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)產品設計階段給出的信息和產品制造工藝要求，交互或自動地確定產品加工方法和方案。PDM—ProductDataManagement，紡織PDM技術是指紡織產品開發(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)面向紡織產品設計制造全過程，并支持動態(tài)建模與產品性能設計的技術。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。“十一”五期間，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)主要用于色織產品的設計與生產，其主要功能包括織物設計功能、電子紋板功能、生產工藝管理功能、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。國內應用的絕大部分為國產系統(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。國內一些產品受到用戶的歡迎，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，同類產品還有浙江大學等單位生產的CAD系統(tǒng)。國內用戶約數(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數(shù)，直接控制電腦橫機生產或在衣片工藝單上打印輸出，供橫機生產；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，并具有產品檢索及非標準產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，調配色彩，產生出滿意的圖案，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，國內生產的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（如對條或對格）自動生成排料方案。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，目前該公司在技術和產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校或科研院所，對市揚運作不夠熟悉，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品不能正常使用，或沒有發(fā)揮應有的功能。現(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，側重于產品最終形狀的幾何描述。這種建模方式難以支持面向產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。現(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，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品已經(jīng)有一定市場，國內也有華聯(lián)宏華公司的產品，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品，必將在近期取得更大的市場份額。