Разработка элементов информационного и математического обеспечения для выполнения адаптационного анализа на предприятиях сервиса

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

УДК 687.016:687.12

разработка элементов информационного и математического обеспечения для выполнения адаптационного анализа на предприятиях сервиса

Медведева Т.В.,

доктор технических наук, профессор,

ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», г. Москва

The research formalizes the adaptive analysis of the clothing design styles to develop parameters for information and software—aimed at related IT in the automation support system for the decision-making process.

В статье приведены результаты выполненных разработок и исследований, направленных на формализацию адаптационного анализа проектируемых фасонов одежды в сфере сервиса с целью разработки элементов информационного и математического обеспечения соответствующих информационных технологий в виде АСППР.

Ключевые слова: процесс проектирования конструкций одежды (ППКО), автоматизированная система поддержки принятия решения (АСППР), работы творческого и технического характера, формализация, инженерно заданная система «человек-одежда».

Особенностями ППКО для предприятий сервиса, изготовляющих одежду для индивидуального потребителя, являются:

• наличие работ по приему и оформления заказа;

• определение антропометрической характеристики индивидуального потребителя;

• выбор предпочтительного варианта фасона изделия;

• индивидуальный раскрой изделия;

• примерка изделия.

Первая составляющая — работы по приему и оформлению заказа, относится к организационной работе, легко автоматизируется и уже выполняется на ряде предприятий сервиса с помощью компьютера. Определение антропометрической характеристики индивидуального потребителя или выполнение антропометрического анализа фигур потребителей может выполняться не только в автоматизированном, но и в автоматическом режиме при условии использования инженерно заданной системы «человек-одежда», проекционных размерных признаков универсальной видеоаппаратуры и соответствующего программного обеспечения [1].

Индивидуальный раскрой изделий относится к технологическим видам работ. В техническом плане автоматизация раскроя изделий уже достаточно давно решена, и решение вопроса зависит лишь от наличия финансовых средств на предприятии. Примерка изделия, очевидно, будет оставаться ручным видом работ еще длительное время, пока трехмерные компьютерные технологии не будут достаточно развиты и использоваться повсеместно.

По социальной значимости подбор предпочтительных вариантов фасонов одежды для конкретного потребителя является одним из наиболее важных видов работ на предприятиях сервиса, осуществляющих прием заказов на изготовление одежды. Этот вид работ называется адаптационным анализом и включает в себя:

• определение антропометрической характеристики индивидуального потребителя;

• выбор предпочтительного варианта фасона изделия.

Технологическая цепочка выполнения работ, выполняемая в СОЗ, выглядит следующим образом:

ПЗ ^ АнАкф ^ АдА ^ Вбк/мк ^ РИ ^ ОИ ^ ПИкф,

где ПЗ — прием заказа; АнАкф — антропометрический анализ конкретной фигуры заказчика; АдА — подбор предпочтительного варианта фасона изделия (адаптационный анализ); ВБК/МК — выбор базовой или модельной конструкции, предпочтительного фасона изделия высокого эргономического соответствия конкретной фигуре заказчика; РИ — раскрой изделия; ОИ — образец изделия, подготовленный к примерке; ПИКФ — примерка изделия на конкретной фигуре потребителя.

В СОЗ работают приемщики, конструкторы-модельеры, закройщики, художники. Выполнено большое число научноисследовательских работ по созданию методов и технологий выполнения адаптационного анализа [1—3]. Однако информационных технологий для его выполнения пока не создано. Полная автоматизация рассматриваемого вида работ возможна и не вызывает сомнений. Однако полная формализация невозможна из-за необходимости проведения большого числа работ творческого характера.

Работы творческого характера адаптационного анализа требуют исполнителя высокой квалификации — лица, принимающего решения. Именно поэтому наиболее целесообраз-

ной информационной технологией для его выполнения является АСППР.

