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数码信息在纺织业运用研讨

本文作者:刘森、朱江波 单位:广东纺织职业技术学院

纺织CAPP是指工艺人员借助计算机,根据产品设计阶段给出的信息和产品制造工艺要求,交互或自动地确定产品加工方法和方案。PDM—ProductDataManagement,纺织PDM技术是指纺织产品开发的数据管理技术。FNAD—FabricNetAidedDesign即纺织品网络辅助设计技术。FNAD是充分利用现有纺织品服装设计理论,结合网络技术和数据库技术开发面向纺织产品设计制造全过程,并支持动态建模与产品性能设计的技术。FNAD技术将集成当前的CAD、CAPP、CAM技术,在网络辅助的技术手段支持下,实现真正意义上的全球化的设计生产系统服务。它是当今纺织品数码信息设计技术的主要发展方向之一。

数码信息化技术在纺织品设计中的应用

数码信息纺织品设计系统包括计算机硬件系统和软件系统两个方面。硬件是支撑数码信息纺织品设计系统运行的计算机系统及其外部设备,如计算机微机或工作站,图形输入与输出设备等。软件系统主要是纺织数码信息纺织品设计系统开发及运行过程中所需要的系统软件及相关的应用软件。应用软件是为了完成某一应用目的而开发出来的专用程序系统。数码信息纺织品设计系统所需要的应用软件可以分为三类:程序设计语言及开发工具软件;数据库管理系统;各类专用纺织数码信息纺织品设计软件。数码信息技术在纺织品设计中每一个应用的领域都有专有的工具软件。主要包括:小提花织物数码信息设计软件、提花织物数码信息设计软件、针织物数码信息设计软件、印花数码信息设计软件和服装数码信息设计软件等。图1所示为纺织品设计数码信息系统组成。

我国的数码信息化纺织技术起步比晚,但发展很迅速。“十一”五期间,我国纺织行业进一步加快了数码信息纺织技术的推广工作。目前,我国的织物CAD、花型CAD、服装和印染CAD的开发已经比较成熟。纺织品设计行业的数码信息化技术应用体现了明显的行业特点,具有我国自主产权的软件占大多数,有的已经达到国际先进水平,而价格远低于国外同类产品。设备大部分使用微机,少量为工作站,少数企业实现了不同程度的网络化。今后如加快提高标准化水平,与企业其它自动化系统连接,前景十分可观。

小提花织物数码信息设计系统。该系统主要用于色织产品的设计与生产,其主要功能包括织物设计功能、电子纹板功能、生产工艺管理功能、通信功能及多臂织机的控制等。它利用计算机和网络的图形技术以及纺织工业的织造工艺技术,使计算机能根据输入的织物组织、纱线排列和经纬纱线种类等有关数据后,自动生成织物的模拟图像。由织物组织CAD系统设计产生一套织物模拟图像只需几十秒到几分钟,而如果沿袭传统手工打样办法,从设计人员意象中的图样到真正织出一小块样品往往需要好几天,效率提高成百上千倍,大大缩短了设计周期。目前国内有数百家企业应用了织物组织CAD系统,如北京清河毛纺厂、包头鹿苑羊绒公司和无锡太平洋色织公司等。国内应用的绝大部分为国产系统,如中国纺织科学院的织物组织CAD系统,在毛纺、色织等行业推广近二百套,大部分使用良好。同类产品还有上海双九、科源色织王等。

提花织物数码信息设计系统(即常说的纹织CAD/CAM系统)。系统根据来样(包括实物、照片或画稿)扫描,然后由计算机进行图形处理,在屏幕上得出满意的图样后,由系统自动进行数据变换和纹板数据变换,最后控制自动轧孔机轧制出合格的纹板。这些纹板装在具有提花装置的织机上织出提花织物。纹织CAD系统在丝绸、装饰织物和巾被等行业中应用广泛。应用纹织CAD系统的经济效益在于能够快速设计图样,紧跟潮流,适应客户希望迅速交货的需求。一些企业应用纹织CAD系统后,从接受订货图样到轧出纹板,由过去手工操作的2个半月,缩短到只需要10余天,因而争取了众多订单,增加销售额数百万元。国内一些产品受到用户的欢迎,如山东宝铃公司的纹织CAD系统在丝绸、毛巾、地毯和商标等行业推广几十套,同类产品还有浙江大学等单位生产的CAD系统。国内用户约数百家,如北京毛巾厂、杭州红雷丝织厂、青岛毛巾厂、南充丝绸集团和鞍山双凤巾被公司等。

