WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

САЛИХОВА ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПУШНО-МЕХОВЫХ И МЕХОВЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ

05.13.12 — Системы автоматизации проектирования (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск 2012

Работа выполнена на кафедре «Конструирование швейных изделий» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Омский государственный институт сервиса»

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Карцева Ирина Владимировна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Сыркин Владимир Васильевич кандидат технических наук, профессор Нагорная Зоя Егоровна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет)

Защита диссертации состоится 16 марта 2012 г. в 1600 ч. на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.250.03 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильнодорожная академия» по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира, 5, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильнодорожная академия» по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира, 5.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира, 5, тел., факс: (3812) 65-03-23, e-mail: Arkhipenko_m@sibadi.org

Автореферат разослан 02 февраля 2012 г.

Ученый секретарь объединенного диссертационного совета ДМ 212.250.кандидат технических наук М.Ю. Архипенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В легкой промышленности методы автоматизации проектирования достаточно широко изучаются и применяются.

Активно ведутся работы по автоматизации процессов проектирования изделий легкой промышленности в Московском государственном университете дизайна и технологий, Омском государственном институте сервиса, СанктПетербургском государственном университете технологии и дизайна, Новосибирском технологическом институте и других организациях. Таким образом, в настоящее время предложены методики автоматизации процессов конструирования, градации и раскладки лекал, технологической подготовки производства, управления, обработки и передачи информации.

В эскизном проектировании автоматизация процесса создания графического образа изделия исследуется. Следует отметить значительный вклад работ в совершенствование методов автоматизации эскизного и конструкторского проектирования одежды Кобляковой Е.Б., Раздомахина Н.Н., Бескоровайной Г.П., Андреевой М.В., Карцевой И.В., Кузнецовой Е.И., Медведевой Т.В., Фот Ж.А. и др.

При существовании методов формирования графического образа изделия для повышения эффективности функционирования систем автоматизированного проектирования на эскизном проекте требуется увеличение числа входных данных об объекте проектирования для объективного представления пропорций фигуры, свойств и фактуры материалов для одежды. Для решения задач объективной визуализации графического образа изделия необходим переход от традиционных плоскостных методов проектирования к современным методам компьютерного моделирования и инженерного анализа.

В легкой промышленности изделия из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов (ПМПиМП), как функциональная одежда гардероба большинства жителей регионов России, имеет особую важность, а потому требует повышения уровня функционирования предприятий. Тенденция удовлетворения требований надежности, износостойкости и долговечности изделий из ПМПиМП утратила актуальность. В современном процессе изготовления изделий из ПМПиМП ведущими являются эстетические и экономические требования, такие как современность кроя, визуальное корректирование недостатков фигуры, доступность цены для разных категорий покупателей. В этих условиях важной научно-технической задачей является совершенствование этапов планирования производственного цикла и эскизного проектирования изделий из ПМПиМП на предприятиях легкой промышленности.

Создание пространственных моделей в эскизном проектировании изделий из ПМПиМП позволяет увидеть поведение различных видов ПМПиМП непосредственно на разрабатываемой модели. Визуализация графического образа изделия из ПМПиМП на этапе эскизного проектирования объясняется также высокой стоимостью сырья для изготовления опытных образцов.

Необходимо отметить, что в производстве швейных изделий успешно функционируют системы автоматизированного проектирования, имеющие в своем составе модули 3D - визуализации образа изделия с учетом размерных признаков фигуры потребителя и настройками параметров свойств материалов (Ассоль, Стаприм, Optitex Runway, Lectra, Investronica, PAD-system, Грация и др.). Однако до настоящего времени не было разработано САПР для эскизного проектирования изделий из ПМПиМП, наиболее полно учитывающей влияния значений параметров свойств волосяного покрова на визуальное восприятие фигуры потребителя в изделии. Поэтому в настоящем исследовании внимание уделено геометрическому моделированию волоса ПМПиМП. Для объективной визуализации волосяного покрова необходимо исследование положения и конфигурации линии волоса ПМПиМП в зависимости от таких геометрических параметров, как толщина и высота волоса и реализации их аналитического и параметрического описания.

Объектом исследования является процесс эскизного проектирования изделий из ПМПиМП.

Предметом исследования являются закономерности процесса автоматизации эскизного проектирования изделий из ПМПиМП с планированием проектирования и визуализацией графического образа изделия.

Цель диссертационной работы – совершенствование эскизного проектирования изделий из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов на основе разработки информационной, математической и алгоритмической модели планирования проектирования и визуализации графического образа изделия с геометрическим моделированием параметров волоса, обеспечивающих комплексную автоматизацию эскизного проектирования одежды.

