服裝裁剪自動(dòng)分床系統(tǒng)的研究與開發(fā)

熱烈歡迎各位專家蒞臨指導(dǎo)服裝裁剪自動(dòng)分床系統(tǒng)的研究與開發(fā)會(huì)議鑒定中原工學(xué)院服裝學(xué)院庹武匯報(bào)主題一、課題總體設(shè)計(jì)二、裁剪分床方案設(shè)計(jì)三、消耗估算四、自動(dòng)分床算法設(shè)計(jì)五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)六、裁剪設(shè)備優(yōu)化一、課題總體設(shè)計(jì)本課題以研究開發(fā)服裝裁剪自動(dòng)分床方案為項(xiàng)目宗旨，在深入調(diào)研服裝企業(yè)實(shí)際裁剪狀況和廣泛查閱相關(guān)文獻(xiàn)和資料的前提下，總結(jié)了當(dāng)前裁剪分床實(shí)際中的可取及不足，系統(tǒng)分析了影響裁剪分床方案合理制定的因素，并提出了本課題的服裝裁剪自動(dòng)分床理論和實(shí)現(xiàn)方法。課題總體設(shè)計(jì)包括以下兩個(gè)方面內(nèi)容：1、課題研究?jī)?nèi)容2、研究方法及步驟一、課題總體設(shè)計(jì)1、課題研究?jī)?nèi)容本課題以服裝裁剪分床自動(dòng)化為研發(fā)目的，研究?jī)?nèi)容主要包括：（1）裁剪分床方案設(shè)計(jì)（2）面料及工時(shí)消耗估算（3）裁剪分床方案算法設(shè)計(jì)（4）自動(dòng)分床系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（5）優(yōu)化裁剪設(shè)備一、課題總體設(shè)計(jì)2、研究方法及步驟研究方法：本課題以節(jié)約成本和提高效率為目的，將裁剪分床方案的評(píng)價(jià)量化為計(jì)算各方案的面料消耗和裁剪工時(shí)消耗，當(dāng)兩者達(dá)到整體最低時(shí)，判斷其為最終輸出方案。

研究步驟：其流程如下圖。二、裁剪分床方案設(shè)計(jì)裁剪分床方案的設(shè)計(jì)包括裁剪方案的內(nèi)容、表達(dá)方法、制定原則、影響因素分析以及等量并床法的提出等內(nèi)容。通過對(duì)影響裁剪分床的各種因素，例如鋪布層數(shù)、套裁件數(shù)、裁床的長(zhǎng)度、嘜架的寬度、工人的技術(shù)水平、不同面料的性能等等，進(jìn)行研究和分析。同時(shí)針對(duì)服裝企業(yè)中常用的傳統(tǒng)比例法、分組法、加減法、并床法等等裁剪分床方法進(jìn)行調(diào)研，分析不同的分床方案制定方法的利弊，為等量并床法的提出提供指導(dǎo)。二、裁剪分床方案設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：1、裁剪分床方案的內(nèi)容2、裁剪分床方案的表述方法3、裁剪分床方案的制定原則4、裁剪分床方案的影響因素5、等量并床分床法的提出

二、裁剪分床方案設(shè)計(jì)1、裁剪分床方案的內(nèi)容裁剪分床方案的制定即根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)條件，依據(jù)款型件數(shù)、面料顏色等特性，對(duì)生產(chǎn)單中不同號(hào)型制定出科學(xué)裁剪分床方案，進(jìn)行合理套裁，并使面料、工時(shí)的損耗降低至最低、生產(chǎn)效率達(dá)到最高的工藝設(shè)計(jì)過程。其內(nèi)容主要涉及以下幾個(gè)方面：（1）訂單產(chǎn)品分幾床進(jìn)行裁剪

（2）各床所鋪面料層數(shù)（3）各床所鋪號(hào)型數(shù)量（4）各床各號(hào)型所鋪件數(shù)二、裁剪分床方案設(shè)計(jì)2、裁剪分床方案表述方法

分床方案可用以下式子表述：其中①、②、③…表示床號(hào)，T表示極限鋪布件數(shù)，Ni/Hi表示號(hào)型Hi的鋪布件數(shù)為Ni，A表示鋪布層數(shù)。且任何一床中，總鋪布件數(shù)須小于等于極限鋪布件數(shù)。

