電腦橫機(jī)制版工藝與設(shè)計(jì)系統(tǒng)的現(xiàn)狀與趨勢

李日東　朱文俊

本文總結(jié)了國內(nèi)外電腦橫機(jī)制版工藝與設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，著重闡述了國內(nèi)在這一領(lǐng)域的不足，同時(shí)結(jié)合企業(yè)的不同要求和生產(chǎn)習(xí)慣，提出電腦橫機(jī)制版工藝與設(shè)計(jì)系統(tǒng)更新升級是必然趨勢。

This article summarized the status-quo and developing trend of plate making process and design system of computer-aided flat knitting machine at home and abroad, and pointed out the deficiency of this industry at home. Combined with various requirements and production modes of mills, the authors put forward that it was an inevitable trend to improve and upgrade current plate making process and design system of computer-aided flat knitting machine.

電腦橫機(jī)的專業(yè)化非常強(qiáng)，而且高質(zhì)量設(shè)備生產(chǎn)的難度也非常之大。目前國內(nèi)電腦橫機(jī)的生產(chǎn)已經(jīng)初具規(guī)模，但技術(shù)的先進(jìn)性和硬件的生產(chǎn)水平依然處于仿制階段。

1電腦橫機(jī)制版工藝與設(shè)計(jì)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

電腦橫機(jī)的制版設(shè)計(jì)技術(shù)在羊毛衫生產(chǎn)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是花型輔助設(shè)計(jì)，二是工藝輔助設(shè)計(jì)。電腦橫機(jī)上的計(jì)算機(jī)輔助花型準(zhǔn)備系統(tǒng)是花型設(shè)計(jì)的一個(gè)典型應(yīng)用。它不僅可用來設(shè)計(jì)針織花型和織物結(jié)構(gòu)，還可以將生成的針織程序輸入到機(jī)器的控制箱中，在編織過程中各控制裝置可根據(jù)程序要求自動(dòng)變換工作狀態(tài)。

1.1國外電腦橫機(jī)制版系統(tǒng)發(fā)展得比較成熟

如德國Stoll（斯托爾）公司的CMS系列花型設(shè)計(jì)系統(tǒng)，日本Shimaseiki（島精）公司的SES系列花型設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。這些公司的制版系統(tǒng)大都具有花型設(shè)計(jì)、自動(dòng)生成編織控制程序、織物結(jié)構(gòu)模擬、模特預(yù)穿衣和模擬編織等功能，并且都具有友好用戶界面、不斷更新畫圖和工藝的工具包、使用窗口形式并支持拖放技術(shù)、一系列防止已完成工作錯(cuò)誤丟失的保護(hù)措施、設(shè)計(jì)時(shí)間大大縮短等特征。但是這些針織毛衫花型準(zhǔn)備系統(tǒng)是各電腦橫機(jī)生產(chǎn)廠商為自己的橫機(jī)推出的配套產(chǎn)品，只適用于配套機(jī)器，而且需要用專門的編程語言。

除此之外，還有一些CAD產(chǎn)品可設(shè)計(jì)花型、模擬織物效果，并產(chǎn)生適合多種類型的機(jī)器（如以上兩種電腦橫機(jī)）的控制程序，如Minima System、Easy Tex、Modex System等。此外，還有一些只進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的CAD產(chǎn)品，如澎馬電腦公司的Prima Vision設(shè)計(jì)軟件，它是一個(gè)多層面、多功能的毛衫CAD系統(tǒng)。其中Knit Expert帶有的結(jié)構(gòu)單元庫，包括有多個(gè)常用的組織結(jié)構(gòu)，如平針、羅紋、阿蘭花、絞花等，并具有十分逼真的立體模擬效果，用戶可以隨心所欲地利用這些組合單元構(gòu)建所需花型，覆蓋到所選的款式衣片上，得到成衣的效果，從而節(jié)省打樣工序，縮短設(shè)計(jì)過程。

1.2國內(nèi)對電腦橫機(jī)制版系統(tǒng)的開發(fā)