Для достижения поставленной цели решались задачи:

1. Анализ современного состояния автоматизации проектирования и выявление особенностей и закономерностей, связывающих основные этапы эскизного проектирования изделий из ПМПиМП.

2. Разработка алгоритма и методики создания графического образа изделия из ПМПиМП с оценкой результатов визуализации.

3. Разработка алгоритма и методики автоматизации планирования проектирования изделий из ПМПиМП.

Методы исследования. В работе использовались современные методы системного анализа, аналитической геометрии, теории алгоритмов, объектноориентированного программирования и компьютерной графики.

Научная новизна работы:

- предложено аналитическое описание линии волоса параметрическим уравнением параболы с зависимостью от толщины и высоты волоса, что дает возможность учитывать естественную высоту волосяного покрова;

- разработана методика планирования начальных этапов проектирования изделий из ПМПиМП на основе анализа стадий эскизного проекта, учитывающая материальные, трудовые и временные затраты и позволяющая определять общую площадь поступивших на предприятие полуфабрикатов, количество новых моделей для проектирования и временные и трудовые затраты на работу дизайнерского и конструкторского блоков;

- разработан алгоритм формирования графического образа изделия из ПМПиМП на основе сформированного информационного, математического и методического обеспечения, учитывающий геометрические параметры волоса и результаты экспертной оценки графических образов.

Практическая ценность работы:

- сформирована входная информация для автоматизации эскизного проектирования изделий из ПМПиМП, состоящая из данных о 3D-модели фигуры, 3D-модели изделия и данных свойств материала, структурированных в базе данных «Графические характеристики ПМПиМП»;

- разработан 3D-программный модуль «FurCloth» для визуализации графического образа изделия из ПМПиМП с заданными параметрами свойств волосяного покрова и оценкой результата визуализации образа;

- разработан программный модуль «Планировщик проектирования» для планирования и оценки затрат ресурсов начальных этапов проектирования изделий из ПМПиМП;

- разработана модель структуры подсистемы САПР «Эскизное проектирование» для автоматизации эскизного проектирования изделий из ПМПиМП, включающая программно – технические комплексы «Оценка ПМПиМП», «Техническое задание и предложение», «Планирование проектирования», «Геометрическое моделирование изделия из ПМПиМП» на основе выявленных закономерностей эскизного проектирования изделий из ПМПиМП, теоретических, методических и алгоритмических основ автоматизации проектирования.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы представлялись: на научно-практической конференции молодых ученых Хакасского технического института–филиала Красноярского государственного технического университета (Абакан, 2005); на III и V Международных научнопрактических конференциях «Современные тенденции и перспективы развития образования в высшей школе» (Омск, 2005, 2007); на IV Международной научнопрактической конференции «Проблемы совершенствования качества подготовки специалистов высшей квалификации» (Омск, 2006); на Межрегиональной научнопрактической конференции «Культура, искусство и образование в регионах Сибири» (Кызыл, 2007); на VI Международной научно-практической конференции «Научный потенциал высшей школы для инновационного развития общества» (Омск, 2008); на Республиканских Днях науки «Катановские чтения–2008» (Абакан, 2008); на VII Межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Молодежь, наука, творчество–2009» (Омск, 2009); на Региональной научно-практической конференции «Использование информационных технологий в промышленности и образовании» (Абакан, 2008); на Международной научно – практической конференции «Проблемы становления инновационной системы и развития предпринимательства в Республике Казахстан» (Казахстан, Караганда, 2009); на Международной научно-практической конференции «Туризм. Бизнес.

Искусство» (Казахстан, Кокшетау, 2010); на конкурсе инновационных проектов в рамках Республиканского конвента «Инновационная Хакасия 2010» (Абакан, 2010);

на научно-методическом семинаре аспирантов СибАДИ (Омск, 2011).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, в том числе, 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в производственный процесс кожевенно-меховой компании «Ласка» (г. Черногорск, Республика Хакасия); учебный процесс кафедры технологии швейного производства и методики профессионального обучения Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объем работы-132 страницы. Библиографический список содержит 111 наименований.

Работа содержит 34 рисунка, 10 таблиц, 9 приложений.

Автор выносит на защиту следующие положения:

- аналитическое описание линии волоса пушно-меховых и меховых полуфабрикатов для разных величин параметров толщины и высоты;

- методику и обобщенный алгоритм автоматизации эскизного проектирования изделий из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов с последующей оценкой результата визуализации.

