（服装设计与工程专业论文）基于批量定制的服装裁剪分床优化系统研究.pdf

a b s t r a c t w n ht h ei m p r o v e m e n to fp e o p l e 。sl i v i n gl e v e l g a r m e n tc u s t o m m a d e s e r v i c e sh a v eb e e nr e c o g n i z e da n da c c e p t e dg r a d u a l l yb ys o c i e t y h o wt ou s e t h e i re x i s t i n gp r o d u c tc o n d i t i o n st op r o v i d ep r o d u c t sw h i c hc a nm e e tt h e m a r k e td e m a n di sac h a l l e n g et h eg a r m e n te n t e r p r i s e ss h o u l df a c e ，e s p e c i a l l y f o rs m a l l - m e d i u mg a r m e n te n t e r p r i s e s t h ef i l i n go fg a r m e n tt y p ei sas o l u t i o n t od e a lw i t hg a r m e n tf i t t i n gp r o b l e m ，w h i c hi st h ek e yt e c h n o l o g yo fm a s s c u s t o m m a d e ；o p t i m i z a t i o no fc u t t i n gp l a ni sas o l u t i o nt od e a lw i t hr a t i o n a l i t y p r o b l e mo fg a r m e n tp r o d u c t t h e s et w op r o c e s s e sa r el i n k e du pi ng a r m e n t m a k i n gf l o w , a n dc o m b i n et h em o d e lo fm t m ( m a d et om e a s u r e ) a n dt h e m a t u r et e c h n o l o g yo fm a s sp r o d u c t ，w h i c hp r o v i d eas c i e n t i f i ca n de f f e c t i v e s o l u t i o nf o re n t e r p r i s ec a r r y i n go u tm a s sc u s t o m m a d es e r v i c e s t h e r e f o r e ， t h em a i nr e s e a r c hc o n t 百n t so ft h i sp a p e ri n c l u d et w os i d e sa sb e l o w ： 1 ，f i l i n gg a r m e n tt y p e f i l i n gg a r m e n tt y p ei sap r o c e s st ol o o kf o rt h e m o s ts u i t a b l eg a r m e n tt y p ef o rp e r s o n a lm e a s u r e m e n t i nt h ec o u r s eo f r e s e a r c h ，w i t ht h ei n t r o d u c t i o no fs i z e - c a p a c i t yd e f i n i t i o n ，t h es t a n d a r do f j u d g i n gf i t t i n gp r o b l e mh a sb e e nc h a n g e df r o ms u b j e c t i v ee s t i m a t i o nt ot h e q u a n t i t a t i v ec a l c u l a t i o no fc u s t o m m a d es i z ea n dg a r m e n ts i z eb ya n a l y z i n g t h ep r o c e s so fp a t t e r nd e s i g n a t i o n ，p u to u t t h em e t h o do ff i l i n gg a r m e n tt y p ea t l a s t 2 o p t i m i z i n gc u t t i n gp l a n c u t t i n gp l a ni sac o n s t r u c t i o na b o u th o w t o a r r a n g ec u t t i n gd i s t r i b u t i o no ft h ew h o l ep u r c h a s eo r d e r f r o mt h ep o i n to f p r o d u c t i o n ，t h ec u t t i n gp l a nc a nm e e tt h eu l t i m a t ep u