國內(nèi)有一些高等院校、科研機(jī)構(gòu)也致力于這方面的開發(fā)，產(chǎn)品涵蓋了毛衫設(shè)計(jì)、編織效果模擬、編織工藝計(jì)算、后整理工藝單編輯等方面的功能。如東華大學(xué)信息學(xué)院研制開發(fā)的花型準(zhǔn)備系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)，以BorlandC++的OWL作為開發(fā)工具，在WIN95環(huán)境下編制，可實(shí)現(xiàn)一些針織結(jié)構(gòu)的靜態(tài)模擬仿真。對于緯平針、羅紋等基本組織建立線圈模型，在模擬時(shí)可直接調(diào)用；對于較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)花型，如絞花，采用掃描真實(shí)圖片，劃分成組織單元，制成灰度圖像，在模擬時(shí)，置換成所需顏色，拼接成衣片的花型排列。但系統(tǒng)在設(shè)計(jì)與生產(chǎn)相結(jié)合、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)等方面做的還是不夠。雖然價(jià)格上有優(yōu)勢，但和國外同類產(chǎn)品相比，接受率還是不高。

國內(nèi)開發(fā)的制版工藝系統(tǒng)，功能還不完善，存在一些欠缺。這樣，已開發(fā)出的制版軟件系統(tǒng)使用不夠靈活，不能適應(yīng)企業(yè)的實(shí)際作業(yè)，實(shí)用性差，軟件無法做到為不同的企業(yè)提供不同的工藝算法，以適應(yīng)不同設(shè)計(jì)人員的需要。同時(shí)國內(nèi)開發(fā)的CAD系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的款式變化少，品種不豐富。有些系統(tǒng)操作性差，企業(yè)工藝人員接受起來有一定難度。而且羊毛衫的時(shí)裝化趨勢越來越明顯，使得其翻新速度加快，花樣品種豐富多變，其相關(guān)設(shè)計(jì)工藝也必然跟著需要不斷變化，所以羊毛衫輔助設(shè)計(jì)軟件更新升級的趨勢不可避免。

1.3國內(nèi)電腦橫機(jī)制版系統(tǒng)的不足

國外電腦橫機(jī)制版系統(tǒng)龐大，對設(shè)備專用性限制嚴(yán)格，使用系統(tǒng)時(shí)對專業(yè)人員要求高。而且國外的系統(tǒng)一般都是生產(chǎn)廠商針對自己的機(jī)器專門設(shè)計(jì)的，和設(shè)備連接緊密，這就意味著必須同時(shí)購買設(shè)備和系統(tǒng)。但是國內(nèi)大部分羊毛衫生產(chǎn)廠家規(guī)模都是偏中小型，所以要一下子引進(jìn)國外的那些系統(tǒng)，甚至普及使用在近期時(shí)間是不能實(shí)現(xiàn)的，而這種情況會阻礙計(jì)算機(jī)為羊毛衫生產(chǎn)工業(yè)服務(wù)的發(fā)展趨勢。因此，國內(nèi)許多科研單位和高等院校針對這個(gè)情況開發(fā)出許多功能相近、各有所長的軟件，但這些系統(tǒng)還普遍存在一些不足。

（1）款式設(shè)計(jì)方面不規(guī)范。大多數(shù)軟件在設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮到軟件的實(shí)際應(yīng)用性，款式設(shè)計(jì)步驟復(fù)雜，對于不懂計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來說，要掌握這樣的款式設(shè)計(jì)方法還是比較困難的；輔助設(shè)計(jì)功能不完善，用戶在進(jìn)行款式設(shè)計(jì)時(shí)得到的提示少；軟件在款式設(shè)計(jì)規(guī)范性方面做的不夠，對于經(jīng)驗(yàn)不豐富的設(shè)計(jì)人員來說，難以充分達(dá)到設(shè)計(jì)的正確性。

（2）編織工藝單就設(shè)計(jì)方面靈活性不強(qiáng)。因?yàn)槊總€(gè)企業(yè)每個(gè)設(shè)計(jì)人員由于實(shí)際需要和經(jīng)驗(yàn)等因素會對編織工藝的計(jì)算公式有些特殊要求和使用方法，所以如果可以允許他們對計(jì)算公式進(jìn)行修改，則可以提高軟件靈活性和實(shí)用性。

（3）產(chǎn)品用料計(jì)算方面欠缺。一個(gè)企業(yè)要想獲得最大的利潤，必須要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡可能減少消耗，如果預(yù)知產(chǎn)品的用料量去購買原材料，可以避免材料的浪費(fèi)和無計(jì)劃采購，從而降低成本。

（4）織物模擬方面的三維效果和模特試衣系統(tǒng)不成熟。目前市場中推廣的系統(tǒng)多以二維半來模擬三維效果，即先建立具有立體層次感的位圖小模型，然后據(jù)此形成整個(gè)編織衣片的視覺效果。同時(shí)織物的動(dòng)感、質(zhì)感和人體著裝運(yùn)動(dòng)效果模擬等方面還是難題。

