（服装设计与工程专业论文）服装裁剪方案优化系统的开发与研究.pdf

学位论文的主要创新点 i f ! | i ll l j l iifxih fi l lfiprllrlll y 18 7 9131 一、在归号功能研究中，采用最大隶属度原则和模糊聚类法对号型归 档、配号等功能的理论分析与验证。 二、在裁剪方案优化方面，其优化原理是基于一种理论的思想和方法， 将生产计划单假定为一个裁剪方案，根据“极限优化 选择最优裁剪 方案。 三、在裁剪方案优化算法的设计上，突破传统的分床方法，采用贪婪 算法进行分床方案的优化。 摘要 服装裁剪方案是裁剪工艺环节中控制生产成本的关键，不合理的裁剪方案带 来的是高成本、低质量产品，如何优化裁剪方案成为服装企业的关注焦点。目前 国内外服装生产信息化发展的主要方面在于服装c a d 系统、生产流水系统、信 息管理系统等等，而在裁剪方案优化方面却很少有完整系统的开发。对于我国中 小型服装企业来说，购买国外大型软件不但耗资大而且在软件功能使用上并不完 全，企业急需一种符合我国本土服装企业实际生产情况的裁剪方案优化系统。 本课题是在石家庄科技局项目依托的际华3 5 0 2 职业装有限公司下，进行裁 剪方案优化系统的开发与研究。针对服装企业实际生产需求，在对服装定制企业 的生产流程和裁剪工艺进行详细调研中得知，归号、裁剪方案、裁剪是影响裁剪 工艺的重要因素，因此，课题在重点完成裁剪方案优化功能的开发之外，还对归 号方法进行理论分析与验证，从而完善系统开发，为系统的二次开发做准备。 裁剪方案优化系统的研究分为两大部分，在归号功能的研究中，结合最大隶 属度和聚类分析法实现号型归档功能的理论探讨；在裁剪方案优化方面，基于理 论的思路与方法，将生产任务首先形成一个假定的裁剪方案，之后根据生产条件 的限制和生产任务，应用贪婪算法进行“极限优化”，在形成的多个裁剪方案中 选出最优化方案，实现优化功能的开发。这两方面的研究具有一定的相关性，使 裁剪工艺的优化在生产流程上成为一个较为完整的体系。 本课题通过产学研的形式，针对企业存在的实际问题，结合科学的理论研究 方法，实现定量分析和问题的定性解决。经过企业初步试用，所研究的裁剪方案 优化系统能在生产效率上提高2 0 左右，生产成本降低1 左右，解决了服装定 制企业中存在的裁剪工艺问题，从而降低生产成本，提高生产效率，满足企业的 生产需求。 关键字：裁剪工艺；归号：裁剪方案优化 a b s t r a c t c l o t h i n gc u t t i n gp l a ni st h ek e yt oc o n t r o lp r o d u c t i o nc o s ti nt h ec u t t i n gp r o c e s s u n r e a s o n a b l ec u t t i n gp r o c e s su s u a l l yr e s u l t si nh i 【g hc o s ta n dl o wq u a l i t y , t h e r e f o r e ， h o wt oo p t i m i z ec u t t i n gp r o c e s sb e c o m e sc l o t h i n ge n t e r p r i s e s a t t e n t i o n a tp r e s e n t , t h ei n f o r m a t i o nd e v e l o p m e n ti nc l o t h i n gm a n u f a c t u r ei sm o s t l yc o m p u t e ra i dd e s i g n s y s t e m ( c a d ) ，w a t e rp r o d u c t i o nh a n g i n gs y s t e m ，i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m a n ds oo n t h e r ei sf e wd e v e l o p m e n ti nt h ef i e l do fc u t t i n gp l a no p t i m i z a t i o n f o r m o s tg a r m e n te n t e r p r i s e s ，i ti sah i g hc o s tt op u r c h a s ef o r e i g ns o f t w a r e ，a n di td o e sn o t u s et h es 0 1 a r ef u l l y s ot h ee n t e r p r i s er e a l l yn e e d sal o c a l i z e dc u t t i n gp l a n o p t i m i z a t i o ns y s t e m f r o ms h i j i a z h