r p o s eo fp r o d u c t i o n a s l o n ga st h ep l a ni su pt oc e r t a i np r o d u c tc o n d i t i o n b u tw i t hd i f f e r e n td e t a i lo f c u t t i n gi n f o r m a t i o n ，e a c hc u t t i n gp l a n h a sd i f f e r e n th u m a n ，m a t e r i a l t i m e c o n s u m p t i o n b a s e do nt h i sk i n do ff a c t ，t h ep a p e rp r o p o s e sam e t h o do f o p t i m i z i n gc u 牡i n gp l a n w h i c hf o rt h eb a s i cp u r p o s eo fi n c r e a s i n gp r o d u c t e f f i c i e n c ya n dr e d u c i n gp r o d u c tc o s t s t h eo p t i m i z i n gc o u r s ei sa sb e l o w ： 1 ) d e t e r m i n eo p t i m i z a t i o ng o a l sa n de s t a b l i s ht h eo p t i m i z a t i o nm o d e l s 2 ) f i n do u tt h ea l lp o s s i b l ec u t t i n gp l a nt h a t i ss u i t a b l ef o ra c t u a l p r o d u c t i o nc o n d i t i o n s 3 1e s t i m a t e t h e t i m e - c o n s u m p t i o n ， m a t e r i a l c o n s u m p t i o n , w o r k e r c o n s u m p t i o no fe a c ha v a i l a b l ec u t t i n gp l a n 4 ) a c c o r d i n g t ot h eo b j e c t i v e s ，i d e n t i f yt h eo p t i m a lc u t t i n gp l a n i nt h ec o u r s eo fr e a l i z a t i o n ，a n a l y s i so ft h ef a c t o r si n f l u e n c e st h eg a r m e n t f a b d c c o n s u m p t i o n ，a n d s u m m a r i z et h el a wt h a th o wt h e w a y s o f p a t t e r n a r r a n g i n ge f f e c tg a r m e n tf a b r i cu s a g et h r o u g he x p e r i m e n t ；a n dp u t f o r w a r dam e t h o df o rp r e d i c t i n g m a r k i n gl e n g t hf i r s t l yb yu s i n gt h eb p a r t i f i c i a in e u r a in e t w o r k ，a n de s 协b l i s ht h eb pm o d e l ，t h er e s u i t so fe x p e r i m e n t s h o wt h a tt h em o d e lh a sg o o dp r e d i c t i o na n dc a nb et h ec o n s t r u c t i o nf o r f a c t o r yt oe s t i m a t et h ef a b r i cc o n s u r r i p t i o na n dd e s i g no p t i m a lc u t t i n gp l a n f i n a l l y , t h r o u g hu s i n gt h ec 聋c o m p u t e rl a n g u a g e ，b u i l d i n gm a t l a bc o m ， a n dd e s i g n i n gs q ls e v e rd a t a b a s e d e v e l o pas y s t e mo fo p t i m i z i n gc u t t i n g p l a nw h i c hc a na c h i e v et h ef u n d a m e n t a lf u n c t i o no ff i l i n gg a r m e n t - t y p ea n d o p t i m i z i n gc u t t i n gp l a n w i t ht h es y s t e mt h eg a r m e n te n t e r p r t s e sc a np r o v i d e f a r t h e s