- методику и алгоритм автоматизации планирования начальных этапов проектирования изделий из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы автоматизации эскизного проектирования изделий из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов, определены цель и задачи, научная новизна и практическая значимость работы, приведены сведения об апробации основных результатов работы.

В первой главе исследован процесс эскизного проектирования изделий из ПМПиМП и современные системы автоматизированного проектирования, применяемые в легкой промышленности. Выявлено, что основной тенденцией развития САПР для одежды является визуализация графического образа изделия с учетом свойств, применяемых в проектировании материалов, а именно структуры объемных поверхностей, имитирующих ПМПиМП. Для эскизного проектирования изделий из ПМПиМП не выявлено систем автоматизации, позволяющих реализовывать процесс работы с объемными материалами, учитывая их свойства и особенности. Анализ определений, терминов и этапов проектирования в современных САПР показал необходимость унификации входной и выходной информации на всех этапах проектирования, а именно применение единообразных соответствующих требованиям нормативной документации понятий в автоматизации эскизного проектирования изделий легкой промышленности.

Исследование этапов проектирования изделий из ПМПиМП, где основные виды работ выполняются традиционными ручными способами, показал необходимость внедрения и совершенствования методов и технологий проектирования для улучшения качества готовой продукции и сокращения трудоемкости изготовления изделий.

В условиях рыночной экономики, когда предприятия изготавливают продукцию в соответствии с покупательским спросом, актуальным направлением считается планирование деятельности предприятия и исполнителей в зависимости от количества поступающего сырья. Это связано с высокой стоимостью сырья и большой трудоемкостью разработки и реализации изделия из ПМПиМП.

Во второй главе рассмотрены теоретические аспекты формирования информационного, математического и алгоритмического обеспечения подсистемы автоматизации эскизного проектирования изделий из ПМПиМП.

Описание входной информации для проектирования графического образа изделия из ПМПиМП представлено:

Рисунок 1 – Фронтальная проекция 3D-модели фигуры - готовыми файлами 3D-моделей фигуры человека трех типовых размеров 164– 88–96, 164–92–100, 164–96–104, созданными в графической среде Autodesk 3D Studio Max в масштабе 1:20 и проверенными на соответствие типовым измерениям в САПР Autodesk AutoCad по разработанной автором методике (рис. 1);

- готовыми файлами 3D-моделей изделий пальто двух силуэтных форм, созданными в графической среде Autodesk 3D Studio Max в масштабе 1:20, используя типовые размерные признаки с учетом величин зазоров между фигурой и изделием;

- информационной базой свойств ПМПиМП, представленной классификатором, состоящим из четырех уровней иерархической модели;

- базой данных «Графические характеристики ПМПиМП», в которой структурированы свойства, определяющие графическое представление волосяного покрова ПМПиМП (рис. 2, 3).

Рисунок 2 – Структурная схема БД «Графические характеристики ПМПиМП» Рисунок 3 – Пример реального информационного наполнения БД «Графические характеристики ПМПиМП» Математическая модель графического образа изделия из ПМПиМП состоит из трех подобъектов: модель фигуры манекена, модель изделия, волосяной покров ПМПиМП. Для математического описания процесса визуализации графического образа изделия из ПМПиМП применен математический аппарат геометрического моделирования векторных полигональных поверхностей. Трехмерные модели объектов фигуры манекена и модели изделия с нанесением волосяного покрова реализованы программно с помощью программного пакета Autodesk 3D Studio Max и трехмерной библиотеки OpenGL.

Описание одного волоса пушно-мехового и мехового полуфабриката представляется в виде нормали в вершине полигона. Для определения нормали вершины находятся нормали граней всех треугольников сетки, в которые входит вершина. После нахождения нормали грани вектор нормали вершины NB вычисляется нахождением среднего значения всех нормалей граней. Пусть вершина B входит в три треугольника, для которых известны их нормали граней N0, N1, N2. Тогда NB вычисляется путем усреднением нормалей граней (1):

, (1) В соответствии с направлением нормали строится линия v, которая состоит из пяти участков. Начало линии – это вершина полигона, конец линии определяется в зависимости от высоты волоса. Количество линий из вершины полигона может быть определено от 1 до 3 в зависимости от густоты ПМПиМП. Определены следующие значения густоты, соответствующие реальным показателям ПМПиМП:1 – редковолосые - 0 – 6 тыс. шт/см2; 2 – среднегустоволосые – 6 – тыс. шт/см2; 3 – густоволосые – 12 – 20 тыс. шт/см2.

