Системы автоматизированного проектирования лекал и раскладок

Это заставило более внимательно взглянуть на предлагавшиеся «КОМТЕНС» программы проектирования и конструктивного моделирования лекал. Они оказались более производительными и комфортными для конструкторов. Основные преимущества «КОМТЕНС» проявляются в построении коллекций изделий с использованием одной базовой основы, а также в процессе модификации изделий. Это особенно имеет значение при маркетинговом выявлении брендовых, «очень ходовых, удачных» моделей, срок жизни которых на рынке достаточно продолжителен и имеет смысл использовать модификации таких моделей в дальнейшем.

Главные отличительные особенности «КОМТЕНС» заключаются в интегрированной градации и динамическом построении швов. Это означает, что в процессе проектирования изделия, при любом действии конструктора автоматически пересчитывается градация изделия на все требуемые размеры/роста и автоматически осуществляется построение швов. Высокая производительность достигается за счет того, что, работая с базовым размером изделия, конструктор одновременно создает (модифицирует) и все остальные размеры, требуемые в производстве конкретного изделия. А качество лекал обеспечивается возможностью оперативной работы как с лекалами со швом, так и без шва. Такие возможности программы исключили значительные потери времени на градацию изделия после модификации лекал и позволили по-новому организовать работу конструкторов, отказавшись от использования размножителей - специалистов по градации лекал. Функция градации полностью осуществляется конструктором, это уменьшает ошибки и повышает качество лекал, а также, что немаловажно, снижает издержки.

Комплексная автоматизация конструкторско - технологического производства, повышение производительности ведущих специалистов предприятия позволило существенно расширить ассортимент и модельный ряд. Ежегодно дизайнеры «Кристи» создают три сезонных коллекции верхней женской одежды (осень-зима-весна), каждая из которых имеет несколько направлений:

? для любительниц классики и традиций;

? для поклонниц остро модных и вызывающих решений;

?для спортивных, энергичных, стремительных женщин.

Все изделия отшиваются небольшими партиями, причем ежесезонно ассортимент обновляется более чем на 90%. Ведь в настоящее время потребитель ставит перед производителем одежды жесткие требования: качество, новизна, стильность, удобство, оптимальная цена.

Безусловно такие требования к производству влекут создание развитой системы САПР, включающей более 15 рабочих мест конструкторов, раскладчиков и технологов, а это в свою очередь потребовало существенной модернизации технических средств. В настоящее время в «Кристи» используется 5 плоттеров для зарисовок лекал и раскладок, плоттер для вырезки лекал из бумаги, 3 плоттера по картону. В 1998 году при поддержке Фонда поддержки малого предпринимательства был внедрен автоматизированный настилочно-раскройный комплекс, включающий три настилочные и две раскройные машины.

В «Кристи» не останавливаются на достигнутых успехах. Совместно с «КОМТЕНС» на предприятии постоянно ведется работа по совершенствованию технологического процесса, развитию автоматизированной системы производства, модернизации оборудования в целях наиболее полного удовлетворения потребностей покупателя в высококачественной, модной, доступной по цене одежды. Положительный опыт автоматизации подготовительного-раскройного производства «Кристи» аккумулирован в программном обеспечении САПР «КОМТЕНС» и с успехом внедряется на других предприятиях отрасли

От редакции

Достигнутый результат является следствием одной из наиболее масштабных отечественных разработок в области автоматизации подготовительно-раскройного производства швейных предприятий. Новизна и значимость работы для развития промышленности России были высоко оценены на государственном уровне. Авторы статьи в составе творческого коллектива были награждены премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники за «создание и внедрение компьютерных технологий проектирования и изготовления одежды на базе автоматизированнных систем и раскройного оборудования, выпускаемых на конверсионных предприятиях».

Статья №2

Швейная промышленность, №5, 2005

Критерии оценки САПР

Е.Б. Булатова, канд. техн. наук, доц. МГУС

Очевидно, что выбрать оптимальную САПР достаточно сложно, тем более что на рынке имеется множество систем, которые, на первый взгляд, делают одно и то же. Иногда САПР приобретается исходя из каких-то субъективных впечатлений, часто - благодаря эффектной подаче системы, ее слабые места начинают проявляться в процессе работы. Поэтому очень важно иметь объективные критерии, по которым можно оценить систему и сделать сознательный выбор.

К объективным можно отнести следующие критерии:

1. Перечень автоматизируемых этапов цикла «проектирование - подготовка производства - производство - учет и контроль - сбыт - планирование».

2. Используемые принципы автоматизации каждого этапа и их реализация в системе.

3. Наличие и характер связи между этапами.

Первый критерий показывает, что именно система автоматизирует, второй и третий отражают, как это делается. Поэтому для оценки САПР в целом необходимо проанализировать решение каждого этапа и взаимосвязь между ними.

В данной публикации рассматривается автоматизация конструирования, как одного из наиболее важных, сложных и трудоемких процессов этапа проектирования изделий. При конструировании выполняются следующие работы:

Разработка базовой конструкции изделия в одном размере.

Разработка модельной конструкции и лекал изделия.

Внесение изменений в конструкцию и лекала после примерки или при разработке новой модели на основе лекал ранее созданной модели; разработка производных и вспомогательных лекал.

Получение лекал в требуемом диапазоне размеров и ростов, в том числе и на индивидуальную фигуру; разработка табеля мер и другой документации.

Принципы автоматизации процессов конструирования и качество их реализации в системе обусловливают степень автоматизации процесса, производительность труда, точность построения, необходимое количество рабочих мест и периферийного оборудования для выполнения одинаковой работы. Даже при самом высоком качестве разработки, продуманности, "дружественности к пользователю" невозможно устранить недостатки основополагающих принципов системы.

