數(shù)碼信息在紡織業(yè)運用研討

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本文作者：劉森、朱江波 單位：廣東紡織職業(yè)技術學院

紡織CAPP是指工藝人員借助計算機，根據(jù)產(chǎn)品設計階段給出的信息和產(chǎn)品制造工藝要求，交互或自動地確定產(chǎn)品加工方法和方案。PDM—ProductDataManagement，紡織PDM技術是指紡織產(chǎn)品開發(fā)的數(shù)據(jù)管理技術。FNAD—FabricNetAidedDesign即紡織品網(wǎng)絡輔助設計技術。FNAD是充分利用現(xiàn)有紡織品服裝設計理論，結合網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)庫技術開發(fā)面向紡織產(chǎn)品設計制造全過程，并支持動態(tài)建模與產(chǎn)品性能設計的技術。FNAD技術將集成當前的CAD、CAPP、CAM技術，在網(wǎng)絡輔助的技術手段支持下，實現(xiàn)真正意義上的全球化的設計生產(chǎn)系統(tǒng)服務。它是當今紡織品數(shù)碼信息設計技術的主要發(fā)展方向之一。

數(shù)碼信息化技術在紡織品設計中的應用

數(shù)碼信息紡織品設計系統(tǒng)包括計算機硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個方面。硬件是支撐數(shù)碼信息紡織品設計系統(tǒng)運行的計算機系統(tǒng)及其外部設備，如計算機微機或工作站，圖形輸入與輸出設備等。軟件系統(tǒng)主要是紡織數(shù)碼信息紡織品設計系統(tǒng)開發(fā)及運行過程中所需要的系統(tǒng)軟件及相關的應用軟件。應用軟件是為了完成某一應用目的而開發(fā)出來的專用程序系統(tǒng)。數(shù)碼信息紡織品設計系統(tǒng)所需要的應用軟件可以分為三類：程序設計語言及開發(fā)工具軟件；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；各類專用紡織數(shù)碼信息紡織品設計軟件。數(shù)碼信息技術在紡織品設計中每一個應用的領域都有專有的工具軟件。主要包括：小提花織物數(shù)碼信息設計軟件、提花織物數(shù)碼信息設計軟件、針織物數(shù)碼信息設計軟件、印花數(shù)碼信息設計軟件和服裝數(shù)碼信息設計軟件等。圖1所示為紡織品設計數(shù)碼信息系統(tǒng)組成。

我國的數(shù)碼信息化紡織技術起步比晚，但發(fā)展很迅速?！笆弧蔽迤陂g，我國紡織行業(yè)進一步加快了數(shù)碼信息紡織技術的推廣工作。目前，我國的織物CAD、花型CAD、服裝和印染CAD的開發(fā)已經(jīng)比較成熟。紡織品設計行業(yè)的數(shù)碼信息化技術應用體現(xiàn)了明顯的行業(yè)特點，具有我國自主產(chǎn)權的軟件占大多數(shù)，有的已經(jīng)達到國際先進水平，而價格遠低于國外同類產(chǎn)品。設備大部分使用微機，少量為工作站，少數(shù)企業(yè)實現(xiàn)了不同程度的網(wǎng)絡化。今后如加快提高標準化水平，與企業(yè)其它自動化系統(tǒng)連接，前景十分可觀。

小提花織物數(shù)碼信息設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于色織產(chǎn)品的設計與生產(chǎn)，其主要功能包括織物設計功能、電子紋板功能、生產(chǎn)工藝管理功能、通信功能及多臂織機的控制等。它利用計算機和網(wǎng)絡的圖形技術以及紡織工業(yè)的織造工藝技術，使計算機能根據(jù)輸入的織物組織、紗線排列和經(jīng)緯紗線種類等有關數(shù)據(jù)后，自動生成織物的模擬圖像。由織物組織CAD系統(tǒng)設計產(chǎn)生一套織物模擬圖像只需幾十秒到幾分鐘，而如果沿襲傳統(tǒng)手工打樣辦法，從設計人員意象中的圖樣到真正織出一小塊樣品往往需要好幾天，效率提高成百上千倍，大大縮短了設計周期。目前國內(nèi)有數(shù)百家企業(yè)應用了織物組織CAD系統(tǒng)，如北京清河毛紡廠、包頭鹿苑羊絨公司和無錫太平洋色織公司等。國內(nèi)應用的絕大部分為國產(chǎn)系統(tǒng)，如中國紡織科學院的織物組織CAD系統(tǒng)，在毛紡、色織等行業(yè)推廣近二百套，大部分使用良好。同類產(chǎn)品還有上海雙九、科源色織王等。

