автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка манекенов, совершенствующих проектирование и оценку посадки детской одежды

На правах рукописи

¿¡Г'

005047819 у'

Кузнецова Анна Владимировна

РАЗРАБОТКА МАНЕКЕНОВ, СОВЕРШЕНСТВУЮЩИХ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОЦЕНКУ ПОСАДКИ ДЕТСКОЙ ОДЕЖДЫ

Специальность 05.19.04 Технология швейных изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 О ДЕК 21112

Иваново 2012

!

Ар

005047819

На правах рукописи

Кузнецова Анна Владимировна

РАЗРАБОТКА МАНЕКЕНОВ, СОВЕРШЕНСТВУЮЩИХ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОЦЕНКУ ПОСАДКИ ДЕТСКОЙ ОДЕЖДЫ

Специальность 05.19.04 Технология швейных изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 2012

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» (ИГТА) на кафедре конструирования швейных изделий.

Научный руководитель Кузьмичев Виктор Евгеньевич, доктор

технических наук, профессор, заведующий кафедрой конструирования швейных изделий ФГБОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия»

Официальные оппоненты: Шершнева Лидия Петровна, доктор

технических наук, профессор кафедры инженерного и художественного проектирования ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г.Разумовского, Институт текстильной и легкой промышленности»

Афанасьева Наталья Валериевна, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой проектирования технологий в сервисе филиала ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса» в г. Самаре

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Московский

государственный университет дизайна и технологии»

Защита состоится «27» декабря 2012 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.061.01 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21. \

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия», а также на сайтах ВАК Минобрнауки России и ИГТА в сети Интернет.

Автореферат разослан « 26 » ноября 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Кулида Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Условиями получения соразмерной и сбалансированной одежды, которую оценивают в системе «фигура (манекен) -одежда», являются использование выверенной антропоморфной базы данных о фигурах потребителя и инновационных технологий компьютерного проектирования моделей разнообразных объемно-пространственных форм (ОПФ).

Вопросами совершенствования процесса проектирования и оценки качества одежды для различных типов фигур в нашей стране занимались многие организации (ОАО ЦНИИШП, МГУДТ, ИГТА, СПбГУДТ,) и ученые (Е.Б. Коблякова, Л.П. Шершнева, Г.П. Бескоровайная, Т.В. Медведева, Е.Ю. Кривобородова, Л.П. Юдина и др.). Ими разработаны принципы системного проектирования и методы оценки конструкций одежды на различные типы фигур.

Для массового производства одежды типы фигур потребителей задает действующая размерная типология, изменение которой должно своевременно отражаться во всех составляющих информационного обеспечения. Основными элементами которого являются: антропометрическая и конструктивная база данных (АБД и КБД) и инструментальное обеспечение в виде материальных или виртуальных манекенов.

Виртуальные манекены используются в системах трехмерного моделирования САПР Gerber, Lectra, Optitex, «Ассоль», «Леко», «СТАПРИМ», JULIVI и «Грация». Однако антропометрическое обеспечение, использованное в программах для задания поверхности виртуальных манекенов, закрыто для потребителей и не позволяет проводить трансформацию манекенов фигур, адекватную той или иной размерной типологии. Из перечисленных САПР одежды только САПР JULIVI и «Грация» имеют открытую подпрограмму для построения манекенов детских фигур, однако, их формирование и корректировка требует дополнительной АДБ.

К точности и антропометричности формы манекена предъявляются самые высокие требования, поскольку манекены являются центральным звеном в технологиях трехмерного проектирования и основным средством для контроля посадки одежды и проектирования ее формы. Однако анализ состава современных антропометрических стандартов показал ее недостаточность для обоснованного задания формы манекенов детских ФТТ, а проведенные ранее исследования были в основном направлены на формирование мужских и женских манекенов.

Разработка антропометрически обоснованных манекенов для массового производства одежды является актуальной научной проблемой, решение которой позволит усовершенствовать процессы проектирования и оценки посадки одежды и создаст условия для внедрения компьютерных технологий.

Диссертационная работа соответствует следующим пунктам паспорта научной специальности 05.19.04: 2. Совершенствование процесса и методов проектирования одежды на основе использования рациональной размерной

типологии населения, требований ЕСКД и широкого применения современной вычислительной техники. 5. Совершенствование методов оценки качества и проектирование одежды с заданными потребительскими и технико-экономическими показателями.

Работа выполнена в 2006...2012 гг. в рамках научного направления кафедры конструирования швейных изделий по анализу и синтезу систем «фигура (манекен) - одежда» на основе использования компьютерных технологий и оригинальных подходов к оценке конструктивного решения моделей одежды.

Цель диссертационной работы заключается в разработке антропометрически обоснованных манекенов для совершенствования процессов проектирования детской одежды в условиях массового производства.

Для достижения поставленной цели решены следующие научные задачи:

-определена структура и выявлены дополнительные функциональные возможности компьютерных технологий проектирования системы «фигура (манекен) - одежда»;

-разработаны геометрическая модель (ГМ) манекенов детских фигур и алгоритм ее построения в виде абрисов и манекенов ФТТ;

- разработано антропометрическое обеспечение для построения манекенов детских фигур по всей шкале размерной типологии;

-сформированы паспорта эталонных манекенов ФТТ для различных возрастных групп, включающие расширенную антропометрическую характеристику, абрисы и координаты ГМ полноростовых манекенов;

- выявлены взаимосвязи между параметрами элементов системы «фигура (манекен) - одежда» и параметрами чертежей конструкций;

-теоретически и экспериментально обоснованы величины допускаемых отклонений параметров манекена;

- разработано комплексное обеспечение для проверки антропометрического соответствия материальных и виртуальных манекенов;

- изучены процессы формообразования плечевой одежды на поверхности манекенов и разработана функциональная модель трехмерного моделирования плечевой одежды различной ОПФ через дифференцированное задание воздушных зазоров в системе «фигура (манекен) — одежда»;

- разработан алгоритм имитационного трехмерного моделирования детской плечевой одежды различной ОПФ.

Для практической реализации решены следующие технологические и технические задачи:

- разработано измерительное устройство параметров и координат точек поверхности манекена;

-разработана установка и программный модуль для реконструкции трехмерного виртуального образа манекена по его фотоизображениям;

-разработан шаблон для оценки параметров и контуров манекенов на основе формализации данных о детских ФТТ.

Объект исследования: технологии проектирования и оценки параметров манекенов фигур.

Предмет исследования:

- детские фигуры и плечевая одежда различной ОПФ,

- промышленные и виртуальные манекены детских ФТТ.

Область исследования: плоскостное и трехмерное проектирование и оценка детской плечевой одежды.

Методы и средства исследований. Для решения поставленных в работе задач использованы методы: графоаналитического построения абрисов детских ФТТ, размерных цепей, компьютерного моделирования системы «фигура (манекен) - одежда» в САПР общего и специального назначения. В работе использованы пакеты универсальных графических редакторов Adobe PhotoShop CS4 и Corel DRAW ХЗ.

Для антропометрических исследований поверхности тела детских фигур и плечевой одежды выбраны традиционные контактные и перспективные бесконтактные методы измерений. В качестве бесконтактных методов выбраны методы цифровой фотограмметрии и бодисканирования с использованием компьютерной программы ScanWorX и бодисканера фирмы Human Solutions.

Для обеспечения достоверности выводов, полученных в диссертационной работе, применены методы математической статистики с использованием пакетов прикладных программ MS Office Excel 2007 и SPSS 17,0 в среде Windows, выполнен расчет систематической и случайной погрешностей результатов измерений при доверительной вероятности 0,95.

Научная новизна работы заключается в разработке системы информационного обеспечения для однозначного задания и контроля формы манекенов детских фигур, согласованных с критериями антропометричности и сбалансированности одежды.

Автор защищает:

- АБД для проектирования манекенов детских ФТТ по новой размерной типологии, электронный каталог ГМ абрисов детских манекенов ФТТ;

- комплексное обеспечение для оценки антропометричности формы манекенов;

- функциональная модель для компьютерного трехмерного моделирования плечевой одежды различной ОПФ.

Техническая новизна результатов диссертационной работы подтверждена двумя патентами РФ на полезную модель, свидетельством об официальной регистрации программ для ЭВМ, двумя свидетельствами об официальной регистрации баз данных.

Практическая значимость и реализация результатов работы. На основе теоретических положений и экспериментальных исследований создано информационное обеспечение для проектирования и оценки параметров манекенов детских ФТТ, используемых для проектирования одежды. Каталоги абрисов и расширенная АБД детских ФТТ внедрены в практику проектирования и изготовления детской одежды (ООО «Экспресс Стиль», г. Москва).