САПР можно разделить на 4 типа в зависимости от того, какие принципы заложены при создании их программного обеспечения на этапе конструирования. Рассмотрим, как решаются эти задачи в САПР различных типов.

САПР, которые можно отнести к первому типу, как бы повторяют часть традиционной технологии работы конструктора, оставляя за рамками автоматизации процесс разработки первичных конструкций изделий. Например, у конструктора есть бумажные лекала, но нет записанного процесса их получения (методики построения и конкретных величин конструктивных параметров - прибавок, коэффициентов и т.д.). Эти лекала можно модифицировать методами конструктивного моделирования, например, изменить положение вытачек, ввести дополнительные членения, складки, сборки и т.д. Для этого на лекала наносятся модельные линии, по которым они разрезаются, передвигаются, затем обводятся новые контуры. После примерки в лекала обычно вносятся уточнения: где-то срезается, где-то добавляется, где-то изменяется конфигурация линии и т.д. Для получения лекал в диапазоне размеров конструктор продумывает, как должны перемещаться узловые точки контуров деталей от размера к размеру и от роста к росту; проставляет эти точки, вычерчивает новые линии контуров, проверяет их длину, сопряжение соответствующих срезов в каждом размере, при необходимости - уточняет положение некоторых точек и конфигурацию контуров. Получение лекал на индивидуальную фигуру тоже может осуществляться с использованием графических приемов, если конструктор знает, как при имеющихся отклонениях от размеров и формы типовой фигуры должна изменяться созданная на нее конструкция.

Практически по такому же принципу работают САПР первого типа. Информация о созданных вручную лекалах вводится в систему через периферийные устройства (дигитайзер, сканнер). Модификация лекал производится с помощью графических программ. Получение лекал в диапазоне размеров осуществляется путем создания (или выбора) для каждой конструктивной точки контура лекала правил перемещения (правила/нормы градации). После выполнения системой градации конструктор обязательно должен проверить длины, конфигурацию, сопряжения срезов во всех размерах, и при необходимости, откорректировать правила градации и повторить операцию.

В ряде подобных САПР для ускорения процесса разработки моделей в базе данных имеются конструкции изделий различных ассортиментных и половозрастных групп (как бы набор готовых выкроек). Но при разработке конкретной модели зачастую необходимо изменить некоторые параметры, заложенные в конструкцию, например, уменьшить прибавки по груди или к глубине проймы и ширине рукава, что не всегда можно получить графическим преобразованием готовой основы. Таким образом, в САПР первого типа, по-прежнему остается большая доля ручной работы, в том числе достаточно напряженной и рутинной - коэффициент автоматизации у них недостаточно высок.

В САПР, которые можно отнести ко второму типу, для ускорения получения базовых основ с конкретными параметрами предусмотрены автоматический расчет и построение основ конструкций (а иногда и выполнение отдельных элементов конструктивного моделирования) по конкретным, зашитым в программу, методикам, т.е. аналитическим способом. При этом пользователь может задать значения тех параметров, которые выведены разработчиком на экран. Моделирование целиком (или частично) осуществляется с помощью графических приемов.

Первым существенным недостатком этого подхода является отсутствие внутренней связи между аналитическим и графическим этапами разработки модели. Исходная для графического построения основа является подвижной, изменяемой (при задании других значений параметров), а графическое построение, привязанное к конкретным координатам точек и линий - одноразовой, неизменяемой «надстройкой». Поэтому, если, в результате примерки, понадобилось уточнить какой-либо параметр основы конструкции - например, прибавку, система перестроит основу, но вся графическая «надстройка», а иногда это значительная часть работы - исчезнет.

Вторым существенным недостатком этого подхода является закрытость системы, в частности, используемых методик построения. Т.е. можно получить основы только тех изделий, и только тем способом, как предусмотрено в системе. Например, если в систему заложено построение основ конструкций женских изделий по ЕМКО СЭВ или Мюллера, то основу по другим методикам вообще нельзя построить. А, как известно, не существует ни одной универсальной методики, гарантирующей без каких-либо изменений требуемое качество посадки разнообразных изделий из различных материалов. Кроме того, нельзя получить изделия других ассортиментных и половозрастных групп, например, мужских и детских. Для этих случаев системы второго типа работают как САПР первого типа.

Третьим недостатком является традиционный способ получения лекал в диапазоне размеров, т.е. необходимость присвоения правил градации точкам и все связанные с этим «удовольствия».

Поэтому в некоторых системах, которые можно отнести к третьему типу, пытаются по-другому соединить аналитический и графический подходы. В этих системах можно записывать формулы и задавать переменные (Х1, Х2 и т.д.) для определения координат основных конструктивных точек. Более сложные построения пользователь выполняет в графическом режиме, а система запоминает выполненные действия (записывает так называемый протокол). При необходимости можно изменить значения переменной - система перестроит чертеж. При задании других значений измерений фигуры конструкция автоматически перестраивается в соответствии с созданной аналитической записью процесса и выполненными графическими действиями. В принципе, можно построить базовую основу конструкции по любой, устраивающей конструктора методике, однако чрезвычайно трудно разработать сложную конструкцию с длинным построением. Например, если в чертеже обнаруживается ошибка, или требуется по-другому выполнить графическую операцию (провести линию через другую точку, полученную в графическом режиме и т.п.), придется удалить (стереть) все графические построения, которые были выполнены после того момента, в который нужно внести исправления. Кроме того, в другом размере или при других значениях переменных какие-то линии могут не пересекаться, точки - не попадать на линии или наоборот. В результате видимая простота использования элементов аналитического и графического построения приводит к тому, что реальная работа в системе (построение, исправление ошибок и неточностей, внесение изменений после примерок, использование разработанных ранее лекал для создания новых моделей) становится трудоемким и очень напряженным процессом. Это объясняется отсутствием однозначной, легко читаемой и редактируемой записи процесса.