u a n gt e c h n o l o g yp r o j e c t , t h i st h e s i sd o e sd e v e l o p m e n to fc l o t h i n g c u t t i n gp l a no p t i m i z a t i o ns y s t e m i nj i h u a3 5 0 2b u s i n e s sw e a l l i m i t e dc o m p a n y a i m e da tp r a c t i c a ld e m a n d ，i nt h es u r v e yo fc l o t h i n gp r o d u c t i o np r o c e s sa n dc u t t i n g p r o c e s s ，i tf o u n dt h a ts i z ec l a s s i f i e da n dc u t t i n gp l a na n dc u t t i n ga r et h em a i nf a c t o r s g r e a t l ya f f e c t i n gc u t t i n gp r o c e s s s o ，t h i st h e s i sf o c u s e so nt h ed e v e l o p m e n to fc u t t i n g p l a no p t i m i z a t i o nf u n c t i o n ，i na d d i t i o n ，t op r e p a r et h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n t , i td o e s t h et h e o r ya n a l y s i sa n dv e r i f i c a t i o nf o rt h es i z ec l a s s i f i e dm e t h o d s t h ec l o t h i n gc u t t i n gp l a no p t i m i z a t i o ns y s t e mi n c l u d e st w of u n c t i o n s i ns i z e c l a s s i f i e df u n c t i o n ，i ta d o p t sm e m b e r s h i pf u n c t i o na n dc l u s t e r i n ga n a l y s i sm e t h o df o r t h e o r yv a l i d a t i o n i nc u t t i n gp l a no p t i m i z a t i o nf u n c t i o n ，i ti sb a s e do nt h e o r e t i c a li d e a s a n dm e t h o d s ，a s s u m e st h ep r o d u c et a s ka sac u t t i n gp l a n ，a n dt h e nu s e sg r e e d y a l g o r i t h mt od ol i m i to p t i m i z a t i o nu n d e rt h ep r o d u c t i o nc o n d i t i o n ，a n df i n a l l yc h o o s e s t h eb e s ti nv a r i o u sc u t t i n gp l a n s t h et w op a r t s r e s e a r c hh a v ec e r t a i nc o r r e l a t i o na n d m a k ec u t t i n gp r o c e s so p t i m i z a t i o nm o r ec o m p l e t ei np r o d u c t i o n i nt h ef o r mo fp r o d u c t i o na n dr e s e a r c h ，a i m e da te n t e r p r i s ep r a c t i c a lp r o b l e m s ， c o m b i n e dw i t hs c i e n t i f i ct h e o r ym e t h o d ，t h i st h e s i sr e a l i z e sq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sa n d s o l v e sp r o b l e m si nq u a l i t a t i v ew a y s b ye n t