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований были доложены и получили положительную оценку: на межвузовских и международных научно-технических конференциях: «Молодые ученые — развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК)» — Иваново, ИГТА, 2007, 2009-2012; «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС)» — Иваново, ИГТА, 2007, 2010, 2012; «Инновации и перспективы сервиса» - Уфа, УГИС, 2012; «Текстиль и мода» - Воронеж, 2007, 2009, 2011; «Наука - сервису» -Москва, МГУС, 2006; «Текстиль 2007» - Москва, 2007; «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» - Витебск, ВГТУ, 2011; «Интеллектуальный потенциал вузов — на развитие Дальневосточного региона России и стран АТР» - Владивосток, ВГУЭС, 2012; на выставке научно-технических достижений, разработок и инноваций «V Ивановский инновационный салон 'Инновации-2010"» — Иваново, 2010; на заседаниях кафедры конструирования швейных изделий ИГТА в 2006-2012 гг.

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 3 статьях во включенных в перечень ВАК журналах, тезисах и материалах докладов 12 конференций, 1 свидетельстве об официальной регистрации программ для ЭВМ, 2 свидетельствах об официальной регистрации баз данных, 2 патентах РФ на полезную модель.

Структура диссертационной работы. Диссертационная работа содержит 203 страницы и состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 140 наименований, 12 приложений, включающих 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, 2 свидетельства об официальной регистрации баз данных, 2 патента РФ на полезную модель, результаты экспериментальных исследований, алгоритм построения абрисов ФТТ, фрагмент каталога абрисов детских ФТТ, алгоритм программного модуля для проверки промышленных манекенов фигур.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определена ее цель и сформулированы задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость работы, приведены сведения об использовании ее результатов.

В первой главе проведен анализ функциональных возможностей и перспектив использования компьютерных технологий проектирования манекенов и существующих баз данных с позиций их необходимости и достаточности для трехмерного моделирования системы «фигура (манекен) — одежда» (материалы опубликованы в тезисах одного доклада).

Результатом проектирования системы «фигура (манекен) - одежда» является сбалансированная и соразмерная конструкция деталей одежды, ОПФ которых формируется за счет объединения АБД и КБД.

Исходным этапом процесса проектирования манекенов и моделей детской одежды в условиях массового производства, является формирование

АБД о фигурах типового телосложения. В современной размерной типологии детей поверхность фигуры и манекена представлена стандартизированной АБД из 45 стандартизированных размерных признаков для проектирования одежды и 40 параметров для разработки и контроля манекенов. Структурный анализ состава существующей АБД показал низкую взаимосвязь дуговых и лйнейных размерных признаков, их неравномерное распределение и недостаточность для задания в пространстве основных антропометрических точек и построения контуров каркаса манекена фигуры. Обоснована необходимость введения дополнительных размерных признаков, определяющих пластику участков поверхности ФТТ и ориентацию шеи, головы и конечностей относительно торса. При расширении базы данных следует учитывать особенности проектирования и контроля формы материальных и виртуальных манекенов.

Методика оценки формы материальных манекенов и номенклатура показателей их антропометрического соответствия определены ГОСТ 28865-90. Проверку осуществляют вручную с помощью набора традиционных средств контактных измерений. Повышение точности контроля параметров и снижение трудоемкости выполнения обмеров может быть достигнуто за счет внедрения бесконтактных средств измерения, наиболее перспективными среди которых являются бодисканирование, фотограмметрия и лазерная контурография. Проверку параметров виртуальных манекенов выполняют в САПР с использованием дополнительных программных модулей, повторяющих алгоритм ручных измерений. Для автоматизации и внедрения дистанционных методов контроля антропометрического соответствия манекенов необходимо усовершенствовать технологию контроля и обосновать номенклатуру параметров и их допускаемые отклонения. Для расчета величин допускаемых отклонений рекомендован метод размерных цепей, который позволяет согласовать параметры манекенов с критериями оценки посадки одежды.

Проведенный анализ 7 российских и зарубежных методик плоскостного конструирования детской одежды (ЕМКО СЭВ, ЕМКО ЦНИИШП, ЦОТШЛ, Г.П. Бескоровайная, Мюллер и сын, У. Алдрич и др.) показал, что ограниченная структура КБД и отсутствие ее градации с учетом морфологических особенностей детских фигур вызывает необходимость корректировки' формы при примерках.

Сравнительный анализ технологий трехмерного проектирования системы «фигура (манекен) - одежда» показал, что перспективы управления ОПФ основаны на замене дуговых прибавок к конструктивным параметрам величинами воздушных зазоров между поверхностями одежды и манекена. Однако в ранее проведенных работах (H.H. Раздомахин, Т.В. Медведева, JIo Юнь, Ли Юэ) отсутствует обоснование номенклатуры и величин воздушных зазоров для детской одежды, что не позволяет проводить трехмерное моделирование их формы.

Проведенный анализ перспективных направлений технологии проектирования и контроля качества манекенов для детской одежды позволил наметить два основных направления их совершенствования:

- расширение и проверка согласованности АБД, необходимой и достаточной для получения материального и виртуального манекена;

- автоматизация технологии контроля формы манекенов и обоснование величин допускаемых отклонений к параметрам манекенов, согласованных с параметрами оценки посадки одежды.

Вторая глава посвящена разработке расширенной АБД для проектирования абрисов и эталонных моделей манекенов детских ФТТ (результаты опубликованы в одной статье и тезисах трех докладов; получены два свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ и базы данных).

С целью построения эталонных моделей манекенов детских ФТТ была разработана геометрическая модель (ГМ) их формы, для формирования которой был обоснован состав расширенной АБД (табл. 1). В ее состав вошли основные размерные признаки Г0/ из антропометрических стандартов (8 линейных и 19 дуговых), дополнительные размерные признаки Тщ (26 новых, 32 расчетных, 4 угловых и 14 коэффициентов формы) для построения из основных С0,- и дополнительных Сд,- сечений. Предложенная совокупность параметров позволяет задать точечный и линейный каркас ГМ манекена, передающий пластику контуров детской фигуры и пространственную ориентацию точек торса, головы и конечностей для любой возрастной группы.

Таблица 1

Состав расширенной АБД для построения ГМ манекена детской ФТТ_

Участки н зона поверхности Количество

сечений точек размерных признаков

Со/ Сд/ Го/ тш

Голова 1 6 2 3

Шея 1 1 8 2 . 6

Торс, в том числе:

- верхняя опорная поверхность, 2 1 25 5 14

- верхняя условно-опорная поверхность, 5 3 96 5 12

- нижняя опорная поверхность, 1 1 22 2 б

- нижняя условно-опорная поверхность 2 2 44 3 6

Конечности: 12

- верхние. 3 3 28 2 16

-нижние 4 3 32 6/27 ' /76

Общее количество по зонам 19 14 261 103

Необходимое количество сечений и точек ГМ рассчитывали с учетом их принадлежности к четырем зонам различной ответственности на поверхности манекена. Зонами ответственности являются участки контакта манекена с поверхностью одежды: верхняя опорная, верхняя условно-опорная, нижняя опорная, нижняя условно-опорная. Границами зон выбраны горизонтальные сечения на основных антропометрических уровнях.

Отрезки измерений между точками ГМ образуют пространственную размерную цепь. При поиске наиболее благоприятных сочетаний положения точек ГМ допускали различные условия корректировки размерных признаков: значения высот и обхватов вводили в качестве основных параметров построения и использовали без корректировки, значения проекционных

диаметров, глубин и положений точек корректировали по заданному положению контуров абриса фигуры и проверяли при объединении с замыкающими дуговыми параметрами размерной цепи. Для корректировки замыкающих дуговых параметров могли быть введены корректировки, которые не превышали значения межразмерных приращений к размерным признакам (Д/мяфшм). Величины дуговых параметров из стандартизированной АБД, не участвовавшие в построении ГМ, уточняли по измерениям на эталонной поверхности манекена. Для исключения многовариантности построения контуров горизонтальных сечений введены коэффициенты формы и пропорционального деления переднезадних диаметров на переднюю и заднюю части.

Для размерной градации ГМ манекенов были рассчитаны корреляционные зависимости между дополнительными и основными (стандартизированными) размерными признаками, а для их подтверждения проведены выборочные антропометрические исследования в двух возрастных группах детей школьного возраста (первая и вторая полнотные группы). В результате обработки измерений фигур и их корреляционно-регрессионного анализа были получены уравнения, количественно подтверждающие расчетные зависимости.

На основе функциональных зависимостей был разработан алгоритм построения абрисов и каркасных моделей эталонных манекенов детских ФТТ в САПР «Грация». Разработанный алгоритм является открытой и гибкой системой, которая предусматривает возможность трансформации сечений каркасных моделей фигуры за счет варьирования величин коэффициентов формы на основных антропометрических уровнях фигуры. Параметры абрисов эталонных манекенов положены в основу формирования базы данных коэффициентов пропорционального деления продольно-поперечных измерений ФТТ, которые рекомендованы для использования при моделировании одежды и размерной идентификации моделей по их фотографическим изображениям.