К четвертому типу можно отнести системы, в которых используется лишенный указанных недостатков принцип записи конструктором всех действий, которые должна выполнить система (расчетов, введения переменных, графических построений, логических условий), простым и удобным языком с параллельным отображением построения на экране. В аналитической записи для однозначности процесса у каждой точки и линии должно быть имя (задаваемое пользователем или системой). При этом очень важно качество реализации этого принципа в системе, обеспечивающее удобство ее использования, надежность и быстродействие. Должны предоставляться возможности: возврата назад на любое количество шагов и редактирование записи, копирование алгоритма целиком или частями, запись любых комментариев, создание и автоматический расчет необходимой документации (например, табеля мер) и многое другое.

Встречаются высказывания, что создание алгоритма - сложное дело, требующее специального склада ума и квалификации. Отнюдь нет. Любая методика конструирования, которую осваивают в школе, средних и высших учебных заведениях, содержит эти алгоритмы. В ней дана последовательность и описание способов получения точек и линий, при этом, естественно, каждая из них имеет собственное обозначение.

Хорошо разработанная САПР четвертого типа предоставляет возможности для решения всех вышеописанных задач конструирования, являясь высокоинтеллектуальным инструментом, выполняющим техническую, однообразную работу, оставляя за конструктором ее творческую часть. Такая САПР, по сравнению со всеми рассмотренными, обеспечивает максимальный коэффициент автоматизации процессов конструирования.

Например, в несколько раз ускорить проектирование новых моделей позволяет многократное использование повторяющихся в различных моделях процессов построения фрагментов конструкции, записанных конструктором в виде модулей. В модулях изменяемые величины задаются как входные параметры (подробно о возможностях модульного проектирования в САПР «Грация», которую можно отнести к четвертому типу, написано в ряде публикаций [1-3]).

Значительно быстрее, проще и с гарантированным качеством осуществляется внесение изменений в конструкцию после примерок и разработка новых моделей на базе ранее созданных. Это объясняется тем, что требуемые изменения вносятся в значения параметров или в текст алгоритма построения основных деталей, при этом производные и вспомогательные детали перестраиваются автоматически.

Комплекты лекал нужных размеров и ростов создаются системой автоматически последовательным выполнением алгоритма для каждого из заданных размеров с использованием соответствующих значений размерных признаков и других переменных. Это занимает от нескольких секунд до пары минут в зависимости от сложности построений, количества деталей, заданного количества размеров и типа компьютера.

Значительным преимуществом является также предоставляемые возможности накопления не только конечного результата в виде базы данных готовых конструкций, но и возможности быстрого просмотра на экране всех стадий построения и описания этого процесса. Благодаря этому конструктор в любой момент может использовать удачные решения в своей работе, например, методики построения различных конструктивных узлов - рукавов, воротников разнообразных покроев (в противном случае многое забывается). Кроме того, обеспечивается преемственность при вводе другого конструктора. Если же, по каким-то соображениям, методика расчета и построения не должна быть доступна другим лицам, алгоритм можно закрыть паролем.

Следующим критерием оценки САПР является наличие и характер связи между автоматизируемыми этапами процесса. В рамках поставленной в статье задачи важно рассмотреть связь между этапами конструирования и остальными, в которых используются данные о конструкции (площадь, конфигурация и количество деталей в модели, длины срезов, швов и др.). Например, что станет с раскладкой лекал, если в конструкцию после составления раскладки внесены уточнения? На различных этапах процесса возможны следующие варианты учета изменений в конструкции:

1. Отсутствие связи - пользователь должен сам отслеживать все изменения в конструкции и вносить изменения в последующую документацию.

2. Неконтролируемая связь - при изменении конструкции система заменяет устаревшие лекала новыми без предупреждения, из-за чего возможны наложения деталей в раскладке и другие технологические нарушения.

3. Частичная связь - система предупреждает о несоответствии новых исходных данных и полученных ранее результатов.

4. Полная связь - система предупреждает об изменениях и автоматически пересчитывает показатели, а если это невозможно без участия человека, выдает об этом сообщение. Например, выбрасывает из раскладки только те измененные детали, которые накладываются на соседние, или ложатся с нарушением заданных технологических зазоров.

Следует отметить, что хорошо разработанные системы четвертого типа впервые предоставляют возможность прямой связи между этапами создания рисунка модели (чертежа внешнего вида изделия) и разработки ее конструкции [1], при которой внесение изменений в рисунок модели вызывает автоматическое перестроение лекал.

Убедиться в объективности вышеописанных критериев можно, если специалисты, предлагающие конкретные САПР, при Вас выполнят на своих системах описанные виды работ на подготовленном Вами примере для сравнения результатов. Чтобы пример был достаточно информативен и не очень трудоемок, в нем обязательно должны присутствовать определенные моменты, которые, собранные в одном примере, могут выглядеть несколько искусственно, но на практике возникают достаточно часто. Поэтому следует выяснить, как они решаются в данной системе.

1. Возможность построения основы конструкции по любой методике. Достаточно проверить, можно ли получить узел разными способами (например, в юбках задать направления линий середины вытачек по вертикали или по перпендикуляру к линии верхнего среза), а также с использованием различных размерных признаков. Например, применить для определения положения балансовых точек верхнего среза юбки, измерения длин от линии талии до пола сзади, сбоку, спереди. Возможность использования любых измерений позволяет не только проектировать одежду на экспорт (что не для всех актуально), но и на индивидуальные фигуры по другим методикам, а также при изменении действующих размерных стандартов. Все стандарты периодически пересматриваются. Например, сейчас разработана новая размерная типология детских фигур, которая существенно отличается от предыдущей. Если размерные стандарты «зашиты» в систему, без разработчиков их нельзя переделать или дополнить новыми.