e r p r i s ep r e l i m i n a r yt r i a l ，t h es y s t e mc a n i m p r o v et h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c yb y2 0 a n dr e d u c et h ep r o d u c t i o nc o s tb y1 s o t h er e s e a r c hc a ns o l v ec u t t i n gp r o c e s sp r o b l e m s ，r e d u c ep r o d u c t i o nc o s t , i m p r o v e p r o d u c t i o ne f f i c i e n c ya n df i n a l l ys a t i s f ye n t e r p r i s ep r o d u c t i o nn e e d s k e y w o r d ：c u t t i n gp r o c e s s ；s i z ec l a s s i f i e d ；c u t t i n gp l a no p t i m i z a t i o n 第一章 1 1 1 2 1 3 1 4 第二章 2 1 2 3 2 裁剪方案优化理论分析2 3 2 4 本章小结2 4 第三章服装归号模块分析与设计2 5 3 1 归号功能模块设计的理论依据2 5 3 2 归号功能开发的总体设计2 6 3 2 1 归号模块的需求分析及功能设计。2 6 3 2 2 聚类分析法实现归号的原理分析3 0 3 3 归号功能的验证3 3 3 3 1 归号功能的理论验证3 3 3 3 2 归号功能的操作应用3 3 3 4 本章小结3 4 第四章服装裁剪方案优化模块开发3 s 4 1 裁剪方案优化功能的开发依据与优势3 s 4 1 1 裁剪方案优化功能开发的生产需求3 s 4 1 2 裁剪方案优化功能开发的理论原则3 6 4 1 3 裁剪方案优化功能开发的优化条件3 6 4 1 4 裁剪方案优化功能的应用优势3 7 4 2 裁剪方案优化功能的开发总体设计3 8 4 2 1 裁剪方案优化功能的需求分析3 8 4 2 2 裁剪方案优化功能开发的算法设计。3 9 4 2 3 裁剪方案优化功能的程序开发6 1 4 3 裁剪方案优化功能的验证与应用6 6 4 3 1 裁剪方案优化功能的理论验证6 6 4 3 2 裁剪方案优化功能的操作应用。6 7 4 4 本章小结。6 9 第五章结论与展望7 1 5 1 结论7 1 5 1 1 裁剪方案优化系统的应用情况7 1 5 1 2 课题总结7 2 5 2 展望7 3 参考文献7 s 发表论文7 7 参加科研情况说明7 7 附勇之7 9 致谢8 7 第一章绪论 1 1 研究意义 第一章绪论 裁剪方案又叫做分床方案，是裁剪工艺中的重要环节之一，是根据生产计划 和生产条件设计制定出的合理的裁剪床数、铺布层数、套排的号型及件数。裁剪 方案是服装排料、耗料计算、裁剪的重要依据。裁剪方案优化系统是将裁剪方案 的制定和优化计算机软件化，通过计算机实现裁剪方案的自动优化生成，代替人 工经验制定裁剪方案的方式，实现提高生产效率和节约用料的目的。 目前国内外的服装数字化、信息化发展主要集中在计算机辅助设计( c a d ) 、 计算机辅助制造( c a m ) 等方面，在裁剪方案优化系统的开发与应用方面还很 少。国外服装系统开发公司中比较知名的就是力克公司开发的o p t i p l a n 软件，但 是国内企业考虑到成本因素基本上不购买使用，而国内软件开发公司也很少对此 进行针对性地开发，更多的在于理论方法的研究。鉴于此，本课题在石家庄科技 局依托的际华3 5 0 2 职业装有限公司进行课题项目调研，对裁剪方案优化系统进 行开发。 课题项目依托单位际华3 5 0 2 职业装有限公司属于大中型企业，早已引进了 服装c a d 、c a m 系统，随之又引进了特体服装软件m t m 系统。仅其中的一个 分厂，目前已引进美国格柏先进的服装c a d 系统1 3 套，单层电脑裁床2 台，低 层电脑裁床3 台，多层电脑裁床5 台，自动铺布机3 台。目前利用电脑排料，输 入数据供裁床进行裁剪。服装的设计和裁剪实现了信息化，这些先进计算机辅助 系统的引进提高了企业的自动化水平。 另一方面，国内职业装生产厂家包括际华3 5 0 2 职业装有限公司，在裁剪方 案的制定方面大多数还处于靠人脑手工制定阶段，所有订单裁剪方案的制定都是 凭借人工经验，将方案结果记录在纸上。当所指定的方案不能完成定额的情况下 需要返回，对号型数量进行重新组合，形成新的裁剪方案。这种制定方式不但繁 琐，工作量大，需要占用大量的生产时间，还经常出现错误，并且管理中没有合 理的资料存档方式，这与企业先进的生产设备极不协调，往往成为企业生产的瓶 颈。 