Был сформирован каталог абрисов детских ФТТ, который можно использовать для выполнения технических эскизов одежды, и каталог каркасных моделей ФТТ, образующий исходную базу данных для проектирования поверхностных моделей манекенов в материале и среде САПР ЛЛЛУ1 и др.

В результате проведенных исследований была сформирована расширенная база данных о размерных и морфологических параметрах типовых фигур, положенная в основу разработки антропометрически обоснованных материальных и виртуальных манекенов.

Третья глава посвящена обоснованию величин допускаемых отклонений параметров манекенов для контроля посадки одежды (результаты опубликованы в одной статье, тезисах трех докладов; получено одно свидетельство об официальной регистрации базы данных).

Величины допускаемых отклонений обоснованы в результате экспериментальной проверки теоретического положения о координированном расположении конструктивных точек сбалансированной одежды над

аналоговыми точками манекена фигуры или в области допускаемых отклонений. Сбалансированную систему поверхности одежды и манекена представляют параллельно связанными пространственными размерными цепями, звеньями которых являются единичные измерения между точками на поверхности одежды (Т,°) и поверхности манекена (Т"). На рис. 1 точки конструкции обозначены цифрами, точки манекена — буквенными сокращениями. Причинами отклонения узловых точек размерной цепи одежды относительно точек манекена могут быть балансовые нарушения одежды (АДаланс) или отклонения параметров манекена (ДТ"), превышающие значения межразмерных приращений к ним (Д,ммежразм)- Учитывая это, условия равновесного расположения пространственных размерных цепей в различных зонах ответственности манекена можно задать через допускаемое отклонение звеньев цепи АТ", которое определено двумя соотношениями:

АТ: =/А, баланс! (1) АТ, <д, межразм- (2)

Балансовые нарушения в одежде ДДаланс проявляются в искажении гладкости поверхности и угловом смещении швов и краев деталей, а их величина обусловлена нарушением балансовых параметров в чертеже конструкции (А,°констр)- При этом проявление Д,"баланс в одежде зависит от показателей ОПФ и свойств материала и определяется зависимостью:

баланс констр» Пк» -Кфси), (3)

где /<фом — комплексный показатель свойств материала, 77к, — величины конструктивных прибавок, формирующих ОПФ.

Для изучения взаимосвязи балансового нарушения в одежде Д "баланс с балансовыми нарушениями в чертеже конструкции (Д,°Констр)> показателями ОПФ и свойствами материала был проведен натурный эксперимент по оценке качества посадки серии образцов плечевой одежды на одном манекене. Объектами исследования являлись эталонные образцы плечевой одежды трех видов ОПФ из трех видов тканей платьево-блузочного ассортимента с различными свойствами, изготовленные по сбалансированным и несбалансированным чертежам конструкций, в которых заданы нарушения переднезаднего и бокового балансов. Сбалансированные конструкции были построены по методике «Проектирование соразмерной одежды для девочек младшего школьного возраста по новой размерной типологии детей» ОАО ЦНИИШП. Посадку моделей оценивали на изготовленном манекене девочки младшего школьного возраста (Д2ФТТ) базового размеро-роста 134-68-60.

. Результирующие балансовые нарушения углов смещений швов и краев деталей одежды ДДалаис.фагг измеряли по фотографическим изображениям материальной системы «манекен - одежда» и сравнивали с допускаемыми значениями (Л,"баланс крит). рекомендованными в работе Л.П. Шершневой. По результатам измерений определили, что для детской одежды критическому значению углового смещения края борта Д"баланс крит =±1,8 град соответствует Д|°констр= ± 0,5 см для дуговых измерений одежды. Дополнительно по сканированным изображениям систем «манекен - одежда» с различной ОПФ выявлены зависимости между значениями ДДонстр и отклонениями АТ° и АТ" на участках между уровнями шеи, плеча, груди, талии и бедер. Для каждого

участка определено соотношение между параметрами: Л,"баланскрит —> АТ°—» АТ".

Полученные значения АТ" заложены в расчет допускаемых отклонений точек манекена с использованием метода размерных цепей. При расчете система параметров манекена была разбита на плоские и пространственные размерные цепи, вычисление составляющих которых основано на базовых принципах метода «расчета на максимум-минимум». Пространственные размерные цепи раскладывали на плоские параллельно связанные размерные цепи и рассчитывали значения их составляющих (рис. 2).

Рис. 1. Пространственные размерные цепи системы «манекен - одежда»

На рис. 2 приведен пример построения пространственной размерной цепи для определения допускаемого отклонения положения сосковой точки (ст), при расчете которого использованы значения четырех звеньев: Т™ = (ВТОш - Дл) — разность высот ст и точки основания шеи сбоку (тоги) манекена; Т" = V? (Цг ~ <4ш) -половина разности расстояния между сосковыми точками и диаметра поперечного шеи; Т= (й?пзг - Лтош) - разность переднезаднего диаметра груди и расстояние между проекцией тоги на горизонтальное сечение груди в т.О; Т" = ВГ — высота груди от тоги.

Па основании полученных результатов были разработаны требования к контролю формы манекена в виде допускаемых отклонений ДГ, " для 48 параметров. Значения допускаемых отклонений к обхватным, дуговым и проекционным параметрам дифференцированы по зонам ответственности на поверхности манекена. Проведено сравнение исходной модели манекена, построенной по стандартизированной АБД, и новой модели манекена, разработанной по расширенной АБД с учетом обоснованных интервалов допускаемых положений основных антропометрических точек и линий (рис. 3)

тош

.тош

Рис. 2. Пространственное расположение звеньев ячейки размерной цепи

Рис.3. Геометрические модели детского манекена с фрагментами каркаса горизонтальных сечений верхней опорной зоны до линии груди и нижней опорной зоны на уровне талии: а) по исходной АБД, б) по расширенной АБД

Величины допускаемых положений показаны около каждой антропометрической точки. На фрагменте опорной зоны рис. 3 обозначены антропометрические точки: основания шеи сбоку (тоги), плечевая (пт), сосковая (ст). На фрагменте сечения по линии талии рис. 3 обозначены параметры: диаметр поперечный талии (¿„опт) и диаметр переднезадний талии (¿/пзт).Согласно новой модели интервалы допускаемых отклонений имеют меньшие значения, что позволяет проектировать манекены ФТТ необходимого уровня точности.

Теоретически рассчитаные и экспериментально обоснованные величины допускаемых отклонений параметров манекена с учетом свойств материалов и ОПФ плечевой одежды ФТТ создают предпосылку для проектирования соразмерной одежды и контроля ее посадки и позволяют проводить контроль формы манекенов.

Четвертая глава посвящена разработке информационно-методического и программно-инструментального обеспечения для контроля параметров и пластики манекенов детских ФТТ (результаты опубликованы в одной статье, тезисах двух докладов; получены два патента на полезную модель).

Разработано комплексное обеспечение, позволяющее проводить парное сравнение параметров контролируемых (Дк) и эталонных манекенов (ДЭ), построенных по расширенной АБД. Критериями оценки являются допускаемые отклонения АТ", рассчитанные по методу размерных цепей.

АД- = П¡к - Д,э < Л Т". (4)

В состав инструментального обеспечения включены шаблоны для оценки параметров и пластики манекенов детских ФТТ. С их помощью можно проводить проверку формы материальных манекенов вдоль основных антропометрических линии на его поверхности. Проверку виртуальных манекенов осуществляют по аналогичным электронным шаблонам, сформированным в каталоги ГМ манекенов в форматах «.с!х6> или «,сс!г». Электронные шаблоны входят в информационное обеспечение и доступны для использования при дистанционном контроле промышленных манекенов по серии их фотоизображений или отсканированной поверхности.

Для реализации дистанционной проверки формы манекенов разработано программно-инструментальное обеспечение в виде установки и программного модуля для реконструкции формы по фотоизображениям, параметризации линий и их сравнения с электронными шаблонами. Инструментальное обеспечение позволяет получить фотоизображения контролируемого манекена в фиксированных угловых положениях (ракурсах) относительно объектива камеры при соблюдении установленных требований к условиям проведения съемки манекена. Программный модуль предназначен для формирования из полученных изображений единой трехмерной виртуальной модели контролируемого манекена в автоматическом режиме (рис. 5). Предварительно фотоизображения объекта должны быть обработаны в специализированных программных модулях или графических редакторах для получения их «масок». Программный модуль снабжен инструментами для проведения измерений дуговых и проекционных параметров виртуальной модели манекена и

позволяет экспортировать его трехмерную модель в формате «.оЬр> или набор его вертикальных, горизонтальных и радиальных сечений в формате «.<1хБ> в САПР для сравнения с эталонными контурами.