针织物数码信息设计系统。该系统主要包括针织花型CAD/CAM系统和针织横机CAD/CAM系统。针织花型织物数码信息设计系统通过花型输入、图形编辑、数据转换实现花型设计。针织横机织物数码信息设计系统主要功能包括:系统根据输入的参数对款式、织物密度、组织及各部位尺寸进行自动计算并打印出上机工艺单;系统根据工艺分别计算出各部位线圈个数,并根据输入的各种组织圈重,结合织耗等因素计算出衣片重,进而计算出产品的用纱量和成本;根据设计出的衣片,将各项收放针、抽中针、起口、落片和翻针等操作折合成机头转数,直接控制电脑橫机生产或在衣片工艺单上打印输出,供橫机生产;对设计的各部位衣片尺寸表、各种子规格的工艺单打印输出,并具有产品检索及非标准产品工艺单打印输出等功能。

印花织物数码信息设计系统。它通过彩色画稿扫描输入,或由计算机直接生成图案,再进行图形处理,调配色彩,产生出满意的图案,然后由激光照排机输出满足各种要求的高精度分色胶片(正片或负片),同时可经喷墨打印机打出彩色小样。它包括的主要功能有:计算机辅助花型设计;电脑分色描稿;计算机直接制网;数码喷射印花。目前,我国约有近300家企业(包括棉印、丝绸、装饰、巾被、毛印等行业)应用了印花CAD系统,如石家庄第一印染厂、苏州丝绸印花厂等,国内生产的CAD系统约占3/4。杭州凯地丝绸公司应用CAD后,印制出彩色真丝绸报纸、真丝挂历以及世界名画等,文字精细,图画逼真,传统人工描稿是根本不能达到这样的效果。

服装数码信息设计系统。该系统的主要功能是款式设计、推挡和排料。应用该系统可在屏幕上任意绘制二维服装款式图,或在事先设定的人体模型上绘制三维服装款式图,系统除能提供足够的色彩以便在款式图上作调色或改色外,在标准化的条件下,还可以与织物组织CAD系统连接,以便在款式图上显示出织物本身的风格;所谓推挡,便是按不同人体尺寸对输入的衣片自动放码或缩码;排料则是按面料幅宽和服装工艺要求(如对条或对格)自动生成排料方案。我国从国外,主要是美国格柏(Gerber)公司引进了服装CAD系统20多套用于生产,目前该公司在技术和产品上仍处于领先地位。同时不少于10家的科研院所,高等院校在消化吸收国外产品的基础上,开发出一批我国自己的服装CAD系统,这些单位经过近10年的市场选择,目前有杭州爱科公司、原航天部710所等少数几家具有一定市场规模。这些软件在二维功能上与国外的CAD系统大体相当。

数码信息纺织品设计在近几年取得了可喜的成果,发展较快,投资较少,技术成熟,经济效益较显著,但也存在一定问题。由于资金、信息等问题,造成某些行业(如棉纺、印染、针织)和地区(如一些纺织业集中的大城市)数码信息应用技术水平不高。许多纺织品设计软件产品的开发没有按照统一的标准和规范,水平难以提高,影响了应用效果。软件的文档资料、用户培训和售后技术服务等方面也有许多不足。开发单位在产品研制提高方面投资力度不够,特别是对于外部设备以及数码信息技术集成的有关投入少,影响了某些数码信息系统的技术水平和市场占有率。更主要的是,开发单位大部分出自高等院校或科研院所,对市扬运作不够熟悉,对外宣传力度小,也丢失了许多用户。企业技术力量不足,纺织企业原本设计人员和电子技术应用人员已经不足,近年来又大量流失,这造成了一些很好的产品不能正常使用,或没有发挥应有的功能。现有的数码信息纺织品设计系统都是以几何建模为主在此基础上的设计模型难以面向产品的全生命周期,模型通常只具有几何信息,要在该模型上添加工艺、材料、管理、销售和服务等方面的信息是困难的,因此造成了目前纺织企业设计、工艺、制造、管理、销售和服务等方面应用的信息孤岛,这限制了纺织企业信息的集成。难以实现异地协同设计纺织品设计艺术性较强,对美感要求高,有时需要集中多人的智慧才能有好的作品,而现有的设计过程是由每个设计师在自己的电脑上使用自己的系统进行设计,不能让异地的其他设计人员与他同时进行设计,即不支持异地协同设计。现有的纺织品CAD系统采用的建模方式是以点、线、曲面和实体造型为主,侧重于产品最终形状的几何描述。这种建模方式难以支持面向产品过程及性能设计的建模,特别是并行工程环境下,任何一方的修改,均应通过网络,快速生成修改模型,这就要求建模是动态的。现在纺织品软件的运行环境多限于单片机或局域网内运行无法在互联网上运行,无法充分利用网络资源优势。随着纺织品CAD技术的推广深入,设计数据越来越多。此时若产品数据仅停留在文件管理的阶段,很容易引起数据混乱,难以查找、归档和配置,数据的安全难以保证。