2. Задание длины и углов сопрягаемых срезов в базовом размере. Получение конструкции в широком диапазоне размеров и ростов. Проверка длины и углов сопрягающихся срезов, проверка конфигурации линий.

3. Возможность реализации логических условий. Например, «если разность между обхватами бедер и талии больше заданной величины, строить две вытачки на заднем полотнище, иначе - одну». Другой пример: «если фактическая посадка по окату рукава больше заданной на величину А, вернуться к началу построения рукава, изменив ширину рукава на В». Цикл должен выполняться до достижения значения посадки, удовлетворяющего условию.

4. Разработка модельной конструкции (МК) на основе базовой. В МК должны быть модельные линии, например, выреза горловины, борта, кокетки и производные или отделочные детали, связанные с модельными линиями (обтачки, подборта, карманы), а также деталь, правила градации которой не берутся напрямую (или в пропорции) из градации основных деталей. Например, деталь, построенная на основе соединения участков двух деталей.

5. Получение лекал в диапазоне размеров и ростов.

6. Корректировка конструкции путем уменьшения величины прибавки и изменения положения и конфигурации модельной линии. Изменение величин припусков на швы.

7. Проверка в измененной конструкции выполнения пунктов 2 (в части проверки длин и сопряжения срезов) и 5.

На рисунке дан пример, который может служить тестом для изучения возможностей различных САПР. Анализируя процесс реализации примера, прикиньте, насколько длиннее и сложнее может оказаться построение и отработка конструкций изделий Вашего ассортимента, и как Вы будете это делать в данной системе.

В заключение хочется выразить надежду, что данная публикация поможет Вам лучше ориентироваться в системах автоматизированного проектирования и сделать выбор, который поможет поднять Ваше производство на качественно новый, более высокий уровень.

Статья №3

Статья опубликована в «Швейная промышленность» № 4, 2005

Решение интеллектуальных задач конструирования

в САПР «Грация»

Сурикова О.В., Сурикова Г.И., Ахмедулова Н.И., Жерлупина А.Е.

Образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановская государственная текстильная академия

Современный подход к проектированию одежды в системе «Форма фигуры - Материал - Конструкция - Одежда» требует всестороннего учета исходных параметров объектов системы и требований к их использованию при разработке конструкции. Качество разработки базируется на глубоких знаниях и большом опыте проектировщика-конструктора. При отсутствии в его распоряжении функциональных взаимосвязей между входными и результирующими параметрами системы и критериев оптимизации для промежуточных этапов проектирования достижение желаемого результата возможно путем многократных проб и корректировок.

Компьютерные технологии позволяют реализовать системный принцип проектирования одежды, расширяют объем и возможности использования исходной информации, повышают точность и ускоряют процесс выполнения расчетных и графических процедур, освобождая проектировщика от рутинных видов работ. Однако в современных системах автоматизированного проектирования конструктор по-прежнему остается ядром процесса, генератором логических выводов и принимаемых решений. А успех проекта во многом зависит от его таланта и опыта.

На начальных этапах разработки новой модели конструктору трудно предусмотреть все функциональные взаимосвязи между параметрами системы и оценить целесообразность принимаемых решений. Затруднительность обуславливается геометрической неопределенностью объекта проектирования и сложностью процесса преобразования плоского текстильного материала с анизотропными показателями свойств в неразвертываемую объемную поверхность деталей и узлов изделия. Поэтому, несмотря на использование компьютерной техники, труд конструктор по-прежнему остается многовариантным и не застрахованным от ошибок и неудач.

Выходом из этой ситуации является внедрение систем с элементами искусственного интеллекта. Такие системы позволяют организовывать ветвящиеся процессы с многоальтернативным результатом, направленным на достижение оптимальных сочетаний свойств объектов системы не только на конечном этапе, но и на промежуточных стадиях. Системная организация внутрипроцессного прогнозирования результатов проектных действий позволяет предостеречь конструктора от нерациональных действий.

Такими возможностями обладает система автоматизированного проектирования одежды - САПР «Грация». Принципы ее построения и функционирования позволяют решать задачи не только технического, но и интеллектуального плана. Удобный интерфейс, развитая сеть поддерживающих (подстраховывающих и подсказывающих) функций, реализация принципов наследования и саморегулирования, а также открытость системы, создают широкие перспективы для ее использования в системном проектировании одежды

Отличительной особенностью «Грации» является использование алгоритма, представляющего собой своеобразную форму записи процедур проектирования. Каждая строка алгоритма являет собой команду для выполнения системой того или иного действия. Набор команд и последовательность их выполнения определяют маршрут проектирования. Проектировщик видит на экране одновременно и алгоритм, и результат действий системы по каждой выполняемой строке этого алгоритма.

По мере выполнения команд рождается чертеж конструкции, происходит формирование лекал, реализуются последовательные операции по проверке сопряженности срезов деталей, по оценке соответствия конструкции условиям равновесного положения изделия на фигуре.

Содержание алгоритма конструктор формирует сам в соответствии с условиями и задачами проектирования, используя при этом удобные команды экранного меню в так называемом режиме «Мастеров». Система направляет конструктора по необходимой последовательности формирования команды. Каждая записанная команда, мгновенно реализуется на экране в виде очередного построенного элемента конструкции изделия. Режим «Мастеров» не только сокращает время на разработку алгоритма, но превращает труд по его созданию в увлекательный процесс формирования стратегии проектирования.

