Разработка методов автоматизированного проектирования конструктивно-декоративных элементов одежды

Развитие современных систем автоматизированного проектирования (САПР) направлено на обеспечение рациональной и комфортной работы конструктора, важным элементом которой является комплексный подход к разработке эскизного, конструкторского и технологического решения моделей одежды. Одним из наиболее сложных этапов процесса автоматизированного проектирования швейных изделий остается конструктивное моделирование одежды, в частности, моделирование дополнительных и декоративных элементов изделия. Это связано с низким уровнем формализации информации на этапе перехода от эскизного решения нового изделия к его модельной конструкции, что обусловлено недостаточным исследованием методов субъективной оценки представления внешнего образа швейных изделий.

Процесс проектирования декоративных и конструктивнодекоративных элементов, являющихся важными деталями костюма, имеет второстепенное значение в процессе проектирования конструкций одежды в.

САПР. Специфика процесса проектирования декоративных и конструктивнодекоративных элементов требует разработки методов автоматизации этапов художественного и конструктивного моделирования, основанных на методах интеллектуализации, то есть в процессе проектирования конструктору должна быть представлена визуальная и параметрическая информация об объекте проектирования, предложены варианты рациональных конструктивных решений, обеспечен удобный интерфейс. Исследование информации по вопросу структурной и параметрической взаимосвязи элементов, составляющих швейное изделие, показало, что основное внимание уделяется основным деталям [1,2,3,4,5,6], а информация, описывающая декоративные элементы изделия и их взаимосвязь с другими элементами малоизученна и рассмотрена в основном только на примере воротников [7]. Поскольку конструктивно — декоративные элементы 6 являются объектами сложной геометрической формы, особенности визуального восприятия и математического описания их внешней формы требуют дополнительных исследований и структуризации.

При разработке автоматизированных систем нового поколения особое значение должно быть уделено возможности визуализации пространственной формы декоративных элементов изделия, а так же установлению интерактивной параметрической взаимосвязи между эскизным и конструкторским решением модели и её элементов. Использование 3−0 технологий при задании эскиза и обеспечение его параметрической связи с конструкцией позволит в реальном времени проводить изменения композиционной формы декоративных элементов изделия и его конструктивного решения. Автоматизация этапа конструктивного моделирования декоративных элементов позволит не разделять этапы художественного и инженерного проектирования изделия, обеспечивая максимально точную визуализацию выбранных параметров изделия при создании новых, композиционно — целостных моделей.

Объектом исследования выбран процесс проектирования конструктивно-декоративных элементов одежды.

Цель работы состоит в разработке информационно-методического обеспечения для автоматизации этапа проектирования конструктивно-декоративных элементов одежды, основанного на принципах параметрической взаимосвязи характеристик пространственной формы и конструкции изделия.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

— проведён анализ методов проектирования объектов в современных САПР;

— исследована структура и состав исходной информации, необходимой для разработки метода автоматизированного проектирования конструктивно-декоративных элементов;

— исследовала структура процесса проектирования внешней формы конструктивно-декоративных элементов одежды;

— разработана обобщенная последовательность описания конструктивно-декоративных элементов;

— разработана система характеристик, описывающих внешнюю форму КДЭ;

— определены принципы формообразования КДЭ и методов оценки их композиционно-художественного решения;

— проведено исследование вариативности и методов описания объёмной формы КДЭ изделия и получения параметрической информации о модели для задания и модификации элементов ЗЭ эскиза в виртуальной среде;

— проведён анализ способов преобразования параметрической информации на этапах ЗБ эскиз — конструкция — виртуальное изделие;

— разработана структурная схема параметрической взаимосвязи элементов системы «детали изделия — декоративные элементы»;

— разработаны основные алгоритмы проектирования и параметрического моделирования графических элементов в ЗБ пространстве;

— разработан эскизно-конструкторский модуль интегрированной САПР;

— проведена апробация модуля трехмерного проектирования на производстве на примере женских изделий легкого ассортимента и пальтовой группы.

Методы исследования. В работе использованы методы логического, системно-структурного и графического анализа, инженерные методы построения поверхностей, компьютерные методы моделирования объектов в трёхмерной среде. В процессе антропометрических исследований женских фигур использованы контактные и бесконтактные методы измерений. Для обеспечения достоверности результатов, полученных в работе, применены методы математической статистики с использованием пакетов прикладных программ Microsoft Office Excel.