Выбор предпочтительного варианта фасона изделия может осуществляться путем:

• самостоятельного выбора фасона изделия потребителем. В этом случае потребитель, как правило, приходит в ателье уже с готовым решением и поэтому эти варианты автоматизации не подлежат. Однако в дальнейшем возможен просмотр и оценка предпочтительности этого варианта фасона изделия на фигуре потребителя совместно с художником-консультантом при условии виртуального ввода фигуры заказчика в компьютер с помощью соответствующей видеоаппаратуры и программных средств;

• подбора фасона проектируемого изделия по журналу мод. Подбор и оценка предпочтительности варианта фасона изделия вполне может осуществляться в автоматизированном режиме. В этом случае целесообразно использовать автоматизированную систему поддержки принятия решения (АСППР);

• индивидуальной разработкой фасона изделия. Индивидуальную разработку предпочтительного для потребителя фасона изделия также целесообразно осуществлять с помо-

Рис. 1. Модель структуры адаптационного анализа

щью АСППР, для создания которой необходимо соответствующее информационное и математическое обеспечение;

•предварительной разработки предпочтительных вариантов фасонов для наиболее ярких представителей потребителей обслуживаемого региона по различным параметрам. Предварительное автоматизированное проектирование и в этом случае наиболее целесообразно выполнять в АСППР.

Все перечисленные пути выбора предпочтительного варианта фасона изделия, кроме последнего, могут выполняться с помощью компьютера в автоматизированном режиме художником-консультантом совместно с потребителем в момент приема заказа. Последний вариант осуществляется конструктором-модельером заранее, т.е. до заказа изделия потребителем в ателье. Таким образом, все рассмотренные варианты могут выполняться в единой АСППР в подсистеме обслуживания заказчика — СОЗ.

Обобщение и анализ ранее выполненных работ позволили разработать модель структуры адаптационного анализа, которая приведена на рис. 1.

Модель структуры определила обобщенную последовательность выполнения адаптационного анализа для предприятий сервиса:

• определить пути преобразования проектируемого фасона изделия на основе определения коэффициентов стройности фигуры потребителя, в результате чего выбирается один из следующих путей: оставить без изменения; адаптировать проектируемый вариант фасона изделия к конкретной фигуре потребителя; разработать предпочтительный вариант фасона;

• выполнить детальный антропометрический анализ конкретной фигуры потребителя: определить особенности телосложения фигуры; определить особенности осанки фигуры; определить особенности пропорций фигуры;

• определить доминирующие особенности строения фигуры потребителя;

Информационный фонд адаптационного анализа

Ф1. Антропометрическая составляющая фонда

Ф2- Художественно-конструктивная составляющая фонда

Ф1.1, Дуговые размерные признаки

Ф1.2. Проекционные размерные признаки

Ф1.3. Размерные признаки, определяющие

особенности строения фигур

Ф1.4. Величины интервалов безразличия

Ф1.5. Классификация типовых фигур

Ф1.6. Классификация зрительно-подобных типовых

фигур

Ф1.7, Графические модели типовых фигур Ф1.8, Графические модели идеальных фигур Ф1.9. Графические модели фигур потребителем с наиболее часто встречающимися особенностями строения

Ф2.1. Виды одежды Ф2.2. Модные ХКП

Ф2.3. Перечень особенностей строения фигур Ф2.4. Предпочтительные варианты ХКП Ф2.5. Перечень ХКП. изменяющихся в зависимости от особенностей строения

Ф2.6. Перечень геометрических силуэтных форм Ф2.7. Перечень текстильных материалов, их свойств и колористического оформления Ф2.8. Типовые формы костюма различных периодов моды XX века

Ф2.9. Типовые формы исторического костюма Ф2.10, Типовые формы народного костюма Ф2.11, Конструктивные решения типовых форм костюма различных периодов моды XX века Ф2.12, Конструктивные решения типовых форм исторического костюма

Ф2.13. Конструктивные решения типовых форм народного костюма

Рис. 2. Структура информационного фонда адаптационного анализа

• выполнить художественно-конструктивный анализ проектируемого фасона изделия: определить доминирующие элементы моды для проектируемого изделия; определить предпочтительные художественно-конструктивные решения изделия для выявленных доминирующих особенностей строения конкретной фигуры; установить функциональные зависимости между особенностями строения фигур и величинами ХКП; адаптировать проектируемый фасон изделия или разработать его предпочтительный вариант;

• выполнить художественно-конструктивный анализ измененного (адаптированного) или вновь разработанного (предпочтительного) фасона изделия относительно конкретной фигуры потребителя для однозначной его интерпретации модельной конструкции изделия.

Для создания информационной технологии выполнения адаптационного анализа в АСППР необходимо как минимум сформировать информационный фонд, определить его структуру и выявить неизвестные его составляющие. Созданный информационный фонд позволит перейти к разработке математического обеспечения адаптационного анализа.