二、裁剪分床方案設(shè)計(jì)3、裁剪分床方案制定的原則裁剪分床中，依據(jù)所考慮的影響因素所占權(quán)重的不同，可得到多種分床方案且各有利弊。但無論哪種裁剪分床方案，一般都遵循以下三個(gè)原則：（1）符合生產(chǎn)條件：主要涉及產(chǎn)品特點(diǎn)和裁剪設(shè)備狀況。（2）提高生產(chǎn)效率：應(yīng)盡量減少床數(shù)，避免重復(fù)勞動(dòng)。（3）節(jié)約面料：合理安排多件套裁，提高面料利用率。二、裁剪分床方案設(shè)計(jì)4、裁剪分床方案影響因素課題中，對(duì)裁剪分床的影響因素進(jìn)行了深入調(diào)研，通過分析歸納，可歸結(jié)如下幾個(gè)方面，如表1-3：表1產(chǎn)品因素具體因素因素影響說明服裝款式產(chǎn)品所屬類別：西服、批量定制類服裝

號(hào)型每款服裝所包含的大小簡(jiǎn)略表示

各號(hào)型數(shù)量

訂單中每個(gè)號(hào)型對(duì)應(yīng)的件數(shù)

面料

每款服裝的面料種類、性能、顏色、數(shù)量

版型

版型的復(fù)雜程度

接單時(shí)間

拿到訂單開始生產(chǎn)的時(shí)間

交貨時(shí)間

最后完成生產(chǎn)單的量的時(shí)間

二、裁剪分床方案設(shè)計(jì)4、裁剪分床方案影響因素表2生產(chǎn)條件因素具體因素因素影響說明拉布鋪布方式、設(shè)備、時(shí)間、人數(shù)裁床裁床長(zhǎng)度（最多可排料件數(shù)）裁刀裁刀長(zhǎng)度(最多可鋪布層數(shù))具體因素因素影響說明床數(shù)生產(chǎn)單分成幾步進(jìn)行剪裁排料號(hào)型一床鋪哪幾個(gè)號(hào)型號(hào)型個(gè)數(shù)一床所排號(hào)型各自對(duì)應(yīng)的件數(shù)表3綜合因素二、裁剪分床方案設(shè)計(jì)5、等量并床裁剪法的提出