Научная новизна работы заключается в:

— разработке концепции метода автоматизированного проектирования конструктивно-декоративных элементов;

— разработке концептуальной модели процесса создания 30-модели декоративных элементов швейного изделия;

— разработке метода аналитического описания и задания пространственной формы конструктивно-декоративных элементов;

— разработке математического обеспечения процесса модификации пространственной формы конструктивно-декоративных элементов;

— разработке структурной модели параметрической взаимосвязи эскизного и конструктивного решения конструктивно-декоративных элементов;

— обосновании и разработке метода параметрического моделирования конструктивно-декоративных элементов одежды в виртуальной среде.

Практическая значимость работы состоит в разработке:

— методики автоматизированного проектирования декоративных элементов, обеспечивающей повышение эффективности процесса проектирования;

— методики проектирования заданной формы модели с учетом антропометрических особенностей фигуры, конструктивного и художественного решения модели;

— структурной схемы последовательности проектирования внешнего вида КДЭ и общей классификации конструктивно-декоративных элементов;

— способа формирования объемного эскиза 3D эскиза КДЭ;

— математического обеспечения для проектирования пространственной формы изделия в трёхмерной среде;

— программно-методического модуля «КДЭ — воротник».

Апробация результатов работы. Практическая значимость результатов работы подтверждена результатами промышленных испытаний в условиях ООО «Гротеск», ООО «Анна Тарес», 000"Кпассик Дизайн", ООО «Дизайн Люкс».

Основные выводы и теоретические положения по работе докладывались и получили положительную оценку на заседаниях кафедры «Художественное моделирование, конструирование и технологии швейных изделий» МГУДТ, научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых II Московского Фестиваля науки (Москва, 2007), 60-ой научной конференции НИДС «Молодые ученые — XXI веку"(Москва, 2008), научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых III Московского фестиваля науки (Москва, 2008) и международной научнотехническойконференцииКогеап-RussianIntemationalFashionExhibition (Москва, 2011).

Публикации. Основные положения и результаты научного исследования изложены в десяти публикациях общим объемом 2,15 п.л. (из них авторских -1,14 пл.), в том числе три работы опубликовано в изданиях, входящих в перечень, определенный ВАК Минобрнауки: Статьи в Э! сурналах, определенных ВАК:

1. Мурашова Н. Г. (Филинова Н.Г.) Этапы разработки метода автоматизированного проектирования декоративных деталей одежды с элементами интеллектуализации[текст]/Н.Г. Мурашова, В.В. Гетманцева/УНаучный журнал «Дизайн, Материалы, Технология». СПб., 2011. — № 1(16). С. 65−70. (0,3 п.л. / 0,18п.л.).

2. Мурашова Н. Г. Разработка параметрического описания внутренних связей системы «конструктивно-декоративные элементы — швейное изделие» [текст]/ Н. Г. Мурашова, В.В. Гетманцева// Научно-технический журнал «Известия ВузовТехнология Легкой Промышленности». СПб., 2011. -№ 4(том 14). С.63- 69. (0,3 п.л. /0,14 п.л.).

3. Мурашова Н. Г. Особенности параметрического описания пространственной формы конструктивно-декоративных элементов [текст]/ Н. Г. Мурашова, В.В. Гетманцева// Швейная промышленность.2011. — № 5. С.55−58. (0,3 п.л. /0,18 п.л.).

Статьи в других научных. журналах и изданиях:

4. Мурашова Н. Г. Этапы разработки интегрированного модуля проектирования декоративных элементов [текст]/ Н. Г. Мурашова, В.В. Гетманцева/ЛГехника и технология — М.: Спутник. 2008. -№ 4. С.45−49.(0,3 п.л./ 0,1 п.л.).

5. Мурашова Н. Г. Основные аспекты разработки автоматизированного модуля «Проектирование декоративных элементов» [текст]/ Н. Г. Мурашова, М. В. Киселева, В.В. Гетманцева// II Московский фестиваль науки. Доклады научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных.- М.:ИИЦ МГУДТ. 2007. — С. 129−132. (0,3 п.л./ 0,1 п.л.).