tg a r m e n tc u s t o m - m a d es e r v i c e sb a s e do ni t se x i s t i n gc o n d i t i o n sa n d e n s u r et h a tt h ef i n a ld e c i s i o n m a k i n go fc u t t i n ga r r a n g e m e n ti sa c c u r a t ea n d s c i e n t i f i c t h ef i n a lp u r p o s eo ft h er e s e a r c hi sf o ri m p r o v i n gt h ea b i l i t yo f g a r m e n te n t e r p r i s e sq u i c k - r e s p o n s et om a r k e t a u t h o r ：z h a n g h e n g d i r e c t e db yp r o f e s s o rz h a n g x i n k e y w o r d ：g a r m e n tt y p e - f i l i n g ，g a r m e n ts i z e c a p a c i t y , c u f f i n gp l a n ，b p n e u r a in e t w o r k 第1 章绪论 1 绪论 当前服装产业发展的主要生产模式已由传统手工定制、大批量生产步入到批 量定制，通过灵活性与快速响应来实现多样化与定制化m 。它的特点是多品种、 小批量、交货快，即需要生产的款式增多，而每一款服装的需求量在下降。这一 特点反映到生产厂家最明显的就是订单的数量增多了，能否在不改变产品质量和 增加成本的基础上缩短产品的开发和生产周期是服装企业致胜的关键。 1 1 问题的提出及研究意义 服装生产厂家在接到订单安排生产铺料前都要进行规划。一般是排料师傅根 据自积德实际经验，确定一个分床方案，具体包括裁剪分几床进行，每一床铺多 少层，每一层铺几个规格，每一规格铺几件等。例如西安某服装企业对于订单 1 - 1 ：s 码( 5 9 件) ，m 码( 1 0 0 件) ，l 码( 2 i s 件) ，i vw ) $ 傅给出的两种排料方案如 下： 方舡饿黝搭盏 当然，在实际操作中，由予事情饷复杂性，需要考虑的因素很多。在反复 的推算、比较过程中，还可能出现根多昀答选考案。虽说每一种方案最终都能完 成预期韵生产日的，但执行起来的效果完全不一样。比如：方案一比起方案= 具 有以下优点： 1 )减少了排料工人的工作量对于国内的服装生产厂家，特别是科技 化程度不商的小型企业，生产、划样、开剪大部分工作都是通过手 工完成。其中，划样、开剪会占用大量的对问。通过对比发现：方 案二比方案一要多出藤张摊料图，这样无形中加大了排料和铺布人 员的工作量。另外，在方案二中，l 码和m 码的服装各多排一次， 这意味着划样和开剪各多进行鬻狻增加了划样和裁剪人员的工作 量。 2 )更低的面料消耗方案一分两床裁剪，共铺布1 5 9 层，方案二分四 床裁剪，共铺布1 8 9 层。面料利用率= 单层布料利用率铺布层数。 在单层面料利用率变化不大的情况下，所铺布层数越少，面料利用 率越高。 由此可见，一个优秀的分床方案对于服装生产厂家的重要性，它不仅直接影 响到服装的制作成本，而且还制约着最终产是的交货期。现在问题是：如何在最 圆囤 “田 小k m似鼹。 ：圭州啦吟 r，(， 二 案 疗 第1 章绪论 短的时间内，建立一个基于客户订单数目灵活变化的最优化的裁剪方案。 据笔者考察，西安地区的一些中小型服装生产厂家在给出分床方案时，要么 过于依赖予排料师傅的实际工作经验，要么是由于粗糙的判断造成时间和资金上 不必要的浪费。虽然，国外已有部分软件能解决该问题，但往往由于价格和技术 上的垄断，对他们来讲，购买和使用这些软件很不现实。据于这种现实，就有必 要结合我国服装工业发展的特点，研制和开发出适合我国服装企业，尤其是中小 型服装生产厂家的分床方案优化系统，这也是本课题研究的目的所在。本研究旨 在通过增加决策的科学性和准确性来减少成本，提高生产效率，最终从整体上提 升企业的快速反应能力，为厂家带来更大的经济效益。 1 2 国内外的研究现状 二十世纪六十年代初，美国率先研制并开发出用于服装加工领域的c a d 软 件，最初主要用于排料、显示衣片的排列和裁剪规律。此项技术及其后续有关服 装c a d c a m 系统的开发应用大大推进了服装工业的发展进程。在服装分床方案的 研究方面，不得不提到法国的力克( l e c t r a ) 公司。2 0 0 4 年3 月l o 日，在a a m a t e x 展会上，力克和艾维斯公司展示了其对于服装工业和生产的最新的一整套解决方 案，其中的o p t i p l a n ( 裁剪大师) 是由力克公司自行研制开发的裁剪车间控制软 件，它优化了生产管理，在进行开剪前考虑各种影响因素，能从整体上提商裁剪车 间的工作性能，使生产精度和管理达到一定的漆平。图卜i 说明了使用o p t i p l a n 对提高排料效率的情况。艾维斯公司的a u t o m a r k e rp r os e r v e r 提供了一金商效、 自动的i n v e s m a r k 排料工艺的整合作业，应用于生产、采样和生产前的排料作业 中，与专业人员相比能获得更高的面料利用率【2 _ i 。2 0 0 5 年1 月5 日，力克通过对 艾维斯公司的收购，进一步巩固了其在服装工业生产领域提供软硬件设计和分销 世界第一的位置。 $ t i m e 搿群l * 喜i 肥f 成品规格系列的设计是先将号型系列中某一个号型转化为成品规格，再将该 成品规格按各规格要素的分档值向左右或上下放缩。放缩过程中，坚持跳档不可 超过分档数值。设矗x ，x 。r 一，) 【。分别为规格要素x 1 , x ：，x 。的分档值，则规格 系列中相邻规格间的最大规格容量为x i 2 。当两规格间容量超过该值时，必 须在其问增加规格的设置，以保持对个体体型的足够体现。实际上，为了满足个 体尺寸的需要，并不是对每个规格要素都进行跳档，丽是保持某一个或某一些不 变，使规格设计往纵深方向发展，保证成品规格系列具有更加广阔的覆盖精度。 如表3 一l 所示，其相邻规格间最大的规格容量为2 2 + 4 2 + i 2 2 + 1 5 2 - t - 1 2 = 2 4 9 6 ， 而1 6 5 7 2 与1 6 5 7 6 的规格容量( 9 2 9 6 ) 2 + ( 3 9 8 4 1 ) 2 + ( 3 6 8 3 7 8 ) 2 + ( 7 1 7 1 ) 2 + ( 5 8 5 5 8 5 ) 2 = 1 8 4 4 2 4 9 6 。 设：任意一规格z ，亡z 。( x ，x ：，x 。) ，a x ，a x ：，a x 。分别为规格要素 k x ：，x 。的分档值，规格跳措的最大规格謇量为a x 。2 。列举出规格系列中 q ( z ；，z ，) 窆妒的所有成品规格，并组成一个新的规格系列z 。( y ，y ：，y 。) ( 1 s 茎m ) ，不考虑成品规格间的相互影响，则z 。归档可接受的规格容量为 中2 圭喜喜( x 一y ；) 2 ，称中为z t 的最大归档容量。设z 为该服装的任定制规 格，根据就近原则，当q ( z ：z j 中；时，z 7 才有可能归入z 。将q ( z ，z 。) 与o ，的 比值印，作为归档的合体指数。可知，0 s 踞1 ，叩值越小，用该规格所制作的 服装合体性越好。因此，在一定程度上，可獠习作为服装合体性的评价指标。 3 4 归档实现 3 4 正常俸与特体的划分 第3 章号型归挡方法研究 成品规格尺寸必须大于相应的净体规格尺寸，这是服装的最低合体限度。否 则将会造成服装不能正常穿脱，合体性也就无从谈起。在满足最低合体限度下， 若个体定制规格能够并入企业的规格系列，对该企业来讲，都属于正常体，可进 行批量生产。否则，归入特体，需单独裁剪。号型归档亦是对个体尺寸实施正常 体和特体划分的过程。 3 4 2 归档步骤 归档按以下步骤进行： ( 1 ) 体型判断根据样本净体尺寸胸腰落差，即净体胸围减去净体腰围的差 值，判断个体所属体型类别。 ( z ) 找出人体测量数据中所属规格要素的净体尺寸 ( 3 ) 根据净体尺寸，按照规格设计方法，推导出属于该个体的定制规格。 ( 4 ) 依次计算q ( z ，z ；) ，并找出其中q 值最小的弓。若q ( z ，z ，) m j ，则 将其归入。否则，拒绝之，并将其视为特俸，需进行单独处理。 3 4 3 规档结构链 图：3 - 6 归档结构链 塑! 童兰型塑塑查鲨堕茎 3 5 归档举例 3 5 1 上装举例 下面以男中山装为例，将一组来自于三维人体测量仪的人体数据( 表3 - 1 ) 按本文提出的方法并入规格系列( 表3 2 ) ，并生成生产单。 表3 - 1 5 4 系列a 型号男中山装服装成品规格系列( 单位：c m ) ” 部位名称成品规格号 7 27 68 08 48 8 9 2 9 6 1 0 0 胸围9 29 6l o o1 0 41 0 81 1 21 1 61 2 0 总肩宽 3 9 84 l4 2 24 3 44 4 64 5 84 7 4 8 2 领围3 6 83 7 83 8 83 9 84 0 84 1 84 2 84 3 8 衣长6 76 76 76 7 1 5 5 袖长 5 5 55 5 5 5 5 5 5 5 5 衣长的6 9 6 9 s 9 鹊6 9 1 6 0 袖长 5 75 75 75 75 75 7 农长7 l7 l7 l7 1 7 1 7 l 1 6 5 袖长 5 8 55 8 5 5 8 乳。5 8 5 5 8 5 5 8 5 袭长 7 37 3 ”7 37 3 7 3 7 3 号 1 7 0 袖长6 06 05 06 06 06 0 衣长 7 5 7 5 7 5 7 57 5 1 7 5 柚长6 1 5 6 1 56 1 56 1 56 1 5 表长 7 77 77 77 77 7 1 8 0 袖长 6 36 36 36 36 3 表长 7 9 7 9 7 9 7 9 1 8 5 袖长 6 4 56 4 56 4 56 4 5 表长= 号4 啡5衣长分档簸： 2 胸围= 型+ 2 0胸围分档救- 4 设计依据袖长= 号3 0 针9袖长分档数；1 5 总肩宽= 总肩宽( 挣体) + l总肩宽分档数： i 2 领大= 领匿( 净体) + 3领大分档数： l 表3 - 2 三维人体测量数据表( 单位：e r a ) 归档实现； ( 1 ) 根据净体胸腰落差，找出个体所属的体型类别，见表3 3 。 翌! 兰兰型塑塑塑婆堑塞 ( 2 ) 对照成品规格提取所需人体数据，并按成品规格设计公式，计算出相应 的定制规格，见表3 - 4 所示 表3 - 4 定制规格表( 单位：c m ) 将规格系列表改记为z 。( x 。) 的形式，对表3 - 1 分析发现规格里有效的成品 规格有3 6 个，故这里的成品规格系列为z 。( x ，) ，具体见表3 - 5 。 表3 - 55 4 系列a 型号男中山装服装成品规格系列( 单位：e r a ) 曼堡垒! !旦曼! 丝21 塑! 二翌壅蓬l ! 韭塑篓垒墅 1 5 5 7 6 z 19 6 0