傳統(tǒng)裁剪分床制定方法有多種，其中主要有比例法、分組法、并床法、加減法。在綜合分析上述方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用效果的基礎(chǔ)上，提出了等量分床思想。等量分床即是在滿足一定生產(chǎn)條件且不增減號(hào)型數(shù)量的前提下，選取鋪布層數(shù)相等的分床進(jìn)行并床的分床方案制定方法。它首先需要將每個(gè)號(hào)型件數(shù)對(duì)應(yīng)分一床，號(hào)型對(duì)應(yīng)的件數(shù)即為其鋪布層數(shù)。然后在綜合運(yùn)用傳統(tǒng)比例法、分組法、加減法、并床法等等分床方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)鋪布層數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系，找其相等量進(jìn)行并床。其優(yōu)越性表現(xiàn)在：實(shí)用性強(qiáng)、適用范圍廣、靈活性強(qiáng)。三、消耗估算本課題的研究以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本為原則，以裁剪面料消耗和工序工時(shí)消耗達(dá)到整體最低為最終輸出方案選定的依據(jù)。研究過程中，通過建立多元線性回歸估算模型和對(duì)實(shí)施裁剪分床方案的工序工時(shí)分析，歸納出了面料消耗和工時(shí)消耗的計(jì)算方法，為最終確定最佳裁剪分床方案提供理論和方法上的指導(dǎo)。主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行了消耗分析和估算：1、面料消耗估算2、工時(shí)消耗估算三、消耗估算—面料消耗估算1、面料消耗估算（1）估料現(xiàn)狀目前面料消耗的估算方法主要有人工經(jīng)驗(yàn)值估算法和CAD模擬套裁估算法。人工經(jīng)驗(yàn)值估算法雖面料利用率高，但存在許多不足：①勞動(dòng)強(qiáng)度大。②容易出現(xiàn)多排、漏排、錯(cuò)排的現(xiàn)象。③周期長(zhǎng)、用時(shí)多、效率低。④依賴性太大。CAD模擬套裁估算法較傳統(tǒng)的手工估料雖有節(jié)約場(chǎng)地、提高效率等若干優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際生產(chǎn)中，在排料問題上仍然存在技術(shù)瓶頸，表現(xiàn)在服裝自動(dòng)排料的利用率與人工排料的利用率相比還有一定的差距，直接影響到算料。三、消耗估算—面料消耗估算（2）多元線性回歸估料模型鑒于人工經(jīng)驗(yàn)值估算法和CAD模擬套裁估算法存在的問題，本課題提出多元線性回歸估算法，通過實(shí)驗(yàn)回歸建立鋪布長(zhǎng)度與服裝規(guī)格長(zhǎng)度和規(guī)格圍度之間的線性模型，并對(duì)模型進(jìn)行了分析驗(yàn)證。理論模型三、消耗估算—面料消耗估算模型的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量：三、消耗估算—面料消耗估算多元線性回歸方程：Y=329.034-3.109X1+4.460X2其中：Y為鋪布長(zhǎng)度，X1為規(guī)格長(zhǎng)度，X2為規(guī)格圍度。估料模型的確立若有一裁剪分床方案R，分n床裁剪,各床鋪布層數(shù)分別為:a1,a2,a3…am;各層所鋪的號(hào)型件數(shù)為:b1,b2,b3…bm;面料的幅寬為A.令Z為面料消耗，則面料消耗用公式表示即為:三、消耗估算—面料消耗估算估料模型應(yīng)用：分析表明，選擇套裁規(guī)格長(zhǎng)度和圍度為鋪布回歸因子建立的回歸模型，對(duì)于不同的套裁方案，在一定條件下，可以較準(zhǔn)確的對(duì)鋪布長(zhǎng)度即可對(duì)面料消耗做出預(yù)測(cè)。因此，可以為服裝企業(yè)快速準(zhǔn)確地估算面料消耗，設(shè)計(jì)出最優(yōu)化的分床裁剪方案提供一定的指導(dǎo)。三、消耗估算—工時(shí)消耗估算2、工時(shí)消耗估算裁剪分床方案選擇時(shí)，工時(shí)消耗也是一個(gè)需要考慮的重要因素。工時(shí)消耗是指工人在整個(gè)裁剪過程中的全部時(shí)間消耗。裁剪工藝包含的工序主要有：排料及畫樣、鋪布、裁剪、驗(yàn)片、打號(hào)及捆扎等等。相關(guān)的影響因素有：工藝因素、設(shè)備因素和人力因素等。三、消耗估算—工時(shí)消耗估算若有一裁剪分床方案R，分n床裁剪,各床鋪布層數(shù)分別為：a1，a2，a3…am；各層所鋪號(hào)型件數(shù)為:b1,b2,b3…bm；t為各裁剪工序平均工時(shí)。則工時(shí)消耗工表示為:四、系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)針對(duì)不同生產(chǎn)單特點(diǎn)，以等量并床為分床方案制定的核心思想，本課題算法主要涉及以下幾種情況：1、多號(hào)型單色單裁分床算法2、多號(hào)型單色套裁分床算法3、多號(hào)型多色單裁分床算法（1）按號(hào)型單裁分床算法（2）按號(hào)型單裁分床算法4、多號(hào)型多顏色套裁分床算法算法具體細(xì)節(jié)及流程設(shè)計(jì)詳見技術(shù)報(bào)告。五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)針對(duì)自動(dòng)化裁剪分床系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)，本章主要包括以下內(nèi)容：1、系統(tǒng)開發(fā)工具2、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境3、程序的數(shù)據(jù)庫(kù)4、系統(tǒng)功能介紹五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1、系統(tǒng)開發(fā)工具本系統(tǒng)以VisualStudio.Net2005中C#作為開發(fā)工具，C#是一種安全的、穩(wěn)定的、簡(jiǎn)單的，是由C和C++衍生出來的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言?？梢员Ｕ舷到y(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展行。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)選用微軟Access，Access數(shù)據(jù)庫(kù)是基于Windows的桌面關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，具有存儲(chǔ)方式單一、面向?qū)ο?、界面友好和易于操作、集成環(huán)境、處理多種數(shù)據(jù)信息等優(yōu)點(diǎn)。