裁剪方案是企业裁剪工艺流程中的关键环节，对裁剪方案进行优化能降低生 产成本，提高生产效率，增强企业生产竞争力，促进企业信息化发展，从而扩大 生产规模，给企业带来经济效益。而所调研的企业在此方面还处于人工方式，给 生产带来极大不便。因此，裁剪方案优化系统成为服装定制生产企业的迫切需求。 归号又叫号型归档，是将测量所得的人体制衣尺寸根据企业生产的号型规格 天津工业大学硕士学位论文 进行归类，以便于服装的批量生产。它是服装定制企业的生产前提，是制定裁剪 方案的重要依据。归号虽然不是此次科研项目的内容，但是归号的合理性极大程 度地影响着裁剪方案的优化，因此在本课题的研究中，将归号功能作为裁剪方案 优化系统的一部分功能进行技术方法的理论分析，为裁剪方案优化系统的二次开 发奠定理论基础。 1 1 1 企业裁剪工艺中存在的问题 裁剪工艺是服装生产中的重要环节。本课题针对职业装定制企业生产过程中 不合理的裁剪工艺带来的原材料浪费问题，对裁剪环节中的裁剪分床方法、裁剪 工艺的制定方法、裁剪计划及实施结果、存在的问题做了全面的调研。服装企业 目前在裁剪工艺中面临的主要问题有： ( 1 ) 计划单中每个号型数量不一致，每个号型有定额( 单耗) ，因此，裁剪套排方 案都凭借人工经验试着去组合，在基本完成定额的情况下即可，不能完成定额时 就得返回重新组合，没有实现用料最省的目的。这种经验值虽然有一定的优势， 但是需要耗费较大的时间和精力，而且管理分散凌乱，效率较低，并且一旦失去 经验，工作就很难进行下去。 ( 2 ) 软件排版的不足之处在于不能解决有色差的面料，计算机不能识别需要结合 的缝纫部位，幅宽对排料的影响较大。 ( 3 ) 对于多品种服装的面料种类多，有的号型的面料是通用的，这样，铺料裁剪 时就要考虑这个因素对不同号型进行搭配，把不同号型但相同材料的一起组合排 料，这样就可以提高面料的利用率。现在人工很难实现这一点，通过计算机软件 能对这些相同面辅料的号型进行组合。 ( 4 ) 号型定额都是一个平均用量，用中间号来估算，需要提高定额的准确度。 ( 5 ) 对于交期不同、布料入库时间不同的情况，裁剪时存在较大的排料损耗。 ( 6 ) 现在厂里尽量不用漏板，对于批量大、周期长、款式不变的产品可用漏板。 更多的是用c a d 排料。用于裁床裁剪时直接传输电子版排料图，用于人工裁剪 时将排料图打成纸皮。 ( 7 ) 拉布时通常根据布头板的数量甩一些布头出来，同时不同匹长的布料在接布 时存在不同的布料损耗。 ( 8 ) 在排版经验上，一个号型一个漏板时不甩单，套排时一般甩单较多。漏板可 以作为排料方案之一。根据号型大小的搭配、任务数量来排，_ 般中间号先排， 大小号再组合排。对于甩单是再套排还是用漏板，这都涉及到实效的问题。甩单 尽量套排，直到不能排为止再单排。在实际生产中存在完成定额的问题以及处理 布头的问题。 ( 9 ) 并不是对量体的所有客户号型都改板，按行业客户，每个客户一套样板，企 第一章绪论 业正在统一样板。经过样板整理，对大批量所有号型排版，根据经验可以上下衣 号型套排组合。 不同种类的服装量体如果都是净体尺寸，则需要根据服装种类的不同设置不 同的加放量。 a d 定额紧的小批量活要花大量时间去排料，影响了工作效率；套排分床方式都 是人工凭经验得到的方案，而不是计算机通过不同号型组合得到的最优方案，对 生产成本有影响；定额的计算也是人工根据数量号型计算得到的，没有实现软件 化。 鉴于以上问题的概述，对服装企业的裁剪工艺进行优化势在必行，从而降低 生产成本，提高生产效率和企业竞争力。 1 1 2 开发服装裁剪方案优化系统的必要性 本课题将服装裁剪方案优化和归号两方面结合进行系统的研究，其中，对 归号功能的理论分析验证能更好地为裁剪方案优化提供前提条件，对裁剪方案优 化系统的开发及时地满足了企业生产需求，解决服装定制企业裁剪工艺中的瓶颈 问题。 服装号型归档的重要依据就是服装号型与服装规格，如何合理地将人体测 量数据进行归档是生产的重要前提。我国现行的服装号型标准是g b l 3 3 5 - 9 7 ，净 身高数值为号，净胸围或净腰围数值为型，同时以胸腰差值为依据，将体型划分 为y 、a 、b 、c 四类，在成年男子和女子的号型系列中，身高与胸围或腰围组 合成5 4 或5 2 号型系列。服装号型系列是服装规格设计的重要依据，不同种类 的服装已经制定了国家服装规格标准应用在实际的服装生产制作中。每个人的部 位尺寸是不同的，对于服装定制大批量生产来说，服装企业不可能对每个人体号 型逐一地裁剪生产，并且用于服装生产的控制部位的尺寸又具有一定的共性，因 此有必要将测量的人体号型数据归档到国家标准号型中进行批量生产。这样不但 有利于降低生产成本提高工作效率，而且能提高企业的生产管理。归号的准确性 和合理性是服装合体度和裁剪生产的重要前提，有了合理的归号才能使后续工作 在一个更可靠地基础上进行，其效率更高，出错率更小，优化程度更高。 服装裁剪方案的制定是根据裁剪条件，将号型进行搭配组合，直至完成所 有生产。这是服装生产中节省面料、提高生产效率的重要环节。