CC BY
67
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011
Т. Ю. САЛИХОВА И. В. КАРЦЕВА И. И. ШАЛМИНА
Омский государственный институт сервиса Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова, г. Абакан, Республика Хакасия
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ СТРУКТУРЫ САПР ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДЕЖДЫ ИЗ ПУШНО-МЕХОВЫХ И МЕХОВЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
Статья посвящена изучению подходов к разработке системы автоматизированного эскизного проектирования одежды из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов. Определены компоненты структуры САПР эскизного проектирования. Ключевые слова: автоматизация, стадии разработки, автоматизированное рабочее место.
УДК 004.942
%
Введение
Современная одежда из меха должна удовлетворять не только физиологическим, социальным и экономическим потребностям покупателя, но и эстетическим показателям, таким как современность кроя, подчеркивание индивидуальности, визуальное корректирование недостатков фигуры.
Для удовлетворения современных потребностей покупателей меховой одежды и успешного развития меховой отрасли необходима разработка и внедрение информационных автоматизированных технологий во все этапы подготовки и производства на предприятиях легкой промышленности: от создания эскиза модели до серийного выпуска промышленных коллекций.
Увеличение числа входных данных об объекте проектирования является необходимым условием повышения эффективности функционирования систем автоматизированного проектирования, в связи с чем требуется переход от плоскостных методов конструирования к методам пространственного проектирования трехмерных объектов [1]. Необходимость построения геометрической модели и визуализации свойств волосяного покрова натурального меха на этапе эскизного проектирования одежды из меха объясняется также высокой стоимостью сырья для изготовления опытных образцов.
Внедрение методов компьютерного моделирования в эскизном проектировании изделий из пушномеховых и меховых полуфабрикатов (ПМП и МП) необходимо для улучшения качества готовой продукции и уменьшения затрат ресурсов, тем самым повышая конкурентоспособность предприятий легкой промышленности и увеличивая экономическую эффективность внедрения новых моделей в производство.
Необходимость разработки САПР эскизного проектирования изделий из ПМПиМП обуславливается отсутствием современных модулей автоматизации, имеющих возможность визуализировать графический образ изделий из ПМП и МП. Ввиду чего основными задачами перед швейной отраслью легкой
промышленности представляются компьютеризация и автоматизация проектной деятельности, а также разработка новых методик и алгоритмов систем автоматизированного проектирования [1].
Цель исследования — разработка подходов к созданию САПР эскизного проектирования изделий из ПМПиМП.
Задачи исследования:
1. Сформировать требования и разработать концепцию автоматизированной системы проектирования изделий из ПМП и МП.
2. Определить модули системы автоматизированного эскизного проектирования изделий из ПМП и МП.
3. Определить необходимые трудовые ресурсы и автоматизированные рабочие места в системе автоматизации эскизного проектирования изделий из ПМП и МП.
1. Анализ предметной области исследования
Разработка САПР традиционно начинается с выявления требований к проектируемой системе. Производство изделий из ПМП и МП считается затратным в материальном и временном отношениях, а современные САПР, применяемые в легкой промышленности, в основном ориентированы на проектирование и производство изделий из текстильных материалов и тканей, имеющих однородную несложную структуру.
Известно, что волосяной покров натурального меха имеет неоднородную, объемную и подвижную структуру, которая способна оказывать влияние на качество визуализации изделия, а изготовление макетов и образцов изделий считается дорогостоящим и трудозатратным, поэтому появляется необходимость в предварительных расчетах экономической эффективности производства изделий на предприятиях легкой промышленности, а также 3Б визуализация графического образа изделия с оценкой качества модели и меховой поверхности [2]. Специальные модули некоторых зарубежных и отечественных САПР позволяют проектировать 3<3 модели манекенов
Анализ САПР с возможностью SD-визуализации
САПР Достоинства Недостатки
Стаприм (Санкт- Петербург) получение разверток из 3Э-модели; ассортимент манекенов женских, мужских и детских типовых фигур; снятие мерок с фотографии заказчика отсутствие этапа эскизного проектирования; отсутствие чертежных средств для корректировки и преобразования лекал; отсутствие возможности создания объемной текстуры материала
Ассоль (Москва) получение разверток из 3Э-модели; редактирование построения 3Э-модели; визуализация 3Э-модели изделия из различных материалов отсутствие возможности создания объемной текстуры материала
Г рация, Украина отсутствие 3Э-манекена; отсутствие этапа эскизного проектирования; отсутствие базы данных материалов