Наличие алгоритма позволяет воспроизводить по нему процесс разработки конструкции не ограниченное число раз, и каждый раз конструкция будет простраиваться в автоматическом режиме. Построение будет выполнено не только для размера, принятого за исходный при разработке алгоритма, но и для любого другого размерного или ростового варианта фигуры. При этом отпадает надобность в таком трудоемком технологическом этапе как градация лекал.

Кроме того, единожды созданный алгоритм обеспечивает возможность реализации модульного принципа проектирования коллекций моделей на одной конструктивной основе (рис.1,а), а также получения по нему многоальтернативных решений объемно-силуэтных форм (рис.1,б). Для перехода от одной модели к другой достаточно изменить численные значения входных параметров в таблице исходных данных. Перестроения конструкции происходят мгновенно без каких-либо дополнительных действий конструктора.

Но особенно широкие возможности в создании ветвящихся процессов открывает использование в алгоритме условного оператора «Если», который направляет процесс проектирования по одному или другому руслу в зависимости от выполнения или не выполнения поставленного условия. Так решена задача автоматического построения по одному алгоритму конструкций с различным количеством вытачек по линии талии.

Рис. 1. Разработка коллекций моделей по одному алгоритму

Решение основано на оптимизации расчета растворов и расположения вытачек. Введение в структуру алгоритма критерия оптимизации параметров вытачек позволяет реализовать функциональную взаимосвязь параметров объемно-силуэтного решения с формой поверхности фигуры потребителя и со свойствами материалов.

В традиционном конструировании количество вытачек и их параметры связывают только с величиной суммарного раствора вытачек (выт), который определяют разностью проектируемой ширины изделия на двух смежных уровнях. При этом ограниченная база исходных данных не позволяет в полной мере учесть характер распределения обхватов фигуры и формы изделия на переднюю и заднюю части. А отсутствие критериев внутриоперационной проверки и оптимизации параметров системы зачастую приводят неправильному распределению общей ширины на детали, к нарушению поперечного баланса конструкции и к последующему дефекту посадки на фигуре потребителя.

К примеру, при построении конструкции юбок авторами рекомендовано проводить распределение общей ширины изделия на переднюю и заднюю по расчетному коэффициенту соотношения размерных параметров фигуры потребителя. Для выбора рационального решения в структуру алгоритма введено дополнительное условие согласования растворов вытачек со свойствами материалов. В результате при выполнении одного алгоритма система проводит расчеты заданных соотношений и реализует построение конструкции юбки рациональному альтернативному варианту: с одной вытачкой на каждой детали (рис.2 а), с одной вытачкой на передней части и двумя вытачками на задней части (рис. 2,б) или с двумя вытачками на передней и на задней частях (рис.2в). Выбор конструктивного решения в алгоритме осуществляется с использованием условного оператора Если.



Рис. 2. Конструкции юбок, построенные автоматически по одному алгоритму

Таким образом, для различных типов фигур и различных величин конструктивных прибавок система автоматически, без участия конструктора, проводит выбор и реализацию правильного конструктивного решения

С использованием САПР «Грация» на кафедре конструирования швейных изделий Ивановской государственной текстильной академии разработана компьютерная технология диагностирования и оптимизации криволинейных линий в конструкции швейного изделия1. Разработанный алгоритм не только определяет возможность управления процессом создания конструкции, но и является средством решения новых не традиционных задач конструирования.

Установлено, что кривизна конструктивной линии в одежде должна быть согласована с физическими возможностями материала изделия. Для каждого материала существует свое предельно-возможное (критическое) значение кривизны линии, которую материал может сформировать без образования неустранимых дефектов: заминов, волн вдоль криволинейной линии. Исследованиями выявлены показатели свойств материала, определяющие его способность к формированию кривых линий. Найдены математические модели адекватно описывающие причинно-следственные связи между кривизной линии и структурными изменениями, возникающими в ткани при формировании линии. Полученные данные составили информационную базу для разработанной технологии оптимизации конструктивных линий при проектировании одежды.

Разработанный модуль оптимизации предназначен для включения в общую структуру алгоритма построения конструкции изделия и может быть использован неограниченное число раз для любых конструктивных линий. Программа осуществляет процедуру проверки контролируемых параметров конструктивных линий в исходной конструкции изделия, определяет перспективность и направление оптимизации. Система реализует процедуру поиска оптимума по принципу итерационного приближения по трехступенчатой схеме (рис. 3):

Рис. 4. Последовательность одного цикла оптимизации конструктивной линии

формирование альтернативы (конструктивной линии с измененным значением кривизны),

оценка альтернативы,

принятие решение о продолжении или прекращении поиска.

Поиск проводится до момента достижения оптимальной кривизны линии.

Разработанная программа 1 обеспечивает согласование геометрических параметров конструктивных линий со свойствами материала изделия.

Разработчики САПР «Грация» постоянно усовершенствуют систему в части расширения функций, обеспечивающих дополнительные удобства в работе. Так, в последней версии системы включена функция «Супер идентификация», которая позволяет выделить цветом и идентифицировать на чертеже имя объекта, указанного курсором в алгоритме. Или при указании курсором объекта на чертеже - в алгоритме выделяется строка, определяющая этот объект.

С учетом разработок, выполненных на кафедре КШИ 2, в системное программное обеспечение Грации включена функция автоматического построения угловых участков лекал, которая избавляет конструктора от необходимости последовательного проектирования элементов угловых участков лекал и их последующей проверки и уточнения в целях достижения технологичности.

Функция автоматического построения угловых участков лекал реализована в виде экранного меню с вариантами угловых участков (рис. 4). Конструктор курсором выбирает нужный вариант, и система автоматически выполняет построение этого уголка в проектируемой детали.

