Разработка автоматизированного метода прогнозирования технологичности швейно-трикотажных изделий

Рынок одежды — это рынок, наиболее остро реагирующий на изменение моды и характеризующийся коротким жизненным циклом швейных изделий по сравнению с другими промышленными изделиями. В условиях жесткой конкуренции промышленные и торгово-промышленные предприятия вынуждены финансировать новые конструкторские и технологические разработки за счет своей собственной прибыли. Затраты на разработку коллекций увеличиваются при наращивании темпов сменяемости ассортимента и материалов, усложнении изделий, а также при росте требований со стороны потребителя к их качеству. В связи с этим актуальным становится совершенствования технологических процессов в течение всего жизненного цикла изделий, и, в первую очередь, на стадии эскизного проекта.

Образование новых форм деятельности предприятий и изменение географии производства одежды потребовало изменения характера разработки коллекций. Задачей торгово-промышленных компаний, работающих по принципу дизайн-студий, является разработка технического задания и дизайна новых коллекций, при этом конструкторско-технологическая подготовка производства может быть организована на базе этой компании или другого промышленного предприятия в нашей стране и за рубежом. Опыт работы таких предприятий показывает, что после выполнения конструкторско-технологической подготовки и изготовления образцов новых моделей из коллекции исключается до 30% моделей по причине их нетехнологичности и нерентабельности. С целью сокращения затрат на разработку нерентабельных моделей актуальной становится разработка механизмов прогнозирования технологичности новых моделей на стадии их эскизного проекта. Технологичность модели одежды характеризуется быстротой, удобством и качеством ее изготовления в промышленных условиях и оценивается трудоемкостью, материалоемкостью, и технологической себестоимостью готового изделия.

Прогноз — это важное связующее звено между теорией и практикой и, в то же время, это основа планирования производства. В настоящее время на швейноосуществляют по показателям моделей-аналогов. Задача усложняется в случае отсутствия производственного аналога, когда приходится разрабатывать новый технологический процесс и рассчитывать технико-экономические показатели. Без четко отлаженного механизма оперативного прогнозирования затрат на производство новой продукции фирма практически не может претендовать на успех, поэтому важнейшей задачей для любого производителя становится выработка механизма прогнозирования затрат, связанных с выпуском новой продукции, пользующейся спросом у потребителей.

Отсутствие необходимых теоретических и методических разработок по проблеме прогнозирования технологичности швейно-трикотажных изделий в условиях ограниченности исходных данных, а также практическая значимость решения этой проблемы обуславливают необходимость проведения научно-исследовательской работы.

Целью работы является разработка метода автоматизированного прогнозирования технологичности швейно-трикотажных изделий, позволяющего оценить целесообразность и эффективность производства новых моделей на стадии технического эскиза модели. Для реализации этой цели в работе поставлены следующие задачи:

• провести анализ существующих методов и методик прогнозирования трудоемкости и технологичности швейных изделий и рассмотреть возможности их использования в условиях САПР;

• разработать модель и описание объекта прогнозирования и ее взаимосвязь с внешней средой прогноза;

• провести анализ факторов, влияющих на технологичность швейно-трикотажных изделий;

• разработать требования к технологичности швейно-трикотажных изделий для проведения ее качественной оценкиразработать метод прогнозирования трудоемкости на основе сложности швейно-трикотажных изделий;

• разработать метод определения материалоемкости новой модели;

• разработать алгоритмы формирования базы данных подсистемы прогнозирования технологичности швейно-трикотажных изделий;

• разработать автоматизированный метод прогнозирования технологичности изделий в системе САПР.

Объектом исследования является технологический процесс проектирования и изготовления новых швейно-трикотажных моделей.

Предметом исследования является швейно-трикотажное изделие, представленное в виде технического эскиза.

Методы исследования.

В работе использованы общенаучные методы и приемы исследований: теория алгоритмизации и программирования, методы экспертных оценок, корреляционно-регрессионный анализ, методы видовых отношений и структурных аналогий, системно-структурный анализ, теория принятия решений, теория сложности объектов и теория построения прогнозирующих систем, а также практические и теоретические достижения в области проектирования одежды и материаловедения швейного производства.

В процессе исследования изучены научные труды в области прогнозирования трудоемкости и материалоемкости изделий в различных отраслях промышленности, основные положения теории сложности и ее прикладное значение, изучены методы проектирования швейно-трикотажных изделий.

Экспериментальные и теоретические исследования проведены в лабораториях кафедры технологии швейного производства МГУДТ, в экспериментальных и швейных цехах предприятий г. Москвы.

Научная новизна заключается в разработке автоматизированного метода прогнозирования технологичности швейно-трикотажного изделия, позволяющего оценить целесообразность и эффективность внедрения в производство новых моделей на этапе эскизного проектирования новой коллекции.

В работе решены следующие задачи, определяющие научную новизну исследования:

• установлены зависимости показателя сложности швейно-трикотажного изделия от конструкции, технологии и факторов материалов- 6.

• определены закономерности изменения показателя трудоемкости изделия от сложности по видам швейно-трикотажных изделий;

• установлены зависимости влияния показателей конструкции изделия на его материалоемкость;

• разработаны состав и структура информации для прогнозирования технологичности швейно-трикотажных изделий;

• разработан аналитический метод комплексной оценки целесообразности выпуска новых моделей одежды;

• разработана информационная среда процесса прогнозирования технологии швейно-трикотажных изделий;

• разработан метод автоматизированного прогнозирования технологичности швейно-трикотажных изделий.

