САПР как основа производства

1. САПР как основа производства. 

       При производстве одежды одним из наиболее ответственных и сложных процессов является конструкторская подготовка изделий. Проектирование одежды вручную – очень трудоемкий процесс, не позволяющий быстро реагировать на постоянные изменения в моде. В связи с этим в последнее время большое внимание уделяется автоматизации проектирования одежды.

       Рыночная экономика предъявляет все более высокие требования к качеству компьютерной подготовки специалистов. Для эффективного использования программных и аппаратных средств возрастает необходимость подготовки конструкторов одежды, свободно владеющих компьютерной системой.

В настоящее время  накоплен достаточный опыт работы как  с отечественными («Абрис», «Леко» и  др.), так и с зарубежными («Инвестроника», «Гербер», «Лектра» и др.) автоматизированными системами.

       В результате сравнительного анализа современных графических систем, используемых при проектировании одежды, сделан обоснованный выбор системы AutoCAD, позволяющей решать любые задачи проектирования одежды: научно-исследовательские, производственные, учебные. Будучи идеальной системой для широкого спектра приложений, AutoCAD обеспечивает полный набор инструментов для 2-х и 3-х мерного проектирования и черчения.

       Одно из причин популярности этой системы является ее открытость и возможность разработки на данной базе своих собственных прикладных пакетов программ.

В Российском государственном  профессионально-педагогическом университете (г. Екатеринбург) подготовка специалистов швейного производства в области САПР с использованием системы AutoCAD включает два основных этапа:

       I этап – освоение общетехнической системы, дающей возможность чертить любой чертеж на компьютере: построение и редактирование лекальных кривых; измерение длины отрезков, углов и участков кривых; отложение отрезков заданной длины по кривым; построение биссектрис, перпендикуляров, касательных заданной длины и направления; перевод вытачек; нахождение мест для надсечек; получение различных справок и информации в процессе построения; автоматическое замыкание контуров лекал; работу с лекалом как с целостным объектом, т. е. перенос, поворот, копирование, «зеркало», проверка контуров на сопряжение, выделение их цветом.

       II – адаптация системы к конкретному приложению, т. е. использование языков программирования для создания графических изображений, в данном случае, создание прикладных программ посредством языка AutoLISP, не выходя из среды AutoCAD.

       Выбор системы AutoCAD позволяет конструктору поднять на современный уровень разработку проектных работ, обеспечивает точность выполнения проектно-конструкторской документации, сокращает сроки подготовки новых моделей к промышленному внедрению и улучшает их качество. Благодаря компьютерному обучению в системе AutoCAD сегодня можно готовить студентов-конструкторов нового поколения, владеющих общетехническими достижениями как в области аппаратных, так и в области программных средств. Это будут конструкторы, осуществляющие сквозное проектирование одежды на компьютере.     
 
 

2.Cтруктура САПР. 
 

       В швейных САПР можно выделить следующие модули или блоки:

       1) ввод лекал в компьютер с дигитайзера;

       2) чертежные средства - простые команды рисования дуг, сплайнов, ломаных и их редактирование;

       3) градация - процедура получения комплекта лекал для других размеров на основе базового комплекта (стандартная, с присвоением норм определенным точкам лекал базового комплекта или параметрическая с использованием макросов, которая включает запись последовательности операций построения модельной конструкции, и затем повторения этой последовательности для других размеров);

       4) раскладка комплектов лекал на ткани, практически идентичная у всех систем. Эти четыре традиционных блока присутствуют во всех системах, представленных на выставке. Ниже мы подробнее остановимся только на блоке параметрической градации. Следующие два блока ведущие фирмы планируют вывести на рынок. В ближайшие полгода это должно произойти с блоками

       5) модуль 3D->2D проектирования модельных линий на 3-х мерном манекене, с автоматическим получением плоских лекал развертки и

       6) модуль 2D->3D одевание трехмерной фигуры комплектом подготовленных лекал, с возможностью менять структуру ткани, ее рисунок. Пока что фирмы выставили их демо-версии. И наконец, выделим наиболее перспективные средства автоматизации процесса конструирования:

       7) макросы - запись последовательности построений или действий, которую потом можно повторить с использованием других параметров;

       8) комбинаторика - возможность создавать базы данных конструктивно-декоративных элементов и использовать их при конструировании модели.