В работе исследована зависимость естественного положения линии волоса от геометрических параметров высоты и толщины v=f(h,t). Для разных видов ПМПиМП положение линии волоса различно. Исследования видов ПМПиМП показали, что направление волоса норки и песца приближенно к положению нормали, а волос овчины имеет различный наклон и изгиб в зависимости от толщины и высоты волоса. На основе анализа разных по толщине и длине волос шубной овчины исследованы функции параметрических кривых, среди которых выбрана функция параметрической параболы. Представление волоса параметрической параболой является более экономичным и выгодным с вычислительной точки зрения, что позволяет в машинном виде реализовать процесс построения волоса ПМПиМП в более компактной математической форме.

В машинной графике для представления волоса в виде других параметрических кривых необходимыми условиями являются нахождение касательного вектора и наклона кривой, а в случае с гиперболическим представлением, требуются вычисления тригонометрических функций, что также не является эффективным и быстрым способом построения линии волоса. Математическое описание линии волоса моделью параболы в параметрическом виде на плоскости (x,y,0). Построен параболический сегмент в первом квадранте при 0xh, для параболы (2) при a=1:

(2) Так как кривая волоса не замкнутая кривая и задан диапазон изменения координаты x, она ограничена минимальным и максимальным значением параметра . Границами параметра являются xmin и xmax. Так как 1xh, ограничения параметра зависят от высоты волоса. Для волоса со значением высоты h=3 см, найдены ограничения:

Пусть на сегменте расположено 6 точек (n), так как упоминалось, что линия делится на 5 сегментов, тогда вычислим значение для :

Начиная с 1=min, получим из формулы(15) значения точек x1 и y1:

.

Далее используя в построении параболы принцип приращения параметра, где приращение параметра постоянно, для уравнение (2) примет вид (3):

(3) Найдены все точки параметрической параболы для значений h=2, h=(таблица 1). Необходимо отметить, что экспериментальным путем определено, что начальные координаты параболы x1 и y1 не должны равняться нулю. Если x1=y1=0, то значения x2 и y2 становятся постоянными для разных параметров высоты и толщины волоса. Поэтому после вычисления координат всех точек кривой x1 и y1 приравниваются к нулю, и тогда значения координат определяются xi=xi-x1 и yi=yi-y1. Получены сегменты параболы, для кривых параболы, соответствующих значениям высоты h=3 и h=2 (рис. 4).

Таблица 1 – Результаты вычислений кривой параболы при h=2, h=i h=2 h= xi xi=xi-x1 yi yi=yi-y1 xi xi=xi-x1 yi yi=yi-y1 1,00 0,00 2,00 0,00 1,00 0,00 2,00 0,2 1,32 0,32 2,30 0,30 1,16 0,16 2,16 0,3 1,68 0,68 2,60 0,60 1,33 0,33 2,32 0,4 2,09 1,09 2,90 0,90 1,52 0,52 2,48 0,5 2,54 1,54 3,20 1,20 1,72 0,72 2,64 0,6 3,04 2,04 3,50 1,50 1,93 0,93 2,80 0,Из визуального представления видно, что кривые не имеют значительных различий в направлении, однако, направление и конфигурация кривой параболы становится ближе к оси OY с уменьшением значения высоты.

Для аналитического исследования толщины волоса ПМПиМП в выражение (3) введен параметр коэффициента толщины kt, значит уравнение примет вид (4):

(4) Таблица 2 – Значения kt для разной толщины и высоты волоса Значения h, см t, мкм 1 2 3 4 5 6 7 8 0 – 10 0,94 0,90 0,86 0,82 0,78 0,74 0,70 0,66 0,11 – 20 0,96 0,92 0,88 0,84 0,80 0,76 0,72 0,68 0,21 – 30 0,98 0,94 0,90 0,86 0,82 0,78 0,74 0,70 0,31 – 40 1,00 0,96 0,92 0,88 0,84 0,80 0,76 0,72 0,41 – 50 1,02 0,98 0,94 0,90 0,86 0,82 0,78 0,74 0,51 – 60 1,04 1,00 0,96 0,92 0,88 0,84 0,80 0,76 0,61 – 70 1,06 1,02 0,98 0,94 0,90 0,86 0,82 0,78 0,71 – 80 1,08 1,04 1,00 0,96 0,92 0,88 0,84 0,80 0,81 – 90 1,10 1,06 1,02 0,98 0,94 0,90 0,86 0,82 0,91 – 100 1,12 1,08 1,04 1,00 0,96 0,92 0,88 0,84 0,101 – 110 1,14 1,10 1,06 1,02 0,98 0,94 0,90 0,86 0,111 – 120 1,16 1,12 1,08 1,04 1,00 0,96 0,92 0,88 0,Значения kt определены экспериментально для кривой параболы при разной толщине t волоса ПМПиМП. Для разных значений высоты волоса h коэффициенты толщины составили разные значения (таблица 2). Используя определенные в работе коэффициенты толщины, построены параметрические кривые параболы для различных значений толщины волоса t1=28,20 мкм, t2=68,16 мкм, t3=124,7 мкм, при постоянной высоте h=6 (рис. 5).