ТАПРО (Москва) работа с 3Э-моделями на протяжении всего периода проектирования; разработка промышленного ряда моделей на основе 3Э-модели отсутствие этапа эскизного проектирования; отсутствие базы данных свойств материалов
Lectra, модуль Fitnet (Франция) возможность проектирования для промышленного изготовления одежды; 2Э и 3Э дизайн; 3Э-сканер для снятия мерок с фигуры человека высокая стоимость ПО и комплекта оборудования; использование нетрадиционных методов конструирования
Investronica (Испания) ассортимент манекенов женских и мужских типовых фигур; создание текстуры и эффектов на ткани отсутствие возможности создания объемной текстуры; погрешности при получении лекал из разверток
Julivi (Украина) возможность задания прибавки на толщину пакета одежды; возможность учета механических свойств материалов; сканирование припусков на ширину шва отсутствие возможности создания творческого эскиза модели; получение 3Э-моделей одежды из 2Э-разверток
PAD-systems, модуль 3D Sample (Канада) возможность обновления контуров деталей и размеров на любой стадии рабочего цикла; присутствует база данных различных видов воротников получение 3Э-моделей одежды из 2Э-разверток; отсутствие возможности визуализации комплекта одежды
Modulate, v.0,1 возможность визуализации комплекта одежды на 3Э - манекене; учет механических свойств материалов, возможность проектирования изделий с воланами, складками и т.д. проектирование изделий по индивидуальным заказам; отсутствие возможности создания объемной текстуры
Anaheik (Look Stailor) визуализация 3Э-модели в движении; имитация погодных условий (дождь, ветер); проектирование изделий по индивидуальным заказам; отсутствие возможности создания объемной текстуры;
Optitex Runway (Израиль) возможность задания физических свойств материалов; визуализация комплекта одежды получение 3Э-моделей из 2Э-разверток; отсутствие возможности визуализации объемных текстур материалов
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011
Стадии разработки изделий
Этап Виды работ Результат
Техническое задание первичный анализ моделей аналогов: оценка совокупности свойств моделей, определение достоинств и недостатков цель разработки, требования к проектированию
Техническое избирательный анализ моделей аналогов: оценка уровня качества имеющихся технических решений, поиск возможного усовершенствования ИЛИ разработка новых моделей эталонный ряд
предложение составление эталонного ряда из 5 моделей показателей требований к изделию
выявление важных показателей качества по значимости: эстетические, эргономические, эксплуатационные, технологические, конструктивные
Эскизный проект разработка эскиза модели, технического рисунка; разработка макета изделия и составление описания модели; выбор методов раскроя и схем размещения шкурок; выбор прикладных материалов эскиз модели макет изделия
Технический проект разработка базовой конструкции; изготовление макета изделия; разработка модельной конструкции; разработка модельных особенностей; разработка шаблонов лекал макет изделия модельная конструкция шаблоны лекал для раскроя шкурок ПМП
Рабочий проект изготовление рабочих чертежей лекал деталей изделия, изготовление образца, градация лекал лекала на все размеры
человека в одежде из различных тканей и трикотажных полотен (табл. 1).
К основным недостаткам САПР для легкой промышленности, имеющимся на зарубежном и отечественном рынках можно отнести:
— визуализация 3Б модели одежды уже из имеющихся 2Б разверток, которые не могут быть точными и требуют длительной доработки и подгонки, причем в этом случае сложно проследить величину прибавок на свободу облегания на разных участках фигуры манекена;
— для визуализации 3Б модели одежды используются только плоские образцы тканей, что исключает возможность визуализации изделия из объемных тканей, таких как бархат, вельвет, натуральный и искусственный мех и т.д.;
— недостаточная изученность свойств волосяного покрова пушно-меховых полуфабрикатов, например, неоднородность и объемность поверхности, что затрудняет его использование при автоматизированном проектировании одежды [3].
2. Разработка структуры САПР «Эскизное проектирование изделий из ПМП и МП»
Разработка системы автоматизации в соответствии с требованиями нормативных документов (ГОСТ 34.601-90) [4] состоит из следующих этапов: 1 — формирование требований к автоматизированной системе, 2 — разработка концепции автоматизированной системы, 3 — техническое задание, 4 — эскизный проект, 5 — технический проект, 6 — рабочая документация, 7 — ввод в действие.
На основе анализа предметной области исследования и современных САПР для легкой промышлен-
ности можно выделить основные требования к проектированию новой САПР эскизного проектирования одежды из ПМПиМП:
1. Визуализация графического образа изделия из ПМП и МП с учетом настроек параметров свойств волосяного покрова.
2. Оценка результатов визуализации графического образа изделия с рекомендациями по выбираемым параметрам свойств ПМП и МП.
