Сравнительный анализ принципов разработки модельных конструкций в различных САПР одежды

Выбор оптимальной САПР для предприятия является важной задачей, во многом определяющей его будущее. Производители системных продуктов, как правило, ярко описывают достоинства программы, умалчивая о недостатках или недоработках. Из многочисленных подходов при выборе САПР наиболее надежным является проведение практического эксперимента в интересующих программах и сравнение полученных показателей.

Для проведения эксперимента были выбраны четыре программы. Это отечественная программа «КОМТЕНС+ 3D», украинская «ГРАЦИЯ», белорусская «АВТОКРОЙ» и германская «GRAFIS». Выбор этих программ обусловлен их равной популярностью и доступностью на российском рынке. Наиболее сложной составляющей любой программы является конструкторская часть, поэтому было принято решение исследовать возможности исключительно конструкторской части. Критериями оценки программ выбраны следующие показатели:

• -    скорость разработки чертежа конструкции;

• -    возможность и простота дальнейшего моделирования;

• -    скорость разработки лекал;

• -    качество посадки изделия.

Объектом эксперимента была выбрана модель, при разработке которой, возникает потребность в применении всех видов работ по созданию новых моделей. А именно, куртка женская из плащевой ткани, умеренного объёма, с рукавами покроя реглан. На переде нагрудная вытачка переведена в рельеф, оформлен- ный из горловины в боковую линию. Карманы расположены в рельефных швах, декорированы мягкими складками. На спинке встречная складка посередине. Капюшон объемный, со складками по горловине. По линии талии – кулиса. Длина изделия до середины бедра.

Разработку модели производят в несколько этапов: построение базовой основы конструкции в одном размере; разработка модельной конструкции; получение лекал в диапазоне размеров и ростов.

На этапе разработки модельной конструкции использовали три вида конструктивного моделирования.

Для детального анализа САПР при разработке модели поставлена задача, особое внимание обращать на удобство использования инструментов, имеющихся в программах, на скорость построения и моделирования, а также на интуитивно понятный интерфейс. Практическая часть выполнялась на специально оборудованных рабочих местах, опытными специалистами, имеющими практический опыт работы в конкретной САПР.

Программа «GRAFIS» предоставляет возможность работы с «интерактивными» конструкциями, заложенными в программу. В соответствии с методикой конструирования выбирают размерную типологию и систему размерных признаков.

На этапе создания базовой конструкции производят вызов соответствующей «интерактивной» основы, которую корректируют, задавая величины прибавок. Основные параметры изделия изменяются в наглядном режиме, важная для работы конструктора информация (обхваты, прибавки, контрольные измерения) отражается на экране монитора. Интерактивные конструкции снабжены различными визуальными элементами управления, позволяющими конструктору быстро изменять все параметры базовой основы и видеть результат на экране. На базовую конструкцию изделия вызывают базовую конструкцию рукава. Между параметрами проймы и оката, существует взаимосвязь. В роли зависимого объекта выступает окат, поэтому все изменения, вносимые в параметры проймы, будут отображаться на деталях рукава. На разработку базовой конструкции затрачено 38 минут.

Конструктивное моделирование выполняют с помощью кривых, Х-величин и основных функций меню. При разработке конструкции использовались функции: «повернуть-переместить», «за-крыть-перенести», «раздвинуть». На разработку модельной конструкции затрачена 61 минута.

В САПР «КОМТЕНС» наряду с использованием параметрического плоскостного конструирования, существует принципиально иной способ создания базовых конструкций – в системе трехмерного автоматизированного проектирования (3D) программе «СТАПРИМ»,.

Для экспериментальной модели разработку базовой конструкции осуществляют в программе «СТАПРИМ», что позволяет визуально оценить объемную и силуэтную форму изделия и положение линий членения. На экране отражается создаваемая модель и чертёж базовой конструкции в формате 3D. Время на построение базовой конструкции с втачными рукавами 25мин.

Для создания модельной конструкции изделия чертёж базовой конструкции из программы «СТАПРИМ» переносят в программу «КОМТЕНС». Конструктивное моделирование производят в графическом редакторе, алгоритм действий записывают в таблицу. На разработку модельной конструкции затрачено 103 минуты.

Программа «АВТОКРОЙ» разбита на подсистемы автоматического проектирования (САПР) семейства «АвтоКрой»:

АвтоКрой – для проектирования женской одежды из текстиля на типовые и индивидуальные фигуры;

АвтоКрой-T – для проектирования женской одежды из трикотажных полотен на типовые и индивидуальные фигуры и др.

Каждый программный продукт состоит из пяти основных подсистем: базовые конструкции, конструктивное моделирование, техническое размножение, припуски на швы, раскладка. В каждую систему входит соответствующая только ей подсистема “Базовые конструкции”, остальные подсистемы инвариантны.