Таким образом, принимая во внимание результаты расчетов параметрической кривой параболы для разных значений толщины волоса, где введен коэффициент толщины волоса kt, можно получить изменения кривой, имитирующие изменения положения волоса ПМПиМП при различной его толщине.

Рисунок 4 - График зависимости v=f(hi) Рисунок 5 - График зависимости v=f(ti) при значениях параметра h=3 и h=2 при значениях коэффициента толщины kt=0,78, kt=0,86, kt=0,Аналитическое описание линии волоса позволяет улучшить качество отображения графического образа изделия. Для объективной визуализации графического образа также разработана методика процесса обработки результата, которая представлена экспертной оценкой соотношений «фигура – изделие – высота волоса – цвет окраски». Методика нашла применение в реализации обобщенного алгоритма эскизного проектирования изделий из ПМПиМП с последующей оценкой результата визуализации (рис. 6).

В результате исследований разработана и предложена методика планирования начальных этапов проектирования изделий из ПМПиМП с ведущими параметрами затрат времени и рабочих на стадии проектирования.

Модель планирования проектирования представлена в виде нескольких этапов:

1. Определение площади полуфабрикатов и новых моделей изделий, из заданного объема ПМПиМП.

2. Определение временных затрат на проектирование в ручном и автоматизированном режимах: в дизайнерском и конструкторском блоках.

3. Формирование отчета о необходимых ресурсах на этапе проектирования.

Начало Инициализация программы Файлы моделей фигур типовых Выбор файла размеров манекена из 164 – 88 – шаблонов 164 – 92 – 1164 – 96 - 1Вывод на Обработка данных дисплей 3D - фигуры Файлы моделей Выбор файла модели изделий прямого и изделия из шаблонов трапециевидного силуэтов Вывод на Обработка данных дисплей 3D – изделия I, 0, вершины модели - БД «Графические характеристики Вывод на Расчет геометрических ПМПиМП» дисплей параметров и визуализация волосяного волоса вершины № покрова нет, продолжить расчет Закончить визуализацию ГОИ из ПМПиМП? да Соотношение результатов Значения Вывод на визуализации с оценками экспертных дисплей экспертов по коэффициенту оценок xij рекомендаций весомости нет, <0,033, изменить значения Соответствуют параметров полученные данные элементов исходным требованиям? да, >0,0Останов программы Рисунок 6 – Блок – схема обобщенного алгоритма эскизного проектирования изделий из ПМПиМП с последующей оценкой результатов визуализации Этап 1 – Определение площади полуфабрикатов и новых моделей изделий из заданного объема ПМПиМП. Определено количество моделей пальто (km) исходя из заданного количества полуфабрикатов без учета временных и трудовых затрат по формуле (5):

(5) где x – площадь сырья, дм2;

m – количество шкур, шт.;

x1 – площадь сырья на 1 пальто, дм2;

m1 – количество шкур на 1 пальто, шт.

Этап 2 – Определение временных затрат на проектирование. Временные затраты на процессы проектирования разделены на этапы по блокам:

дизайнерский блок: техническое задание и предложение, эскизный проект;

конструкторский блок: технический проект, рабочий проект. Трудоемкость одного изделия в дизайнерском блоке td находится по формуле (6):

, (6) где td – временные затраты на дизайнерский блок, час., t1 – временные затраты на техническое задание и предложение, час.

t2 – временные затраты на эскизный проект, час.

Трудоемкость одного изделия в конструкторском блоке tk находится по формуле (7):

, (7) где tk – временные затраты на конструкторский блок, час., tt – временные затраты на технический проект, час.

ti – временные затраты на рабочий проект, час.

Определение трудоемкости (tо) на проектирование km - моделей пальто находится по формуле (9):

(8) Этап 3 – Формирование отчета о необходимых ресурсах на этапе проектирования. Время работы одного исполнителя включает затраты времени на выполнение производственного задания, время подготовительнозаключительной работы и обслуживания рабочего места и время перерывов на отдых и естественные надобности. Таким образом, рабочее время сотрудника в смену (Тс, час.) определено по формуле (9):

(9) где Tsm – продолжительность смены, час.;

Tpz – время подготовительно – заключительной работы и обслуживание рабочего места в течение смены, час.;

Tol – время регламентированных перерывов на отдых и личные надобности в течение смены, час.