在我国中小型服 装定制企业的实际生产中，裁剪方案的制定大多是由人工凭经验来安排的，虽然 经验值在生产中占有一定的优势，但是对于订单生产数量多、号型多的情况，这 就是一件很繁琐累人的计算工作，而且工作效率也不高，有时候还会出现人为错 误。因此，随着服装信息化生产的发展，企业意识到计算机应用对生产带来的便 利性，希望应用信息技术来解决裁剪方案制定的繁琐工作，企业有必要通过计算 天津工业大学硕士学位论文 机信息化来处理裁剪方案的制定和优化工作，通过优化裁剪方案使得生产成本更 低，工作效率更高，避免人为错误，优化管理机制，进一步促进企业的信息化发 展。 综上所述，服装裁剪方案优化系统的开发具有一定的科研意义和重要的现实 意义。 1 2 国内外研究现状 目前服装企业的信息化发展需求越来越大，在服装生产制造中，比较成熟的 有服装c a d 系统，生产流水吊挂系统，计算机辅助制造系统( c a m ) 以及一些 管理软件等等，服装企业的信息化大规模发展成为必然趋判妇乜。在服装裁剪 方案优化的系统开发中，国外知名的服装软件开发公司力克公司研究和开发的 o p t i p l a n 软件具有一定的代表性，它借助整合式资料库和自动排料系统，能根据 实际生产订单和企业自身的估算方式，通过预先模拟出不同的生产方案来，然后 结合实际需要选择合适的裁剪方案，从而提高裁剪车间的工作性能，优化了生产 管理4 1 。 对于我国大部分中小型服装企业来说，购买国外开发的大型软件不太实际， 不但耗资大，成本回收率低，功能的使用性也不高。目前国内服装c a d 开发研究 重点在于服装制版放码排料上，深圳富怡公司开发的富怡软件在c a d s f j 版、排料、 放码方面比较系统，也有一小部分关于分床方案的功能，但由于该功能针对性不 强，实用性不高，所以在企业中几乎不应用。国内对裁剪系统的开发主要集中在 c a m ，比如中国服装研究设计中心研发的服装计算机辅助裁剪系统，是面向不 同厂家生产的c a d 、c a m 系统的排料图数据格式转换，成功地将国产c a d 系统 的排料图转换成制定厂家的裁床命令格式，自动生成裁剪文件直接驱动裁床，实 现c i m 环境下的c a d 、c a m 联机网络运行哺1 。国内在裁剪方案优化方面的软件 开发几乎处于零散空缺状态，而理论研究较多。比如西北纺织工学院研发的裁剪 方案优化系统，仅针对分床方案，基于生产传统的分床方法，利用最大公约数法 制定裁剪方案，通过计算裁剪方案的综合裁剪费用选择最佳方案，省却了人工许 多繁琐劳动，保证裁剪方案的实际应用旧。西安工程科技学院的论文研究中，基 于批量定制的服装裁剪分床优化系统，首次提出了应用b p 神经网络估算服装面 料消耗的方法，并建立了b p 估算模型，为最终裁剪分床方案的优化提供方法理 论上的指导。最后，通过c 撑语言、m a t l a b c o m 组件的构建和s q l s e v e r 后台数据库 的设计在程序上实现了号型归档和方案优化等功能口3 。东华大学主要以华东地区 典型男装公司为研究对象，将国家号型标准及企业设定规格的规律确定为理论人 体尺寸及分配方案，采用对制服上装进行模拟套排，用s p s s 软件处理得出套排 第一章绪论 用料的决定因素及号型归档原则，通过拉格朗日乘数法计算得出“归并后各规格 的件数相等可使用料总料最小 的结论陋1 。对于归号功能，目前国内研究比较成 熟，大连海事学院、广州金鼎科技等都有独立的归号软件开发，相关的理论研究 也主要用到了回归模型、神经网络、聚类模型等理论方法。 总而言之，在归号方面，除以上理论研究之外，还有模糊聚类分档、密切值 法归档等理论研究，也有商业性的软件开发；在裁剪方案优化方面，有传统的等 比等差归并法、矩阵建模、神经网络、遗传算法等理论方法研究。虽然这些理论 研究的研究思路是值得借鉴的，但是能将裁剪方案和归号整体化系统化的研究开 发程度不高，在企业中的实际应用更是不多曲儿1 1 3 。 对于企业来说，更希望理论研究能结合企业的实际生产，开发出具有针对 性和现实意义的产品。因此，一个完善的，适合我国服装定制企业生产的裁剪方 案优化系统是企业所渴求的。当然，由于裁剪工艺的复杂性、多样性以及企业生 产管理方式的不同给软件的开发带来了一定的制约，所以需要将企业的实际生产 情况和科学的优化理论紧密结合，经过定量与定性的综合分析得到科学的解决方 案。 1 3 本课题的研究内容 本课题的研究是在石家庄市科学技术局项目背景下，依托际华3 5 0 2 职业装 有限公司，以整体统一连贯，局部精准高效的思想，对裁剪方案优化系统从两方 面进行研究，即裁剪方案优化功能的开发和归号功能的技术理论分析。裁剪方案 制定的前提条件是归号，因此，本课题的研究不局限于项目开发内容，将归号功 能技术方法的理论研究做为课题的一部分，为裁剪方案的优化提供重要的前提条 件，有利于裁剪方案优化系统的二次开发。同时，两个环节紧紧相连，从局部优 化，实现软件系统和生产流程上信息和物资的顺畅生产。 号型归档即是将人体体型测量数据依据号型标准进行归类，它是服装企业 进行生产的前提，不合理的号型归档带来的是裁剪方案的不合理，面料的浪费， 成本的提高，以及配份包装的不合理。