数码信息化技术在纺织中的应用发展趋势与应用前景

今后两、三年内,纺织数码信息技术应用将稳步发展。在数码信息技术应用企业中,国有大中型企业具有良好的应用基础和人员、技术的优势,将保持领先水平,如一些纺机企业。但更重要的是服装、印花和织物组织数码信息技术在许多小型乡镇企业、民营企业、甚至个体户中都得到应用。从地域上看,也不局限于大城市和经济发达地区。当然,在苏、浙、闽、粤等地区应用更为集中。因此,对数码信息技术在中小型企业的前景更为看好。数码信息技术是当今社会发展最迅速的新技术,在纺织品设计的应用中也不例外。其近期的发展主要有以下三个方面。

企业中相关数码信息技术工作站逐步联网,实现信息共享,提高设计工作效率。进而与企业其他管理信息系统、自动监测控制系统相连接,实现应用的集成化,充分发挥系统的整体效益。把纺织CAD技术与纺织CAPP、纺织CAM技术结合起来,实现设计、制造、销售和管理一体化的设计体系,具有明显的优越性,能大大提高效率。这方面如荷兰STORK公司、日本佳能和钟纺公司的产品已经有一定市场,国内也有华联宏华公司的产品,今后对于小批量多品种的印花纺织品必然有较好的发展前景。

在数码信息纺织品设计的应用过程中,信息的交换已经成为必然的趋势。许多企业已经通过因特网大量传递服装款式、花型图案等信息供设计系统使用。如有的印染企业将CAD系统的花型图案库与管理信息系统的营销子系统连接,营销人员可以十分方便地向客户介绍最新设计的产品,有利于洽谈合同,也加强了企业的对外宣传。国外推出了许多虚拟服装设计网站,一方面通过网络进行在线设计,顾客和设计师共同设计,利用人体三维服装模型进行二维服装片的设计,并把服装衣片缝合后穿戴在三维人体模型上,让顾客看到穿着效果,如英国特伦特大学开发的Virtuosi系统;另一方面是网上虚拟模特,网站对顾客的身材进行扫描,然后获得3D电子模型,并带有皮肤色调和发型特征等数据,网站把所有服装都建立数据库,供顾客虚拟模特选择。在美国,网上设计销售服装已经在服装的销售额中占到一定比重。顾客把有关信息输入网站,网站根据人体体型分类方法进行计算,顾客能在自己的终端看到服装穿着动态效果,于是可以任意选择最适合、最满意的服装,这种将设计和销售虚拟结合,是当今网站最成功的销售。

纺织品设计信息数码技术应用的重点是软件,其开发费用所占的比例越来越大。软件的标准化已经引起关注,各种有关的标准和规范将陆续制定。纺织品设计信息数码软件象其他计算机应用软件系统一样,经历由封闭到开放,由群雄并起到几分天下的过程。国内纺织品设计信息数码软件的商品化程度不够高,很大程度上影响了其发展。目前已经有若干国内公司和具有丰富经验的国外公司合作开发,这也是纺织品设计信息数码产品发展的一个趋势。能够在标准化和商品化方面领先一步的产品,必将在近期取得更大的市场份额。