CC BY
26
В. В. ПЛАСТИНИН И. И. ШАЛМИНА O.A. РАШЕВА
Омский государственный технический университет
Омский государственный институт сервиса
УДК 687.03.675.152
ЗАДАЧА
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
РАЗМЕЩЕНИЯ
ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ
НА КОЖЕВЕННОМ
ПОЛУФАБРИКАТЕ
И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ_
В СТАТЬЕ ОСВЕЩЕНА ПРОБЛЕМА ВЫПОЛНЕНИЯ РАСКЛАДКИ ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ НА КОЖЕВЕННОМ ПОЛУФАБРИКАТЕ И ПРЕДЛОЖЕНЫ ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ РЕЖИМЕ.
Проблема получения плотных плоских раскладок, то есть размещения фигур на плоскости таким образом, чтобы на произвольно взятой ее части отношение площади покрытых фигурами участков ко всей этой площади было бы максимальным, является весьма серьезной математической проблемой. Она распадается на ряд довольно сложных задач, многие из которых не решены до сих пор. Помимо сложностей, связанных с описанием конфигурации деталей, вводом информации о них, необходимостью выполнения большого количества вычислений, плохой сходимостью получаемых результатов, принципиальная трудность заключается в том, что всякая нетривиальная задача получения плотной многокомплектной раскладки является существенно многоэкстремальной, при этом быстрый рост числа локальных экстремумов у функции плотности раскладки связан с увеличением числа раскладываемых деталей [1].
Выполнение раскладки деталей изделия на материале сводится к решению задач размещения.
Пусть имеется множество комплектов деталей Б ={311}л), 1 = 1. 2..., Ы, ] = 1, 2..., к; л1 - количество деталей в ¡-том комплекте, к - количество комплектов, где общее количест-
к
во деталей п = £ п1 достаточно велико.
Любая задача размещения сводится к такой укладке деталей Б,' в заданной области П, которая обеспечивает наилучшее их расположение в П (или близкое к наилучшему) в соответствии с некоторыми критериями [2].
Особенности размещения деталей на материале можно характеризовать по расположению их относительно друг друга и относительно краев материала. Если в размещении деталей наблюдается какой-либо порядок и закономерности, то этот вариант называют системным размещением, в противном случае - несистемным.
Системное размещение деталей с точки зрения математического описания и практического применения намного проще, чем несистемное. Однако в легкой промышленности в основном применяется несистемное размещение деталей. Причинами применения именно несистемного размещения деталей являются:
- колебания физико-механических свойств материала по площади. В первую очередь это относится к натуральным кожам, размеры которых нестабильны и не имеют правильной геометрической формы (рис. 1). Топография кожи обобщает колебание по площади таких показателей, как толщина, тягучесть, прочность на разрыв, наличие пороков и др.
- единичный или малосерийный выпуск продукции.
В настоящее время для решения задач несистемного или нерегулярного размещения фигур, встречающихся при раскрое натуральных кож на детали обуви и тканей
Шкура крупного рогатого скота 1 - чепрак 2-вороток
3 - пола
4 - головная часть 5-огузок
1 тип переплетения волокон ^^ 4 тип переплетения
2 топ переплетения | | 5 топ переплетения
3 тип переплетения
Рис. 1. Топография натуральной кожи: а) топографические участки шкуры; б) схема переплетения волокон.
1 37
на детали одежды, предложен ряд новых методов и автоматизированных систем раскладок лекал деталей на материале. Теоретические и практические результаты достигнуты как в нашей стране, так и за рубежом [3, 4]. Но при этом необходимо отметить, что практические результаты получены только при формировании раскладок лекал деталей на листовых и рулонных материалах, то есть в прямоугольнике или полубесконечной полосе.
Формирование раскладок лекал деталей на натуральном материале (коже или мехе) значительно усложняет задачу размещения объектов, -так как натуральная кожа представляет собой анизотропную область произвольной формы. Нельзя не согласиться с авторами многих работ по данной проблеме [5-7], что задача нерегулярного размещения геометрических объектов произвольной формы обладает такими свойствами и особенностями, при которых получить ее наилучшее решение с помощью известных математических методов не представляется возможным. Исходя из этого, автоматический режим решения задачи в рассматриваемом виде является не реализуемым. Задачу размещения лекал деталей на плоскости при составлении раскладки можно решить при введении дополнительных субъективных критериев, определенных опытом человека, его памятью и интуицией. Тогда она будет решаться в режиме диалога оператор - ЭВМ. При этом часть операций может выполняться автоматически, разрешению другой части будет способствовать объединение усилий человека и ЭВМ. Например, процессы создания раскладки, ввода исходной информации связаны с большим количеством трудноформапизуемых логических действий. Принять решение в таких ситуациях в пакетном режиме работы с ЭВМ либо чрезвычайно трудно, либо практически невозможно. Альтернативным является режим диалога между оператором и ЭВМ. При этом задачей оператора является поиск такого варианта решения, который представляет собой оптимальный с его точки зрения компромисс менаду временем работы и степенью обеспечения заданных требований. ЭВМ помогает оператору принять решение на каждой операции, быстро производя расчеты и отображая их результаты. В режиме диалога в рамках заданного времени оператор может сделать итераций значительно больше, чем при неавтоматизированном режиме работы, и тем самым приблизиться к оптимальному решению.