Рис.4 Варианты технологичного решения угловых участков лекал.

В настоящее время специалисты САПР «Грации» разработали подсистему трехмерного проектирования, которая позволяет генерировать объекты по трехмерным координатам и осуществлять манипуляции с этими объектами в виртуальном трехмерном пространстве. Подсистема 3D является продуктом совершенствования и развития системы 2D проектирования.

В системе 3D сохранена возможность использования ее и для двухмерного проектирования параллельно с трехмерным. В рамках одного алгоритма может происходить построение как двух, так и трехмерных объектов. В изображение, создаваемое в трехмерном пространстве, можно копировать объекты чертежа, созданные в системе 2D текущего алгоритма

Специалистами кафедры разработаны параметрические модели поверхности фигур типового и нетипового телосложения, которые нашли свое применение при разработке виртуальных изображений внешней формы проектируемых изделий. Разработана компьютерная технология проектирования объектов системы «Фигура - Манекен - Одежда», в которой учтены объемно-пространственные взаимосвязи размерных характеристик фигур и одежды и особенности ее формообразования 3. По одному алгоритму в подсистеме 3D можно создавать разные объемные формы изделий путем изменения исходных параметров (прибавок, коэффициентов распределения формы и показателей жесткости материала) (рис.5).

В дополнении к имеющимся возможностям в подсистеме 3D введена функция динамической манипуляции, позволяющая с помощью мыши двигать генерированные трехмерные изображения параллельно и перпендикулярно плоскости экрана, одновременно увеличивая или уменьшая его, вращать изображения вокруг различных осей (рис. 6).

Удобство работы в САПР «Грация» как в 2D, так и в 3D версиях обеспечено многообразием функций, доступных для использования, простотой действий при выполнении проектных процедур, широтой задач предметной области, решаемых с использованием САПР, краткостью



Рис.5. Различное объемное и конструктивное решение юбок

Рис. 6. Изменение изображения юбки при применении функции динамической манипуляции маршрутов в ветвящихся процессах, наличием направляющих и предостерегающих функций и широким развитием средств для снижения напряженности труда проектировщика. Все это позволяет проводить качественное многовариантное проектирование, не ограничивая пути творческого поиска формы и учитывая особенности телосложения потребителя и свойств материалов.

Статья №4

КАК ВЫБРАТЬ САПР?

Вопрос простой и в то же время сложный.

Разобьем его на ряд вопросов и попробуем ответить сначала на каждый из них.

1. А зачем выбирать?

Компьютерные технологии медленно, но уверенно покоряют все больше областей человеческой деятельности. На наших глазах внедрялись единая система продажи билетов, 1С Бухгалтерия, исчезали печатающие машинки и "Машбюро". Раньше трудно было представить, как это будет работать, сейчас еще труднее представить, как без этого можно работать.

В связи с ощутимыми преимуществами компьютерных технологий и доступностью компьютеров темпы их освоения неуклонно растут. В области проектирования и производства одежды сейчас уже все понимают, что без компьютерных технологий невозможно быть конкурентоспособным. Понимают это и поставщики компьютерных технологий, или САПР. Они также активизируют свою деятельность.

Поставщиков САПР можно разделить на две группы:

1) отечественные разработчики САПР и

2) дистрибьюторы, продавцы зарубежных САПР.

Раньше отечественные САПР не могли конкурировать с зарубежными, поскольку последние были оснащены более совершенными компьютерами, дигитайзерами, плоттерами и АРУ. Сейчас, когда есть возможность приобрести любое оборудование, на первый план выходит программное обеспечение. А в этой области отечественные программисты завоевали хорошие позиции в мире. Отечественные разработчики развивают и совершенствуют системы с учетом особенностей производства.

Дистрибьюторы же сосредоточили свои усилия на продаже, на рекламе. При этом реклама часто бывает очень искусной, создает весьма привлекательный образ продаваемой САПР, не всегда соответствующий действительности. Поэтому руководству предприятия, решившему приобрести САПР, бывает очень сложно разобраться в реальных преимуществах и недостатках той или иной системы.

Между тем правильный выбор системы автоматизации имеет для предприятия большое значение и во многом определяет его будущее.

Одна система позволит решить стоящие задачи, поднять организацию производства на качественно новый уровень, обеспечить конкурентоспособность и процветание.

Другая - не только не решит накопившихся проблем, но и добавит новых. Будут потеряны время и деньги.

2. Кто должен выбирать САПР?

В одних случаях выбирает Руководство предприятия.

В других случаях выбирают Специалисты, которым предстоит на ней работать.

В третьем случае выбрать систему поручают наиболее разбирающимся в компьютерах и программных продуктах Программистам, системным администраторам.

Во всех этих вариантах выбора присутствует в значительной мере субъективизм и волюнтаризм. Для достижения объективности в выборе системы должны принимать все эти категории специалистов, оценивать со своей стороны.

Программисты оценивают интерфейс системы, глубину проработки вопросов надежности хранения информации, администрирования и восстановления системы после замены Window's компьютеров, оказания оперативной помощи специалистам.

Специалисты оценивают уровень автоматизации решения задач, удобство работы в системе. Руководство проводит всестороннюю оценку - уровень решения отдельных задач, степень взаимосвязи между отдельными этапами подготовки, комплексность решения задач - Планирование ассортимента изделий, Конструкторская подготовка и Технология изготовления, План выпуска, Диспетчеризация, Учет материалов и готовой продукции, Определение динамики производства и реализации продукции.

3. Как надо выбирать САПР?