裁剪方案是根据归号结果和裁剪方法形成 的合理的排版计划，最终将生产计划中的号型数量分为若干裁剪床数。裁剪方案 是裁剪工艺的核心，它对面料成本、生产效益、利润的控制起着关键性的作用。 将以上两个方面的研究统一起来，对服装裁剪工艺实现计算机软件自动优 化，达到降低成本，提高效率的目的。因此，解决优化问题的数学算法是关键。 经过多次分析实验，本课题在解决号型归档方面采用最大隶属度原则和聚类分析 法实现了归号功能的理论分析与验证；在解决裁剪方案优化方面结合科学的理论 与多年实践经验，分析现有人工裁剪计划制定、历史裁剪工时和排料等资料，利 天津工业大学硕士学位论文 用先进的计算机技术根据生产计划要求裁剪的号型及其数量、定额等，在面料利 用率、裁剪时间、材料供应情况等约束条件下，利用贪婪算法进行“极限优化， 制定裁剪方案，从而使用料成本与裁剪时间达到最佳完美的统一。 本课题研究中在算法设计上的创新点，突破了传统的思想和方法。同时， 结合v i s u a lb a s i c 计算机语言对裁剪方案优化功能进行了开发n 锄引，在企业的实 际应用中具有一定的可行性，这也是课题的研究开发重点。结合计算机技术、数 学算法和企业实际生产来解决裁剪方案优化问题不但有利于服装企业生产的系 统管理和成本控制，而且有助于服装企业生产效益的提高和生产信息化的发展。 本课题的研究参考了国内外裁剪工艺优化方面的相关资料，深入调研国内服 装定制企业的实际裁剪过程，综合分析裁剪工艺的影响因素，以优化理论为指导， 针对企业实际需求问题，提出了一种基于理论与方法的裁剪方案优化，将归号、 分床、排料、裁剪集于一体，实现信息化管理。本课题的研究是针对企业裁剪工 艺方面存在的主要问题而展开的，通过对裁剪工艺的优化达到降低生产成本，提 高生产效率，优化管理机制的目的。本课题的研究技术路线如下图1 1 所示： 背景和意义ll 调研资料和理论文献的研究ii 系统的定义及开发的可行性 服装裁剪方案优化的研究对比以及 系统开发的理论分析与算法选择 分析裁剪工艺的影响 因素以及优化原则 对比分析各种研究理 论的优缺点 系统开发的理论依 据与算法的确定 服装裁剪方案优化系统的开发设计 归号模块的理论依据、 需求文档及算法设计 裁剪方案优化功能模块的理论依 据、需求文档、算法设计及开发 服装裁剪方案优化系统的验证与应用 图1 1 研究技术路线 第一章绪论 裁剪方案优化系统开发的总体框架图1 2 如下： 1 4 本章小结 图1 2 裁剪方案优化系统开发总体框架 裁剪方案优化系统的开发是针对目前我国服装定制企业的实际需求而展开 的，以理论研究为指导，实现计算机自动优化功能。裁剪方案优化系统的研究在 借鉴以往优秀理论研究资料的基础上，重点分析研究了号型归档功能和裁剪方案 优化功能，提出了一种简便实用的技术方法，具有一定的创新性，通过理论分析 研究，在程序开发和功能实现方面是具有可行性的。其中，对归号功能采用最大 隶属度原则和模糊聚类分析法进行理论分析与验证，为裁剪方案优化系统的二次 开发奠定理论基础；对裁剪方案优化功能采用贪婪算法完成了对其功能的理论分 析与程序开发，通过企业的测试，该功能的实际应用能大大提高企业的生产效率， 降低企业生产成本，解决了项目依托企业的燃眉之急。总而言之，裁剪方案优化 系统的研究与开发是势在必行的，其功能的应用能够促进我国服装企业裁剪工艺 的信息化发展进程，进一步提高服装企业的生产自动化水平。 天津工业大学硕士学位论文 - 一_ 8 第二章服装裁剪工艺的调研分析 第二章服装裁剪工艺的调研分析 从生产工艺流程来看，服装企业生产中的主要工艺流程有裁剪工艺流程、缝 纫工艺流程和整烫包装工艺流程。其中，裁剪是服装生产中的一个重要工艺环节， 首先，它是缝纫之前的准备工序，裁剪质量的好坏直接影响到产品质量和生产成 本，裁剪的质量问题通常会导致成衣质量问题的成批性。然后，裁剪是企业生产 成本的重要控制环节，它决定着原料的消耗，直接关系到产品的成本。预缩、验 料、排料、铺料、裁剪、验片、分包、编号和扎包等是裁剪工艺的主要流程，裁 剪方案的制定、铺料和裁剪是裁剪工艺的重点n 4 1 。而生产计划的下达则是裁剪生 产的前提和准备，生产计划的制定对裁剪生产带来很大的影响，归号是否合理， 生产计划的安排是否科学都影响着裁剪工艺流程的运作。归号是为了方便服装批 量化生产，将量体尺寸根据号型规格进行归档，在批量生产中提高生产效率降低 生产成本。裁剪方案的制定是为了在批量生产中低成本高效率地生产，在裁剪工 艺中起着规划性的作用。服装企业对成本和工作效率的关注程度很高，所以，本 课题将重点研究归号和裁剪方案的优化两大部分。如图2 1 所示为传统手工裁剪 工艺流程，它们的实施都是在合理的裁剪方案下进行的。 图2 - ! 传统手工裁剪工艺流程1 5 1 全自动裁剪工艺流程如图2 2 所示： 图2 - 2 全自动裁剪工艺流程1 5 1 天津工业大学硕士学位论文 2 1 服装裁剪方案制定的企业调研分析 2 1 1 服装定制企业裁剪方案的影响因素分析 依托课题项目际华3 5 0 2 职业装服装厂，下面对所调研的服装定制主要流程、 裁剪生产工艺做总结，分析影响裁剪方案的影响因素。