我国服装CAD/CAM技术的应用及发展
绪 论
当今,对于服装和纺织行业来说,计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助生产(CAM)这两个术语已成为变革的代名词.随着我国科学技术的飞速发展,CAD/CAM技术在各行各业中被广泛应用,特别是在日益兴起的服装行业中更得到了充分的发展。计算机技术(CAD/CAM系统)在改进生产流程方面发挥了重要作用.近年来,服装行业利用CAD/CAM技术,又在探索着产品设计与展示的新方法,当今服装市场在品种多,质量高及款式新方面要求越来越高,为此,每个服装企业都在力求对这一市场需求不断做出快速的反应.由于使用CAD/CAM系统可以加快新产品的开发速度,提高产品质量,降低生产成本,提高了企业的生产效率和效益,使用户在设计,生产以及对市场的快速反应力方面有很大提高,同时,服装CAD/CAM技术和服装企业的其他计算机管理技术一道实现了服装企业生产与管理的现代化过程,所以,CAD/CAM系统是企业提高自身素质,增强创新能力和市场竞争力的有效工具随着计算机技术的不断发展,CAD/CAM技术的应用及发展越来越受到科技界的重视和企业界的认可.
虽然我没有参加学校CAD课程的学习，但我对这一学科也有着浓厚的兴趣，在强烈的求知欲望下，我几乎翻遍了图书馆里所有有关这方面的书籍，学习到许多关于CAD方面的知识，使我对CAD/CAM这一技术有了更深层次的了解。在此，我对服装CAD/CAM技术的现状、应用及其发展前景做一次简单的阐述。
一 我国服装CAD/CAM技术的现状
1 服装CAD教学
目前在我国,服装CAD教学还只涉及到CAD方面,包括了学院教学和社会培训两个部分.随着服装CAD技术的迅速发展和普及,越来越多的企业开始认识和采用CAD技术,企业对服装设计师的CAD技术提出了新的要求,为此,在九十年代中期,我国服装院校开始了服装CAD教学,在发达国家,由于企业和学校的双重资金投入,与服装相关的大学和学院都普遍开展了服装CAD课程,而且CAD的软件设施也较高,学生有机会在课堂上利用服装CAD系统实现设计和工艺制作的全过程,在国内,由于诸如国家招生政策的调整,作为再投入资金量等各种条件的制约,除了规模较大的设有服装专业的院校开展了服装CAD教学外,许多规模较小的学校,特别是招生不足的学校,尚没有开设这门课程的能力,即使开设了教程,教学条件也不够完善,但可喜的是,越来越多的院校,无论民办还是私办,无论规模大小,都认识到开设这门课程对培养跨实际人才具有的重要意义.目前在我国,将近30—40%的服装相关院校开展了CAD教学,社会培训将学院教学扩展到整个社会,利用现有的院校师资和设备能力,向社会开设CAD课程,普及CAD知识,强化服装就业人员的高科技意识和CAD技能,提高了服装行业的人才素质,推动了服装企业的进步与发展.
2 我国服装CAD/CAM市场
据不完全统计,在我国注册的各类服装企业有6-8万家,应用服装CAD/CAM系统统计的企业不到5%,而在欧美国家的普及率高达70-80%,在中国香港和台湾地区也达到30-50%,相比之下,我国的普及率偏低,因此潜在的市场空间巨大,同时,在国际内服装市场一体化,服装企业竞争激烈的形势下,国内服装企业需要在经营管理,技术提高,市场拓展和人才储备等各个方面都要进一步提高自身能力,取得竞争优势,引进具有高附加值的先进技术和设备成为服装企业的重要战略举措之一,所以从整体上看,未来千年内的服装CAD/CAM市场会出现较为繁荣的态势.
