автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка методики системного графоаналитического проектирования брюк

Введение.

1. Литературный обзор (состояние вопроса).

1.1. Анализ информационного обеспечения проектирования сбалансированных конструкций брюк.

1.2. Анализ информационного обеспечения процесса формообразования брюк.

1.3. Использование информации о внешней форме одежды для построения чертежей конструкций.

1.4. Использование САПР одеждм для компьютеризации процесса проектирования брюк

1.5. Формулирование цели и задач исследований.

2. Разработка геометрической модели пространственной формы и конструкции брюк.

2.1. Аналитический расчет опорного баланса.

2.2. Аналитический расчет верхнего переднезаднего баланса.

2.3. Аналитический расчет нижнего переднезаднего баланса.

2.4. Геометрический образ каркаса брюк.

2.5. Аналитический расчет наклонных балансов.

2.6. Структура геометрической модели формы и конструкции.

Выводы.

3. Экспериментальные и графоаналитические исследования процесса формообразования брюк.

3.1. Методы и средства исследований.

3.2. Разработка номенклатуры показателей внешней формы брюк.

3.3. Влияние конструктивных параметров на внешнюю форму брюк.

3.4. Корреляционный анализ конструктивных параметров европейских и китайских брюк

3.5. Экспериментальное определение наклонных балансов чертежей конструкций.

Выводы.

4. Разработка графоаналитического метода построения конструкции брюк с использованием новой совокупности исходных данных.

4.1. Структура информационного обеспечения процесса проектирования.

4.2. Построение виртуального образа нижней части фигуры в САПР "Грация".

4.3. Построение виртуального образа внешней формы брюк.

4.4. Алгоритм построении конструкции брюк.

Выводы.

5. Производственная проверка результатов работы.

Актуальность темы. Принципиальной отличительной чертой современного швейного производства является использование САПР одежды, которые позволяют совместить во времени создание рисунков моделей и конструкторскую подготовку их производства. Опыт практического использования таких систем в разных странах мира, в том числе и в Китайской Народной Республике, убедительно доказал необходимость их дальнейшего совершенствования в части наполнения информационной базы данных для разработки конструкций моделей одежды в точном соответствии с эскизами или фотографиями.

Переход от безмашинных к компьютерным технологиям проектирования одежды возможен на основе систематизации и логического обоснования всех процедур конструирования, начиная от анализа внешней формы объекта проектирования и заканчивая системой контроля качества полученных чертежей. Эта научная проблема по формализации проектно-конструкторских работ в швейной промышленности для создания САПР является одной из самых активно разрабатываемых на рубеже XX-XXI вв. в России и Китайской Народной Республике.

Перспективным направлением развития САПР является переход от двухмерного к трехмерному проектированию формы и конструкции одежды, который позволит получать развертки объемной поверхности на плоскости. Реализация такого направления - от создания визуального образа до получения конструкции изделия - предполагает наличие мощной базы исходных данных в виде формализованных закономерностей между показателями двух групп, относящихся к пространственной форме одежды и параметрам чертежа конструкции (конструктивным отрезкам и прибавкам).

Ввиду многообразия ассортимента продукции швейной промышленности решение этой комплексной проблемы требует изучения особенностей каждого вида одежды.

Поясная одежда, к которой относятся брюки, несмотря на относительную стабильность структурного решения, имеет свои закономерности формообразования, учитываемые в разных методиках конструирования с помощью различных - интуитивных и аналитических - приемов. Преобразование плоскостных конструкций в объемные оболочки и, наоборот, развертывание оболочек на плоскости может быть произведено на основании общих геометрических моделей. Однако к настоящему времени не выполнена формализация закономерностей, с помощью которых можно прогнозировать воспроизведение в плоскостных конструкциях параметров объемной формы моделей брюк. Поэтому разработка математических принципов соответствия объемной формы и плоскостной конструкции является актуальной задачей в создании базы трехмерного проектирования.

Конечный результат такого моделирования будет оцениваться качеством посадки брюк на фигуре. Существующая система балансовых параметров включает единичные показатели, определяемые на разных этапах проектирования в зависимости от размерных признаков фигуры и модельных особенностей брюк. Эти показатели зачастую не связаны друг с другом, а их проверка довольно сложна и к настоящему времени до конца не формализована. Для трехмерного проектирования необходима разработка таких универсальных балансовых параметров, с помощью которых можно было бы комплексно оценить как правильность построения конструкции, так и ее пригодность для конкретной фигуры.

Разработка таких критериев также является актуальной задачей в рамках решаемой проблемы улучшения качества брюк.