Информационный фонд для выполнения адаптационного анализа в АСППР должен состоять из двух блоков: антропометрического и художественно-конструктивного. Структура информационного фонда представлена на рис. 2.

Анализ фонда свидетельствует о том, что ряд его составляющих в той или иной мере разработан, исследован, определен и сформирован в ранее выполненных работах [1—3]. Это в первую очередь касается антропометрической информации — Ф1. Художественноконструктивная составляющая фонда Ф2 в наименьшей степени исследована и разработана.

В соответствии с современной теорией информационных систем [4] математическое обеспечение (МО) делится на две части:

1) математические методы и математические модели (ММ), описывающие объекты проектирования;

2) формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.

Первая часть МО зависит и определяется особенностями объектов проектирования рассматриваемой предметной области. Реализация второй части МО является более слож-

Таблица1

Фрагмент функциональной модели выполнения адаптационного анализа

Состав общей функции проектной задачи Fc Состав и наименование подфункции проектной задачи Fi Наименование элементарных функций А Состав действий для получения элементарной информации

FАдА=F1UF2 F1 = Л и f2 А -определение пути преобразования проектируемого фасона изделия; f2 - определение доминирующих особенностей строения фигуры потребителя; А включает определение коэффициентов стройности фигуры потребителя; f2 включает выполнение детального антропометрического анализа фигуры потребителя; М: Г1 - определение по ГМФТФ/КФ проекционных размерных признаков и расчет коэффициентов стройности; f2: Г2 - анализ строения фигуры потребителя (пропорций, особенностей телосложения и осанки);

F2 = f3 и f4 и f5 и f6 f3 - определение ХКП функционального соответствия фигуре потребителя; f4 - определение ХКП эстетического соответствия фигуре потребителя; f5 - разработка адаптированного/предпочтительного варианта фасона изделия; f6 - выполнение ХКА анализа предпочтительного варианта фасона изделия f3 включает определение перечня ХКП, являющихся предпочтительными для рассматриваемой фигуры и/или определение их конкретных параметров по аналитическим зависимостям и номограммам... f6 включает определение прибавок к различным участкам изделия. и.т.д. f3: Г3 - выбор конкретных значений ХКП, являющихся предпочтительными для рассматриваемой фигуры потребителя. f6: Г6 - определение по предпочтительному варианту фасона, представленного на ГМОТФ/ КФ величин Пп Г7 - выполнение анализа и измерение графических элементов, определяющих ХКП фасона изделия; Г8 -определение ХКП, формирующих силуэтную форму изделия; Г9 - определение доминирующих элементов моды в изделии и психологического центра.

ной задачей, чем формализация отдельных проектных задач и должна основываться на системном подходе, комплексном описании объекта, процесса и средств автоматизации проектирования. Однако первые шаги в формализации процесса адаптационного анализа уже сделаны и реализованы в виде функциональной модели, фрагмент которой представлен в табл. 1.

Выполненные ранее работы позволили установить функциональные зависимости между некоторыми размерными признаками и художественно-конструктивными показателями (ХКП), зависящими от них, а также ММ для описания ГСФ женской одежды [1—3].

В настоящее время эта формализованная информация совместно с ММ описания графических моделей идеальных, типовых и конкретных фигур (ГМФИФ/ТФ/КФ) составляет значительную часть разработанного МО адаптационного анализа и свидетельствует о возможности установления функциональных зависимостей между особенностями строения фигур и величинами ХКП.

При проектировании одежды для индивидуального потребителя важное значение в композиции костюма имеет его психологический центр [5]. В большинстве случаев психологический центр в одежде находится в верхней части системы «человек-одежда» — между верхушечной точкой и линией груди и включает два антропометрических модуля фигуры потребителя — головной и плечевой.

Эти модули характеризуют следующие особенности строения фигуры: форму плечевого пояса (ширина и высота), длину, наклон и форму шеи, форму лицевой части головы. Эти особенности строения определяют выбор формы горловины в изделии и ее глубину. В то же время установлено, что форма и вырез горловины оказывает значительное влияние на адаптацию изделия к фигуре потребителя, однако формальные описания для определения предпочтительных решений этих художественно-конструктивных показателей по изменяющимся антропометрическим параметрам величин плечевого поперечного диаметра фигуры и длина шеи не установлены.

В связи с этим были проведены исследования по установлению математических зависимостей между указанными особенностями строения плечевого и головного пояса и параметрами горловины изделия.

