CC BY
40
ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 675
Л. Ю. Махоткина, Р. М. Галялутдинова, Н. В. Тихонова
АНТРОПОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ КАК НЕОБХОДИМАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Ключевые слова: антропологическое измерение, система автоматического сканирования, база данных, программное
обеспечение, полимерные материалы.
При проектировании изделий из полимерных материалов получить хорошую форму возможно только при использовании современного оборудования и прикладных программ, позволяющих обновлять базы данных обмера населения, обрабатывать полученные результаты и исследовать их закономерности.
Keywords: polymeric materials, anthropometric measurement, automatic scanning, database, software.
When designing products from polymeric materials to get a good shape is only possible using modern equipment and applications that allow you to update the database population measurement, process the results and investigate their laws.
Введение
В условиях рыночной конкуренции особое значение приобретает улучшение соответствия изделий размерным признакам потребителей. Для выполнения данного требования, необходимо обладать достаточной информацией о человеке, для которого разрабатывается изделие, и материалах, из которых предполагается изготавливать эти изделия. На сегодняшний день широкое применение в различных отраслях промышленного производства получили полимерные материалы. В легкой промышленности используются полимеры, как природного, так и синтетического производства.
Проектирование изделий из полимерных материалов должно осуществляться с учетом данных антропометрии современного человека, свойств применяемых материалов, методики построения, средств автоматизированного проектирования и соответствующего оборудования. В связи с этим, актуальной задачей при разработке изделий из полимерных материалов, является создание новой базы данных обмера человека.
В условиях массового производства для наиболее полного удовлетворения спроса населения большое значение имеет правильное построение размерно-полнотного ассортимента. Под размерно-полнотным ассортиментом понимаются количественные соотношения изделий различных размеров и полнот в партии, выраженные в процентах, при производстве, заказах, поступлении.
Последние антропометрические измерения тела человека проводились около 30 лет назад (1970-1980 гг) в СССР. За данный промежуток времени в результате акселерации произошли изменения размеров, форм и пропорций тела человека. Изделия, выпускаемые по устаревшим данным, являются несоразмерными, а любое несоответствие, даже самое малое, может привести к нарушению нормальной работы внутренних органов, появлению их
дисфункций, нарушению кровообращения, изменению скелета и т.д.
Экспериментальная часть
Любое антропологическое исследование проводится по определенной программе измерений с использованием определенного числа различных измерительных приборов. Широкое использование современных компьютерных технологий позволяет применять для антропологических измерений тела человека специальные системы автоматического сканирования (бодисканеры).
В работе рассматривается бесконтактный способ измерения, при котором использовался автоматический 3Б-сканер - ANTROSCAN Basic XXL (10105020/0007484, Германия). ANTROSCAN Basic XXL - последнее поколение восьмимерных камерных лазерных бодисканеров для проведения всесторонних измерений тела человека, с возможностью считывания информации при нестандартном расположении фигуры [1]. Прибор состоит из четырех лазерных колонн, его работа основана на оптической триангуляции.
В качестве объекта исследования выбраны девушки в возрасте 18-25 лет. Антропологические измерения проводились на кафедре «Конструирование одежды и обуви» КНИТУ. В исследовании задействовано 50 человек.
Модель тела человека, полученная при помощи программного обеспечения бодисканера, представлена на рисунке 1.
Программное обеспечение данного боди-сканера позволяет визуализировать информацию, а также обрабатывать и оценивать данные 3D сканирования, в частности, автоматически получать необходимые антропологические измерения.
Для проведения исследования выбраны измерения бедер и нижних конечностей, а именно высота внутренней стороны ноги слева, высота внутренней стороны ноги справа, высота с внешней сто-
роны ноги слева, высота с внешней стороны ноги справа, обхват бедра слева, обхват бедра справа, и рост.
Рис. 1 - Модель тела человека, полученная при сканировании
Результаты и их обсуждение
Извлечь информацию из данных и оценить ее качество помогают статистические методы анализа. Данные методы позволяют выявить и описать характеристики закономерностей распределений, связей и зависимостей, развития тех или иных объектов и процессов [2].
В настоящее время, в связи с широким применением современных компьютерных технологий и распространением различных программных продуктов, возможности повседневного практического использования статистических методов обработки данных расширяются.
В работе рассматривается возможность применения программного продукта STATISTICA 6.0 при проектирования изделий из полимерных материалов. Использование программы необходимо для обработки данных и реализации анализа распределений антропологических измерений тела человека, полученных с помощью бодисканера.