另一方面,面对如此庞大的市场,国内外服装CAD公司都大力在国内市场开展推广工作,国外公司凭借软件开发和硬件生产的综合能力提供软硬件一体化CAD平台;以直销和代销的形式在全国各个地区设立分支机构,形成遍布全国各地的销售和服务体系;积极推进管理和人才的本地化工作;强化品牌形象等.而且,一些国际知名公司实施全球化经营战略,在全球范围内兼并有发展潜力的公司,迅速扩充产品线,提高产品竞争能力,受到了国内大型服装企业的青睐,但是,系统成本和服装成本过高导致系统拥有成本过高,已成为制约国际服装CAD公司推进市场开发的突出问题,与此同时,国内的服装CAD公司凭借自己的文化,地缘上贴近中国用户的特点,以高智力为投入,开发出更适合国情,更满足需求的服装CAD系统,为形成市场竞争能力,各公司均建立常设的软件开发部门,在满足拥护需求的基础上,不断进行产品的升级换代,为向用户提供的软件和硬件系统解决方案.一些服装CAD公司与国内硬件厂商开展横向联合和协作,积极开发新软件,扩充产品系列,降低产品和系统成本,形成规模市场,已经成为国内CAD公司的共识.
二 服装CAD/CAM技术的应用
服装界所有知名生产厂家均使用CAD/CAM系统,如:SR Gent, Coats viyella, Desmonds, Desmonds, Dewhirsts等公司都是服装CAD技术的使用者和热情支持者.CAD/CAM系统使用得当,会给位于服装和纺织品供应链上所有的公司带来显著的商业利益.企业无论大小,如果它们不能充分利用计算机技术,特别是CAD/CAM系统所提供的功能,必将在市场竞争中处于不利地位.
1 服装CAD系统在企业中的应用
所有的纺织品设计师都可以使用CAD系统,其影响力贯穿从原料到零售整个过程.CAD系统在效果图展示及色彩的调整和搭配上有着广泛的应用.CAD/CAM系统具有强大而丰富的功能,设计师利用它可以创作出从抽象到照片效果的各种图象,并配以富于想象力的处理手 法,CAD系统已日趋成为一种信息交流的媒体.
服装设计师使用CAD系统,借助其强大的图形功能,完成比较耗时的版型变化之类的工作,如:板型拼接,褶裥设计,省道转移,纸样的加长或缩短,褶裥添加或删除等.板型变化可以在净版上进行,也可以在毛板上完成.同时,许多CAD/CAM系统还使用户可以测量缝合部位的尺寸,从而检验两片样片是否可以正确的缝合在一起.生产厂家通常用绘图机将纸样打印出来,该纸样可以用来指导裁剪,当然首先是用于制做第一件样衣.如果符合用户要求的话,接下来便是指导批量服装的裁剪了.CAD系统除具有版型设计的功能外,还可以根据防码规则进行放码.放码规则通常是由一个尺寸表来定义,并存储在放码规则库中.
2 CAM系统在企业中的应用
CAM系统不仅广泛应用于纺织机械的控制,如:针织,机织和印花,也大量应用于裁剪加工在很多公司,CAM系统与CAD设备互相独立,其性能的优劣取决与系统的效率,准确性和价格水平.CAM通常由经过专门培训的人员进行操作,这些人员不仅要具有大量的服装工艺方面的知识,同时还要非常了解产品及其结构.例如:在针织领域,工艺师必须具有针织结构,纱线密度以及钩针运动等多方面的知识.纺织品设计师在产品设计,产品展示,产品生产三个领域使用CAD/CAM系统,每个领域都有各自的CAD/CAM系统,而且每一系统都具有各自的特点.
3 CAD/CAM系统在服装生产加工中的应用
第一套应用与服装领域的CAD/CAM系统主要用于放码和排料.几乎系统的所有功能都是用于平面版型的,所以它是工作在二维系统上的.要了解服装的加工过程,了解服装公司的运作思路是十分重要的.在此.对公司的运行过程即从板型设计到生产出成品做简单的介绍:
首先,设计师会利用CAD系统进行版型的设计,运用系统所提供的绘制工具进行打版和板型变化工作.如:纸样的加长或缩短,分割,合并,添加褶裥,省道转移等.合理地使用CAD系统可以节省大量的时间,但不会代替打版技能.版型修改完后再进行版型输出,通常板型输出是利用绘图机打印在纸上,但也可使用刻版机裁出纸样或直接裁剪织物,从而加速样衣的制做过程.