Подготовить программу проведения эксперимента с учетом своей специфики. Составить перечень подлежащих автоматизации процессов, определить степень их важности и критерии эффективности. Не следует забывать, что конструкторской подготовкой автоматизация проектирования и производства не заканчивается. Очень важным этапом, в значительной степени определяющим эффективность производства, является разработка раскладок лекал. Именно с автоматизации этого процесса начинали первые САПР. Плохая программа разработки раскладок лекал может обесценить все плюсы программы конструирования. Поэтому при рассмотрении системы необходимо анализировать не только этап конструирования, но и составления раскладок лекал. При этом нужно иметь в виду и перспективы развития, т.е. если в данный период предприятие еще не готово внедрить, например, компьютерные технологии на складе, такая необходимость возникнет через некоторое время. При этом наибольшая эффективность достигается, если все этапы связаны между собой в рамках одной системы и выходные параметры одной подсистемы автоматически становятся входными для другой. Самым рациональным является поэтапное приобретение и освоение подсистем одной САПР.

Пригласить на предприятие представителей поставщика для проведения эксперимента. Проделать при участии специалистов предприятия и поставщика все подлежащие автоматизации процессы проектирования, изготовления, подготовки производства, учета, планирования и управления. Обязательно вывести на печать результаты решения задач. Провести оценку уровня автоматизации отдельных процессов, их взаимосвязи между собой и системы в целом. При этом очень важно, чтобы результаты эксперимента оценивали совместно руководство и специалисты предприятия, т.к. ответы на вопрос "всегда ли совпадают интересы производства, руководства и трудящихся", бывают разные - от "не всегда" до "никогда".

Проведя эксперимент на одной системе, даже при благоприятном впечатлении от нее, не мешает повторить эксперимент на другой системе и сравнить результаты. Будет полная и достоверная информация для принятия правильного решения. Опыт показывает, что, если ознакомление начинают с более совершенной системы, экономится значительное количество времени и сил. Время, потраченное на подготовку и проведение эксперимента, окупается сторицей.

4. Какие задачи должна решать современная САПР?

САПР должна комплексно автоматизировать и поддерживать решение следующих задач.

а) Конструкторской подготовки

обеспечивать качество изделий во всех размерах, ростах и полнотах,

обеспечивать быструю сменяемость моделей,

строить на индивидуальные фигуры при выполнении индивидуальных и корпоративных заказов,

реагировать на изменения моды - перестаивать лекала после изменения прибавок, коэффициентов усадки и конструктивных решений.

б) Поддерживать массовость производства - решения этих задач осуществляется подсистемой Раскладки.

в) Задачи учета, планирования и управления.

5. Какие ситуации представляют опасность?

Приведем наиболее часто используемые приемы, когда на основании, в общем-то, верных утверждений делаются односторонние "нужные" выводы.

Конструкторов готовят плохо, практику им проходить негде, пока они научатся работать, пройдет много времени. У нас интеллектуальная система, в ней накоплен большой опыт, построены по разным методикам сотни базовых конструкций (БК), из которых конструкторы начинают сразу строить модельные конструкции (МК).

На самом деле в большинстве своем это не интеллектуальные системы, а просто закрытые системы[1]. Есть заготовки, из которых можно строить изделия. Работа выполняется по принципу: что-то взял, что-то сделал, как-то система проградировала, что-то получил. Так можно создавать "ширпотреб". И создают. Это все равно, что из набора "пазлов" складывать разные картинки, но для того, чтобы создать настоящую картину, шедевр, придется потратить несравненно больше времени и сил, постоянно подтачивая, подправляя, переделывая под свои цели стандартные заготовки. Если руководитель ставит перед собой задачу производства "ширпотреба", то он ее и решит. Если же руководитель ставит перед собой задачу организовать гибкое производство оригинальных изделий, гарантировать качество во всех размерах и ростах, в том числе и на конкретные фигуры, быстро реагировать на изменения свойств материалов, технологии изготовления, направлений моды, то с применением закрытых систем такую задачу он не решит. В закрытой системе конструктор для того, чтобы сделать то, что он хочет и так, как он хочет, должен прилагать значительно больше усилий, чем в открытой [1]. Открытая система [2] предоставляет конструктору неограниченные возможности. Он может творить, строить оригинальные изделия, по любой, в том числе и собственной, методике, реализовать интеллектуальные процессы, гарантировать качество изделий во всех размерах и ростах, строить на индивидуальные фигуры и различные размерные типологии. При этом всю творческую работу выполняет конструктор, а всю рутинную работу быстро и точно выполняет система.

Опытные пожилые конструкторы неохотно и трудно осваивают компьютер. Лучше сразу начинать работу по компьютерным технологиям с молодыми специалистами.

Молодежь действительно быстрее осваивает приемы работы на компьютере. Но не это главное. В открытой системе [3], где приемы работы естественны и логичны, впервые работающий на компьютере специалист осваивает компьютерную технологию за несколько дней. Суть состоит в том, что система - это инструмент для конструктора. Она должна помогать ему, но не ограничивать возможности. Опытный творческий конструктор быстро сообразит, что закрытая система ему плохой помощник. А молодой конструктор будет рад работать на любой системе. У него нет опыта, не с чем сравнивать. А пока он разберется, что к чему, пройдет немало времени.

Значительным преимуществом открытой системы является еще и то, что она позволяет формализовать, накапливать и передавать знания и навыки опытного специалиста молодым, т.к. весь процесс создания новых моделей записывается и остается в компьютере. Его можно не только последовательно просмотреть на экране, но параллельно читать последовательность и содержание всех производимых действий, а также распечатать, как методическое руководство. В самых критических случаях, если заслуженный конструктор не хочет работать за компьютером, можно создать тандем из опытного конструктора и молодого специалиста, который будет оператором САПР, усваивая опыт и обогащая им систему.

