) для формирования гармоничных моделей женской одежды;
разработать базу данных графических элементов и компьютерную технологию создания электронных эскизов моделей, адаптируемых к пропорциональным особенностям внешней формы конкретных фигур, в среде универсальных графических редакторов;
выявить взаимосвязи элементов визуального образа модели и антропомор-фологических особенностей фигуры заказчика с параметрами конструкции деталей для адекватного проектирования силуэтной формы и модельных особенностей изделия;
осуществить структурирование и формализацию функций конструктивного моделирования одежды с целью автоматизации повторяющихся комплексов преобразований при создании новых моделей одежды;
разработать систему оценки качества проектируемых моделей с учетом внешнего облика потребителей на основе визуализации системы «человек-одежда», позволяющую прогнозировать показатели качества разрабатываемой модели на стадии эскизного проектирования;
разработать формализованный способ представления внешнего вида модели одежды, содержащий ключевую информацию для выполнения различных этапов процесса и управляющий формированием маршрута её проектирования;
разработать методику адресного компьютерного проектирования одежды на основе визуализации внешнего облика заказчика и локальные проектные решения наиболее трудно формализуемых этапов процесса, обеспечивающие
12
синтез (компоновку) результирующей системы сквозного АП одежды;
провести производственную апробацию результатов работы и расчет экономической эффективности.
Методы исследований. В диссертации использованы основные положения системно-структурного анализа, методы структурного синтеза проектных решений, теоретические положения САПР, теория создания баз данных и баз знаний, контактные и бесконтактные методы исследования фигур и одежды, методы экспертных оценок, законы зрительных иллюзий и зрительного восприятия, эвристический подход к моделированию трудно формализуемых процессов, статистические методы обработки результатов эксперимента, методы классификации и кодирования, алгоритмизации и программирования, а также теоретические и практические достижения в области проектирования одежды.
В работе использованы программные продукты операционной среды Windows 98, Microsoft Excel, СУБД Microsoft Exess, пакеты универсальных графических редакторов Adobe Photo Shop, Corel DRAW, универсальной графической системы AutoCAD, специализированных графических систем ПТК «Абрис» и «Леко».
Объектом исследований являлся процесс проектирования женской одежды костюмно-платьевого ассортимента, обладающего большим разнообразием композиционного и конструктивного решения и в наибольшей степени зависящего от внешнего облика и антропоморфологических особенностей фигуры заказчика.
Научная новизна результатов работы заключается в том, что в ней:
научно обоснованы принципы адресного проектирования одежды и разработана научная концепция целенаправленного проектирования изделий с максимальным учетом особенностей внешнего облика потребителей;
разработана методология сквозного автоматизированного проектирования одежды на базе информационного подхода и метода визуализации, позволяющая проектировать высококачественные, конкурентоспособные изделия для
13
формирования гармоничного внешнего образа потребителей;
разработаны, в рамках общей стратегии системного подхода к проектированию, концептуальная, структурно-функциональная и информационная модели процесса адресного АП одежды, обеспечивающие его информационную интеграцию в условиях деятельности виртуальных предприятий;
разработан бесконтактный способ определения исходной информации о субъекте и объекте проектирования на основе их компьютерной визуализации, позволяющий получать более точную и объективную информацию о внешней форме тела индивидуальных потребителей и закономерностях проектирования формообразующих элементов в области туловища для обеспечения адекватного проектирования силуэтной формы модели и эргономического соответствия изделий фигурам потребителей;
разработаны методологическое и информационное обеспечение экспертной системы (ЭС) для выбора предпочтительных моделей в зависимости от признаков внешнего облика и антропоморфологических особенностей фигур потребителей;
разработана система оценки качества визуального образа модели (в системе «человек-одежда») для прогнозирования на стадии эскизного проектирования её показателей качества с учетом внешнего облика заказчика;
разработан формализованный способ представления информации об изделии, обеспечивающий возможность параллельного проектирования на этапах конструкторской и технологической подготовки производства;
осуществлены структурирование и формализация функций конструктивного моделирования одежды для автоматизации сложных преобразований при разработке новых моделей одежды;
разработан новый способ построения конструкции деталей изделия на основе визуализации его графического образа;
разработаны структурные модели конструктивно-декоративных деталей и разработана универсальная методика проектирования воротников.