其次,是运用计算机进行放码.计算机放码的最大特点是速度快,精确度高.CAD系统需要用户在基础版型上标出放码点,计算机系统则会根据每个放码点各自的放码规则生产全部号型的纸样并根据基础版的形状绘出网状样片,用户可以对每一号型的纸样进行尺寸检查,放码规则也可反复修改,以使服装穿着更加合体.
最后是产生排料图和投入生产的过程.排料对任何一家公司来说都是非常重要的,因为它关系到生产成本的高低.进行排料的第一步是设定服装的每一号型件数,随后设定所使用的面料的参数,特别是面料幅宽,面料的表面性质以及面料上的图案特点,还有铺料厚度和排料的最大长度等.CAD系统一旦达到了所要求的排料利用率,就可以按照排料图将所有样板排到面料上去.然后通过裁断,就可投入生产.当CAD/CAM系统用于排料是,就代表它已进入到服装的生产阶段了.
有些先进的CAD/CAM系统,它们的设计,放码,排料工作是紧密联系在一起的,随时都可以对设计进行修改,并且在设计方面任何变动都会自动地在各个号型中体现出来,同时也将反映在排料图中.CAD/CAM系统经常是设计师和生产人员之间相互交流信息的工具.是现代服装企业不可缺少的一部分.随着我国服装企业的迅速崛起,CAD/CAM技术在我国得到了前所未有的重视与发展.
三 我国服装CAD/CAM的发展前景
1 科技研究与产品开发
在七十年代后期,伴随着计算机硬件技术和CAD/CAM技术迅速发展,衍生于计算机辅助分析设计技术的第一套服装工艺设计系统在美国诞生,开创了服装CAD的新技术.随后在八十年代初,第一套微机服装CAD工艺系统在美国诞生,使服装CAD工艺系统成本迅速降低,从而为服装CAD的广泛使用奠定了基础.之后,款式设计系统,样板制作系统等相继研制出各自的CAD系统.它们根据服装行业的需要,结合计算机的最新技术,对服装CAD/CAM系统进行创新和完善,为服装业提供实实在在的产品,在全世界服装企业内得到应用.经过二十年的技术积累,平面服装CAD/CAM技术已全面成熟.
大多数CAD/CAM方面的最新研究工作集中在以下两个方面:多媒体和三维设计.这两方面的硬件费用已经降低到即使是很小的设计室也可以购买的起的成度.多媒体技术能够使产品目录变成一种销售产品的新手段和新工具.目前,多媒体技术主要用于人员的培训上,而三维设计是研究如何使CAD/CAM系统从二维的应用系统向三维立体的应用系统的转变.随着人们对生活品质的重视,着装个性化成为普遍关注的问题,加上服装设计对立体裁剪的钟爱,三维服装CAD技术受到了越来越多的关注.从八十年代中后期,在发达国家的科研所和大学就开展了这方面的研究.由于三维服装CAD/CAM技术需要面临一系列高难度问题(如:纺织面料的自然空间造型,人体曲面和服装立体曲面的相对关系,服装曲面与平面样板的相互转换等)因此,在很长一段时间内,三维服装CAD/CAM技术都停留在实验室和科技论文上,直到最近一二年里,一些国际著名服装CAD公司开始投入资金进行商品化开发,一些著名的大学和研究机构也开始直接面向市场需求启动商业产品发展计划,出现了一片生机勃勃的景象.预计不久将会有三维服装CAD/CAM系统投放市场,国家在实施“八五”计划期间,曾经投资并组织有关大学和院校联合攻关,但由于技术和管理的各方面问题未能取得进展,造成在三维服装CAD/CAM技术方面大大落后的局面,那么,如何跟踪国际服装CAD尖端技术,把具有尖端技术水平的项目与商品化系统的开发有机的结合在一起,已经成为摆在我国政府及相关企业面前的重要课题.
2 服装CAD/CAM技术的发展趋势
CAD/CAM系统在最新计算机软件的性能和价格的支持下,一直处于不断改进中.在未来的发展过程中CAD/CAM系统正在扮演越来越重要的角色.
服装CAD/CAM系统的成功应用,不仅促进了服装工业的现代化,也为计算机应用技术的深入发展开拓了一个广阔的领域,形成了一个新的高技术产业.当前,服装计算机辅助设计及其相关技术的趋势是立体化,智能化,集成化.
