理论教育 服装CAD/CAM技术研究及应用概述

服装CAD/CAM技术研究及应用概述

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:在这种社会背景下,1972年,服装CAD/CAM诞生了。设计完成后,服装CAD系统把处理好的纸样数据、排料数据信息等通过网络传输给服装CAM系统,即可通过自动裁剪系统等进行生产。国内个人电脑、互联网的普及大大提高,服装CAD的操作员也日渐成熟,服装CAD/CAM在服装企业的引进率提高了。服装CAD系统包括面料设计、图案设计、服装设计、服装打板及放板、排料等功能。目前,国内大型服装企业对服装CAD的服装设计功能应用较多,而中小型服装企业应用较少。

服装CAD/CAM技术研究及应用概述

按照目前的共识,工业1.0是蒸汽机时代,工业2.0是电气化时代,工业3.0是信息化时代。我们现在正处于工业3.0的中后期。工业3.0初期,即从20世纪70年代开始,工业生产开始应用电子信息技术,制造过程自动化控制程度需求越来越高。在这种社会背景下,1972年,服装CAD/CAM诞生了。随着科技高速发展,个人电脑及生活水平的提高,服装CAD/CAM软件日渐成熟,许多服装企业实现了服装生产的电子信息化,传统人工服装生产逐渐被计算机或机械自动化所取代。

在服装企业中,服装设计师利用服装CAD系统绘制服装效果图,进行服装与面料、色彩、图案的搭配设计;服装制板师利用CAD系统进行板型的设计、款式变化等,并快速进行放码、排料;面料设计师则可借助CAD系统进行各种类型面料的设计,包括机织、针织、印花等,还可以对面料的颜色、图案进行变化和组合;而营销人员则可以利用CAD系统进行产品的宣传与展示等。

设计完成后,服装CAD系统把处理好的纸样数据、排料数据信息等通过网络传输给服装CAM系统,即可通过自动裁剪系统等进行生产。服装CAM系统应用于产品的生产阶段,用于控制各种不同的生产、加工设备,比如自动裁床、由计算机控制的机织机和针织机等。这些设备在运行时,由计算机控制其活动部件的具体运动,并通过计算机将操作人员的指令传输给这些设备,从而完成生产。

服装CAD可以存储纸样数据,方便调用修改,缩短了设计周期,使得服装设计效率大大提高。服装CAD可实现自动推板,其排料功能也使排料更为直观、简单、快捷。服装生产的电子信息化、自动化使服装企业的生产适应现代服装快速反应的需求,向着小批量、多品种、短周期、高质量的方向发展。

20世纪90年代,我国在计算机应用领域缩小了与发达国家的差距。这时期,国际上知名的服装CAD品牌进入了中国市场。但由于CAD软件昂贵,对设备、人员的要求高,2000年以前,国内大多服装企业仍保留人工传统的服装生产方式,只有少量大型服装企业使用国外的服装CAD/CAM系统。同时,国内研发人员也陆续开发了国内的服装CAD系统,尤其是打板系统。国内服装院校也在这时期开始培养学生使用服装CAD软件。

2001年,中国正式加入世界贸易组织,标志着中国的产业对外开放进入了一个全新的阶段。国内个人电脑、互联网的普及大大提高,服装CAD的操作员也日渐成熟,服装CAD/CAM在服装企业的引进率提高了。2000~2005年,约30%服装企业引进了服装CAD系统。2005年1月1日,全球纺织品配额取消,中国服装企业面临着巨大的商机,促使中国服装企业加速了信息化进程,服装CAD的普及率大大提高,尤其国产服装CAD软件,如日升、富怡等,在中小型服装企业得到了广泛的应用。

服装CAD系统包括面料设计、图案设计、服装设计、服装打板及放板、排料等功能。由于国内大多数企业使用的是国产服装CAD软件,国产服装CAD软件的服装打板及放板、排料功能非常成熟,而其他相关设计功能则较弱,因此,准确地说,在国内得到广泛应用的是服装CAD系统中的服装打板及放板、排料功能。服装CAD软件的服装设计功能包括了服装款式设计、立体贴图、三维服装设计等。其中,立体贴图功能可以实现同一款式多种不同面料的外观效果。三维服装CAD经过几十年的发展,也日渐成熟,开始真正地进入服装企业的设计流程。目前,国内大型服装企业对服装CAD的服装设计功能应用较多,而中小型服装企业应用较少。

21世纪以来,中国的互联网得到了极大的普及和发展。2011年起,中国移动互联网快速崛起。2013年4月,德国政府正式推出“工业4.0”战略,即利用物联信息系统(Cyber-Physical System简称CPS)将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化,最后达到快速有效的个人化的产品供应。工业4.0是利用信息化技术促进产业变革的智能化时代。2015年7月4日,中国国务院印发《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》。2015年5月,国务院印发《中国制造2025》,部署全面推进实施制造强国战略。同年10月,默克尔访华时,中德两国宣布,将推进“中国制造2025”和德国“工业4.0”战略对接。总体来说,现在是变革的时代,新的工业时代就要开启。(www.daowen.com)