服装定制生产主流程图如 2 3 所示。 图2 - 3 定制生产主流程图 服装定制企业生产的基本工艺流程包括估算用料、检验布料物料、测量人体尺寸、 号型归档、下达生产计划、样板制作、裁剪、缝制、成衣检验、包装入库等工序， 各个生产环节紧密相联。其中裁剪工艺是控制成品质量和生产成本的关键环节， 因此对影响裁剪工艺的因素进行分析显得尤为重要。 结合实际所调研的职业装定制企业，某计划任务单的生产流程首先是接单， 拿到订单后根据款式号型打母版，再根据号型标准进行推板，得到净板( 即工艺 用版，直接用于生产) ，最后根据样板计算生产用定额。生产部得到生产计划单 和技术标准之后，再根据定额要求领料，进行分床排料，结合幅宽和生产数量开 票，进行裁剪，最后进行缝制。 传统裁剪工艺中常见的问题主要表现在以下几方面：一、表达方式不利于 第二章服装裁剪工艺的调研分析 进行科学计算。大部分企业在制定裁剪分床方案和裁剪分配时都是由工人根据自 己的经验，对生产计划单中的号型进行组合排版，所得到的分床方案仅零散地记 录在纸上，时间一长，这些资料就容易丢失。裁剪分配时也同样是人工随机分配， 如不小心就会出现裁错问题。二、号型搭配不合理。在定制服装企业中，一个生 产计划单中涉及的号型可以多达五十个以上，因此要在完成定额的条件下进行排 版就需要对号型进行合理的搭配，不但要考虑到号型大小，还要考虑号型对应的 数量多少。比如，上衣号型与上衣号型搭配，下衣号型与下衣号型搭配，上衣号 型与下衣号型搭配。一般而言，大中小号同时搭配为最佳排料方案，尤其以大、 中号搭配，用小号样板填排最为省料。规格相近时搭配较省料。大、中、小号各 自排版，材料消耗最多。在实际生产中，受各方面因素的影响，有时候不能互相 搭配，这需要根据实际订单情况而定，比如面料的色差卷边问题，套排的甩单闯 题等。由于工人根据经验搭配号型时，在号型较多的情况下制定出来的搭配并不 是最优化的，不能最大限度的节省面料，有时甚至搭配出来的方案并不能完成定 额，生产用料加大，增大了生产成本。三、接单时间和反单等情况不一致。同一 个订单，不同的交期，客户的来料时间也是不同的，特别是反单对工作进度的影 响，对裁剪排料和裁剪分配也有一定的影响。四、定额的合理性。对于每一个生 产计划单都有一个限定定额，经过合理的号型搭配才能完成此定额，所以定额的 合理性对分床方案的制定和排版人员的工作影响很大，如果定额不合理，生产计 划单中大部分号型的排版不能在定额范围内完成，不但影响工作进度，而且还会 引起部门之间的不和谐。五、甩单现象严重。当一个号做一个板时，就不容易造 成甩单麻烦，但是实际生产时很少这样做，不但工作效率不高，而且面料耗费也 较大。但是当套排件数较多时，面料耗用减少了，但是甩出来的布头也就相应增 多，所以在号型组合之后应当留出一定数量的号型来用布头处理。六、面料的实 际幅宽、边差、色差等问题。由于各个号型的定额限定是在一定面料幅宽的条件 下设定的，所以，如果实际面料的幅宽存在较大差距时就会严重影响分床方案的 实施，色差与边差也不同程度的制约着排版质量和裁剪。七、母版、工艺版对裁 剪工艺的影响，板型直接影响着服装成品质量，在制版、核版、推板过程中更多 的是电脑手工结合，经验值要求较高。对于核版问题，没有进行计算机核版，也 没有采用缩小比例的版样，现在都采用打出1 ：l 的版样来进行核对，部分加工要 求较高的产品有时也打出样衣，根据样衣实际尺寸来核对母版，这样更加精确； 每种产品生产的版样都是由面料版、里料版、衬板及其它一些小部件等组成，有 的部分通用，有的是个体单独使用。如1 7 5 9 6 ，1 7 5 9 2 ，1 7 5 8 8 可能对于胸衬裁 片，使用一个号即可，合为一起裁剪，更为经济省事。八、裁剪工耗的影响。裁 剪工序所耗费工时表现为生产效率的高低，其中包括排料时间、划线、铺布、裁 天津工业大学硕士学位论文 剪等，在分床方案一定的条件下，只有合理的安排裁剪任务才能最大限度的利用 裁剪资源，提高生产效率。九、裁片尺寸与样板不符。裁片尺寸与样板不符表现 为裁片之间不吻合或成品尺寸不正确，其原因可能来自于面料质量问题和排版、 铺布、推刀不当。首先，这些面料存在布边过松或过紧现象，排版时样板偏移、 划线不准确、压线排版也可能造成衣片与样板不符。铺布对于衣片尺寸影响最大， 铺布之前面料未自然放松2 4 小时，拉布时未能自然放平都是造成尺寸不符的原 因，尤其是弹性面料。推刀不当则是造成裁片尺寸不合格的直接原因，走刀、偏 刀的结果是裁片形状与样板不符，裁刀过热则导致裁片周边热缩，裁片粘合、尺 寸变小。因此，要解决此问题必须严格执行核版制度，推刀人员要认真细心保证 点裁刀处于良好状态。铺布是最关键的一步，避免铺布层数过多、拉布松紧不一。 对于布边过紧的面料需视情形在布边处打刀口。 经过调研分析出影响际华3 5 0 2 职业装裁剪方案制定的所有因素如表2 1 所 示。 