Проектирование одежды основано на использовании разных видов графической информации (эскиз, фотография и др.), представляемых в разных масштабах. Все они востребованы при проектировании в преобразованных видах. Закономерности таких преобразований при моделировании и конструировании брюк к настоящему времени не установлены, а их знание необходимо для всех видов проектирования - традиционного и автоматизированного. Поэтому проведение графоаналитических исследований формообразования брюк актуально в плане создания информационного обеспечения.

Компьютерные технологии проектирования требуют и новых методик построения конструкций на базе универсального информационно-аналитического обеспечения. Такое обеспечение должно включать, помимо традиционных исходных данных, новую совокупность показателей внешней формы проектируемых брюк, закономерностей между формообразующими параметрами для выбранного временного интервала моды. Поэтому системность подхода к процессу проектирования предполагает и разработку новой методики конструирования.

Диссертационная работа выполнена в рамках гранта 2001 года Министерства образования Российской Федерации «Разработка теоретических основ и методологического аппарата проектирования одежды из новых видов материалов для целей художественно-конструкторской подготовки моделей», шифр ТОО-Ю.4-722, и в соответствии с тематическими планами научных исследований в Ивановской государственной текстильной академии и Чжоаньюаньском промышленном институте (Китайская Народная Республика) на 2000-2002 годы.

Цель работы состояла в разработке принципов системного подхода к проектированию брюк на основе геометрической модели «объемная форма - чертеж конструкции» и создании новой методики их построения.

Для достижения поставленной цели в экспериментальную и теоретическую части работы были включены следующие разделы:

- изучение особенностей и определение закономерностей формообразования мужских брюк в период 2000-2002 года, спроектированных по европейским и китайским методикам конструирования;

- разработка геометрической модели, объединяющей объемную форму брюк и их плоскостную конструкцию;

- разработка математических уравнений для определения основных параметров конструкции, влияющих на пространственную сбалансированность брюк;

- определение закономерностей, существующих между показателями внешней формы брюк и конструктивными параметрами их чертежей;

- определение рациональных соотношений между наклонными балансами чертежей конструкций передней и задней частей брюк;

- разработка методики построения конструкций брюк с учетом установленных закономерностей формообразования использования новых критериев контроля - наклонных балансов;

- производственная проверка результатов работы.

Общая характеристика объектов и методов исследования. Работа выполнена на основе системного подхода к процессу проектирования брюк. На разных этапах исследований использованы методы геометрического моделирования, экспертных оценок, антропометрических измерений, алгоритмизации и построения баз данных, графического анализа, а также орга-нолептический метод.

Объектами исследования служили брюки разных форм и силуэтов периода 2000-2002 гг., чертежи конструкций, методики и системы конструирования брюк, разработанных разными авторами и организациями.

Для обработки результатов экспериментальных исследований использованы методы корреляционного и регрессионного анализа с применением ПЭВМ и пакета прикладных программ «Statgraphics». Вычисление погрешностей при формулировании выводов проводили с использованием методов математической статистики и теории погрешностей.

Построение абрисов фигур, моделей брюк и их конструкций выполнено на базе САПР " Грация ", в том числе с использованием программных продуктов кафедры конструирования швейных изделий ИГТА.

Научная новизна состоит в разработке методологии системного подхода к процессу проектирования брюк, основанного на графоаналитическом анализе процесса формообразования и математическом описании закономерностей трансформации элементов системы «фигура человека-форма брюк - чертеж конструкции».

Впервые получены следующие результаты:

1. Разработана геометрическая модель объемной формы и чертежа конструкции брюк с выделением общих элементов, которые определяют пространственную сбалансированность формы и взаимоувязанное положение на плоскости основных балансовых точек.

2. Определены и математически описаны закономерности формообразования брюк под влиянием изменения основных конструктивных параметров.

3. Получены аналитическим путем математические выражения для расчета опорного и переднезадних балансов и объединяющих их наклонных балансов.

4. Получена система математических уравнений для преобразования графической информации в виде проекций трехмерной системы «фигура человека- форма брюк» в совокупность конструктивных формообразующих параметров чертежа.

5. Составлено формализованное описание соотношений, существующих между конструктивными параметрами брюк, на примере преобладающих стилевых и модных тенденций в моделировании и конструировании европейских и китайских брюк в период 2000-2002 гг.

Оформлены заявления на выдачу патента РФ на изобретение «Способ построения шаблона брюк» № 2001131292 от 19.11.2001 и регистрацию программы для построения чертежа конструкции брюк на базе САПР «Грация».