Исследования проводились с использованием известных статистических и экспертных методов проведения эксперимента [6]. Число экспертов равнялось семи, повторность опыта была принята равной двум. Анализ полученных данных осуществлен в математически ориентированной среде Microsoft Excel.

Предварительно экспертам было предложено определить значимость влияния на выбор формы выреза горловины таких особенностей строения, как форма лицевой части головы, длина шеи и величина плечевого поперечного диаметра, то есть присвоить им ранги от 1 до 3. В результате проведения двух

Ранговые

гумми

Рис. 3. Диаграмма влияния на выбор варианта глубины выреза горловины факторов:

XI — форма лицевой части головы, Х2 — длина шеи, Х3 — величина плечевого поперечного диаметра

туров эксперимента была получена диаграмма, представленная на рис. 3.

Таким образом, установлено, что глубины выреза горловины зависит в наибольшей степени от длины шеи — ранг 1 (Х2), затем от формы лицевой части головы — ранг 2 (Х^; и в последнюю очередь — от величины плечевого поперечного диаметра — ранг 3 (Х3).

Следующий этап исследования был посвящен выявлению взаимосвязи между формой выреза горловины и формой лицевой части головы. В качестве исследуемых были выбраны шесть наиболее часто встречающихся и значимых с точки зрения выбора варианта формы выреза горловины, вариантов формы лицевой части головы (тетрагональная, пентагональная, эллипсовидная, орбикулярная, триангулярная и овоидная), представленные в табл. 2. В качестве форм выреза горловины исследовались варианты «каре», «под горлышко» и «^-образный».

Анализ обработки результатов эксперимента по исследованию влияния формы лицевой части головы на вырез горловины позво-

Исследуемые формы

лил выявить следующие закономерности. На выбор вариантов формы выреза горловины изделия влияют такие формы лицевой части головы, как орбикулярная, триангулярная, пентагональная и тетрагональная. Для овоид-ной и эллипсовидной форм лицевой части головы в изделии могут быть применены любые формы горловины и их производные (рис. 4).

Для наиболее ярких представителей вариантов триангулярной, пентагональной и тетрагональной формы лицевой части головы подходит только самый углубленный <^-образный» вырез горловины или углубленный овальный вырез. Варианты «каре» и «под горлышко» для всех вариантов триангуляр-ной, пентагональной и тетрагональной формы лицевой части головы не являются предпочтительными.

Разработку предпочтительных вариантов фасонов одежды для фигур сложных, значительно отличающихся от типовых, целесообразно осуществлять с использованием аналитических зависимостей, описывающих предпочтительные ХКП для каждой из до-

Таблица 2 лицевой части голов

Тип формы лицевой части головы

Эллипсовидная (овальная) № 1 Овоидная (яйцеобразная) № 2 Тетрагональная (прямоугольная) № 3

Формы лицевой части голої ы

Орбикулярная (приближающаяся к окружности) № 4

Пентагональная (пятиугольная) № 5

Триангулярная (приближающаяся к треугольнику) № 6

Тип формы лицевой части головы

Рис. 4. Диаграмма значимости влияния формы лицевой части головы на выбор формы горловины

минирующих особенностей строения. Этот принцип позволяет перейти к объективным и формализованным методам проектирования адаптированных и предпочтительных фасонов одежды, а, следовательно, сделает выполнение данного вида работ независимым от квалификации проектировщика.

Поэтому следующим этапом исследования было установление влияния каждой из антропометрических характеристик плечевого пояса фигуры на параметры выреза горловины.

Эксперимент осуществлялся на 45 объектах, представленных в виде графических моделей (ГМО) женского платья базовой формы с V-образным вырезом горловины различной глубины. При проведении эксперимента были введены ограничения, учитывающие, что в

моде доминируют величины плечевого поперечного диаметра и длины шеи, характерные для типовой фигуры (ТФ), т.е. нормальные, и предполагающие, что другие ХКП модели и размерные признаки фигуры, кроме исследуемых, не изменяются.

Варианты глубины выреза горловины задавались количественно , в см (табл. 3 и рис.5). В качестве особенностей строения исследовались широкие и узкие плечи, короткая и длинная шея. Эталонным объектом являлась ТФ размера 164-92-100.

Экспертам была предложена анкета для определения предпочтительного варианта выреза горловины в зависимости от длины шеи и ширины плечевого диаметра.