2電腦橫機(jī)制版工藝與設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

目前在國內(nèi)眾多的羊毛衫生產(chǎn)企業(yè)中，毛衫的設(shè)計(jì)與打樣基本上還是由經(jīng)驗(yàn)豐富的工藝人員以手工方式進(jìn)行的，這不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且誤差和錯(cuò)誤也在所難免，既不利于企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，也不適應(yīng)當(dāng)前服裝市場小批量、多品種、短周期的特點(diǎn)。因而，電腦橫機(jī)的制版工藝與設(shè)計(jì)技術(shù)在羊毛衫的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)甚至管理、銷售等方面的應(yīng)用已經(jīng)成為潮流和趨勢。

2.1智能化

現(xiàn)有的針織制版系統(tǒng)多缺乏靈活的判斷、推理和分析能力，使用者僅限于具有較高專業(yè)知識和豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員，并且只是簡單地用鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器等現(xiàn)代工具代替了傳統(tǒng)的紙和筆。隨著CAD用戶群的擴(kuò)大和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，開發(fā)智能化專家系統(tǒng)成為針織制版設(shè)計(jì)工藝新的發(fā)展方向。如何汲取優(yōu)秀設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)和智慧, 使整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得更容易, 這是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。毛衫款式千變?nèi)f化，但是萬變不離其宗。利用人工智能技術(shù)開發(fā)智能化系統(tǒng)，可以幫助設(shè)計(jì)師構(gòu)思和設(shè)計(jì)新穎的毛衫款式，完成款式到成衣樣片的自動(dòng)生成設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)與工藝的水平，縮短生產(chǎn)周期，降低成本。

2.2三維立體化

迄今為止，實(shí)用的商品化羊毛衫制版系統(tǒng)都是以平面圖形學(xué)原理為基礎(chǔ)的，無論是款式設(shè)計(jì)還是樣片設(shè)計(jì)，其中的基本數(shù)學(xué)模型都是平面二維模型。隨著人們對羊毛衫的質(zhì)量和合體性的要求越來越高，羊毛衫制版設(shè)計(jì)系統(tǒng)迫切需要由當(dāng)前的平面設(shè)計(jì)發(fā)展到立體三維設(shè)計(jì)。羊毛衫是柔性的，它會隨著人體的運(yùn)動(dòng)不斷變化。羊毛衫設(shè)計(jì)軟件在實(shí)現(xiàn)從二維到三維的轉(zhuǎn)化過程中，如何解決織物質(zhì)感和動(dòng)感的表現(xiàn)、三維重建、逼真靈活的曲面造型等問題，是三維CAD走向?qū)嵱没⑸唐坊年P(guān)鍵所在。針織線圈結(jié)構(gòu)和成衣款式造型的逼真三維模擬是展現(xiàn)與檢驗(yàn)設(shè)計(jì)效果的有效方式，并能有的放矢地進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，可降低羊毛衫的制作成本。

2.3標(biāo)準(zhǔn)化

如今各公司的產(chǎn)品都是生產(chǎn)廠商針對自己的機(jī)器獨(dú)立開發(fā)的，與設(shè)備連接緊密，而且對設(shè)備專用性限制嚴(yán)格，相互之間不能兼容，這就意味著羊毛衫生產(chǎn)廠家必須同時(shí)購買設(shè)備和系統(tǒng)，給用戶帶來了一定的麻煩，所以推進(jìn)電腦橫機(jī)制版系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化勢在必行。

2.4用戶友好性

雖然近幾年從事電腦橫機(jī)制版設(shè)計(jì)的開發(fā)人員已經(jīng)注意到了軟件界面友好性的重要性，并在這方面做了不少努力，也取得了一些成績，但仍需進(jìn)一步提高。未來的羊毛衫制版設(shè)計(jì)系統(tǒng)將力求更加直觀，一目了然。語言不再成為產(chǎn)品使用的障礙，采用用戶熟悉的操作界面和繪圖工具將使用戶更感親切，即使不是專業(yè)人員也可以根據(jù)系統(tǒng)提示隨心所欲地進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.5集成化