При разработке изделий из полимерных материалов важную роль играет такой антропологический признак, как Рост. В ходе исследования построена таблица частот (Frequency table), представляющая частоты попадания значений переменной в разные классы. В таблице 1 приведены результаты вычислений таблицы частот распределения Ростов в выборке.
Визуальная проверка полученных данных осуществляется с помощью построения гистограмм, на которые можно наложить плотность нормального распределения (критерий нормальности Колмогорова - Смирнова) и получить более точную информацию о форме распределения. Полученная диаграмма приведена на рисунке 2.
Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что наиболее часто в выборке встречаются значения роста от 165 до 170 см. Из таблицы 1 и рисунка 2 видно, что распределение подчиняется нормальному закону, хотя и наблюдаются не ярко выраженные асимметрия и эксцесс, что связано с
антропологической изменчивостью размерных признаков населения.
Таблица 1 - Таблица частот измерений ростов
Frequency table: Рост K-S d=,11611, p> .20; Lilliefors p<,10
Count Percent of Valid % of all Cases
145,0000<x<=150,0000 1 2,0000 2,0000
150,0000<x<= 155,0000 2 4,0000 4,0000
15 5,0000<x<= 160,0000 9 18,0000 18,0000
160,0000<x<= 165,0000 6 12,0000 12,0000
165,0000<x<= 170,0000 17 34,0000 34,0000
170,0000<x<= 175,0000 8 16,0000 16,0000
175,0000<x<= 180,0000 1 2,0000 2,0000
180,0000<x<= 185,0000 5 10,0000 10,0000
185,0000<x<= 190,0000 1 2,0000 2,0000
Histogram: Рост K-S d=,11611, p> .20; Lilliefors p<,10 Expected Normal
X <= Category Boundary
Рис. 2 - Гистограмма распределения Ростов
В ходе исследования проведен корреляционный анализ высот и обхватов ноги. С помощью корреляционного анализа измеряется теснота связи между двумя или более переменными. Математической мерой корреляции двух величин, высот и обхватов, служит коэффициент корреляции Пирсона r. В таблице 2 приведено построение квадратичной корреляционной матрицы для высот и обхватов.
Таблица 2 - Результат квадратичной корреляционной матрицы
Correlations
Marked correlations are significant at p < ,05000 N=50 (Casewise deletion of missing data)
Обх бедра сл Обх бедра спр
Выс внутр ст ноги сл 0,18 0,16
Выс внутр ст ноги спр 0,17 0,14
Выс с вн ст ноги сл 0,27 0,24
Выс с вн ст ноги спр 0,26 0,24
Рост 0,25 0,22
В данной корреляционной матрице статистически значимые на пятипроцентном уровне коэффициенты корреляции не выделены. В связи с этим, можно заключить, что обхваты бедер не зависят от высоты ноги или роста человека. Данный факт связан с антропологической изменчивостью размерных признаков населения и большого количества вариантов их сочетаний.
Заключение
давать новые базы антропологических данных, выявлять и исследовать закономерности, быстро и точно описывать полученные результаты.
Использование новых антропологических данных позволит снизить стоимость разработок, сократить сроки введения их в производство, экономить и правильно подбирать полимерные материалы, своевременно реагировать на изменения рыночной ситуации, улучшая тем самым качество продукции.
Основу проектирования изделий из полимерных материалов и получение хорошей формы из них составляют антропологические размерные стандарты, которые необходимо постоянно совершенствовать и уточнять, применяя для этого современное оборудование.
Использование систем автоматического сканирования (бодисканеров) совершенствует и повышает качество работы специалистов всех отраслей легкой промышленности, а также помогает соз-
Литература
1. Махоткина Л.Ю. Антропометрические исследования в системе производства изделий из полимерных материалов / Л.Ю. Махоткина, Л.М. Хузина // Вестник технологического университета. - 2013. - Т.16, №6. - С. 101-104
2. Сережкина А.Е. Применение пакета БТАТЮТЮА для первичной обработки данных научных исследований / А.Е. Сережкина. - Казань: Республиканский центр мониторинга качества образования, 2012. - 116 с
© Л. Ю. Махоткина - д.т.н., проф., зав. каф. «КОиО» КНИТУ, [email protected]; Р. М. Галялутдинова - асп. той же кафедры, [email protected]; Н. В. Тихонова - д.т.н., доцент той же кафедры.