Таблица 3

уровни варьирования фактора «глубина горловины»

Уровни варьирования Гг, см Д Гг, см

а1 3,2 -6,4

а2 6,4 -3,2

а3 9,6 0

а4 12,8 3,2

а5 16 6,4

Рис. 5. Варианты глубины выреза горловины для типовых фигур, использованные в эксперименте

По результатам двух туров опроса аппроксимирующими прямыми установлены зависимости:

Y = 0,9143х+0,96; Y = -1,4759х + 0,32, определяющие выбор предпочтительной глубины горловины для фигур с различной величиной плечевого поперечного диаметра и длиной шеи соответственно (рис. 6 на с. 91 и 7 на с. 92). Математический анализ результатов экспертной оценки двух групп экспертов по двум турам опроса показал, что между рассматриваемыми признаками существует значимая корреляционная связь, т.е. с 95% вероятностью полученным аналитическим

/г.'

зависимостям можно доверять. Для совместного использования установленных зависимостей были разработаны номограммы (рис. 8 на с. 92), которые позволяют как в ручном, так и в автоматизированном режимах определять предпочтительные решения параметров горловины в зависимости длины шеи и ширины плечевого пояса.

При наличии информации о величине плечевого поперечного диаметра и длине шеи или их отклонений от нормальных значений, принятых для типовых фигур по ОСТ, можно графически определить предпочтительный вариант глубины выреза горловины, восполь-у= 0,ЗНЗх+0^б зовавшись для этого графиками

в? = 0,9553

dп,см

(рис. 6 на с. 91 и 7 на с. 92) или номограммами (рис. 8 на с. 92). Установленные в настоящем исследовании аналитические зависимости являются частью математического обеспечения для формального выполнения различных работ творческого характера в информационных технологиях в виде АСППР, СА-ПРО 2САБ и ЗСАБ, а также в

Рис. 6. График зависимости глубины выреза горловины от величины плечевого поперечного диаметра

у=-1,475х+0^2

Я1=0?Т2

Рис. 7. График зависимости глубины выреза горловины от длины шеи конкретной фигуры

< 5 -^1

<

5.5 -ш-

5 ІГ

4.5 іг 4 ІГ

3.5 ІГ 3 ІГ

2.5 іг 2 ІГ

0,5 ї|-0 ІГ -0,5 іг

-1,5 “Ц"

-2 ІГ -2,5 іг -3 іг

-3,5 -Щ-

<

Схема пользования

О о в е о

£ < 3,5 Д и, < -4,5 - £' <

I -4 --3,5 - -

1,75 -| -3 — -2,5 -

I -1,5 _

I -1 — -0,5 -

0 -I 0, 5 0 ІІІІІІІІІІІІІІІІІІИІ -

I 1 — 1,5 -

1,75 -| 2 -2,5 -3 —

і 4 -4,5 - -

-3,5 -1 5 —

Рис. 8. Номограмм2 5ля определения изменения глубины еь/ртзе зооловонеї е зависимости оимыенения а) еытмно илегевоги попеомеого Оиеметра ДрррО длинышои ОРДш

-Е- 5

1,75

2,5

2,5 -і

0

0

0 -=

1,75

2,5

2,5 —

-3,5

б

а

практической работе конструктора в качестве исходной инфор мации об изменении конструкции изделия в зависимости от особенностей строения конкретной фигуры заказчика. При условии наличия информации об особенности строения лицевой части головы

или их отклонений от нормальных значений, принятых для ТФ, можно определить предпочтительный вариант выреза горловины, воспользовавшись для этого полученной информацией.

Литература

1. Медведева Т.В. Развитие основ формирования качества при проектировании конструкций одежды. Монография. М., 2005. 290 с

2. Таран А.Н. Формализация способа выполнения адаптационного анализа женской одежды. Дис. ... канд. техн. наук. М. 2004 г. 340 с.

3. Сильчева Л.В. Совершенствование технологии проектирования конструкций одежды на начальных стадиях проектных работ. Дис.... к-та техн. наук. М., 2006. 267 с.

4. ГаскаровД.В. Интеллектуальные информационные системы. М.: Высшая школа, 2003. 431 с.

5. Основы теории проектирования костюма. Под ред. Козловой Т.В. М.: Легпромбытиздат, 1988. 351 с.

6. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 2001.