越來越多的用戶希望羊毛衫行業(yè)設(shè)計(jì)軟件能提供更多的功能，如面料資料庫、數(shù)字檔案、存貨控制、顏色量度、成本估算及一般業(yè)務(wù)等, 最終實(shí)現(xiàn)PDM，即生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)飛速發(fā)展，羊毛衫設(shè)計(jì)系統(tǒng)的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，原來自成一體的系統(tǒng)正向CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）趨近。CIMS是指在信息技術(shù)、工藝?yán)碚摗⒂?jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代化管理科學(xué)的基礎(chǔ)上，通過新的生產(chǎn)管理模式、計(jì)算機(jī)風(fēng)格和數(shù)據(jù)庫把信息、計(jì)劃、設(shè)計(jì)、制造、管理經(jīng)營等各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)集成起來，根據(jù)多變的市場需求，使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工、管理到投放市場等所需的工作量降到最低。進(jìn)而充分發(fā)揮企業(yè)綜合優(yōu)勢，提高對企業(yè)對市場的快速反應(yīng)能力和經(jīng)濟(jì)效率。CIMS正成為未來羊毛衫加工企業(yè)的模式，是羊毛衫設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。

2.6網(wǎng)絡(luò)化

針織物的流行周期越來越短，企業(yè)能否建立高效的快速反應(yīng)機(jī)制是當(dāng)今企業(yè)在激烈競爭中能否勝出的一大關(guān)鍵。而服裝廠在定單、原料、設(shè)計(jì)、工藝到生產(chǎn)定貨過程中的網(wǎng)絡(luò)化已成為企業(yè)在市場運(yùn)作中必不可少的快速反應(yīng)手段。近幾年來隨著國際互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，一個(gè)現(xiàn)代服裝企業(yè)的CIMS已成為國際信息高速公路上的一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，其產(chǎn)品信息可以在幾秒之內(nèi)傳輸?shù)绞澜绺鞯亍ｋS著專業(yè)化、全球化生產(chǎn)經(jīng)營模式的發(fā)展，企業(yè)對異地協(xié)同設(shè)計(jì)、制造的需求也將越來越明顯。21世紀(jì)是網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，基于Web的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以充分利用網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能保證數(shù)據(jù)的集中、統(tǒng)一和共享，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的異地設(shè)計(jì)和并行工程。建立開放式、分布式的工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)將成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代針織服裝發(fā)展的重要趨勢。

3結(jié)語

從目前的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢分析，電腦橫機(jī)制版工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的更新升級是不可避免的。當(dāng)今羊毛衫市場以外衣化、時(shí)裝化、個(gè)性化、小批量、多品種、多樣化、實(shí)用化、系列化為發(fā)展潮流。今后，羊毛衫市場的競爭方式將順應(yīng)市場需求的變化，由“拼原料、拼價(jià)格”變?yōu)椤捌垂に嚒⑵纯钍健保饾u走向時(shí)尚化、個(gè)性化。因此，立足于國內(nèi)外現(xiàn)有設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況，開發(fā)一系列實(shí)用性強(qiáng)、功能齊全、操作方便、界面友好且能夠適用與不同要求和生產(chǎn)習(xí)慣的企業(yè)的羊毛衫制版工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件就顯得刻不容緩。未來理想的電腦橫機(jī)制版工藝設(shè)計(jì)軟件將依據(jù)智能化、人性化的原則，在提供總的設(shè)計(jì)模塊的前提下，為企業(yè)設(shè)計(jì)人員留有充足的設(shè)計(jì)余地，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化、集成化手段，使設(shè)計(jì)者的思路可以得到充分的發(fā)揮，從而逐步改善舊的工藝流程，縮短生產(chǎn)周期，來適應(yīng)激烈的市場競爭，為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 李晴，趙展誼. 新型羊毛衫CAD 軟件開發(fā)[J]. 北京紡織，2003，24（5）：54 – 55.

[2] 劉童花，鄧中民，索盈，等. 針織橫編羊毛衫設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)[J]. 武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，20（2）：19 – 20.

[3] 李紅霞，鄧明勝. 羊毛衫的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及優(yōu)化系統(tǒng)[J]. 針織工業(yè)，2004（6）：47 – 50.

[4] 葉欣. 羊毛衫編織工藝的研究與開發(fā)[D].天津：天津工業(yè)大學(xué)，2005.

[5] 劉欣. 服裝CAD的發(fā)展趨勢 — 智能化[J]. 泰山鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（2）：29 – 30.

[6] 鄒平. CAD技術(shù)在現(xiàn)代服裝領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（1）：15 – 18.

[7] 于愛紅，楊曉霞. 國內(nèi)外服裝CAD 的發(fā)展趨勢[J]. 紡織科學(xué)研究，2005（2）：21 – 24.

[8] 周盈. 服裝CAD向個(gè)性化發(fā)展的必然趨勢[J]. 蘭州學(xué)刊，2007（6）：122 – 123，112.