Для работы принята величина значения часа. Месячная норма времени работы сотрудника (Tm), состоящая из 20 смен (c) определена:

Tm=Tcc=6,920=138 часов.

Начало Ввод данных о количестве полуфабрикатов Расчет общей площади полуфабрикатов Ввод временных затрат на проектирование Расчет временных затрат на проектирование km-моделей Вывод отчета Формирование отчета Останов программы Рисунок 7 – Блок-схема алгоритма автоматизации планирования проектирования изделий из ПМПиМ Таким образом, необходимое количество сотрудников Sd для дизайнерского блока для одного месяца работы находится по формуле (10):

(10) Необходимое количество сотрудников Sk для конструкторского блока для одного месяца работы находится по формуле (12):

(11) Описанная методика планирования проектирования позволила разработать алгоритм предварительного планирования начальных этапов проектирования изделий из ПМПиМП (рис. 7).

В третьей главе разработана модель структуры подсистемы САПР «Эскизное проектирование». Разработанная модель подсистемы состоит из четырех программнотехнических комплексов (ПТК): ПТК 1.1 «Оценка ПМПиМП»; ПТК 1.2 «Расчет экономической эффективности проектирования»; ПТК 1.3 «Техническое задание и предложение»; ПТК 1.4 «Геометрическое моделирование графического образа изделия из ПМПиМП» (рис. 8). Каждый комплекс содержит описание программного, информационного, математического, методического, лингвистического, технического и организационного обеспечения САПР. Предложенная модель позволяет структурировать процесс автоматизации эскизного проектирования для изделий из ПМПиМП в соответствии с требованиями нормативной документации.

САПР КСАП САПР КСАП подсистемы 1 – Эскизное проектирование изделий из ПМПиМП ПТК 1.1 Оценка ПМПиМП ПМК 1.1.Мет.1 Эксплуатация ПТК 1.1, ПМК П.1 Операционная система И.1 Информационная база 1.1.1, 1.1.Windows (XP, Vista, 7) свойств ПМПиМП Мет.2 Технология функционирования средств измерений Т.1 ЭВМ и периферийное оборудование Т.2 Средства измерений ПМК 1.1.2 Т.3 Средства передачи данных ПТК 1.2 Техническое задание и предложение ПМК 1.2.И.1 Информационная база Мет.1 Инструкции по работе П.1 Операционная система моделей аналогов с ПТК 1.2, ПМК 1.2.1, 1.2.Windows (XP, Vista, 7) И.1 Информационная база маркетинговых исследований Т.1 ЭВМ и периферийное оборудование ПМК 1.2.Т.2 Средства передачи данных ПТК 1.3 Планирование проектирования ПМК 1.3.П.1 Операционная система Л.1 Язык И.1 Нормы времени Мет.1 Инструкции по Windows (XP, Vista, 7) программирования на выполнение работе с ПТК 1.3, C# операций ПМК 1.3.1, 1.3.П.2 Программный модуль «Планировщик проектирования» Т.1 ЭВМ и периферийное оборудование Т.2 Средства передачи данных ПМК 1.3.ПТК 1.4 Геометрическое моделирование ГОО из ПМПиМП ПМК 1.4.И.1 БД М.1 Векторные Л.1 Язык П.1 Операционная Мет.2 Инструкции Графические полигональные программирования система Windows по работе с ПТК характеристики модели Object Pascal (XP, Vista, 7) 1.3, ПМК 1.3.1, 1.3.ПМПиМП М.2 Модели П.2 Программный И.2 Файлы плоских кривых модуль «FurСloth» фигур М.3 Модели И.3 Файлы экспертных изделий оценок Т.1 ЭВМ и периферийное оборудование ПМК 1.4.Т.2 Средства передачи данных О.1 О.2 О.3 О.ПОЛЬЗОВАТЕЛИ ПОДСИСТЕМЫ ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПМПиМП Рисунок 8 – Схема структуры подсистемы САПР «Эскизное проектирование» В четвертой главе на основе информационного и математического описания процессов визуализации графического образа изделия из ПМПиМП и планирования начальных этапов проектирования разработано программное и техническое обеспечение подсистемы САПР «Эскизное проектирование изделий из ПМПиМП», представленное программными модулями: «FurCloth» и «Планировщик проектирования».

Программный продукт «FurCloth» является оригинальной разработкой и реализован с помощью программной среды Embarcadero RAD Studio 2010, языка программирования Object Pascal и трехмерной библиотеки OpenGL.