Была проведена экспериментальная проверка существующих и разработанных детских манекенов для Д2ФТТ.

д г

Рис.5. Этапы работы с программно-инструментальным обеспечением для контроля параметров и контуров манекенов: а - фотоизображения манекена в разных ракурсах, полученные с помощью разработанной установки; б - «маски» фотоизображений манекена; в - интерфейс программного модуля для измерения параметров манекена; г - интерфейс программного модуля для получения сечений поверхности манекена; д - полученные (экспортированные) сечения поверхности манекена

Для проверки выбраны 15 параметров, определяющие наиболее значимые участки манекена для оценки посадки одежды. В результате проверки параметров манекенов были выявлены отклонения для 10 параметров, которые представлены в табл. 2. Контролируемые виртуальные манекены из САПР ЛЛЛУ1 (существующий и разработанный по результатам проведенных исследований) обозначены символом «М1» и «М2», материальные манекены (промышленный, изготовленный фирмой «Модельная мастерская», и разработанный в ИГТА) - «МЗ» и «М4». Полужирным шрифтом в табл. 2 выделены значения отклонений параметров манекенов от эталонных величин, превышающие допускаемые отклонения. Интенсивностью цвета обозначены значения средних и грубых нарушений параметров контролируемых манекенов, превышающие значения допускаемых отклонений соответственно в 2...4 раза или в 5 и более раз.

В результате сравнения значений отклонений параметров существующего виртуального манекена из САПР ЛЛЛУ1 выявлены четыре грубых и четыре средних нарушения допускаемых отклонений. Для промышленного манекена были выявлены два средних нарушения допускаемых отклонений, грубых нарушений обнаружено не было. При оценке параметров разработанных манекенов все значения находились в поле допускаемых отклонений.

Таблица 2

Значения параметров виртуальных и материальных манекенов Д2ФТТ

№ п/п Наименование измерения манекена Расчетная формула Допускаемые отклонения параметра, Д Г,м, см Отклонение ДЯ,= П,к- П?, см

М1 М2 мз М4

1 Уровень плечевой точки ВиггВгтт ±0,2 0 +0,1 -0,1

2 Уровень выступающей точки лопатки ВщТ~ВпоПТ ±0,2 -0,3 0 -03 0,1

3 Уровень ягодичной точки Втт-Вя ±0,3 0 +1,4 0,2

4 Обхват шеи Ош ±0,3 -м +0,2 +0,5 0,2

5 Обхват бедер с учетом выступа живота Об ±0,6 +0,2 -2,4 0,5

6 Диаметр груди переднезадний ¿па ±0,2 -0,8 0 -0,2 0,1

7 Диаметр бедер переднезадний ^бгП ±0,2 +4,6 0 -0,5 0,2

8 Длина спины до талии с учетом выступа лопаток ДтО ±0,3 -1,8 +0,1 -0,3 -0,1

9 Расстояние от точки основания шеи сбоку до линии талии спереди Дгиг ±0,3 +0,8 +0,1 +0,9 +0,1

10 Расстояние от линии талии сзади до точки основания шеи сбоку Дтс\ 0,3 -1,2 +0,2 0 -0,1

Примечание: уровень расположения точек на опорной поверхности манекена относительно точки основания шеи сзади указан согласно ГОСТ 28865-90.

Выявленные грубые и средние отклонения на поверхности манекена могут стать причиной нарушения объективности оценки и выявления несуществующих балансовых нарушений при примерке готовой плечевой одежды. Для подтверждения значимости выявленных отклонений параметров манекена была проведена примерка изготовленных ранее бездефектных образцов плечевой детской одежды на существующих и разработанных материальных и виртуальных манекенах. При выполнении примерки на разработанных манекенах дефектов внешнего вида выявлено не было. При примерке бездефектных образцов были выявлены нарушения внешнего вида, превышающие допускаемые отклонения А,"баланс крип иа промышленном манекене - в 2...3 раза, на виртуальном - в 4...5 раз, что подтверждает обоснованность введенных ранее величин допускаемых отклонений Д Т".

Разработанное комплексное обеспечение для контроля манекена, включающее расширенную АБД, обоснованные величины допускаемых отклонений для формулирования выводов и предлагаемое программно-инструментальное обеспечение, позволяет проводить оценку

антропометричности формы материальных и виртуальных манекенов детских ФТТ.

Пятая глава посвящена совершенствованию трехмерного проектирования детской одежды (результаты опубликованы в тезисах четырех докладов).

Совершенствование трехмерного проектирования направлено на создание КБД для управляемого процесса моделирования ОПФ плечевой одежду за счет дифференцированного распределения величин воздушных зазоров по участкам системы «манекен - одежда». Величины воздушных зазоров проектируемых сечений зависят от проектируемой степени прилегания и от свойств материалов.

Формирование сечений каркаса ОПФ одежды начинают с задания ограничивающих точек переднезадних и боковых вертикальных контуров. Конфигурация контуров плечевой одежды в боковом и переднезаднем направлении зависит от плотности прилегания. В боковом направлении из-за плотного контакта поверхности торса и руки манекена с поверхностью одежды изменение конфигурации контуров незначительное и практически не зависит от плотности прилегания и свойств материала. В переднезаднем направлении изменение контуров варьируются в больших пределах. Угол наклона контуров определяется топографией расположения и формой зон ответственности манекена, величинами конструктивных прибавок и свойствами используемых материалов.

Существующие методы оценки свойств материалов на закономерных поверхностях не позволяют охарактеризовать реальные процессы формообразования. В переднезаднем направлении для оценки формообразующих свойств материала были измерены углы ?чфагг между передним и задним контурами одежды и вертикалями Л„ проведенными из наиболее выступающих точек переднезаднего контура манекена. Полученные данные сравнивали с максимальной величиной А.,тах. Угол >.,- характеризует способность материала к формообразованию. Нами было предложено использовать новый комплексный показатель для оценки формообразования материала СК"фом), который характеризует способность материала к повторению контурной пластики поверхности манекена, вычисляемый по формуле:

_ Лф'" >(5)

^фом ~ дтах '

#фОМ измеряется в пределах от 0 до 1. Предложенный показатель необходим для оценки степени соответствия формы одежды форме тела и его можно использовать для дальнейших расчетов.

Горизонтальные сечения на четырех основных уровнях (и) груди, талии, бедер и линии низа одежды формируют на пяти участках (к), образованных плоскостями срединно-сагиттальной, проходящей через точки переднезаднего контура, и секущими, проходящими через основные точки сечения (лопаточную, заднего и переднего углов подмышечной впадины, сосковую). Для сканированных систем «манекен - одежда» были измерены координаты

точек в полярной системе. Проведен корреляционно-регрессионный анализ полученных данных и выведены многофакторные регрессионные зависимости значений условных координат точек одежды {Х°, У,°) от величин конструктивных прибавок (Пк,), показателей свойств материалов (Яф0„) и значений координат точек манекена (X?,У") на к участках п основных уровней, которые имеют общий вид:

, Лфом);

=/(Як„ У,м, Л-фом). (6)

Разработанные теоретические модели формирования ОГ1Ф плечевой одежды по /'- ым точкам с учетом заданной длины (1°) для всех к участков п основных уровней позволяют создать управляемый процесс моделирования системы «манекен - одежда» за счет дифференцированного распределения величин воздушных зазоров.

Для характеристики показателей ОПФ было предложено использовать управляемые параметры: длину линии участка поверхности одежды (/,") на конструктивном уровне; площадь (5в,) и объем (Ув,) воздушного пространства в системе «манекен - одежда», локализованного между п конструктивными уровнями. Было проведено исследование взаимосвязей между выделенными показателями воздушного пространства, конструктивными прибавками и показателями свойств материала в трехмерных системах «манекен - одежда».

Сформирована новая КБД для управляемого процесса моделирования ОПФ плечевой одежды за счет дифференцированного распределения величин воздушных зазоров по участкам системы «манекен — одежда» с учетом проектируемой степени прилегания и свойств материалов.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработано комплексное обеспечение для проектирования и оценки манекенов детских ФТТ в виде антропометрического, информационно-методического и программно-инструментального обеспечений, основной особенностью которых является однозначное ориентирование точек манекенов в пространстве и научно обоснованный расчет параметров, координат точек и контурных линий.

2. Сформировано антропометрическое обеспечение для автоматизированного проектирования систем «фигура (манекен) - одежда» в виде каталогов абрисов и трехмерных виртуальных манекенов детских фигур, предназначенное для этапов дизайн-проектирования и конструкторской проработки моделей детской одежды.

3. Разработаны геометрическая модель детских фигур и алгоритм ее построения в виде абрисов и манекенов ФТТ, основанный на взаимосвязях между формой и пропорциями основных участков поверхности и группами размерных признаков фигур.