Сначала выбирают необходимую подсистему для разработки экспериментального образца – проектирование женской одежды из текстиля. Подсистема базовой конструкции обеспечивает интеллектуальную помощь конструктору при создании основы конструкции будущего изделия. При расчёте конструкций в подсистемах используется нормативносправочная информация: размерные признаки типовых фигур, конструктивные прибавки, рекомендуемые для классической одежды, нормы посадки оката рукава, шкалы длин. Заложенные конструктивные прибавки на свободное облегание могут корректироваться пользователем в диалоговом режиме. Проектирование базовых конструкций осуществляется в автоматическом режиме. На создание базовой конструкции затрачено 35 минут.

Для разработки модельной конструкции базовую конструкцию переводят в подсистему «Конструктивное моделирование», с помощью гибких инструментов наносят необходимые конструктивнодекоративные линии и с помощью специальных команд производят коническое и параллельное расширение деталей. Алгоритм построения последовательно записывают. Моделирование заняло 65 минут.

Программа «ГРАЦИЯ» базируется на использовании результатов исследований в области математических методов геометрического проектирования. В этой программе предоставлены следующие подсистемы: художник, конструктор, моделирование, раскладки.

Программа «ГРАЦИЯ» имеет «открытую» систему, ни в чем не ограничи- вает возможности конструктора, но на начальном этапе существенно увеличивает затраты времени на разработку модели по сравнению с «закрытыми» системами.

В подсистеме «конструктор» задают значения размерных признаков и прибавок на свободное облегание, технологических припусков и других расчетных величин, необходимых для построения, и вносят в таблицы. Алгоритм построения записывают с помощью операторов. При выполнении записанных действий система производит вычисления и графические построения. В аналитическом конструировании записывается и выполняется взаимосвязь деталей по построению. При внесении изменений в построение обеспечивается автоматическая корректировка во всех сопрягаемых и производных участках. Затраченное время для записи формул построения основы конструкции и втачного рукава 195 мин.

В подсистеме моделирование производят модификацию основы конструкции с использованием приемов графического моделирования. Построение производят, используя специальные команды и инструменты из экранного меню, все действия заносят в протокол. Затраченное время 127 минут.

Затраты времени на разработку модели в каждой программе представлены в виде диаграммы на рисунке 1.

В программе «GRAFIS» при создании лекал построение припусков и оформление углов происходит автоматически, через ХG-величины. Для нанесения нити основы, контрольных знаков, подписи лекал используют соответствующие инструменты. На оформление лекал затрачено 17 минут.

В программе «КОМТЕНС + 3D» припуски на швы строятся автоматически. Конструктор задает величины припусков и вид сопряжения шва в конечных точках (усеченный, зеркальный и т.д) при указании срезов деталей. При изменении контура деталей припуски автоматически перестраиваются. Нанесение надписей и направления нити основы на лекала производят с использованием панели инструментов. Оформление лекал заняло 24 минуты.

Рисунок 1 – Диаграмма затрат времени на разработку модели (мин) 1 «GRAFIS» ; 2 «КОМТЕНС + 3D»; 3  «АВТОКРОЙ»; 4

«ГРАЦИЯ»

В программе «АВТОКРОЙ» построение лекал осуществляют в подсистеме «Прикуски на швы», выбирая нужный вариант оформления угла и задавая размеры припусков. Программа обеспечивает построение лекал в автоматическом режиме. Направление нити основы наносят с помощью специальных инструментов и команд. Лекала подписывают, заполняя соответствующую таблицу. Затраченное время 18 минут.

В программе «ГРАЦИЯ» при создании лекал задают величины припусков на швы и заносят в таблицу, построение происходит автоматически. Функция автоматического построения угловых участков лекал реализована в виде экранного меню с вариантами их оформления. Из предложенных вариантов оформления угла выбирают подходящий, и система автоматически выполняет его построение. На лекала наносят направление нити основы и подписывают, используя специальные команды и заполняя протокол. Затраченное время 21 минута.

Затраты времени на разработку лекал в каждой программе представлены в виде диаграммы на рисунке 2.

После построения конструкции в каждой исследуемой программе, были выведены лекала, по которым выкроены изделия и отшиты макеты. Для комплексной оценки качества посадки макетов использовались относительные показатели (оценки). Для их определения использовалась пятибалльная шкала. При идеальном качестве посадки изделия, ка- ждый единичный показатель получает максимальную оценку балльной шкалы (5 баллов). Если дефект немного заметен, то балл снижается (4-3 баллов), если дефект бросается в глаза, то единичный показатель оценивается в 2-1 балла. Если дефект портит внешний вид изделия, то единичный показатель оценивается в 1 – 0 баллов.