В современных  САПР помимо перечисленных присутствуют модули создания рисунка ткани, модули расчета стоимости изделия и времени его изготовления, а также модули ведения баз данных и логистики, но мы обсудим их позднее. Сейчас мы хотим рассказать о самых последних разработках в области именно конструирования одежды.  
 

2.2. От стенда к стенду. 
 

       Итак, как уже было сказано, чертежные средства у всех систем практически одинаковы. Но ведущие САПР отличаются большим разнообразием полезных команд и более приятным дизайном. В некоторых системах не очень удобный пользовательский интерфейс или отсутствуют стандартные полезные функции. Например, в Assyst треть экрана занимает полоса инструментов в три ряда серых одноцветных кнопок с надписями, с такими же серыми выпадающими меню (в них можно запутаться - путался даже демонстратор). В раскладке нет возможности большие лекала разложить вручную, а остальные автоматически - либо все, либо ничего.

       В PAD System основной акцент ставится на трехмерном проектировании. Но, в отличие от других систем, манекеном здесь является некая объемная абстракция, чем-то напоминающая реальную человеческую фигуру. Конечно, основные человеческие пропорции соблюдены, но столь сильное упрощение виртуального манекена вызывает сомнение в целесообразности трехмерного модуля.

       В Gerber присутствуют изящно решенные инструменты, интуитивно понятные конструктору. Например, средство обкатки двух контуров, для определения разности длин. Не менее удобно средство для одновременного редактирования проймы и оката. Неизвестно, насколько это корректно, но происходит в интерактивном режиме с любыми указанными линиями. К недостаткам можно отнести то, что Gerber первоначально был написан под DOS и в настоящее время переводится под Windows. Раскладка и градация уже полностью переведены, а вот конструирование еще не совсем. Поэтому в новой версии нет макросов, которые были в старой.

       В Lectra удобен механизм связи лекал с конструкцией, из которой они выделены. Когда мы меняем что-то в конструкции, автоматически корректируются лекала, правда, обратный процесс пока невозможен. Демонстратор по нашей просьбе пыталась создать связи между лекалами, для автоматического контроля длин отдельных участков кривых, но, к его удивлению, ничего не получилось и система зависла. Объяснение о случайной установке на демонстрационном компьютере новой версии продукта показалось нам малоубедительным. В Investronica достаточно удобный интерфейс, но, по нашему мнению, менее удобный, чем у двух предыдущих фирм. Возможно, это объясняется наличием у последних государственной поддержки, в то время , как Investronica является частной фирмой. Но, соответственно, ее продукт и стоит меньше.

       Особо отметим Grafis. Интерфейс у нее обычный, но при запуске имеется возможность выбора одной из десятка методик построения базовых основ (Мюллер и др.). Правда, непонятно, на что это влияет, и что это позволяет делать. Осталось неясным, строится ли автоматически простой рукав, но неприятный осадок оставила неудачная попытка построить вручную реглан. В системе можно записывать собственные макросы и методики. Правда этот процесс не был продемонстрирован. Градация может быть параметрической, по заранее записанному макросу - но она также не была показана. Раскладку сделали относительно недавно, и, видимо, она не дотягивает до уровня ведущих систем, поскольку одним из перечисленных достоинств была возможность раскладывания лекал из разных моделей, а это стандартная функция раскладки. Несмотря на это, выставлявшийся рядом университет очень одобрительно отзывался о данной системе, считая ее наиболее пригодной для процесса обучения. Главным образом, по причине относительно низкой базовой цены.

Невольно хочется  сравнить увиденное с собственной  системой. Она отличается тем, что  разработана на основе универсальной  чертежной среды AutoCAD - продукта компании Autodesk. Благодаря этому, она обладает наиболее дружественным интерфейсом и, пожалуй, самым широким выбором инструментов. Кроме того, в системе реализованы очень удобные макросы. Например, на любую индивидуальную или типовую фигуру можно параметрически задать и построить базовую основу для плечевой либо поясной одежды. Все параметры построения редактируются и сохраняются для дальнейшего использования. Также есть макросы построения воротников, линий рельефов, различных рукавов - реглан, полуреглан, цельнокройный. Конструктор имеет возможность вмешаться в макрос, чтобы выбрать, к примеру, форму линии. В общем, процесс конструирования на этой системе приятный и неутомительный, а результат - серьезный и внушительный.