4. Предложены трехмерные манекены детских фигур, представленные в виде материальных и виртуальных объектов, с использованием новых антропометрических стандартов.

5. Сформирована функциональная модель трехмерного моделирования плечевой одежды различной объемно-пространственной формы через дифференцированное задание воздушных зазоров в системе «фигура (манекен) — одежда».

6. Эффективность от внедрения полученных результатов заключается в сокращении трудоемкости дизайнерских и конструкторских работ и повышении качества проектирования манекенов и детской одежды.

7. Результаты работы рекомендуется использовать в учебном процессе высших учебных заведений при подготовке бакалавров по направлению подготовки 262200 Конструирование изделий легкой промышленности, на швейных предприятиях, а также при разработке и модернизации архитектуры САПР одежды.

ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

1. Ахмедулова, Н.И. Совершенствование антропометрической базы данных для проектирования женской и детской одежды / Н.И. Ахмедулова, H.H. Чебаевская, A.B. Кузнецова // Швейная промышленность. - 2007. - № 6. -С. 50-53.

2. Кузнецова, A.B. Совершенствование основ проектирования реалистичных манекенов фигур типового телосложения / A.B. Кузнецова, В.Е. Кузьмичев // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. -2012.-№ 1.-С. 99-104.

3. Кузнецова, A.B. Совершенствование манекенов для оценки посадки детской одежды / A.B. Кузнецова, Н.И. Ахмедулова // Современные проблемы науки и образования. - 2012. -№ 6; URL: www.science-education.ru/106

Патенты на полезные модели

4. Пат. 117785 Российская Федерация, МПК А41 Н 3/00. Средство для контроля качества промышленных манекенов фигур человека по их проекциям / Кузнецова A.B., Кузьмичев В.Е.; заявитель ФГБОУ ВПО «ИГТА». -№ 2012107513; заявл. 28.02.12; опубл. 10.07.12.

5. Пат. 119586 Российская Федерация, МПК А41 Н 3/00. Установка для измерения параметров и координат точек поверхности фигуры человека, манекена и одежды на них / Доронина Н.В., Кузнецова A.B., Ахмедулова Н.И., Богданова А.Н.; заявитель ФГБОУ ВПО «ИГТА». - №2012118288; заявл. 03.05.12; опубл. 27.08.12.

Программы для ЭВМ

6. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007610612 Российская Федерация. Программа построения теоретических чертежей и каркасных моделей манекенов для контроля качества и посадки одежды / Н.И. Ахмедулова, В.Е. Кузьмичев, Л.Б. Рябцева, А.В.Кузнецова, H.H. Чебаевская; заявитель ФГБОУ ВПО «ИГТА». - №2006614362; заявл. 13.12.06; опубл. 07.02.07. -36 с.

Базы данных

7. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2011620622 Российская Федерация. База данных антропоморфных параметров фигур типового телосложения / Н.И. Ахмедулова, A.B. Кузнецова; заявитель ФГБОУ ВПО «ИГТА». - № 2011620479; заявл. 05.07.11; опубл. 01.09.11.-8 с.

8. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2011620676 Российская Федерация. База данных для построения пространственных моделей манекенов детских фигур типового телосложения / Н.И. Ахмедулова, A.B. Кузнецова; заявитель ФГБОУ ВПО «ИГТА». -№ 2011620549; заявл. 27.07.11; опубл. 23.09.11.-33 с.

Материалы конференций

10. Рябцева, Л.Б. Разработка компьютерного каталога 3D манекенов детских фигур для проектирования одежды Л.Б. Рябцева, A.B. Кузнецова, Н.И. Ахмедулова // Наука - сервису: материалы XI междунар. науч.-практ. конф. -М.: МГУС, 2006. -Ч. 2,- С.192-193.

П.Кузнецова, A.B. Разработка информационной базы для трехмерного проектирования одежды A.B. Кузнецова, Н.М. Кочанова, H.H. Чебаевская, Н.И. Ахмедулова // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2007): сб. материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. - Иваново: ИГТА, 2007. - Ч.1.- С.147-148.

12. Зимина, Е.С. Совершенствование информационной базы . для проектирования детской одежды Е.С. Зимина, A.B. Кузнецова, Н.И. Ахмедулова // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2007): сб. материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. - Иваново: ИГТА, 2007. - Ч.1.- С.144-145.

13. Кузнецова, A.B. Разработка методики построения теоретических чертежей детских фигур A.B. Кузнецова, Н.И. Ахмедулова, Кузьмичев В.Е. // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-

2009): сб. материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. -Иваново: ИГТА, 2009.-Ч.1.- С.191-192.

14. Кузнецова, A.B. Анализ возможностей нового информационного обеспечения для автоматизированного проектирования детской одежды // A.B. Кузнецова, Н.И. Ахмедулова Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС-2010): сб. материалов междунар. науч.-техн. конф. - Иваново: ИГТА, 2010. -4.1.- С. 187-188.

15. Наумова, И.Ю. Методика построения и анализа адекватности виртуальных манекенов детских фигур И.Ю. Наумова, A.B. Кузнецова // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-

2010): сб. материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. -Иваново: ИГТА, 2010. - Ч. 1.- С.155-156.

16. Кузнецова, A.B. Разработка комплексного подхода к контролю качества манекенов A.B. Кузнецова, Н.И. Ахмедулова, В.Е. Кузьмичев // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-

2011): сб. материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. -Иваново: ИГТА, 2011. - Ч. 1.- С. 170-172

17. Кузнецова, A.B. Разработка информационных поддержек для автоматизированного процесса проектирования детской одежды A.B. Кузнецова, Н.И. Ахмедулова И Инновации и перспективы сервиса: сб. научных статей междунар. науч.-техн. конф. - Уфа: УГИС, 2011. - Ч.5.- С. 209213.

18. Кузнецова, A.B. Разработка инструментального и программного обеспечения для воссоздания трехмерного виртуального образа объекта A.B. Кузнецова, A.B. Смирницкий, Н.В.Доронина // «Интеллектуальный потенциал вузов - на развитие Дальневосточного региона России и стран АТР»: Материалы XIV Международной научно-практической конференции-конкурса научных докладов студентов, аспирантов и молодых исследователей. -Владивосток: ВГУЭС, 2012. - С. 99-104.

19. Кузнецова, М.В. Показатели качества детской плечевой одежды с разной объемно-силуэтной формой М.В. Кузнецова, Е.Е. Горбунова, A.B. Кузнецова // «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2012)»: сб. материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. -Иваново: ИГТА, 2012.-Ч.1.-С.170-172.

20. Кузнецова, A.B. Влияние величин прибавок на визуальное восприятие объемно-силуэтной формы детской одежды для различных половозрастных групп A.B. Кузнецова, В.Е. Кузьмичев // «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС-2012)»: сб. материалов междунар. науч.-техн. конф. - Иваново: ИГТА, 2012. - Ч.1.— С.228-229.

Подписано в печать 26.11.12. Формат 1/16 60x84. Бумага писчая. Плоская печать. Усл. печ. л. .1,16. Уч.-изд. л. 1,11 ■ Тираж 80 экз. Заказ ШЗёдС Редакционно-издательский отдел Ивановской государственной текстильной академии Копировально-множительное бюро

153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21

Список условных сокращений, принятых в диссертационной работе

Общая характеристика работы

1. Анализ существующих технологий проектирования манекенов для детской одежды

1.1. Структура процесса проектирования одежды и 13 информационного обеспечения

1.2. Манекены фигур для проектирования и проверки качества одежды

1.2.1. Виды материальных манекенов

1.2.2. Виды виртуальных манекенов

1.2.3. Антропометрическая база данных

1.2.4. Способы и технические средства для оценки манекенов

1.2.5. Определение зон ответственности на поверхности манекенов

1.3. Анализ признаков форм детской плечевой одежды

1.4. Методы оценки качества готовой одежды

1.5. Возможности метода размерных цепей для проектирования 39 манекенов

1.6. Выбор методов и средств исследования для решения задач 41 диссертационной работы

Цели и задачи диссертационной работы

2. Антропометрическое обоснование для проектирования манекенов детских фигур

2.1 Математическое обоснование достаточности АБД для построения абрисов и манекенов детских фигур

2.2. Антропометрические исследования детских фигур

2.2.1. Объекты антропометрического исследования

2.2.2. Разработка программы антропометрических исследований

2.2.3. Обоснование объема выборки

2.2.4. Определение погрешности результатов измерений размерных 69 признаков бесконтактным методом

2.2.5. Обоснование новых размерных признаков для описания 70 формы поверхности детских фигур

2.3. Разработка абрисов детских фигур типового телосложения

2.4. Разработка нового антропометрического обеспечения для 79 идентификации детских фигур