Автор защищает:

- теоретическое обоснование и результаты экспериментального исследования процесса формообразования брюк;

- методологию графоаналитического проектирования брюк в системе «фигура человека- форма брюк - чертеж конструкции»;

- установленные закономерности изменения взаимозависимых параметров формы и конструкции, проявляющиеся при модификации формы брюк;

- новые критерии - наклонные балансы конструкции - для управления и прогнозирования пространственной сбалансированностью брюк;

- методику построения конструкций брюк на основе новой совокупности исходных данных.

Практическая значимость. Практические результаты теоретических и экспериментальных исследований формируют новую информационно-аналитическую базу для компьютеризации процесса проектирования брюк. Разработана методика конструирования брюк, реализация которой улучшает результаты конструкторских решений, сокращает время внедрения новых моделей в производство и трудоемкость конструирования. Использование результатов в учебном процессе упрощает передачу опыта и накопленной системы знаний при решении сложных конструкторско-технологических задач.

Результаты работы внедрены в учебном процессе Ивановской госу-* дарственной текстильной академии, переданы для использования промышленным предприятиям г.Иванова и Нижнего Новгорода.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации были доложены на следующих конференциях и заседаниях:

- международной конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности «Про-гресс-2000», г. Иваново, ИГТА, 2000 г;

- международной конференции «Достижения текстильной химии - в производство «ТЕКСТИЛЬНАЯ ХИМИЯ -2000», г. Иваново, ИХР РАН, 2000 г.;

- юбилейной научно - технической межвузовской конференции, посвященной 75-летию Санкт-Петербургского государственного университета технологий и дизайна, г. Санкт-Петербург, 2000 г.;

- международной научно-технической конференции «Льняной комплекс России. Проблемы и перспективы», г. Вологда, 2001 г.;

- межвузовской научно-технической конференции аспирантов, магистров и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (ТТОИСК-2002), г. Иваново, 2002 г.,

- расширенном заседании кафедры конструирования швейных изделий Ивановской государственной текстильной академии в 2002 г.

Содержание представленных докладов отражено в тезисах вышеперечисленных конференций.

Публикации. Основные результаты выполненных исследований представлены 2 статьями в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», 1 статьей в сборнике трудов, 7 тезисами докладов.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа содержит 212 страниц и состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, 5 приложений, включающих 3 программы для ЭВМ, результаты экспериментальных исследований, заключения промышленных предприятий, заявление на выдачу патента. Диссертация содержит 20 таблиц и 48 рисунков.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработаны методология и структурно-информационное обеспечение для графоаналитического проектирования конструкций брюк на основе анализа визуальной информации, формализованных закономерностей процесса формообразования и развертывания на плоскости элементов объемной формы брюк.

2. Разработана геометрическая модель пространственной формы и чертежа конструкции брюк, включающая в качестве общих элементов новые комплексные критерии - наклонные балансы, соединяющие основные балансовые точки конструкции и опорной поверхности брюк.

3. Получены аналитические выражения для расчета опорного, переднезадних верхнего и нижнего и наклонных балансов конструкции брюк.

4. Разработана номенклатура единичных показателей и признаков для графического анализа проекций трехмерной системы «фигура человека - форма брюк».

5. Получены математические уравнения, для преобразования графической информации об трехмерной системе «фигура человека - форма брюк - чертеж конструкции». Система уравнений составляет основу для проектирования брюк по их визуальным образам (фотографиям, эскизам).

6. Определены зависимости между основными формообразующими параметрами конструкций брюк, сочетание которых гарантирует получение требуемой пространственной формы.

7. На базе САПР «Грация» разработаны программы построения фигур и формы брюк и чертежей конструкций.

8. Разработаны безмашинный и компьютерный варианты алгоритма построения конструкции брюк на основе совокупности исходных данных из разработанного информационно-аналитического аппарата.

9. Показана целесообразность использования результатов в практике работы швейных предприятий при моделировании и конструировании брюк, в том числе с использованием САПР «Грация», и учебном процессе вузов легкой промышленности при изучении дисциплин «Конструирование одежды», «Методы и средства исследований», «САПР одежды».

1. Мартынова А.И., Андреева Е.Г. Конструктивное моделирование одежды: Учебное пособие. М.: МГАЛП, 1999, с. 75-89.

2. Единая методика конструирования одежды СЭВ (ЕМКО СЭВ) Т.1. Теоретические основы. М.: ЦНИИТЭИ легпром, 1988.

3. Шершнева Л.П., Машкин М.Н. Моделирование, конструирование и изготовление женского платья: Разд. 1.11. Расчет и построение чертежей деталей женских брюк: Монография. -М.: РосЗИТЛП, 1995, с. 88-95.