提花織物數(shù)碼信息設計系統(tǒng)（即常說的紋織CAD/CAM系統(tǒng)）。系統(tǒng)根據(jù)來樣（包括實物、照片或畫稿）掃描，然后由計算機進行圖形處理，在屏幕上得出滿意的圖樣后，由系統(tǒng)自動進行數(shù)據(jù)變換和紋板數(shù)據(jù)變換，最后控制自動軋孔機軋制出合格的紋板。這些紋板裝在具有提花裝置的織機上織出提花織物。紋織CAD系統(tǒng)在絲綢、裝飾織物和巾被等行業(yè)中應用廣泛。應用紋織CAD系統(tǒng)的經(jīng)濟效益在于能夠快速設計圖樣，緊跟潮流，適應客戶希望迅速交貨的需求。一些企業(yè)應用紋織CAD系統(tǒng)后，從接受訂貨圖樣到軋出紋板，由過去手工操作的2個半月，縮短到只需要10余天，因而爭取了眾多訂單，增加銷售額數(shù)百萬元。國內(nèi)一些產(chǎn)品受到用戶的歡迎，如山東寶鈴公司的紋織CAD系統(tǒng)在絲綢、毛巾、地毯和商標等行業(yè)推廣幾十套，同類產(chǎn)品還有浙江大學等單位生產(chǎn)的CAD系統(tǒng)。國內(nèi)用戶約數(shù)百家，如北京毛巾廠、杭州紅雷絲織廠、青島毛巾廠、南充絲綢集團和鞍山雙鳳巾被公司等。

針織物數(shù)碼信息設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括針織花型CAD/CAM系統(tǒng)和針織橫機CAD/CAM系統(tǒng)。針織花型織物數(shù)碼信息設計系統(tǒng)通過花型輸入、圖形編輯、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)花型設計。針織橫機織物數(shù)碼信息設計系統(tǒng)主要功能包括：系統(tǒng)根據(jù)輸入的參數(shù)對款式、織物密度、組織及各部位尺寸進行自動計算并打印出上機工藝單；系統(tǒng)根據(jù)工藝分別計算出各部位線圈個數(shù)，并根據(jù)輸入的各種組織圈重，結合織耗等因素計算出衣片重，進而計算出產(chǎn)品的用紗量和成本；根據(jù)設計出的衣片，將各項收放針、抽中針、起口、落片和翻針等操作折合成機頭轉(zhuǎn)數(shù)，直接控制電腦橫機生產(chǎn)或在衣片工藝單上打印輸出，供橫機生產(chǎn)；對設計的各部位衣片尺寸表、各種子規(guī)格的工藝單打印輸出，并具有產(chǎn)品檢索及非標準產(chǎn)品工藝單打印輸出等功能。

印花織物數(shù)碼信息設計系統(tǒng)。它通過彩色畫稿掃描輸入，或由計算機直接生成圖案，再進行圖形處理，調(diào)配色彩，產(chǎn)生出滿意的圖案，然后由激光照排機輸出滿足各種要求的高精度分色膠片（正片或負片），同時可經(jīng)噴墨打印機打出彩色小樣。它包括的主要功能有：計算機輔助花型設計；電腦分色描稿；計算機直接制網(wǎng)；數(shù)碼噴射印花。目前，我國約有近300家企業(yè)（包括棉印、絲綢、裝飾、巾被、毛印等行業(yè)）應用了印花CAD系統(tǒng)，如石家莊第一印染廠、蘇州絲綢印花廠等，國內(nèi)生產(chǎn)的CAD系統(tǒng)約占3/4。杭州凱地絲綢公司應用CAD后，印制出彩色真絲綢報紙、真絲掛歷以及世界名畫等，文字精細，圖畫逼真，傳統(tǒng)人工描稿是根本不能達到這樣的效果。