Выводы

3. Разработка технологии проектирования и квалиметрии 85 манекенов детских фигур

3.1. Формирование трехмерных моделей манекенов детских ФТТ

3.1.1. Изготовление торса манекена в материале

3.1.2. Примеры получения виртуальных манекенов

3.2. Формирование информационного обеспечения для оценки 92 манекена

3.2.1. Обоснование величин допускаемых отклонений параметров 92 чертежей конструкции детской плечевой одежды

3.2.2. Расчет допускаемых отклонений параметров манекена

3.2.3. Построение допускаемых положений контурных линий 107 манекена

Выводы

4. Разработка технологии оценки манекенов фигур

4.1. Разработка комплексного подхода к контролю параметров и 112 пластики поверхности манекена

4.2. Разработка шаблонов контуров

4.3. Разработка программно-инструментального обеспечения для 116 контроля манекена ФТТ

4.4. Оценка используемых и разработанных манекенов 118 детских ФТТ

4.5. Экспериментальное подтверждение величин допускаемых 125 отклонений параметров манекенов детских фигур

Выводы

5. Экспериментальное обоснование особенностей 128 формообразования одежды на манекенах детских фигур

5.1. Исследование способности материалов к формообразованию

5.1.1. Объекты исследования

5.1.2. Разработка методики для оценки способности материала к 129 формообразованию

5.2. Математическое описание контуров поверхности в системе 135 «манекен-платье» для базовой Д2ФТТ

5.2.1. Обработка и параметризация горизонтальных сечений

5.2.2. Количественная характеристика показателей ОПФ плечевой 141 одежды

5.3. Визуализация трехмерной системы «манекен - одежда» 146 Выводы 147 Выводы и рекомендации 148 Список использованных источников 150 Приложения 163 Приложение 1. Результаты сравнительного анализа размерных 164 признаков детских фигур по типологиям 1980-х и 2000-х г.г. Приложение 2. Схема расположения параметров для расчета 170 значений размерных признаков на фотографическом изображении Приложение 3. Определение погрешности результатов измерений детских фигур бесконтактным методом

Актуальность темы. Условиями получения соразмерной и сбалансированной одежды, которую оценивают в системе «фигура (манекен) - одежда», являются использование выверенной антропоморфной базы данных о фигурах потребителя и инновационных технологий компьютерного проектирования моделей разнообразных объемно-пространственных форм (ОПФ).

Вопросами совершенствования процесса проектирования и оценки качества одежды для различных типов фигур в нашей стране занимались многие организации (ОАО ЦНИИШП, МГУДТ, ИГТА, СПбГУДТ) и ученые (Е.Б. Коблякова, Л.П. Шершнева, Г.П. Бескоровайная, Т.В. Медведева, Е.Ю. Кривобородова, Л.П. Юдина и др.). Ими разработаны принципы системного проектирования и методы оценки конструкций одежды на различные типы фигур.

Для массового производства одежды типы фигур потребителей задает действующая размерная типология, изменение которой должно своевременно отражаться во всех составляющих информационного обеспечения. Основными элементами которого являются: антропометрическая и конструктивная база данных (АБД и КБД) и инструментальное обеспечение в виде материальных или виртуальных манекенов.

Виртуальные манекены используются в системах трехмерного моделирования САПР Gerber, Lectra, Optitex, «Ассоль», «Леко», «СТАПРИМ», JULIVI и «Грация». Однако антропометрическое обеспечение, использованное в программах для задания поверхности виртуальных манекенов, закрыто для потребителей и не позволяет проводить трансформацию манекенов фигур, адекватную той или иной размерной типологии. Из перечисленных САПР одежды только САПР JULIVI и «Грация» имеют открытую подпрограмму для построения манекенов детских фигур, однако, их формирование и корректировка требует дополнительной АДБ.

К точности и антропометричности формы манекена предъявляют самые высокие требования, поскольку манекены являются центральным звеном в технологиях трехмерного проектирования и основным средством для контроля посадки одежды и проектирования ее формы. Однако анализ состава современных антропометрических стандартов показал ее недостаточность для обоснованного задания формы манекенов детских ФТТ, а проведенные ранее исследования были в основном направлены на формирование мужских и женских манекенов.

Разработка антропометрически обоснованных манекенов для массового производства одежды является актуальной научной проблемой, решение которой позволит усовершенствовать процессы проектирования и оценки посадки одежды и создаст условия для внедрения компьютерных технологий.

Диссертационная работа соответствует следующим пунктам паспорта научной специальности 05.19.04: 2. Совершенствование процесса и методов проектирования одежды на основе использования рациональной размерной типологии населения, требований ЕСКД и широкого применения современной вычислительной техники. 5. Совершенствование методов оценки качества и проектирование одежды с заданными потребительскими и технико-экономическими показателями.

Работа выполнена в 2006.2012 гг. в рамках научного направления кафедры конструирования швейных изделий по анализу и синтезу систем «фигура (манекен) - одежда» на основе использования компьютерных технологий и оригинальных подходов к оценке конструктивного решения моделей одежды.

Цель диссертационной работы заключается в совершенствовании процессов проектирования детской одежды.

Для достижения поставленной цели решены следующие научные задачи:

- определена структура и выявлены дополнительные функциональные возможности компьютерных технологий проектирования системы «фигура (манекен) - одежда»;

- разработаны геометрическая модель (ГМ) манекенов детских фигур и алгоритм ее построения в виде абрисов и манекенов ФТТ;

- разработано антропометрическое обеспечение для построения манекенов детских фигур по всей шкале размерной типологии;

- сформированы паспорта эталонных манекенов ФТТ для различных возрастных групп, включающие расширенную антропометрическую характеристику, абрисы и координаты ГМ полноростовых манекенов;

- выявлены взаимосвязи между параметрами элементов системы «фигура (манекен) - одежда» и параметрами чертежей конструкций;

- теоретически и экспериментально обоснованы величины допускаемых отклонений параметров манекена;

- разработано комплексное обеспечение для проверки антропометрического соответствия материальных и виртуальных манекенов;

- изучены процессы формообразования плечевой одежды на поверхности манекенов и разработана функциональная модель трехмерного моделирования плечевой одежды различной ОПФ через дифференцированное задание воздушных зазоров в системе «фигура (манекен) - одежда»;

- разработан алгоритм имитационного трехмерного моделирования детской плечевой одежды различной ОПФ.

Для практической реализации решены следующие технологические и технические задачи:

- разработано измерительное устройство параметров и координат точек поверхности манекена;

-разработана установка и программный модуль для реконструкции трехмерного виртуального образа манекена по его фотоизображениям;

- разработан шаблон для оценки параметров и контуров манекенов на основе формализации данных о детских ФТТ.

Объект исследования: технологии проектирования и оценки параметров манекенов фигур.

Предмет исследования:

- детские фигуры и плечевая одежда различной ОПФ,

- промышленные и виртуальные манекены детских ФТТ.

Область исследования: плоскостное и трехмерное проектирование и оценка детской плечевой одежды.

Методы и средства исследований. Для решения поставленных в работе задач использованы методы: графоаналитического построения абрисов детских ФТТ, размерных цепей, компьютерного моделирования системы «фигура (манекен) - одежда» в САПР общего и специального назначения. В работе использованы пакеты универсальных графических редакторов Adobe PhotoShop CS4 и Corel DRAW ХЗ.

Для антропометрических исследований поверхности тела детских фигур и плечевой одежды выбраны традиционные контактные и перспективные бесконтактные методы измерений. В качестве бесконтактных методов выбраны методы цифровой фотограмметрии и бодисканирования с использованием компьютерной программы ScanWorX и бодисканера фирмы Human Solutions.

Для обеспечения достоверности выводов, полученных в диссертационной работе, применены методы математической статистики с использованием пакетов прикладных программ MS Office Excel 2007 и SPSS 17,0 в среде Windows, выполнен расчет систематической и случайной погрешностей результатов измерений при доверительной вероятности 0,95.

Научная новизна работы заключается в разработке системы информационного обеспечения для однозначного задания и контроля формы манекенов детских фигур, согласованных с критериями соразмерности и сбалансированности одежды.

Автор защищает:

- АБД для проектирования манекенов детских ФТТ по новой размерной типологии, электронный каталог ГМ абрисов детских манекенов ФТТ;

-комплексное обеспечение для оценки антропометричности формы манекенов;

- функциональную модель для компьютерного трехмерного моделирования плечевой одежды различной ОПФ.

Техническая новизна результатов диссертационной работы подтверждена двумя патентами РФ на полезную модель, свидетельством об официальной регистрации программ для ЭВМ, двумя свидетельствами об официальной регистрации баз данных.

Практическая значимость и реализация результатов работы. На основе теоретических положений и экспериментальных исследований создано информационное обеспечение для проектирования и оценки параметров манекенов детских ФТТ, используемых для проектирования одежды. Каталоги абрисов и расширенная АБД детских ФТТ внедрены в практику проектирования и изготовления детской одежды (ООО «Экспресс Стиль», г. Москва).