3. Расчет экономической эффективности производства изделий из ПМП и МП.
Основная концепция новой САПР — это автоматизация эскизного проектирования изделий из ПМП и МП, которая имеет возможность проектирования 3Б графического образа изделия с выявлением гармоничных пропорций параметров изделия и волосяного покрова, а также с расчетом экономической эффективности проектирования изделий из ПМП и МП в условиях мелкосерийного производства.
Как и все сложные системы, САПР должна состоять из двух и более подсистем, называемых также модулями. Подсистемы САПР делятся на проектирующие и обслуживающие [5]. Автоматизация эскизного проектирования осуществляется в проектирующих подсистемах.
Структура САПР, а также взаимодействие ее подсистем должны соответствовать основным этапам проектирования изделий из ПМП и МП.
Основными стадиями проектирования изделий являются: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, рабочий проект (табл. 2).
Однако в традиционном процессе проектирования изделий из ПМПиМП без использования средств автоматизации имеются следующие недостатки:
КСАП САПР
КСАП подсистемы 1 - Эскизное проектирование изделий из ПМПиМП
ПТК 1.1 Оценка ПМПиМП
ПМК 1.1.1
П.1 Операционная система Windows (XP, Vista, 7)
И.1 Информационная база свойств ПМПиМП
Мет. 1 Эксплуатация ПТК 1.1, ПМК 1.1.1, 1.1.2
Мет 2 Технология функционирования средств измер ений_______________
Т.1 ЭВМ и периферийное оборудование
нТ.2 Средства измерений
И
Т.3 Средства передачи данных на другие ПК
ПТК 1.2 Расчет экономической эффективности проектирования ПМК 1.2.1 ]
П.1 Операционная система Windows (XP. Vista. 7)
П.2 Программный м одуль « Расчет п ро екти ро ван ия»
И.1 Нормы времени на выполнение операций
Мет .1 Инструкции по работе с ПТК 1.2, ПМК 1.2.1, 1.2.2
М.1 Методы оптимизации
Л .1 Язык
программирования C# Среда
программирования Visual Studio Express
Т.1 ЭВМ и периферийное оборудование Т.4 Средства передачи данных на другие ПК
ПТК 1.4 Геометрическое моделирование графического образа изделия из ПМПиМП
ПТК 1.3 Техническое задание и предложение
ПМК 1.3.1
П.1 Операционная система Windows (XP, Vista, 7)
И.1Информационная база моделей аналогов
И.1Информационная база маркетинговых исследований____________________________
Мет.2 Инструкции по работе с ПТК 1.3, ПМК 1.3.1, 1.3.2
Т.1 ЭВМ и периферийное оборудование
qТ.2 Средства передачи данных на другие ПК
ПМК 1.4.1 Г
П.1 Операционная система Windows (XP, Vista, 7)
П.2 Программный м оду ль «Fur cl othe s» (визу али зация)___
И.1 БД Графические хар актеристики ПМПиМП
П.3 Программный м оду ль «Fur cl othe s» (экспертная оценка)
И 2 Размерные признаки
И3 3D -модели изделий________
Мет. 2 Инструкции по работе с ПТК 1.3,
ПМК 1.3.1, 1.3.2
М.1 Векторные полигональные модели 3D объектов
М.2 Методы экспертных оценок
Л.1 Язык объектно -ор иенти ро ван но го пр огр аммир ов ания Free Pascal Среда
пр огр аммир ов ания Lazarus
J Т.1 ЭВМ и периферийное оборудование
ПМК 1.4.2 1— Т.2 Средства передачи данных на другие ПК
О.1
О.2
О.3
О.4
ПОЛЬЗОВАТЕЛИ ПОДСИСТЕМЫ ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИИ ИЗ ПМПиМП
ПМК 1.1.2
ПМК 1.2.2
ПМК 1.3.2
Рис. 1. Структурная схема САПР эскизного проектирования изделий из ПМПиМП
1. Высокие затраты времени и материальных ресурсов на проведение предпроектных работ и изготовление макета изделия.
2. Дублирование операций на разных этапах эскизно-конструкторского проектирования: изготовление двух макетов, общий и избирательный анализ моделей аналогов и др.
В соответствии со структурой САПР, описанной в ГОСТ 34.003-90 [4], разработана структурная схема подсистемы автоматизированного эскизного проектирования изделий из ПМПиМП. В разрабатываемой подсистеме автоматизированного эскизного проектирования выделены автоматизированные рабочие места (АРМ), представленные четырьмя программно-техническими комплексами (ПТК): оценка ПМПиМП, расчет экономической эффективности
предприятия, техническое задание и предложение, дизайн (рис. 1).