4. А.с. 1722416 СССР МКИ А 41 Н 3/00. Способ изготовления верхнего плечевого изделия / С.Хованчук, Т.Арталинина, 1989.

5. Хованчук С. Тайна вытачки // Ателье. 2002. - №2. - С. 42-43.

6. А.С.485733 СССР МКИ А 41 Н 3/00. Способ построения выкроек брюк / В.К.Киракосян.

7. М.Мюллер и сын. Брюки: построение и моделирование // Ателье. -2001. №2 - С. 13-28.

8. Гуров В.Э., Исаева О.В., Сакулин Б.С. Организация производства высококачественных мужских костюмов (Опыт работы МПТШО «Большевичка»). -М.: Легпромбытиздат, 1989, с. 30-32.

9. Единая методика конструирования одежды: Мужская одежда / Под редакцией И. А.Тер-Овакимяна. -М.: Госместпромиздат, 1962, с. 109-116.

10. Конструирование мужской и женской одежды: Учебник для нач. проф. образования / Б.С.Сакулин, Э.К.Амирова, О.В.Сакулина и др. М.: ИРПО; Изд. Центр «Академия», 1999, с. 105-113.

11. Фучжоннуисе текошэти фэнце. Чжан уэмн пин. Чунгоо. 1990, С. 225-240 (кит.).

12. Красникова Аксенова Л. Крой без тайн: Изд. 2-е, исправл. и доп. - М.: ЮУ «Авторская школа «Любак7С», 2000, с. 227-300.

13. Ахмедулова Н.И. Разработка конструктивно-технологического обеспечения процесса формообразования брюк: Диссертация.кандидата технических наук; Спец. 05.19.04. Л.: ЛИТЛП, 1967.

14. Конструирование модных форм женской и мужской одежды: Мода 2001. М.: Институт индустрии моды, 2000, с. 64.

15. А.с. 673260 СССР, МКИ А 41 Н 3/00. Способ построения шаблона брюк / А.МБойцова, В.К.Киракосян, М.И.Сухарев.

16. А.с. 776596 СССР, МКИ А 41 Н 3/00. Способ построения шаблона брюк / А.М.Бойцова, В.К.Киракосян, М.И.Сухарев и др.

17. Мальцев С. А. Корректировка прибавки с учетом гармоничного восприятия изделия на фигуре // Швейная пром-сть. 2001. - №2. - С. 27-29.

18. Мальцев С.А. Методика конструирования мужских брюк современного покроя // Швейная пром-сть. 2001. - № 1. - с. 31 -33.

19. Рогова А.П. Основы конструирования мужской и женской одежды. -М.: Легпромбытиздат, 1986.

20. Основы конструирования одежды: Учебник для вузов / Под.ред. Е.Б.Коблековой Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Легкая индустрия, 1980, с. 210-252.

21. А.с. 923513 СССР, МКИ А 41 Н 3/00. Способ построения шаблона брюк / В.В.Мусатов, В.И.Метелев

22. Стебельский М.В. Макетно-модельный метод проектирования одежды. -М. : Легкая индустрия, 1989.

23. А.с. 749378 СССР, МКИ А 41 Н 3/00. Способ построения шаблона брюк / В.М.Медведев, Б.С.Сакулин, А.А.Коровичев.

24. А.с. 884669 СССР, МКИ А 41 И 3/00. Способ построения шаблона брюк / Ц.Г.Кироль, А.А.Яковлева, З.И. Ржеутская

25. Матузова Е.М., Соколова Р.И. Разработка конструкций женских швейных изделий по моделям. Изд. 2-е, испр. и доп. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983, 244с.

26. Сурженко Е.Я. Теоретические основы и методическое обеспечение эргономического проектирования специальной одежды: Автореф. . докт. техн. наук; Спец. 05.19.04. СПбГУТД, 2001, с. 30.

27. Ньючтон теко шити июинью. У Цзюнь. 2000 г., С 159-191 (кит.).

28. Наньчжон тунчжонь теко шити июинью. У Цзюнь. Чунгоо. 2001, С. 99-119 (киг.).

29. Сурикова Г.И., Смирнова М.Р. Воспроизведение художественного замысла модели в образце изделия: Материалы юбилейной науч.-техн. межвуз. конф., 23-24 ноября 2000г. СП б.: СПбГУТД, 2000. - С. 121122.

30. Сурикова Г.И., Смирнова М.Р. Достижение соответствия образца модели ее художественному замыслу: В сб. Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности. Иваново: ИГТА, 2000, с. 114-117.