第二章服装裁剪工艺的调研分析 表2 i 裁剪方案的影响因素 影响因素 说明 服装款式产品品种：税务服、铁路服、公安服、检察院制服、防寒服等 每款号型每款中所包含的所有号型 每个号型中所包含的件数( 根据数量可以分为三种生产方式 各号型数量大批量、小批量和单裁) ，包括对部位尺寸在长度和围度 上的数据整理 产品 面料种类每款服装对面料颜色、种类、数量的要求 因素 到库面料 用于生产的面料的幅宽、边差、倒顺毛的要求以及仓库现有布 料数量、匹布长、布料到库时间 版型裁剪用电子版、漏板、对生产版型的技术要求 定额每种款式的面料定额、里料定额、衬料定额、钩扣线定额 接单时间拿到订单开始生产的时间 交期交货时间 拉布条件拉布设备、布卷号码、人数、方式、耗时 生产 裁床设备极限裁剪高度( 裁床最多铺布层数) 、极限铺料长度( 唛架最 条件 多可排件数) 、时间损耗、人员损耗、裁剪面料损耗 因素 唛架宽度一个款式中的最省料的排版幅宽 床数任务数量分几组来裁剪 长度与层数布料的铺布长度与层数 综合 规格数一床铺几个规格( 几个规格套排) 考虑 件数每个规格排几件 因素 组合方式结合省料和方便裁剪，上装与上装排，下装与下装排，上下装 一起排 甩单对甩单的处理方式 大中号组合、排小号 大小号组合，排中号 中小号组合，排大号 规格号型组合 大中小号同时组合 大中小号各自组合排 单色多规格、单款多色多规格、多款多色多规格、多款多面料 多色多规格 其他因素不同号型使用相同面料的情况、不同订单使用相同面料或生产 同一产品 对影响服装裁剪方案的主要因素用鱼骨图分析表示则如图2 - 4 所示： 1 3 天津工业大学硕士学位论文 归号 生产条件产品 规蒜 特殊情况 人为经验 其它因素 二 怠侮数_ - _ - _ _ _ _ - _ - _ 。- r ， 铺寥甲_ 甩单 号型组合方式 号型数 - - - - - - 一 综合因素 图2 - 4 裁剪方案的主要影响因素 裁剪方 案的主 要影响 因素 鉴于以上调研资料分析得出影响裁剪方案的主要因素包括以下四方面：一是定 额；二是号型数量、样板以及不同号型的套排方式；三是布料幅宽、单层面料厚 度；四是裁床极限铺布层数、裁床极限铺布长度、铺布方式等因素。 2 1 2 定额因素分析 通过以上企业调研分析可见，定额是一个重要的因素，它是决定服装面料成 本和裁剪方案的关键。影响定额合理性的因素包括以下几方面：一、特体：不合 理的号型归档将直接导致特体号型的确定。二、批量大小：不同订单的生产数量 不同，交期也不同。大批量的订单一般都能完成定额，而小批量的一般按照交期， 定额不一定能满足，比如加紧件的生产。三、套排：套排能完成定额却不利于裁 剪，而上下衣分开排版不一定能完成定额，却方便裁剪，这是排版人员与定额下 达人员之间的主要矛盾。四、幅宽：对于一个号型只有一个定额，而所领料的幅 宽不同导致面料的耗量不同，这就需要采购部门严格把关面料的采购。五、除了 以上因素外还有款式、颜色、样板数量、面料的色差、倒顺毛、零料，所以在计 算定额前先要根据这些影响因素人工估算排版方式，再进行定额的计算，例如， 针对边差因素在排版时就把服装不显眼的部位放在边上；针对渐进色差就按照服 装衔接部位顺着渐进的方向排版。 企业中的产品定额有两种，一种是前期定额，它是提供给采购部门进行一个 前期的备料准备用的；一种是生产定额，这是影响裁剪工艺的一个重要因素，定 l 第二章服装裁剪工艺的调研分析 额的大小限定了面料的利用率。其常用的计算流程为：把裁剪计划单中所有要用 到相同面料的一个款式的所有样片建档；接着输入号型生成排版图，由此得到所 有号型样片总面积，再由此总面积和利用率找中间号，然后用中间号排版，包括 对中间号的面、辅料排版，得到中间号的面、辅料排版利用率，再由此利用率计 算生产用的面料净用量。在确定中间号的过程中的计算公式如下： 排料图中所有样片的面积= ( 整个排料图的利用率) x ( 整个排版面积) 单个号型的定额= ( 单个号型的样片面积) x ( 号型任务数量) 所有号型平均定额= ( 单个号型定额之和) ( 订单总的任务数量) 那么，与平均定额最接近的定额的号型就是中间号。找到中间号之后，把中间号 的排版利用率运用到所有的号型中，结合各个号型衣片的净面积和面料幅宽，计 算得到各个号型每一件的用料面积和段长：由所有号型的用料面积( 段长) 之和 与总的生产数量就得到一件的平均用料面积( 段长) ，即得到定额。通过以上定 额的计算还可以得知，号型定额与号型数量成一定的正态分布关系，因此各个号 型的定额为分床方案优化提供了数据基础和优化依据。 2 1 3 服装定制企业裁剪方案的制定流程 下面对裁剪方案的制定流程做详细的介绍。在裁剪生产之前需要准备各种单 据，包括缝纫计划单、工艺标准单、定额( 电子版和纸质版) 、工艺样板( 电子 板和纸样板) 等等。以某个订单为例，所有量体尺寸经过归号处理分为两大类一 正常体号型和特体号型，分别纪录为缝纫计划单和特体尺寸计划单。同时，根据 号型数量、种类的特点，适当选择漏板生产。 缝纫计划单的处理流