服裝數(shù)碼信息設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是款式設計、推擋和排料。應用該系統(tǒng)可在屏幕上任意繪制二維服裝款式圖，或在事先設定的人體模型上繪制三維服裝款式圖，系統(tǒng)除能提供足夠的色彩以便在款式圖上作調(diào)色或改色外，在標準化的條件下，還可以與織物組織CAD系統(tǒng)連接，以便在款式圖上顯示出織物本身的風格；所謂推擋，便是按不同人體尺寸對輸入的衣片自動放碼或縮碼；排料則是按面料幅寬和服裝工藝要求（如對條或?qū)Ω瘢┳詣由膳帕戏桨?。我國從國外，主要是美國格柏（Gerber）公司引進了服裝CAD系統(tǒng)20多套用于生產(chǎn)，目前該公司在技術和產(chǎn)品上仍處于領先地位。同時不少于10家的科研院所，高等院校在消化吸收國外產(chǎn)品的基礎上，開發(fā)出一批我國自己的服裝CAD系統(tǒng)，這些單位經(jīng)過近10年的市場選擇，目前有杭州愛科公司、原航天部710所等少數(shù)幾家具有一定市場規(guī)模。這些軟件在二維功能上與國外的CAD系統(tǒng)大體相當。

數(shù)碼信息紡織品設計在近幾年取得了可喜的成果，發(fā)展較快，投資較少，技術成熟，經(jīng)濟效益較顯著，但也存在一定問題。由于資金、信息等問題，造成某些行業(yè)（如棉紡、印染、針織）和地區(qū)（如一些紡織業(yè)集中的大城市）數(shù)碼信息應用技術水平不高。許多紡織品設計軟件產(chǎn)品的開發(fā)沒有按照統(tǒng)一的標準和規(guī)范，水平難以提高，影響了應用效果。軟件的文檔資料、用戶培訓和售后技術服務等方面也有許多不足。開發(fā)單位在產(chǎn)品研制提高方面投資力度不夠，特別是對于外部設備以及數(shù)碼信息技術集成的有關投入少，影響了某些數(shù)碼信息系統(tǒng)的技術水平和市場占有率。更主要的是，開發(fā)單位大部分出自高等院?；蚩蒲性核瑢κ袚P運作不夠熟悉，對外宣傳力度小，也丟失了許多用戶。企業(yè)技術力量不足，紡織企業(yè)原本設計人員和電子技術應用人員已經(jīng)不足，近年來又大量流失，這造成了一些很好的產(chǎn)品不能正常使用，或沒有發(fā)揮應有的功能?，F(xiàn)有的數(shù)碼信息紡織品設計系統(tǒng)都是以幾何建模為主在此基礎上的設計模型難以面向產(chǎn)品的全生命周期，模型通常只具有幾何信息，要在該模型上添加工藝、材料、管理、銷售和服務等方面的信息是困難的，因此造成了目前紡織企業(yè)設計、工藝、制造、管理、銷售和服務等方面應用的信息孤島，這限制了紡織企業(yè)信息的集成。難以實現(xiàn)異地協(xié)同設計紡織品設計藝術性較強，對美感要求高，有時需要集中多人的智慧才能有好的作品，而現(xiàn)有的設計過程是由每個設計師在自己的電腦上使用自己的系統(tǒng)進行設計，不能讓異地的其他設計人員與他同時進行設計，即不支持異地協(xié)同設計。現(xiàn)有的紡織品CAD系統(tǒng)采用的建模方式是以點、線、曲面和實體造型為主，側(cè)重于產(chǎn)品最終形狀的幾何描述。這種建模方式難以支持面向產(chǎn)品過程及性能設計的建模，特別是并行工程環(huán)境下，任何一方的修改，均應通過網(wǎng)絡，快速生成修改模型，這就要求建模是動態(tài)的?，F(xiàn)在紡織品軟件的運行環(huán)境多限于單片機或局域網(wǎng)內(nèi)運行無法在互聯(lián)網(wǎng)上運行，無法充分利用網(wǎng)絡資源優(yōu)勢。隨著紡織品CAD技術的推廣深入，設計數(shù)據(jù)越來越多。此時若產(chǎn)品數(shù)據(jù)僅停留在文件管理的階段，很容易引起數(shù)據(jù)混亂，難以查找、歸檔和配置，數(shù)據(jù)的安全難以保證。