Экспертам были выданы бланки со следующими показателями качества посадки: наличие балансовых нарушений (горизонтальность положения линии низа и талии, отвесность боковых швов); соответствие макета размеру (отсутствие напряженных угловых заломов на переде и спинке); отвесность положения рукава; удобство в динамике (подъём прямых рук перед собой, подъём прямых рук через стороны вверх). Суммарная оценка экспертами качества посадки и трудоем- кость разработки модели представлены в таблице 1.

Рисунок 2 – Диаграмма затрат времени на разработку лекал (мин): 1 «GRAFIS» ; 2 «КОМТЕНС + 3D»; 3 «АВТОКРОЙ»; 4 «ГРАЦИЯ»

Таблица 1 – Сводная таблица комплексной оценки исследуемых САПР

Модели  исследуе мых программ.	Трудоемкость разработки модели. (мин)	Затраты времени на построение основы конструкции, (мин)	Затраты времени на построение модельной конструкции (мин)	Затраты времени на разработку лекал. (мин)	Оценка качества посадки изделия. (балл)
Модель-1 «GRAFIS».	116	38	61	17	48,1
Модель-2 «КОМТЕНС+3D»	152	25	103	24	46,8
Модель-3 «АВТОКРОЙ»	128	35	65	18	47,4
Модель-4 «ГРАЦИЯ»	343	195	127	21	42,1

Сравнивая способы ввода размерных признаков в различных программах, следует отметить, что в каждой из них есть базы данных по ОСТ, размерные признаки индивидуальных фигур проектировщик вводит с клавиатуры. Положительно следует отметить программу «GRAFIS», в которую включены различные типологии, в том числе новые размерные признаки для женской одежды согласно рекомендациям ЦНИИШП 2003 года и ГОСТ, что актуально при серийном производстве.

В программе «КОМТЕНС + 3D» для производства женской одежды по индивидуальным заказам есть подсисте- ма фотообмера и автоматического перевода исходных данных и абриса фигуры для дальнейшей разработки конструкции и визуального анализа правильности выбора силуэтного и пропорционального решения.

Прибавки на свободное облегание задаются с клавиатуры во всех программах. С этой точки зрения наиболее выигрышно выглядят САПР: «GRAFIS» и «АВТОКРОЙ», так как в них можно вызывать готовые основы и продолжать с ними дальнейшую работу. Затем следует отметить сочетание «КОМТЕНС + 3D», в данной связке систем нет готовых основ, но на их создание затрачивается мини- мальное количество времени, в силу закрытого алгоритма 3D. В программе «ГРАЦИЯ» - нет никаких основ конструкций, но необходимо помнить, что открытая система даёт возможность создавать алгоритм построения по любой методике и затем им пользоваться.

Следующим этапом разработки конструкции является построение основы и моделирование. На этом этапе весьма важным фактором является взаимосвязь между базовой и модельной конструкциями, между модельной конструкцией и деталями изделия. В этой цепочке только «GRAFIS» автоматизирует все взаимосвязи. Например, по результатам макетирования можно изменить прибавки на свободное облегание и программа перестроит все детали лекал и проверит сопряжение срезов.Характерным для программы «АВТОКРОЙ» является наличие большого количества унифицированных деталей, которые позволяют выбрать наиболее подходящие решение. В САПР «ГРАЦИЯ» и «КОНТЕНС» присутствует только взаимосвязь между базовой и модельной конструкциями. В арсенале программы «ГРАЦИЯ» есть оператор «если…, то…, иначе», который открывает возможности для автоматического решения многовариантных задач. Например, система может изменить конфигурацию оката рукава в зависимости от нормы посадки материала на сантиметр длины проймы.

Затраты времени на разработку проектно-конструкторской документации в каждой программе представлены в виде диаграммы на рисунке 3.

Производя оценку каждой САПР по критериям, которые были заложены в целях проведения сравнительного анализа, следует заметить, что разработка модели в программе «ГРАЦИЯ» «проигрывает» всем остальным по показателю «время» и набрала наименьшее количество баллов по качеству посадки изделия на фигуре. Использование программы целе- сообразно на предприятиях мелкосерийного производства, с тщательной проработкой модели в экспериментальном цеху.

Рисунок 3 – Диаграмма затрат времени на разработку проектно-конструкторской документации (мин)

Программа «КОМТЕНС + 3D» подойдет для малых предприятий, работающих с индивидуальным потребителем, т.к. позволяет строить изделия как на условно-типовую фигуру, так и на фигуру с отклонениями, при этом разрабатывать и видеть силуэт одежды на объемном изображении фигуры, производить поиск пропорций, новых форм, задавать положения швов.

Программы «GRAFIS» и «АВТОКРОЙ» рассчитаны на работу на предприятиях массового производства швейных изделий. Особо следует отметить «GRAFIS», в которой легко разрабатывать и первичные чертежи, и модели конструктивно-унифицированного ряда. Особенностью системы является так называемый механизм наследования параметров материнской детали дочерними, которые были из нее разработаны.