А теперь представим, в какое положение попадает руководитель, заменяя творческого опытного конструктора на молодого неопытного с примитивным инструментом для работы на компьютере.

Смотрите, как у нас все легко и просто делается. Мы сами конструкторы и знаем, что конструктору надо. А когда систему разрабатывают математики, чтобы работать в ней, надо быть математиком.

Это не соответствует действительности. По открытой системе [4] с успехом работают сотни специалистов всех возрастов, обучают специалистов в 25 ВУЗах, 17 колледжах и 5 лицеях России, Украины, Белоруссии и Казахстана. Как было отмечено выше, процесс освоения высокой компьютерной технологии проектирования швейных изделий в ней занимает несколько дней. Немецкий философ Иммануил Кант сказал: "В любой науке столько истины, сколько в ней математики". Достижения во многих областях деятельности базируются на вкладе математики и математиков, даже в такой творческой области, как музыка. Нотную грамоту придумал ведь не музыкант, а древнегреческий математик и философ Пифагор. Закрытые системы также разработаны математиками, только уровень разработки гораздо ниже, чем у открытой системы, поэтому обычный конструктор не может сам создавать БК или корректировать ранее созданные. Наполнение же для закрытых систем разрабатывалось либо конструкторами совместно с программистами, либо специально подготовленными конструкторами.

Где лучше всего узнать о недостатках системы? Конечно у конкурентов. Мы Вам покажем эти недостатки, но Вы им не говорите…

На первый взгляд все правильно и убедительно. Обычно человек этому верит. О недостатках других систем можно слушать конкурентов, но, естественно, все обязательно нужно проверить. А вот о достоинствах систем узнавать у конкурентов - это просто нонсенс.

Сравнить системы очень просто: берем изделие, строим на разных системах в базовом размере, размножаем по размерам. Кто быстрей сделает, та система и лучше.

При этом часто берут готовую похожую БК или МК, система подставит примерные нормы градации, и выдаст множество лекал во всех размерах. Это все можно проделать и за 5 минут. А чтобы разобраться, что в итоге получили, как лекала сопрягаются в разных размерах, как будет сидеть изделие в разных размерах и соответствовать им, не хватит и нескольких дней. Задачу конструкторской подготовки надо поставить четко и полно: построить конструкцию изделия в базовом размере; измерить величину фактической посадки по участкам оката, проверить, как можно ее изменить (например, при изменении свойств материала); построить все необходимые лекала (верха, подкладки, прокладок), проверить и откорректировать сопряжения лекал; отшить образец и внести необходимые уточнения после примерки (или разобраться, как это можно сделать, если в данном случае уточнений не потребовалось); построить лекала нужных размеров, ростов и полнот; проверить сопряжения лекал во всех размерах, создать табель мер и спецификацию, построить лекала на индивидуальные фигуры, а если надо, перестроить и на другие типологии населения [5], например, на немцев, американцев, азиатов.

Тестирование.

Сейчас большое распространение получило проведение семинаров на базе поставщика. В процессе демонстрации возможностей системы слушателей разделяют на тех, кто верит, и тех, кто проверит. Отбирают "перспективных". Есть еще такой способ. Руководителю предприятия сообщают: "Прежде, чем продать Вам систему, мы должны провести тестирование Ваших специалистов". Приглашают специалиста на фирму, рассказывают, показывают. Если специалист со всем соглашается, ему говорят: "Молодец, умница, Вас ждет еще и вознаграждение…". А если специалист начинает высказывать несогласие, ему говорят: "Жаль, Вы не подходите, не сможете работать на этой системе". А руководителю предлагают прислать другого специалиста.

Статья №5

Новые возможности совершенствования процессов конструирования, предоставляемые САПР "Грация"

В предыдущих публикациях (1,2) подробно рассказывалось о широких возможностях, предоставляемых конструктору "Грацией", об основных проблемах, с которыми сталкивается конструктор, о создании Центров компьютерных технологий проектирования одежды для помощи в решении этих проблем. В настоящей статье приводятся примеры использования "Грации" при анализе и уточнении методик конструирования, при реализации процессa конструирования из гибких модулей, при проектировании головных уборов как разверток объемной формы по ее проекциям и сечениям.

Система "Грация" позволяет разрабатывать конструкции изделий по любой методике, которую может описать конструктор. На практике известные методики обычно не используются "в чистом виде", так как не полностью удовлетворяют конструкторов. В "Грации" имеются уникальные возможности для анализа и совершенствования методик конструирования:

- запись, хранение и воспроизведение процесса расчета и построения конструкции по любой методике в виде алгоритма;

- присвоение любому параметру конструкции статуса переменной, при этом автоматически вычисляется его значение;

- задание любых значений прибавок, простое и быстрое их изменение на любом этапе выполнения алгоритма с автоматическим пересчетом и перестроением конструкции;

- автоматическое выполнение алгоритма, расчет переменных, занесенных в табель мер, для любого, задаваемого диапазона размеров и ростов и распечатка их значений в виде таблиц;

- введение любых размерных стандартов в базу данных.

Были записаны процессы расчета и построения основ конструкций женских плечевых изделий по различным методикам: ЕМКО СЭВ, Единому методу конструирования ЦОТШЛ, МГАЛП, ДМ трикотажных изделий "Сретенка", "Мюллер и сын". Для удобства сравнения были выбраны минимально-необходимые прибавки, рекомендуемые ЕМКО, а прибавки в других методиках задавались таким образом, чтобы все основы имели одинаковые габариты по ширине стана и рукава, а также углубление проймы. Сопоставлялись величины параметров для базового размера и для остальных размеров, предусмотренных ОСТ, и оценивалось качество посадки макетов изделий на манекенах типовых фигур (164-96-104 и 164-128-136).