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований были доложены и получили положительную оценку: на межвузовских и международных научно-технических конференциях: «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК)» - Иваново, ИГТА, 2007, 2009-2012; «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС)» - Иваново, ИГТА, 2007, 2010, 2012; «Инновации и перспективы сервиса» - Уфа, УГИС, 2012; «Текстиль и мода» - Воронеж, 2007, 2009, 2011; «Наука - сервису» - Москва, МГУС, 2006; «Текстиль 2007» - Москва, 2007; «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» - Витебск, ВГТУ, 2011; «Интеллектуальный потенциал вузов - на развитие Дальневосточного региона России и стран АТР» - Владивосток, ВГУЭС, 2012; на выставке научно-технических достижений, разработок и инноваций «V Ивановский инновационный салон 'Инновации-2010"» - Иваново, 2010; на заседаниях кафедры конструирования швейных изделий ИГТА в 20062012 гг.

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 3 статьях во включенных в перечень ВАК журналах, тезисах и материалах докладов 12 конференций, 1 свидетельстве об официальной регистрации программ для ЭВМ, 2 свидетельствах об официальной регистрации баз данных, 2 патентах РФ на полезную модель.

Структура диссертационной работы. Диссертационная работа содержит 203 страницы и состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 140 наименований, 12 приложений, включающих 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, 2 свидетельства об официальной регистрации баз данных, 2 патента РФ на полезную модель, результаты экспериментальных исследований, алгоритм построения абрисов ФТТ, фрагмент каталога абрисов детских ФТТ, алгоритм программного модуля для проверки промышленных манекенов фигур.

7. Результаты работы рекомендуется использовать в учебном процессе высших учебных заведений при подготовке бакалавров по направлению подготовки 262200 Конструирование изделий легкой промышленности, на швейных предприятиях, а также при разработке и модернизации архитектуры САПР одежды.

1. Бескоровайная, Г.П. Проектирование детской одежды: учебное пособие / Г.П. Бескоровайная. М.: Академия, 2002. - 96с.

2. Шершнева, Л.П. Современные подходы к проектированию динамически комфортных конструкций детской одежды/ Л.П. Шершнева, Л.В. Ларькина // Швейная промышленность. 2004. - №5. - С. 42-46.

3. Единая методика конструирования одежды СЭВ (ЕМКО СЭВ). Базовые конструкции одежды для девочек. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. -Т.5.-274 с.

4. Единая методика конструирования одежды СЭВ (ЕМКО СЭВ). Базовые конструкции одежды для мальчиков. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. -Т.6.-171 с.

5. Единый метод конструирования одежды с втачным рукавом для девочек, изготовляемой по индивидуальным заказам.-М.: ЦБНТИ, 1980. -75 с.

6. Единый метод конструирования одежды с втачным рукавом для мальчиков, изготовляемой по индивидуальным заказам.-М.: ЦБНТИ, 1980. -75 с.

7. Методика конструирования одежды для девочек.-М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1982. 150 с.

8. Методика конструирования одежды для мальчиков.-М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1982. 150 с.

9. Сборник Ателье 2008. Мюллер и сын. Техника кроя. - М. : Издательский дом «ЭДИПРЕСС-КОНЛИГА», 2009. - 153 с.

10. Стебельский, M.B. Макетно-модельный метод проектирования одежды / M.B. Стебельский. М.: Легкая индустрия, 1979. - 160 с.

11. Стебельский, М.В. Методы изучения размеров и формы тела человека: учебное пособие / М.В. Стебельский, Ю.А. Костин. Иваново: ИВТИ, 1981.-92 с.19. http://www.staprim.com20. http://www.assol.mipt.ru

12. ГОСТ 17-916-86 Типовые фигуры девочек. Размерные признаки для проектирования фигуры. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. -95 с.

13. ГОСТ 17-917-86 Типовые фигуры мальчиков. Размерные признаки для проектирования фигуры. М.: Стандартинформ, 2006. - 95 с.

14. Изменение №2 к ГОСТ 17916-86 Фигуры девочек типовые размерные признаки для проектирования одежды. М.: ИПК Издательство стандартов, 2005. - 8 с.

15. Изменение №2 к ГОСТ 17917-86 Фигуры мальчиков типовые размерные признаки для проектирования одежды. М.: ИПК Издательство стандартов, 2005. - 8 с.

16. ОСТ 17-66-88 Изделия швейные, трикотажные, меховые. Типовые фигуры девочек. -М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. 52 с.

17. ОСТ 17-67-88 Изделия швейные, трикотажные, меховые. Типовые фигуры мальчиков. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 52 с.

18. ГОСТ 28865-90. Манекены для одежды девочек. Основные параметры и размеры . М.: ИПК Издательство стандартов, 2005. - 16 с.

19. Патент США №3305146, МПК 4 А 41Н 5/00, НКИ 223/68311.67.

20. Патент ФРГ №1460160, МПК А 41Н 3/04 19.04.73.

21. Патент Япония №50-128370, МПК А 41Н 3/04 19.04.73.

22. Комисаров, И.И. Разработка технологий формирования,трансформации и производства тонкостенных манекенов для одежды: дис. . докт. техн. наук: 05.19.04, 05.02.13 / Комисаров Игорь Иванович. Иваново: ИГТА, 2003.-399 с.

23. Густова, E.H. Разработка технологии проектирования одежды для женщин в до- и послеродовый период: дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Густова Елена Николаевна. Москва: РосЗИТЛП, 2003. - 154 с.

24. Патент США №4752021, МПК А 41Н 5/00, НКИ 223/68 -21.06.88.

25. Пат. 2251382 СССР № 1306560, МПК А 41 И 5/02. Надувнойманекен / И.М. Пастух, Л.В. Матвейчук, Г.И. Бондаренко; заявитель ХТИБО. -№ 3703066; заявл. 20.02.1984; опубл. 30.04.1987.51. http://www.saprgrazia.com/

26. Корнилова, Н.Л. Автоматизированное проектирование корсетных изделий в трехмерной среде / Н.Л. Корнилова, Г.В. Баландина, А.Е. Горелова // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 2008 - № 1- С. 40-44.53. http://www■ rhino3d.com

27. Стебельский, М.В. Совершенствование программы антропологических измерений применительно к проектированию одежды / М.В. Стебельский, Ю.А. Костин, Б.П. Куликов // Швейная промышленность. 1976.-№2.-С. 6-8.

28. Костин, Ю.А. К обоснованию оптимальной величины припуска для проектирования манекенов и конструирования одежды детского ассортимента / Ю.А. Костин, М.В. Стебельский, Б.А. Бузов // Швейная промышленность. 1973. - №3. - С. 27-29.

29. Кочанова, Н. М. Совершенствование процесса проектирования воротников на виртуальных моделях системы "женская фигура одежда" : дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Кочанова Надежда Михайловна. -Иваново: ИГТА, 2009. - 233 с.

30. Шершнева, Л.П. Основы прикладной антропологии и биомеханики: учебное пособие /Л.П. Шершнева, Т.В. Пирязева, Л.В. Ларькина. ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. - 144 с.

31. Кузьмичев, В.Е. Основы проектирования и анализа чертежей конструкций одежды: учебное пособие с грифом УМО / В.Е. Кузьмичев, Н.И. Ахмедулова, Л.П. Юдина. Иваново, 2011. - 280 с.

32. Проектирование соразмерной одежды для девочек дошкольного возраста по новой размерной типологии детей. М.: ЦНИИШП, 2002. -148 с.

33. Проектирование соразмерной одежды для девочек младшего школьного возраста по новой размерной типологии детей. М.: ЦНИИШП,2002.- 150с.

34. Проектирование соразмерной одежды для девочек старшего школьного возраста по новой размерной типологии детей. М.: ЦНИИШП, 2002.- 163с.

35. Проектирование соразмерной одежды для девочек подросткового возраста по новой размерной типологии детей. М.: ЦНИИШП, 2002. - 170с.

36. Проектирование соразмерной одежды для мальчиков дошкольного возраста по новой размерной типологии детей. М.: ЦНИИШП, 2002. - 140с.

37. Проектирование соразмерной одежды для мальчиков младшего школьного возраста по новой размерной типологии детей. М.: ЦНИИШП, 2002.-150с.

38. Проектирование соразмерной одежды для мальчиков старшего школьного возраста по новой размерной типологии детей. М.: ЦНИИШП, 2002.- 165с.

39. Проектирование соразмерной одежды для мальчиков подросткового возраста по новой размерной типологии детей. М.: ЦНИИШП, 2002.-170с.

40. Юдина, Л.П. Совершенствование конструкций мужской верхней одежды : дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Юдина Лариса Павловна. М.: МТИЛП, 1969. - 154 с.