Основные возможности: редактирование геометрических параметров волосяного покрова ПМПиМП с возможностью сохранения настроек в базе данных «Графические характеристики ПМПиМП» и воспроизведения имеющихся наборов свойств для визуализации; визуализация графического образа изделия из ПМПиМП с обоснованием результатов визуализации и выдачей рекомендаций производителю на основе ранее проведенных экспертных оценок специалистов в области дизайна и моделирования костюма.

Рисунок 9 – Отображение графического образа одежды после применения параметров волосяного покрова Основные требования к техническому обеспечению для работы художника – модельера с программным модулем: персональный компьютер – IBM PC совместимый; операционная система - Windows (XP, Vista, 7); оперативная память ПК – не менее 512 Mb; монитор – разрешение не ниже 1024*768; периферийные устройства – принтер.

Программный модуль «Планировщик проектирования» позволяет осуществлять предварительное планирование начальных этапов проектирования изделий из ПМПиМП. Основными возможностями модуля являются: определение необходимого количества полуфабрикатов для проектирования новых моделей изделий из ПМПиМП; определение трудовых и временных затрат на проектирование заданного количества моделей изделий из полученных для производства полуфабрикатов; вывод отчетов о необходимых затратах ресурсов на печать, их сохранение и последующее редактирование (рис. 10, 11).

Рисунок 10 – Основное диалоговое окно программы Рисунок 11 – Окно закладки «Формирование отчета» Для программной реализации модуля использовались: платформа разработки Microsoft.Net Framework, среда разработки Microsoft Visual Studio Express, язык программирования С#. Необходимым техническим обеспечением для работы с модулем является: персональный компьютер - IBM PC совместимый;

операционная система - Windows (XP, Vista, 7); оперативная память ПК - не ниже 512 Мб; монитор - разрешение не ниже 1024х768; наличие специализированных пакетов – библиотека Microsoft.Net версии 4.0; периферийные устройства – принтер.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Проведенный анализ современных тенденций развития систем автоматизированного проектирования, специальной научной и нормативно– справочной литературы позволил выявить актуальные направления САПР в легкой промышленности, а именно, совершенствование и автоматизацию эскизного проектирования изделий из ПМПиМП, а также необходимость предварительного планирования необходимых затрат ресурсов на разработку новых моделей одежды на начальных этапах проектирования.

2. Предложено аналитическое описание линии волоса ПМПиМП параметрическим уравнением параболы, учитывающим толщину и высоту волоса, что дает возможность учитывать естественную высоту волосяного покрова.

3. Разработанная методика и обобщенный алгоритм визуализации графического образа изделия из ПМПиМП с последующей оценкой результатов, реализованные в программном модуле «FurCloth», позволяют создавать 3D – графический образ изделия из ПМПиМП с возможностью изменения настроек свойств волосяного покрова.

4. Разработаны методика и алгоритм предварительного планирования начальных этапов проектирования изделий из ПМПиМП для работы экспериментального цеха, с помощью которой оценивается целесообразность проектирования изделий из меха при разных объемах поступающего сырья. Алгоритм апробирован в программном модуле «Планировщик проектирования», входящим в состав программного обеспечения САПР «Эскизное проектирование».

5. Разработана модель структуры подсистемы САПР «Эскизное проектирование», состоящая из четырех программно–технических комплексов: Оценка ПМПиМП, Техническое задание и предложение, Планирование проектирования изделий из ПМПиМП, Геометрическое моделирование графического образа изделия из ПМПиМП. Предложенная структура позволила формализовать процессы начальных этапов проектирования изделий из ПМПиМП.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Салихова, Т.Ю. Разработка алгоритма визуализации графического образа одежды из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов в автоматизированном эскизном проектировании [Текст] / Т.Ю. Салихова, И.В. Карцева, И.И.

Шалмина // Вестник Воронежского государственного технического университета. – Воронеж: ВГТУ, 2011. - № 6 (7). – С. 122 – 125.

2. Салихова, Т.Ю. Разработка модели структуры САПР эскизного проектирования одежды из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов [Текст] / Т.Ю.

Салихова, И.В. Карцева, И.И. Шалмина // Омский научный вестник. Сер.:

Приборы, машины и технологии. – Омск: ОмГТУ, 2011. - № 3. – С. 270 – 274.

В других изданиях:

3. Никитина, Т.Ю. Формирование набора характеристик для визуализации различных видов натурального меха [Текст] // Сборник докладов и тезисов докладов молодых ученых Хакасского технического института – филиала КГТУ: Доклады и тезисы докладов студенческих науч. – прак. конф. 2004/20уч. года / под ред. С.И. Рябихина; КГТУ, Абакан. 2005. – С. 240 – 242.