Общая схема диалога оператора с ЭВМ может быть выражена последовательностью шагов принятия решения оператором и работы ЭВМ. Их общение осуществляется с помощью устройств ввода-вывода и пакета программ.
Пакет программ диалогового размещения деталей должен обладать функционально полным набором процедур, позволяющим оператору качественно и быстро создавать раскладки деталей.
Работа пакета начинается с определения параметров раскладки. К ним относятся:
- конфигурация и размеры материала;
- технологический зазор меходу деталями;
- множество комплектов деталей,?
Контур усредненной натуральной кожи задается в виде
многоугольника с вершинами Р, (х,, у), г=1,2.....п. Контуры
основных видов кожевенного сырья (шевро, опоек, выросток и т. д.) могут быть оцифрованы с помощью дигитайзера большого формата (АО) и сохранены в базе данных в качестве шаблонов. Получить усредненный контур нужного вида и заданной площади можно, выбрав из базы соответствующий шаблон и применив к нему операцию масштабирования.
Перед началом размещения деталей может быть задан планируемый процент использования материала. Зная площадь комплектов деталей, система автоматически определит нужное количество кож. В процессе размещения оператор видит на мониторе границы матери-
ала и старается уложиться в планируемый объем. Если оператору это удается, то фактический процент использования меньше или равен планируемому.
В процессе создания раскладки система выделяет на мониторе выбранную область размещения цветом.
Так как площадь области размещения в некоторых случаях достаточно велика, а геометрические размеры и разрешающая способность монитора ограничены, размещение может производиться по зонам. В каждый момент времени оператор видит только фрагмент раскладки, а остальная часть раскладки находится как бы за пределами экрана. Система должна обеспечивать возможность быстрого и удобного перехода из одной зоны в другую. Кроме того, при размещении мелких деталей необходимо наличие режима "Окно", в котором видна часть раскладки в увеличенном масштабе. Границы окна выбираются оператором с помощью устройства указания (мышь, дигитайзер).
Технологический зазор между деталями (межшаблонный мостик) зависит от толщины материала и технологии раскроя. Оператор определяет величину зазора в соответствии с конкретным материалом и вводит его в компьютер. В дальнейшем, при размещении деталей, система должна автоматически контролировать зазор между ними.
Общее количество деталей в раскладке должно соответствовать заданному размерно-полнотному ассортименту. Поэтому перед созданием раскладки разрабатывают план раскроя, т. е. определяют какие детали и в каком количестве входят в раскладку. В системе должен быть предусмотрен режим контроля комплектности размещаемых деталей. Если режим выключен, то оператор может разместить любое количество деталей любого вида. При этом для каждого вида ведется подсчет количества размещенных деталей. Оператор видит на мониторе эту информацию и самостоятельно контролирует комплектность.
При включенном режиме, каждому виду деталей сопоставляется счетчик, начальное значение которого равно количеству размещаемых деталей. В момент добавления новой детали в раскладку, от соответствующего счетчика отнимается единица. Если счетчик равен нулю, то все детали данного вида размещены и добавление детали невозможно.
В системе должна быть предусмотрена возможность работы с двумя видами геометрических объектов - отдельной деталью и группой деталей, объединенных в сегмент. Деталью является геометрический образ шаблона. Такой объект воспринимается как позиционно независимый от положения других объектов и имеет абсолютную свободу в выполнении любого рода операций с геометрическими объектами в рамках принятых ограничений.
Второй вид геометрического объекта - сегмент. Сегмент представляет собой искусственно созданную совокупность геометрических объектов типа "деталь" и воспринимаемую системой как один объект. Таким образом, детали, составляющие сегмент, являются позиционно зависимыми относительно друг друга. Аналогией сегмента является понятие гнезда, формируемого технологом при создании раскладки. Сегмент обладает свободой в выполнении операций с геометрическими объектами, при этом операции (например, сдвиг) применяются ко всем деталям, входящим в сегмент одновременно.
К основным операциям преобразования объектов относятся:
- создание;
- сдвиг;
- пристыковка по направлению;
- поворот;
- копирование;
- дублирование.
Выполнение первой команды приводит к созданию в поле раскладки детали с некоторыми начальными параметрами размещения.
Операции сдвига и поворота детали позволяет получить деталь с новыми параметрами размещения.