在互联网时代,流行趋势由少数高端品牌统治的时代一去不复返。互联网使人与人、人与厂商之间实现了低成本连接,从而让每个人的个性需求被放大了,人们越来越喜欢个性化的东西。移动互联网时代,人们移动指尖轻点,即可完成衣服的购买。时尚因此呈现出新的多元规律,常常瞬息万变。大规模定制时代即将到来,“一人一衣模式”被行业认为将更适合未来消费者的个性化需求,按需制造的量身定制MTM(Made to Measure)服装生产方式变得越来越重要和流行。MTM在21世纪初已悄然兴起。曾经有国外服装公司通过具有三维扫描的量身定制系统,进行服装单量单裁定制。但这需要客户上门量体而获得尺码信息,这种模式面对大规模的定制是无法适应的。服装企业比以往更需要高效的快速反应,MTM需更多地依靠信息技术手段完成。早在十年前,国外出现了大量致力于在线试衣及服装定制的创业公司,比如Metail、fits.me、Fitiquette、TrueFit、Constrvct、My virtual mode等。但现在这些公司大部分发生了变化,比如fits.me于2018年宣布停止在线试衣及服装定制服务,而TrueFit则转化为服饰鞋履的人工智能搜索平台,很多服装品牌也在适应网络定制的环境。如2019年4月,H&M首席执行官卡尔-约翰·佩尔森(Karl-Johan Persson)接受记者采访时表示,未来一段时间内,H&M将加强人工智能、AR技术等数字化投资。H&M正研发一项新型AR技术,智能机器可识别消费者轮廓。消费者可根据自身需求,选择不同尺寸的虚拟服装,通过机器搭配出不同场景的服装以满足需求,机器甚至可以通过不同肤色、样貌特征选择最适合自己的个性化商品。另外,H&M也投资了服装CAD技术,用以测试衣服是否合身。

面向未来,服装计算机辅助设计CAD系统(Computer-aided Design)、计算机辅助生产CAM系统(Computer-aided Manufacture)、计算机辅助工艺过程设计CAPP系统(Computer Aided Process Planning)、企业资源计划ERP系统(Enterprise Resource Planning)、产品数据管理PDM系统(Product Data Management)需要全部连通,成为真正的计算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing Systems)。在信息技术、工艺理论、计算机技术和现代化科学管理的基础上,通过全新的服装定制及生产管理模式把信息、计划、设计、制造、管理经营等各个环节有机集成起来,根据多变的市场需求,使产品从设计、加工、管理到投放市场等各方面所需的工作量降到最低限度,避免了大量的产品以及原材料的库存,进而充分发挥企业综合优势,提高企业对市场的快速反应能力和经济效率。这时候,服装工业就进入了完全的自动化和完全的信息化时代,工业3.0此时圆满完成。在此基础上,当所有生产原材料、产品及生产设备都通过射频识别技术RFID赋予了无线通讯能力后,工业4.0的智能生产将得到实现。当然,CIMS的研究早已启动,但离真正的完成却有很漫长的路要走。

服装制造业转型的核心是微型工厂的兴起,精简的工作流程无缝地将数据从生产链的一环传递到下一环,消除了错误和手工输入的需要。微型工厂的实现方便了按需生产,具有快速生产产品的能力,制造商可以在收到订单和付款后开始生产,允许更多的定制和个性化,甚至每一件服装都是定制。此时,服装CAD已不是单独的存在,而是CIMS的一部分,为未来服装企业的智能生产贡献力量。如服装CAD快速生成排料图,从而明确面料用量,进而通过集成系统检查面料的库存情况等。服装CAD系统集成化是工业3.0中后期的必然发展趋势。

面对智能化时代的到来,服装CAD的智能化也是未来发展趋势。智能服装CAD有两方面含义:一是服装CAD的人工智能模式,二是面向智能服装的服装CAD系统。

面向大规模服装定制,如果还以人工方式使用服装CAD进行款式及纸样设计,这将需要巨大的劳动力,MTM很难真正实现。因此,服装CAD智能模式已成为近年来服装业的研究热点。根据目前的研究设想,服装CAD智能模式将完全由计算机完成设计工作。根据顾客的个性化定制数据,包括人体尺寸、服装款式、面料及其他个性化要求等,计算机自动调用已有的三维人体数据库、三维服装设计库、二维纸样库、面料库、图案设计库等来完成服装设计的全过程,并对设计完成的服装进行虚拟试穿,以测评其合体舒适性。同时,服装CAD也将通过CIMS集成系统对服装面料及其他原材料、生产设备等信息进行调用,以确保该设计可以最后完成生产。虽然服装CAD的人工智能模式听起来很不可思议,但实际上基础研究早已开始。

比起服装CAD的人工智能模式,面向智能服装的CAD则超出了传统服装CAD的模式。随着科技的发展,服装已突破了原有的保暖和美化的范畴,正在走向功能化与智能化。智能服装从2016年开始爆发,作为一种新型产业发展已经势不可挡。智能服装是指模拟生命系统,同时具有感知和反应双重功能的服装。它能感知外部环境或内部状态的变化,并通过反馈机制,实时地做出反应。为了实现上述监测及反馈,智能服装的智能分为两大类:一类是运用智能服装材料,包括形状记忆材料、相变材料、变色材料、智能凝胶纤维;另一类是可穿着技术,即将信息技术和微电子技术应用到服装的设计和制作中,包括导电材料、柔性传感器无线通信技术、电源等。面向智能服装的服装CAD不再是普通服装的计算机辅助设计,而是对这两大类智能服装的智能化、功能化的辅助设计,因此更具有复杂性、不确定性。但相应的服装CAD研究也已启动。比如开发功能复杂的智能服装,需要对电子电路和计算机编程以及Arduino微处理器编程有深入的了解,很难快速掌握。针对这个问题,韩国开发了一种CAD软件,用直观的图形用户界面,将复杂的电子设备连接在一起,初始化所需要的基本代码,通过分析每个电路之间的连接状态,自动生成电路。这种可视化电路设计和自动代码生成器,为智能服装的设计提供了方便。

在未来,工业4.0将是自动化和信息化不断融合的过程,也是用软件重新定义世界的过程。现实世界的多维将在虚拟世界得到体现,现实与虚拟将是同一个世界,难分你我。服装CAD是工业3.0时期的产物,在未来它是否会消融在一个强大的计算机集成系统里,成为一种设计功能的存在?我们只能拭目以待。

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