6. Мурашова Н. Г. Разработка интеллектуального интегрированного модуля «Eleandr-Decor» [тезисы]/ Н. Г. Мурашова, В.В. Гетманцева//Сборник тезисов докладов 60-ой научной конференции НИДС «Молодые ученые-XXI веку». -М: МГУДТ.2008. С. 12−16 (0,4 п.л./ 0,14п.л.).

7. Мурашова Н. Г. Интеллектуализация процессов проектирования декоративных элементов швейного изделия [текст]/Н.Г. Мурашова, В.В. Гетманцева//Сборник тезисов докладов научно-технической конференции «ИННОВАЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ СЕРВИСА». Уфа.2010. С. 22 (0,1 п.л./0,06).

8. Мурашова Н. Г. CAD module of pockets design [тезисы] англ. (Модуль автоматизированного проектирования ДЭ — карманов)/ N.G. Murashova, V.V. Getmantseva // Сборник тезисов докладов международной выставки.

Korean-Russian International Fashion Exhibition. 2011. C. 15−20 (0,2 пл./ 0,14 пл.).

9. Мурашова Н. Г. Virtualization of the garment computer-aided garment design [тезисы] англ. (Виртуализация автоматизированного проектирования швейных изделий)/ N.G. Murashova, V.V. Getmantseva// в интернет ->KypHaneFibre2fashion. Industry — article/submit-free-articles.asp. 2009 (0,25п.л./0,1п.л.).

10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2 011 612 237 «Распознавание художественного эскиза модели одежды"/ Е. Г. Андреева, В. В. Гетманцева, Н. Г. Мурашова, И. Б. Разинзарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 17.03.2011 г.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по каждой главе и работе в целом, списка литературы, приложений. Диссертация изложена на 215 страницах машинописного текста, которые включают 22 таблицы, 78 рисунков, 25 формул, 7 приложений, представленных на 29 страницах.

Список литературы

включает 87 библиографических и электронных источников.

Общие выводы по работе.

1. Разработан способ описания объёмно-пространственной формы конструктивнодекоративных элементов одежды с точки зрения визуальной оценки и восприятия внешней формы, включающей систему характеристик, необходимую для художественного проектирования и моделирования одежды.

2. Разработана концептуальная модель методов автоматизированного проектирования КДЭ одежды в виртуальной среде, содержащая последовательность проектирования новых моделей, задачи и способы их решения на каждом этапе разработки пространственной формы изделия.

3. Разработана информационная модель КДЭ, включающая 3 группы характеристик определения внешней формы КДЭ. Исследованы особенности и возможные интервалы значений для групп эскизных, пространственных и декоративных параметров внешней формы КДЭ.

4. Исследована и систематизирована информация об особенностях пространственной формы КДЭ, результаты представлены в виде разработанной типологии характера поверхностей КДЭ и классификации типов поверхностей КДЭ.

5. Разработаны формализованные математические модели описания объёмнопространственных форм и вариантов конструктивно — композиционного решения КДЭ на примере воротников, позволяющие структурировать и оптимизировать процесс автоматизированного трехмерного проектирования и моделирования внешнего вида КДЭ.

6. Разработана система сопоставления типа КДЭ и соответствующих для него базовых и исходных опорных поверхностей, позволяющая структурировать и систематизировать математический аппарат для описания пространственной формы КДЭ.

7. Разработано математическое описания и разработан метод модификации исходной базовой формы КДЭ, позволяющие модифицировать исходную модельную форму КДЭ с использованием ЭФДО — сборки, защипы, складки.

8. Разработана структура программно-методического модуля «30 Эскиз», включающая следующие функциональные этапы: ввод и редактирование ведущих размерных признаковформирование и отображение базовой формы КДЭсоздание трёхмерного эскиза изделиямоделирование желаемой модельной формы КДЭ на ЗО эскизеформирование плоскостной конструкции модели.

9. Произведён расчёт экономической эффективности от применения модуля «ЗО Эскиз», который показал, что внедрение программно-методического модуля «ЗО Эскиз» в производство позволит сократить сроки разработки проектно-конструкторской документации на 11% и обеспечит согласованность работы художника и конструктора, что значительно повысит эстетический уровень разрабатываемых изделий.