31. Медведева Т.В., Виноградова М.В. Исследования преобразования графической информации системы «человек одежда» / Сб. тезисов межд. науч.-техн. конференции «Новые технологии в одежде из ткней и трикотажа». - М: МГУП, 2001, с. 110-111.

32. Раздомахин Н., Басуев А., Мигель Н. Трехмерное проектирование одежды: Формализация опыта конструктора // В мире оборудования (каталог).- 2001. №8. - С. 24-25.

33. Смирнова М.Р., Кузьмичев В.Е. Разработка принципов компьютерного проектирования деталей и узлов одежды заданной формы из тканей, содержащих модифицированный лен //

34. Сурикова Г.И., Кузьмичев В.Е., Сурикова О.В. САПР «Грация» универсальный инструмент для проектирования одежды // В мире оборудования (каталог). - 2001. - №5-6. - С. 28-29.

35. Булатова Е.Б., Коблякова Е.Б., Воропаева Н.К. Новый подход к автоматизации проектирования одежды // Швейная пром-сть. 1999. - №2. -С. 22-23.

36. Булатова Е.Б., Размахнина В.В., Ещенко В.Г. Компьютерные технологии проектирования одежды на базе системы «Грация» // Швейная пром-сть. 2000. - №1. - С. 38-40.

37. ОСТ 17-325-86. Изделия швейные трикотажные, меховые. Фигуры мужчин типовые. Размерные признаки для проектирования одежды.

38. ОСТ 17-326-81. Изделия швейные трикотажные, меховые. Фигуры женщин типовые. Размерные признаки для проектирования одежды.

39. ГОСТ 17916-85. Типовые фигуры девочек. Размерные признаки для проектирования одежды.

40. ГОСТ 17916-86. Типовые фигуры мальчиков. Размерные признаки для проектирования одежды.

41. Стандарт КНР 1335.1-91. Size designation of clothes Men. 1992-04-01 (кит.)

42. Эксплуатационные свойства материалов для одежды и методы оценки их качества: Справочник / К.Г.Гущина, С.А.Беляева, Е.Я.Командрикова и др. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984, с.28.

43. Фучжон текоши Ию тифа. Чунгоо. 1997, с. 139-155 (кит.).

44. Ахназарова СЛ., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учебное пособие. М.:Высщая школа, 1985. -327 с.

45. А., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с применением ЭВМ. Пер. с англ. М.: Мир, 1982. - 488 с.

46. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. Пер. с англ. М.: Мир, 1980. -606 с.

47. Кузьмичев В.Е., Козыров В.В. Практикум по методам и средствам исследований в швейном производстве: Учебное пособие. Иваново: ИГТА, 1997. - 108 с.

48. Мюллер П., Нойман П. Таблицы по математической статистике. М.: Финансы и статистика, 1982. - 278 с.

49. Большее JI.H., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983.-416 с.

50. Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе: Справочник. Издание второе, перераб. и доп. -М.: Статистика, 1979, с. 296-302.

51. Козлова Т.В. Художественное проектирование костюма. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982, с.92.

52. У Цзюнь. Анализ системы конструирования брюк в Китайской Народной Республике И Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы в текстильной и легкой промышленности («ПРОГРЕСС -2000»).- Иваново: ИГТА, 2000. С. 109-114.

53. У Цзюнь, Кузьмичев В.Е. Проектирование конструктивных линий средних срезов брюк // Сб. материалов юбилейной научно-технической межвузовской конференции. СПб: СПБГУТД, 2000. -С.94.

54. Коробкова Е.В., У Цзюнь. Программа построения абрисов мужских фигур для целей проектирования поясной одежды // Молодые ученыеразвитию текстильной и легкой промышленности («ПОИСК- 2002»),

55. Тез. докл. межвуз. научно-техн. конф. аспирантов, магистров и студентов. Иваново: ИГТА, 2002.154

56. У Цзюнь, Кузьмичев В.Е. Проектирование формообразующих параметров брюк по моделям // Известия вузов. Технология текстильной промышленности-2001. -№ 6.

57. У Цзюнь, Кузьмичев В.Е. Разработка методики проектирования брюк из льносодержащих тканей // Льняной комплекс России. Проблемы и перспективы: Материалы межд. научно- практ. конф. М.: ЦНИИЛ-КА, 2001. - С.76-77.

58. У Цзюнь, Кузьмичев В.Е. Проектирование опорной поверхности брюк// Известия вузов. Технология текстильной промышленности. -2001,-№5.