Практическая значимость работы заключается в:

• разработке методики комплексной оценки целесообразности выпуска новых моделей швейно-трикотажных изделий;

• разработке информационного обеспечения процесса прогнозирования и проектирования технологии швейно-трикотажных моделей;

• разработке методики автоматизированного прогнозирования технологичности новой модели в условиях ограниченности исходных данных, позволяющей интенсифицировать процесс проектирования технологии изделий и прогнозировать значения показателей, определяющих объем выпуска продукции и ритмичность производства;

Апробация и реализация результатов работы. Результаты работы получили положительную оценку на международной научно-практической конференции (г. Орел, декабрь 2001), докладывалась на заседании кафедры ТШП МГУДТ. Реализация осуществлена в условиях экспериментального производства Совместного Российско-Германского предприятия «Панинтер» в 2003 г.

Публикации Основные результаты исследований, выполненных в настоящей диссертации, опубликованы в четырех печатных работах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Установлено, что швейно-трикотажным предприятиям, занимающимся разработкой, производством и реализацией одежды, характеризующейся частой сменяемостью и небольшим жизненным циклом, необходимо разрабатывать механизмы автоматизированного прогнозирования, направленные на сокращение издержек, связанных с разработкой нерентабельного товара.

2. Анализ существующих методов оценки целесообразности выпуска промышленных изделий показал их ориентированность на традиционные неавтоматизированные системы проектирования. Установлено, что для новых организационных форм деятельности предприятий по производству одежды возникает необходимость в разработке автоматизированного комплексного метода прогнозирования технологичности новых моделей швейно-трикотажных изделий с применением теории сложности и прогностики.

3. Разработана концептуальная модель, позволяющая наметить пути решения задачи оперативного прогнозирования технологичности нового изделия и планирования производства в условиях ограниченности исходных данных. Реализация модели обеспечит непосредственную интеграцию в едином цикле процессов прогнозирования и разработки нового изделия и позволит определять и корректировать трудозатраты и материалоемкость изделия.

4. Установлено, что для разработки аналитического метода прогнозирования трудоемкости моделей необходимо и достаточно оценивать влияние факторов на технологичность изделия следующими коэффициентами: размерным Кр, технологическим Кт, коэффициентом элементов конструкции Кэк и коэффициентом материалов Км.

5.Разработан способ определения конструктивных коэффициентов модели нового изделия, характеризующих сложность конструкции на основе использования специального шаблона и конструктивных показателей базовых моделей. Реализация способа позволила дополнить информацию о конструкции моделей для разработки аналитического метода прогнозирования трудоемкости.

6. Разработана и структурирована информация о методах обработки изделий для формирования автоматизированной технологической базы данных. Разработан способ определения технологических коэффициентов на основе сравнительного анализа конструктивно-технологических решений новой и базовой моделей.

7. Для целей прогнозирования сформированы шесть групп полотен в зависимости от их сырьевого состава, переплетения и технологических свойств. Установлено, что наиболее технологичным полотном, которое может быть принято за единицу сложности, является хлопчатобумажный трикотаж с переплетением «интерлок». Определены коэффициенты материалов для расчета сложности моделей из различных видов трикотажных полотен.

8. Установлено, что сложность новой модели © является мерой ее трудоемкости и определен характер влияния конструктивных, технологических факторов и факторов материалов на сложность изделия: С=КрКкэКхКм. Определены математические зависимости, позволяющие осуществить прогнозирование трудоемкости на этапе эскизного проекта в зависимости от сложности моделей различных ассортиментных групп, которые могут быть адаптированы для предприятий с различным организационно-техническим уровнем: жакеты Т = 20,81Ьп© + 49,467, платья Т = 12,488Ьп© + 4,451, джемперы Т=11,088С5 264, брюки Т=15,775Ьп (С)+13,685, юбки Т=11,343Ьп (С)+3,9871.

9. Разработан метод прогнозирования материалоемкости изделия, позволяющий оперативно прогнозировать расход трикотажного полотна и его стоимость в условиях ограниченности исходных данных. Установлены математические зависимости расхода трикотажного полотна на изделие от размеров и количества деталей проектируемой модели.

10. Сформулированы рекомендации по отработке швейно-трикотажных моделей на технологичность на стадии их технического эскиза, позволяющие обеспечить стабильный уровень качества изделия в процессе его проекти.

138 рования. Разработан алгоритм метода комплексной оценки технологичности, который обеспечивает проведение в едином цикле качественной и количественной оценки технологичности изделия, прогнозирование его материалоемкости и трудоемкости.

11. Сформирована информационно-логическая модель процесса прогнозирования, на основе которой сформированы блоки прогнозной информации, выявлены направления внутренних информационных потоков, связи с внешней средой и осуществлен переход разработке состава и структуры базы данных и базы знаний процесса прогнозирования технологичности швейно-трикотажных изделий.

12. Сформированы элементы базы данных процесса автоматизированного прогнозирования технологичности новой модели швейно-трикотажного изделия, содержащие формализованные знания о базовых моделях, конструкции и технологии швейно-трикотажных изделий, реализованные в системе Microsoft Windows и позволяющие быстро и эффективно осуществлять прогноз целесообразности выпуска модели.

13.Разработан метод прогнозирования технологичности швейно-трикотажных изделий реализованный в виде автоматизированной методики прогнозирования технологичности, применение которой в условиях реального производства позволяет осуществить прогноз, ориентирует на принятие плановых решений и позволяет принять управленческое решение о целесообразности дальнейшей разработки и внедрения модели в производство.

14.Экономический эффект от применения разработанного метода прогнозирования и обеспечения технологичности моделей на этапе эскизного проекта за счет сокращения длительности процесса разработки коллекции, автоматизации процесса прогнозирования, сокращения количества нерентабельных моделей, нерациональных почтовых расходов при размещении заказов в других странах составит 212 793 руб. при выпуске 400 моделей в год. Применение методики позволило сократить затраты времени на разработку коллекции до 10%.