14
Практическая значимость работы заключается в:
разработке расширенной классификации женских фигур, позволяющей на основе количественных данных, описывающих антропоморфологические особенности их внешней формы, производить однозначную идентификацию типа индивидуальной фигуры;
разработке базы знаний и программы ЭС для создания гармоничных моделей одежды с учетом внешнего облика потребителя;
создании базы данных графических элементов для формирования электронного эскиза проектируемой модели изделия и технологии одевания фотографического изображения заказчика;
разработке системы классификации и способа интеллектуального кодирования для формализованного представления информации о внешнем виде модели одежды, управляющим формированием маршрута проектирования изделия и составлением спецификации деталей;
разработке информационного обеспечения для автоматизированного поиска в базе данных моделей и конструкций прототипов при создании новых моделей одежды;
формировании наиболее часто выполняемых комплексов преобразований по функциям конструктивного моделирования одежды, с помощью которых обеспечивается создание макрокоманд для графических САПРО;
разработке методики адресного проектирования одежды на основе визуализации внешнего облика заказчика и программного обеспечения локальных проектных решений для ее реализации.
Достоверность проведенных исследований. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обусловлена применением корректных теоретических предпосылок постановки задач и современных методов их решения, адекватностью разработанных теоретических моделей наблюдаемым закономерностям, подтверждена высокой сходимостью расчетных и экспериментальных данных, анализом результатов эксперимента, апробацией полученных результатов и положительной их оценкой в промышленности.
15
Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты диссертации доложены, обсуждены и получили положительную оценку на: Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы науки, техники и экономики легкой промышленности» (Москва, МГУДТ, 2000 г.), 52-й научной конференции, посвященной 70-летию МГУДТ (Москва, 2000 г.), Межвузовской научно-технической конференции «Молодые ученые -развитию текстильной и легкой промышленности» (Иваново, 2001 г.), Международных научно-технических конференциях «Информационные технологии в образовании» (Троицк, 1996 г., 1999 г.), Международной научно-технической конференции «Наука - сервису» (Москва, ГАСБУ, 1996 г.), 53, 54, 56 - ой научных конференциях МГУДТ «Молодые ученые - XXI веку» (Москва, МГУДТ, 2001,2002,2004 гг.), расширенном заседании кафедры ТШП МГУДТ (Москва, 2004 г.).
Материалы исследований и разработок широко используются в учебном процессе МГУДТ: в лекционных курсах, лабораторных работах по дисциплинам «САПР одежды», «Проектирование изделий из тканей в САПР», «САПР швейных изделий», «Методы и средства исследований», «Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством продукции», «Конструирование одежды с элементами САПР», а также курсовом, дипломном проектировании и научно-исследовательских работах студентов по специальностям 28.09.00 «Конструирование швейных изделий» и 28.08.00 «Технология швейных изделий».
Результаты работы апробированы и внедрены на предприятиях швейной промышленности и предприятиях, разрабатывающих прикладное программное обеспечение: ООО «Панинтер СРГП» (г. Москва), ЗАО «Комбинат ПБУ № 1» (торговая марка «KRISTI», г. Москва), ФГУП Комбинат Бытовых Услуг при управлении делами президента РФ (г. Москва), ООО ПТК «Абрис» (г. Москва), ЗАО «САКТОН» (г. Ижевск), ООО Производственной фирмы «Глорио» (г. Астрахань). Установлено, что результаты работы позволяют получить социальный и экономический эффект.
16
Личный вклад соискателя. Личный вклад состоял в обосновании темы, формулировании цели, научной концепции, задач и программы исследований. При непосредственном участии соискателя и под его руководством работами аспирантов проведены все экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях, по результатам исследований разработаны новые методы, способы и методики, осуществлена их промышленная апробация.
В научных работах, опубликованных в соавторстве с аспирантами, соискателю принадлежат аргументация выбора исследований, постановка задач, теоретические разработки, организация и участие в проведении экспериментальных исследований, анализ результатов.
Автор защищает научно-обоснованное решение важной научной проблемы - разработки методологии адресного АП одежды для целенаправленного проектирования высококачественных, конкурентоспособных изделий, соответствующих внешнему облику и индивидуальным запросам потребителей, и нового информационного подхода, обеспечивающего эффективность их производства в промышленных условиях.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано более 50 работ во Всесоюзных и Российских журналах, Международных и Межвузовских сборниках и других изданиях, в том числе: 16 статей, 18 тезисов докладов на научных конференциях различного уровня, 9 методических указаний для использования в учебном процессе МГУДТ, получено 3 Патента Российской Федерации на изобретения и Свидетельство об официальной регистрации базы данных.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав с выводами, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 362 страницы, включающих 78 рисунков, 21 таблицу. Библиографический список содержит 258 источников. Приложения представлены на 181 странице.
17 |