4. Салихова, Т.Ю. Реализация процесса создания и трансформации трехмерных моделей с помощью 3D Studio Max [Текст] / Т.Ю. Салихова, И.В. Карцева, И.И.

Шалмина // Проблемы совершенствования качества подготовки специалистов высшей квалификации. Форум «Омская школа дизайна»: сборник статей: IV Межд. науч.-прак. конф.: под ред. проф. Н.У. Казачуна. – Омск: ОГИС, 2006. – С. 135 – 136.

5. Салихова, Т.Ю. Анализ свойств пушно-мехового полуфабриката для целей выявления возможностей достоверной визуализации изделий из меха [Текст] / Т.Ю. Салихова, И.В. Карцева, И.И. Шалмина // Современные тенденции и перспективы развития образования в высшей школе. Форум «Омская школа дизайна»: сборник статей: V Межд. науч.-прак. конф.: под ред. проф. Н.У.

Казачуна. – Омск: ОГИС, 2007. – С. 72 – 74.

6. Салихова, Т.Ю. Обзор развития и совершенствования процесса 3Dпроектирования 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. проф. Н.У. Казачуна. – Омск: ОГИС, 2008. – С. 61– 64.

7. Салихова, Т.Ю. О процессе автоматизированного проектирования графического образа одежды с объемной текстурой меха [Текст] / Т.Ю. Салихова // Катановские чтения – 2008: тезисы докладов / науч. ред. В.А. Кадычегов; отв. за вып. С.Н. Терских. – Абакан: ХГУ им. Н. Ф. Катанова, 2008. – С.257 – 259.

8. Салихова, Т.Ю. О трехмерной визуализации свойств пушно-меховых и меховых полуфабрикатов для одежды [Текст] / Т.Ю. Салихова, И.В. Карцева // Молодежь, наука, творчество – 2009. VII Межвуз. науч.-прак. конф. студ. и асп.:

сборник статей. В 2-х ч. Ч. 1 / под ред. проф. Н.У. Казачуна. – Омск: ОГИС, 2009. – С. 44 – 46.

9. Салихова, Т.Ю. Совершенствование этапа эскизного проектирования одежды из меха в САПР [Текст] / Т.Ю. Салихова // Использование информационных технологий в промышленности и образовании: материалы Регион. науч.-прак.

конф., 5-6 декабря 2008 г., г. Абакан / отв. ред. Т.В. Озерова. – Абакан: ХГУ им.

Н. Ф. Катанова, 2009. – С. 35 – 38.

10. Салихова, Т.Ю. Автоматизация проектирования изделий сервиса на основе формирования геометрической модели объекта [Текст] / Т.Ю. Салихова, И.В.

Карцева, И.И. Шалмина // Проблемы становления инновационной системы и развития предпринимательства в Республике Казахстан: Материалы Межд.

науч. - прак. конф.: в 2 ч.: Ч.2. Караганда: КарГУ, 2009. – С. 338 – 341.

11. Салихова, Т.Ю. Перспективы разработки имитационной модели для автоматизации эскизного проектирования графического образа швейного изделия [Текст] / Т.Ю. Салихова, И.В. Карцева, И.И. Шалмина // Туризм.

Бизнес. Искусство: Сборник материалов Межд. науч.-прак. конф. – Кокшетау. – 2010. – С. 178 – 181.

12. Салихова, Т.Ю. Проектирование базы данных свойств пушно – меховых и меховых полуфабрикатов «Графические характеристики ПМПиМП» [Текст] / Т.Ю. Салихова, И.В. Карцева // Сервис и туризм: инновации, теория, практика:

Материалы III межд. науч.–прак. конф. 12 – 16 мая 2011 г. – Абакан: ХГУ им.

Н.Ф. Катанова, 2011. – С. 333 – 335.

13. Программный модуль автоматизированного эскизного проектирования «FurCloth» [Текст]: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011616573 Рос. Федерация / Салихова Т.Ю., Карцева И.В. / заявитель и правообладатель ГОУ ВПО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова». – Заявка № 2011614832 от 30.06.2011;

зарегистрировано 23.08.2011.

14. База данных «Графические характеристики ПМПиМП» [Текст]: свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2011616573 Рос. Федерация / Салихова Т.Ю., Карцева И.В. / заявитель и правообладатель ФГБОУ ВПО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова». – Заявка № 2011614832 от 30.06.2011; зарегистрировано 23.08.2011.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.