41. Кузьмичев, B.E. Системный анализ чертежей конструкцийодежды : учебное пособие с грифом УМО / В.Е. Кузьмичев,Н.И. Ахмедулова, Л.П. Юдина. Иваново, 2010. - 399 с.

42. Юдина, Л.П. Методы определения опорной поверхности одежды / Л.П. Юдина, A.B. Савостицкий // Швейная промышленность. 1968. - № 3. -С. 132-136.

43. ГОСТ 4103-82. Изделия швейные. Методы контроля качества. -М.: Изд-во стандартов, 1983. 32 с.

44. ГОСТ 12566-88. Изделия швейные бытового назначения. Определение сортности. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 30 с.

45. Рахманов, H.A. Конструктивные дефекты одежды и способы их устранения / H.A. Рахманов, С.И. Стаханов. М.: Легкая индустрия, 1979. -126 с.

46. Шершнева, Л.П. Качество одежды / Л.П. Шершнева. М.: Легпромбытиздат, 1985. - 192 с.

47. Варковецкий, М.М. Количественное измерение качества продукции текстильной промышленности / М.М. Варковецкий. М.: Легкая индустрия, 1976. - 103 с.

48. Шершнева, Л.П. Методы оценки точности обработки одежды: автореферат дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Шершнева Лидия Петровна. -М.: МТИЛП, 1969. 394 с.

49. Раздомахин, H.H. Аспекты антропометрического обеспечения одежды: трехмерные координаты антропометрических точек на фотоизображениях фигуры человека / H.H. Раздомахин // Швейная промышленность. 2006. - № 1. - С. 45-46.

50. Пат. 2225698 Российская Федерация, МПК А41 Н 3/00. Способ Медведевой Таран разработки предпочтительных модельных конструкций одежды / Медведева Т.В., Таран А.Н. ; заявитель ФГБОУ ВПО «МГУС». -№ 2002132312/12; заявл. 03.12.02; опубл. 20.03.04.

51. Ло Юнь. Проектирование виртуальных систем "женская фигура-одежда" с разной объемно-силуэтной формой: дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Ло Юнь.-Иваново: ИГТА, 2011.-215 с.

52. Ли Юэ. Проектирование плечевой одежды с использованием сканированных оцифрованных изображений трехмерной системы "фигура-одежда" : дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Ли Юэ Иваново: ИГТА, 2009.268 с.

53. Коблякова, Е.Б. Конструирование одежды с элементами САПР: учебник для вузов / Е.Б. Коблякова, Г.С. Ивлева, В.Е. Романов. М.: Легпромбытиздат, 1988. - 464 с.

54. Коблякова, Е.Б. Основы проектирования рациональных размеров и формы одежды / Е.Б. Коблякова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-208 с.

55. Димов, Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник для вузов / Ю.В. Димов. Спб.: Питер, 2002. - 432 с.

56. Молчанов, В.В. Построение и расчет пространственных размерных цепей по методу полной взаимозаменяемости : дис. . канд. техн. наук: 05.02.08 / Молчанов Виктор Владимирович М., 1984 - 253 с.

57. Зрюкин, В.В. Размерные цепи: учебное пособие / В.В. Зрюкин. -Иваново: ИХТИ, 1985. 79 с.

58. Сафронова, И.В. Технические методы и средства измерений в швейной промышленности / И.В. Сафронова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 232 с.

59. Дунаевская, Т.Н. Размерная типология населения с основами анатомии и морфологии: учеб. пособие /Т.Н. Дунаевская, Е.Б. Коблякова, Г.С. Ивлева. — М.: Легкая индустрия, 1973. 232с.

60. Размерная типология стран-членов СЭВ / Ю.С Куршакова, Т.Н. Дунаевская, П.И. Зинкевич и др. М.: Легкая индустрия, 1974. - 240 с.

61. Комиссаров, И.И. Аппроксимация проектируемых контуров горизонтальных сечений манекена торса типовой фигуры человека / И.И. Комисаров, В.И. Смирнов // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 2003. - №5. - С. 73-76.

62. Миклашевская, H.H. Ростовые процессы у детей и подростков: учебник для вузов / H.H. Миклашевская. М.: МГУ, 1998. - 182 с.

63. Рост и развитие ребенка по данным антропологии: учебник для вузов / под ред. Миклашевской Н.П. М.: МГУ, 1973. - 220 с.

64. Сальникова, Г.П. Физическое развитие школьников: учебник для вузов / Г.П. Сальникова. -М.: Просвещение, 1968. 160 с.

65. Маркосян, A.A. Вопросы возрастной физиологии: учебник для вузов / A.A. Маркосян. М.: Просвещение, 1974. - 222 с.

66. Шидер, Ф. Анатомический атлас для художников / Ф.Шидер, перевод с англ. К. Молькова. М.: Эксмо, 2004. - 224 с.

67. Дунаевская, Т.Н. Основы прикладной антропологии ибиомеханики: учебник для вузов /Т.Н. Дунаевская, Е.Б. Коблякова, Г.С. Ивлева, Р.В. Иевлева. СПб.: Информационно-издательский центр МГУДТ, 2005.-280с.

68. Костин, Ю.А. Морфологическая характеристика тела человека применительно к проектированию одежды: учебное пособие / Ю.А. Костин. -Иваново: ИГТА, 1995. 108 с.

69. Бескоровайная, Т.П. Конструирование женского пальто на фигуры различного телосложения: учебное пособие / Т.П. Бескоровайная, Е.Б. Коблякова. -М.: Легпромбытиздат, 1990. 128 с.

70. Ахмедулова, Н.И. Совершенствование антропометрической базы данных для проектирования женской и детской одежды / Н.И. Ахмедулова, H.H. Чебаевская, A.B. Кузнецова // Швейная промышленность. 2007. - № 6. -С. 50-53.

71. Виноградов, Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности: учебник для вузов / Ю.С. Виноградов. -М.: Легкая индустрия, 1970. 312 с.

72. Кузьмичев, В.Е. Методы обработки данных: методические указания / В.Е. Кузьмичев. Иваново: ИГТА, 1983. - 36 с.

73. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул: учебное пособие / E.H. Львовский. М.: Высшая школа, 1982.-224 с.

74. Кузьмичев, В.Е. Корреляционный и регрессионный анализ: методические указания / В.Е. Кузьмичев, О.М. Хлебунова. Иваново: ИГТА, 1983.-40 с.

75. Мюллер, П. Таблицы по математической статистике / П. Мюллер, П. Нойман, Р. Шторм, перевод с нем. В.М. Ивановой. М.: Финансы и статистика, 1982. - 271 с.

76. Венецкий, И.Г. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе: справочник / И.Г. Венецкий, В.И. Венецкая. -М.: Статистика, 1979. -302 с.

77. Пат. 1319818 Франция МПК А 41Н 5/00. Способ изготовления манекена по фигуре / И.И. Терехин, Т.Э. Имамалиев ; заявитель Центр методологии изобретательства. № 4018266/28-12; заявл. 21.01.86 ; опубл. 30.06.87, Бюл. № 24.- 6 с.

78. Chhabra Sonia Like flesh and blood./ Chhabra Sonia // Textilenetwork. 2004. - №10. - C.32-33.

79. Доронина, H.B. Разработка метода проектирования брюк на фигуры с разной мышечной массой : дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Доронина Надежда Викторовна. Иваново: ИГТА, 2005. - 341 с.

80. Рябцева, Л.Б. Разработка компьютерного каталога 3D манекенов детских фигур для проектирования одежды Л.Б. Рябцева, A.B. Кузнецова, Н.И. Ахмедулова // Наука сервису: материалы XI междунар. науч.-практ. конф. - М.: МГУС, 2006. -Ч. 2.- С.192-193.

81. Кузнецова, A.B. Совершенствование основ проектирования реалистичных манекенов фигур типового телосложения / A.B. Кузнецова,B.Е. Кузьмичев // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. -2012. -№ 1.-С. 99-104.

82. Пат. 117785 Российская Федерация, МПК А41 Н 3/00. Средство для контроля качества промышленных манекенов фигур человека по их проекциям / Кузнецова A.B., Кузьмичев В.Е.; заявитель ФГБОУ ВПО «ИГТА». -№ 2012107513; заявл. 28.02.12; опубл. 10.07.12.

83. Кузнецова, A.B. Совершенствование манекенов для оценки посадки детской одежды / A.B. Кузнецова, Н.И. Ахмедулова // Современные проблемы науки и образования. 2012. - № 6; URL: www.science-education.ru/106-7568.

84. Кузнецова, A.B. Совершенствование процесса проектирования одежды по визуальному образу потребителя A.B. Кузнецова, H.H. Чебаевская, Н.И. Ахмедулова // Текстиль 2007: материалы науч. конф-М.: МГТУ, 2007.-С.222.