Это был достаточно беглый взгляд на САПР - но показательный  с точки зрения функциональности систем. В следующей части мы осветим новейшие разработки в области трехмерного конструирования и обсудим возможность их практического применения в производстве одежды.  

2.3. Трехмерное конструирование 

       Несколько систем продемонстрировали свои разработки в области 2D->3D конструирования. Это новые разработки, демо-версии. Их промышленные варианты планируется выпустить в конце этого или начале следующего года. Естественно, демонстрация этих модулей вызывает большой ажиотаж среди посетителей, давно ждавших возможности проектировать в 3-х мерном виртуальном мире. Но при ближайшем рассмотрении чувствуешь некоторое разочарование. (Дальше вы поймете, почему.)

       К слову сказать, разработки трехмерного компьютерного проектирования одежды ведутся фирмами уже несколько лет, но до сих пор все это было на уровне научных исследований и не имело реального применения. Исключением являлась САПР, разработанная в Санкт-Петербургском Университете Технологии и Дизайна, которая уже больше двух лет активно применяется в производстве одежды. Разработчики нашли уникальный алгоритм, который позволил им избежать громоздких расчетов при проектировании трехмерной конструкции и последующем получении плоских лекал развертки. Правда, в системе есть один серьезный недостаток - отсутствие даже простейших чертежных средств. Единственный выход: полученный комплект лекал направлять в другую САПР и там уже моделировать.

       Этой программой очень заинтересовались иностранные фирмы, у которых, не смотря на изрядное финансирование трехмерных проектов, ничего подобного не получалось, и в Петербург началось настоящее паломничество. Все пытались узнать секрет успеха программы и сделать что-нибудь аналогичное. И некоторым это, кажется, удалось.

       Перейдем к анализу представленных на выставке разработок.

       Итак, только INVESTRONICA демонстрировала модуль 3D->2D из трехмерного в двухмерное. При этом она почти полностью повторила идею Петербурга, улучшив только, может быть, дизайн интерфейса. То есть, конструктор сначала выбирает базовые размеры фигуры из таблицы размеров, и по линиям строится поверхность манекена. Затем он выбирает прибавки из таблицы прибавок, по ним строится силуэт одежды (можно в линиях, можно в поверхности - но смотрится хуже). Одновременно строится комплект плоских лекал - и вроде бы он меняется при изменении конструкции на фигуре. Но сам процесс изменения линий в трехмерном отследить не удалось.

       Остальные фирмы демонстрировали только Одевание.

       В системе INVESTRONICA это приложение было написано фирмой-партнером, и видимо, в 3DStudio. Во всяком случае, стандартное разбиение экрана на три видовых окна наводит на такие мысли. Вначале появляется подготовленный заранее манекен, на который последовательными приближениями надеваются лекала, для них предварительно указываются связи по срезам. Получается некая трехмерная фигура, которую можно вертеть и менять расцветку ткани.

       То же самое в GERBER, LECTRA и PAD-system.

Самым спорным  представляется продукт у PAD-system. Во-первых, зловещий вид манекена, с нечеловеческими пропорциями и раскинутыми в стороны ногами и руками. Во-вторых, в процессе демонстрации Одевания модели на груди у манекена остались дырки. Прозвучало объяснение, что это ошибка в лекалах. Но возникает резонный вопрос - является ли появление дырок сигналом о действительной некорректности лекал или это лишь показывает, что данные лекала недостаточно "обработаны", чтобы правильно одевать виртуальный манекен. Возникает вопрос о корректности самого алгоритма одевания и построения манекена. С другой стороны, в демонстрационном ролике было продемонстрировано с десяток одеваемых моделей, в то время как GERBER и LECTRA демонстрировали два-три. Это может указывать на высокую производительность системы, то есть отсутствие дополнительной "обработки" лекал.

       Что касается САПР "Ассоль" - здесь возможность трехмерного конструирования заложена уже в самом AutoCAD, поскольку он предназначен для проектирования реальных трехмерных объектов любой формы. Но разработчики системы уверены, что сейчас привычное двумерное проектирование является болеее удобным для конструктора, чем трехмерное. Поэтому считают нужным сосредоточиться на расширении возможностей именно плоского конструирования.