五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)2、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境本系統(tǒng)基于單機(jī)運(yùn)行，Windows操作系統(tǒng)只要運(yùn)行.NetFramwork2.0以上版本都可以運(yùn)行軟件。推薦安裝Windowsxp個(gè)人版操作系統(tǒng)，顯示器分辨率設(shè)為1024X768。硬件環(huán)境：計(jì)算機(jī)建議配置，CPU：賽揚(yáng)500以上，內(nèi)存：512M以上；軟件環(huán)境：Windows2000(任意版本)或Windows2003或WindowsXP（SP1以上），安裝.NetFramework2.0以上控件。數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境：安裝Office2000自帶的Access數(shù)據(jù)庫(kù)。五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)3、程序的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是建立數(shù)據(jù)庫(kù)及系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它要求對(duì)于指定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造出較優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立起數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，并使系統(tǒng)能有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足用戶的各種應(yīng)用需求。一般按照規(guī)范化的設(shè)計(jì)方法，常將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為若干階段。本節(jié)主要內(nèi)容包括：（1）系統(tǒng)數(shù)據(jù)表（2）數(shù)據(jù)庫(kù)詳細(xì)設(shè)計(jì)、表介紹五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)4、系統(tǒng)功能介紹針對(duì)本系統(tǒng)，主要介紹了如下操作方法：（1）系統(tǒng)登錄模塊（2）文件管理（3）分床管理（4）查詢管理五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（1）系統(tǒng)登錄模塊五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（2）文件管理—系統(tǒng)設(shè)置五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（2）文件管理—系統(tǒng)設(shè)置五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（2）文件管理—用戶管理五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（3）分床管理—生產(chǎn)條件設(shè)置五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（3）分床管理—型號(hào)設(shè)置五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（3）分床管理—顏色設(shè)置五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（3）分床管理—生成表格五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（3）分床管理—錄入件數(shù)五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（3）分床管理—生成方案五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（4）查詢管理—查詢五、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（4）查詢管理—查看分床方案

六、裁剪設(shè)備優(yōu)化服裝裁剪自動(dòng)分床系統(tǒng)在提供理想裁剪分床的同時(shí)，對(duì)裁剪工藝及設(shè)備提出了一定的要求。需要進(jìn)行裁剪設(shè)備優(yōu)化，改進(jìn)和從鋪布到裁剪的機(jī)械與附件，以使之更加適應(yīng)自動(dòng)分床系統(tǒng)。本章節(jié)主要內(nèi)容包括：1、分床系統(tǒng)的特點(diǎn)2、分床系統(tǒng)對(duì)裁剪設(shè)備的要求3、實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題4、優(yōu)化方案5、優(yōu)化意義六、裁剪設(shè)備優(yōu)化1、分床系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）混碼套裁因混碼套裁的面料利用率相對(duì)比較高，本系統(tǒng)以此為導(dǎo)向進(jìn)行號(hào)型特性間的匹配套排。（2）緊密排料保證衣片質(zhì)量的前提下，緊密排列以節(jié)約面料。（3）多色套裁單個(gè)裁床上鋪有多種顏色的布料進(jìn)行財(cái)裁剪。六、裁剪設(shè)備優(yōu)化2、分床系統(tǒng)對(duì)裁剪設(shè)備的要求分床系統(tǒng)由于自身特點(diǎn)，對(duì)裁剪設(shè)備的適應(yīng)性提出了特定要求?；齑a套裁和緊密排料，使每床的裁片規(guī)格比較多，裁片間的間距比較小。款式比較復(fù)雜的服裝，衣片的大小形狀會(huì)更不規(guī)則。為了保證裁片的質(zhì)量，就要求裁剪設(shè)備有較高的裁剪精度。同時(shí)，要求在進(jìn)行驗(yàn)片、打號(hào)和捆扎的時(shí)候有較高的工作效率和快捷有序的流程。六、裁剪設(shè)備優(yōu)化3、實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題

通過對(duì)服裝企業(yè)實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)多數(shù)廠家的裁剪設(shè)備不能適應(yīng)本系統(tǒng)的要求，主要表現(xiàn)在：（1）設(shè)備落后

工廠中人工或鋪布機(jī)簡(jiǎn)單鋪布后，用夾子或石條進(jìn)行固定布料，然后再由工人操作電剪刀進(jìn)行裁剪。鋪布層數(shù)之間相互不貼近，空隙比較大，裁剪時(shí)容易出現(xiàn)移位、錯(cuò)位和走樣等的問題影響裁片的質(zhì)量。（2）自動(dòng)化程度不高通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)很多服裝企業(yè)裁剪工作都是由人工完成的，自動(dòng)化程度不高。六、裁剪設(shè)備優(yōu)化4、優(yōu)化方案（1）真空吸附裝置在普通裁床上加裝一個(gè)真空吸附裝置，使得企業(yè)無需花費(fèi)巨資購(gòu)買電腦裁床，也能在一定程度上提高裁剪精度，滿足生產(chǎn)的需要。（2）自動(dòng)打號(hào)裝置自動(dòng)打號(hào)裝置安裝在裁剪臺(tái)邊緣的橫杠上,主要由打號(hào)機(jī)、動(dòng)力及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成。（3）自動(dòng)分揀、捆扎裝置自動(dòng)分揀、捆扎裝置也需要安裝在裁剪臺(tái)邊緣的橫杠上，主要由捆扎裝置、機(jī)械手臂