服装的合体性一直是服装设计师追求的重要目标,也是提高服装产品的市场竞争力的重要因素,有关专家认为:由平面设计到立体设计是解决上述问题的有效措施,如何应用计算机图形学和几何学的最新成果,尽快实现三维服装CAD是该技术研究的重要课题之一.美国CDI公司以其在计算机图形学方面的雄厚技术基础对三维服装设计软件进行了多年的开发和研究,该公司推出的CONCEPT 3D服装设计系统,具有建立三维动态人体模型,直观的表现服装多个侧面的立体效果,产生布料悬垂立体效果,在屏幕上逼真地显示穿着效果的三维彩色图象及将立体设计近似地展开为平面衣片图等功能.此外,还有法国,日本,瑞士等国家的专家们对人体的三维形体及运动效应进行的严格的理论分析和研究,已逐步形成计算机人体工程学这一新科学.总之,三维服装CAD系统的开发与研究表明:尽管该技术处于探索阶段,要达到实用阶段还有许多问题需要解决,但在其直观性,合体性,真实感等方面的优势足以说明三维设计的确是服装CAD/CAM技术的发展趋势之一.
随着新一代计算机和人工智能技术的迅速发展,知识工程,专家系统将逐渐渗透到服装CAD/CAM系统中,专家系统中可以存储经过事先总结并按某种形式表示的专家知识(构成专家知识库),以及拥有类似于专家解决实际问题的推理机制(组成推理机系统).系统能对输入信息进行处理,并运用知识推理,做出决策和判断,其解决问题的水平可达到专家水平,因此,能起到专家的作用或专家的助手,参数化设计是直接运用人工智能技术的计算机辅助设计技术,特别是服装产品这一类形体(款式)设计往往是一些相近或相同的形体(款式),一般重复设计的时间约占初始设计的70-90%,而采用参数化设计,不仅使修正设计简单容易,设计效率也可大幅度提高,所以又称一次性设计.总之,采用智能化设计,可降低系统的操作难度,提高系统的性能,因此,该技术也是服装CAD/CAM技术的发展方向之一.
由于现代市场竞争机制的作用,使企业界在想方设法提高自身对市场的响应速度,这就意味着服装设计从设计生产,工艺设备管理等诸多方面都需要进行改革与调整,无论是做世界先驱的美国GERBER公司,还是后起之秀的法国LECTRA公司,都把开发目标对准了CIMS系统,据世界各国工业专家预测,从起到2000年工程制造业总的趋势是向CIMS发展,服装业作为新兴的加工制造行业也不会例外,于是与服装CAD技术相关的现代技术都得到迅速发展,例如信息处理系统,计算机辅助制造,计算机辅助工艺规程设计,综合管理系统,柔性加工系统等.实现CIMS不仅使产品从设计,加工,管理到投放市场所需要的时间降低度,产品的质量得到了有力的保障,同时也会使生产成本降至最低,因此服装产品的全面自动化已成为当今服装业发展的又一趋势.
结 论
随着CAD/CAM及相关技术应用的日益广泛,无论设计师在世界何处进行创业,都可以与市场保持着紧密的联系.新技术的应用可以使某些地区不断展现其历史的辉煌,并依靠其历史声誉形成当今灿烂文化的中心.20世纪末期人们可以看到服装工业循环发展的模式.在过去的100年间,我们已经目睹了传统裁缝定做服装的消失及批量生产的服装工业的兴起.接着,多元化经营日新月异,专卖店走向萧条,然而顾客的品位仍在不断变化,电脑技术进入家庭,为顾客和商家之间建立更紧密联系又提供了绝妙的机遇.
设计师,生产商,销售商和供应商掌握CAD/CAM技术,并利用新技术进行创造性的工作,迅速,准确,高效地完成繁重的任务.21世纪.他们将形成服装业发展的巨大推动力.十分明显,具有艺术家气质又理解科学原理的人,将成为服装界新的专家.新世纪展示着激动人心的前景:一种艺术与科学的真正交融.谁将成为技术领域的达芬奇,人们拭目以待!