Каждый ПТК состоит из двух программно-методических комплексов (ПМК), которые в свою очередь представлены компонентами обеспечения САПР: программное (П.1...ПН), информационное (И.1...И.Н), методическое (Мет.1...Мет.Н), математическое (М.1.М.Ы), лингвистическое (Л.1...Л.Н).
Для всех ПТК общим блоком представлено организационное обеспечение (О.1.О.Ы), которое представляется совокупностью документов, устанавливающих организационную структуру, права и обязанности пользователя и эксплуатационного персонала и зависит от нужд конкретного предприятия.
Таким образом, разработанная структура позволит рационально и эффективно организовать про-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011
цесс автоматизации эскизного проектирования изделий из ПМПиМП. Структурированные данные по изучению и анализу САПР для легкой промышленности и стадии разработки изделий будут использоваться в дальнейшей работе при проектировании всех видов обеспечения системы автоматизированного проектирования (программного, информационного, организационно-методического, лингвистического, правового, технического, эргономического) [5].
Библиографический список
1. Порев, В. Н. Компьютерная графика [Текст] / В. Н. По-рев. — СПб. : БХВ — Петербург, 2004. — 432 с.
2. Терская, Л. А Технология раскроя и пошива меховой одежды [Текст] : учеб. пособие для студ. высш. уч. заведений / Л. А. Терская. — М. : Изд. центр «Академия», 2005. — 272 с.
3. Салихова, Т. Ю. Обзор развития и совершенствования процесса 3Б — проектирования одежды в САПР [Текст] / Т. Ю. Салихова, И. В. Карцева, И. И. Шалмина // Научный потенциал высшей школы для инновационного развития общества. Форум «Омская школа дизайна» : сборник статей : VI Межд. науч.-прак. конф. : под ред. профессора Н. У. Казачуна. — Омск : ОГИС, 2008. - С. 61-64.
4. ГОСТ 34.003-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизирован-
ные системы. Термины и определения [Текст]. — Введ. 1990 — 12 — 27. — М. : Изд-во стандартов, 1990. — 16 с.
5. РД 50-680-88 Методические указания. Автоматизированные системы. Основные положения [Текст]. — Введ. 1988 — 12 — 28. — М. : Изд-во стандартов, 1988. — 6 с.
САЛИХОВА Татьяна Юрьевна, аспирантка кафедры конструирования швейных изделий Омского государственного института сервиса.
КАРЦЕВА Ирина Владимировна, кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой технологии швейных изделий и методики профессионального обучения Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова, г. Абакан, Республика Хакасия. ШАЛМИНА Ирина Ивановна, кандидат технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры конструирования Омского государственного института сервиса.
Адрес для переписки: 644099, г. Омск, ул. Певцова, 13, ОГИС.
Статья поступила в редакцию 14.04.2011 г.
© Т. Ю. Салихова, И. В. Карцева, И. И. Шалмина
УДК 004.052 в. А. ГЕРАСИМОВ
Омский государственный технический университет
ОБ УЧЕТЕ КРИТИЧНОСТИ ДЕФЕКТОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ РОСТА НАДЕЖНОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
В данной статье проверяется гипотеза о возможности учета критичности обнаруженных в программе дефектов при моделировании роста надежности программного обеспечения.
Ключевые слова: надежность программного обеспечения, моделирование роста надежности программного обеспечения, критичность дефектов программного обеспечения.
Выдвигаемая гипотеза
В данной статье проверяется гипотеза о возможности учета критичности обнаруженных в программе дефектов при моделировании роста надежности программного обеспечения.
Моделирование надежности программного обеспечения
Построение моделей надежности программного обеспечения является актуальной задачей начиная с 70-х годов прошлого века. Существенные изменения в процессе разработки ПО, рост вычислительных мощностей компьютеров и распространение ПО во всех сферах нашей жизни являются теми факторами, которые существенно повышают актуальность данной проблемы.
В качестве одного из параметров моделей надежности программного обеспечения выступает время. Материалы, из которых изготовлено аппаратное обеспечение, подвержены старению. В связи с этим календарное время широко используется в качестве аргумента функции надежности. В программном обеспечении отказы никогда не происходят, если программа не используется. В контексте надежности программного обеспечения время — это мера проделанной работы или нагрузки на программу.
На основе полученных статистических данных об отказах могут быть построены различные модели надежности, программного обеспечения, описанные H. Pham в [1]. Однако в приведенных в [1] моделях не учитывается такая важная характеристика отказов как критичность (severity). Критичность — это степень влияния дефекта на функционирование