數(shù)碼信息化技術在紡織中的應用發(fā)展趨勢與應用前景

今后兩、三年內(nèi)，紡織數(shù)碼信息技術應用將穩(wěn)步發(fā)展。在數(shù)碼信息技術應用企業(yè)中，國有大中型企業(yè)具有良好的應用基礎和人員、技術的優(yōu)勢，將保持領先水平，如一些紡機企業(yè)。但更重要的是服裝、印花和織物組織數(shù)碼信息技術在許多小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、民營企業(yè)、甚至個體戶中都得到應用。從地域上看，也不局限于大城市和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。當然，在蘇、浙、閩、粵等地區(qū)應用更為集中。因此，對數(shù)碼信息技術在中小型企業(yè)的前景更為看好。數(shù)碼信息技術是當今社會發(fā)展最迅速的新技術，在紡織品設計的應用中也不例外。其近期的發(fā)展主要有以下三個方面。

企業(yè)中相關數(shù)碼信息技術工作站逐步聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)信息共享，提高設計工作效率。進而與企業(yè)其他管理信息系統(tǒng)、自動監(jiān)測控制系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)應用的集成化，充分發(fā)揮系統(tǒng)的整體效益。把紡織CAD技術與紡織CAPP、紡織CAM技術結合起來，實現(xiàn)設計、制造、銷售和管理一體化的設計體系，具有明顯的優(yōu)越性，能大大提高效率。這方面如荷蘭STORK公司、日本佳能和鐘紡公司的產(chǎn)品已經(jīng)有一定市場，國內(nèi)也有華聯(lián)宏華公司的產(chǎn)品，今后對于小批量多品種的印花紡織品必然有較好的發(fā)展前景。

在數(shù)碼信息紡織品設計的應用過程中，信息的交換已經(jīng)成為必然的趨勢。許多企業(yè)已經(jīng)通過因特網(wǎng)大量傳遞服裝款式、花型圖案等信息供設計系統(tǒng)使用。如有的印染企業(yè)將CAD系統(tǒng)的花型圖案庫與管理信息系統(tǒng)的營銷子系統(tǒng)連接，營銷人員可以十分方便地向客戶介紹最新設計的產(chǎn)品，有利于洽談合同，也加強了企業(yè)的對外宣傳。國外推出了許多虛擬服裝設計網(wǎng)站，一方面通過網(wǎng)絡進行在線設計，顧客和設計師共同設計，利用人體三維服裝模型進行二維服裝片的設計，并把服裝衣片縫合后穿戴在三維人體模型上，讓顧客看到穿著效果，如英國特倫特大學開發(fā)的Virtuosi系統(tǒng)；另一方面是網(wǎng)上虛擬模特，網(wǎng)站對顧客的身材進行掃描，然后獲得3D電子模型，并帶有皮膚色調(diào)和發(fā)型特征等數(shù)據(jù)，網(wǎng)站把所有服裝都建立數(shù)據(jù)庫，供顧客虛擬模特選擇。在美國，網(wǎng)上設計銷售服裝已經(jīng)在服裝的銷售額中占到一定比重。顧客把有關信息輸入網(wǎng)站，網(wǎng)站根據(jù)人體體型分類方法進行計算，顧客能在自己的終端看到服裝穿著動態(tài)效果，于是可以任意選擇最適合、最滿意的服裝，這種將設計和銷售虛擬結合，是當今網(wǎng)站最成功的銷售。

紡織品設計信息數(shù)碼技術應用的重點是軟件，其開發(fā)費用所占的比例越來越大。軟件的標準化已經(jīng)引起關注，各種有關的標準和規(guī)范將陸續(xù)制定。紡織品設計信息數(shù)碼軟件象其他計算機應用軟件系統(tǒng)一樣，經(jīng)歷由封閉到開放，由群雄并起到幾分天下的過程。國內(nèi)紡織品設計信息數(shù)碼軟件的商品化程度不夠高，很大程度上影響了其發(fā)展。目前已經(jīng)有若干國內(nèi)公司和具有豐富經(jīng)驗的國外公司合作開發(fā)，這也是紡織品設計信息數(shù)碼產(chǎn)品發(fā)展的一個趨勢。能夠在標準化和商品化方面領先一步的產(chǎn)品，必將在近期取得更大的市場份額。