Сдвиг детали осуществляется в диалоговом режиме. Используя устройство указания оператор перемещает деталь, пытаясь найти для нее наилучшее, с его точки зрения, положение. Задача системы - обеспечить ряд функций, выполняемых автоматически, в частности, контролировать в процессе перемещения непересечение деталей и соблюдение технологического зазора между ними. Если режим контроля непересечения включен, то система не позволит придвинуть размещаемую деталь к другим ближе, чем на величину технического зазора. Однако оператор должен иметь возможность выключать режим контроля по своему усмотрению. В этом случае система позволяет детали пересекаться с другими, но сообщает оператору о пересечении, выделяя ее контур специальным цветом или пунктирной линией. Например, размещенные детали образуют замкнутую область, и требуется вывести из нее одну из деталей. Оператор выключает контроль, перемещает деталь на свободное место и дальнейшее размещение происходит при включенном режиме контроля.
Перемещение детали может выполняться как в произвольном направлении, так и по одной из осей координат. К детали также может быть применена операция пристыковки. В этом случае оператор указывает только направление перемещения, а система сама определяет максимально возможное расстояние, на которое можно переместить деталь до пересечения с другими деталями, границами области размещения или областями запрета.
Угол поворота с19 должен быть дискретным, так как кожа является анизотропным материалом.
Производительность работы оператора можно повысить, включив в систему элементы автоматического размещения.
Создавая раскладку на натуральной коже, ответственные детали размещают на центральной части кожи, как правило, по линейно-поступательной системе. Можно предложить следующий режим, ускоряющий этот процесс. Компьютер автоматически рассчитывает схему
С. Ф. АБДУЛИН А. А. КОЛОКОЛОВ А. Б. КОРОБОВА В. Н. АРИСТОВ Е. О. ЗАХАРОВА
Омский государственный институт сервиса
УДК 687.016.5
В современной структурной схеме показателей качества одежды цвет рассматривается как критерий эстетических требований - новизна и соответствие модному направлению [7]. Между тем, некоторые психологи указывают на решающую роль цвета в развитии ребенка, и всякое сочетание цветов в детской одежде должно опи-
совмещения выбранной детали и показывает на мониторе полученную решетку. Оператор, используя устройство указания, помечает узлы решетки, в которых следует разместить детали. Созданные детали объединяются в сегмент, к которому в дальнейшем может быть применена операция сдвига.
Таким образом, задача автоматизированного размещения деталей одежды на кожевенном полуфабрикате может быть решена в диалоговом режиме оператор -ЭВМ с выполнением в автоматическом режиме ряда функций.
Литература
1. Козлов Б. А. Плотные многокомплектные раскладки деталей швейных изделий. - М.: Легпромбытиздат, 1985.
2. Скатерной В. А. Оптимизация раскроя материалов в легкой промышленности. - М.: Легпромбытиздат, 1989. -144 с.
3. Вилмош К. Автоматический раскрой кожи. / Коже-венно-обувная промышленность, 1991, № 7 - с. 34-36.
4. Пустыльник Я. И. Новые разработки для швейной промышленности. / Швейная промышленность, 2000, № 3 - с. 37-39.
5. Свистунов Ю. Г Формирование планов раскроя кожи на детали верха обуви на ЭВМ./ Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. - М.: МТИЛП, 1975. - 172 с.
6. Манченко С. А. Автоматизация процесса подготовки информации подготовительно-раскройного производства в обувной промышленности./ Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. - М.: МТИЛП, 1987 - 188с.
7. Мурзин Е. Ю. Система автоматизированной подготовки раскройных процессов на роботизированных комплексах в обувной промышленности./ Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. - М.: МТИЛП, 1988 - 199с.
ПЛАСТИНИН Василий Васильевич, доктор физико-математических наук, профессор.
ШАЛМИНА Ирина Ивановна, кандидат технических наук, доцент кафедры КШИ Омского государственного института сервиса.
РАШЕВА Ольга Анатольевна, ассистент кафедры КШИ Омского государственного института сервиса.
раться не на модную цветовую гамму сезона, а на научные обоснования, учитывающие возраст ребенка и назначение одежды [2].
Различными исследователями широко изучается влияние цвета на настроение и самочувствие человека[9], исследуется взаимное цветовое оценивание эмоцио-
СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ЗАВИСИМОСТИ ВЛИЯНИЯ ЦВЕТА ОДЕЖДЫ ИА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМА ПОДРОСТКА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В САПР ОДЕЖДЫ_
В РАБОТЕ ПРИВОДЯТСЯ СВЕДЕНИЯ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ ВЛИЯНИЯ ЦВЕТА НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ЧЕЛОВЕКА. ОБОСНОВЫВАЕТСЯ ВАЖНОСТЬ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ЦВЕТА ОДЕЖДЫ ДЛЯ ПОДРОСТКОВ. ВЫЯВЛЕНА ЗАВИСИМОСТЬ ВЛИЯНИЯ ЦВЕТА ОДЕЖДЫ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМА ПОДРОСТКА ОТ ПСИХОТИПА И ТЕМПЕРАМЕНТА. ПОКАЗАНА НОВИЗНА И ОБЪЕКТИВНОСТЬ ПРЕДЛАГАЕМОЙ АВТОРАМИ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
