МОДУЛЬНЫЙ  ПОДХОД  К  АВТОМАТИЗАЦИИ  ПРОЦЕССА  ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО  ПРОЕКТИРОВАНИЯ  СЛОЖНЫХ  ОБЪЕКТОВ

Свириденко  Олеся  Вячеславовна

канд.  техн.  наук,  доцент 
Омского  государственного  института  сервиса, 
РФ,  г.  Омск

E -mail:  olesya.sviridenko@mail.ru

Андросова  Галина  Михайловна

д-р  техн.  наук,  зав.  кафедрой  конструирования  и  технологий  изделий  легкой  промышленности,  профессор 
Омского  государственного  института  сервиса, 
РФ,  г.  Омск

E-mail: 

THE  MODULAR  APPROACH  TO  AUTOMATION  OF  THE  PROCESS  OF  PARAMETRIC  DESIGN  OF  COMPLEX  OBJECTS

Olesya  Sviridenko

candidate  of  Technical  Sciences,  Associate  professor 
of  Omsk`s  State  Institute  of  Service, 
Russia,  Omsk

Galina  Androsova

doctor  of  Technical  Sciences,  Professor 
of  Omsk`s  State  Institute  of  Service, 
Russia,  Omsk

аннотация

Разработана  модель  функционирования  процесса  проектирования  изделий  из  матричных  элементов  в  трехмерном  пространстве.  Выполнено  математическое  описание  процесса  проектирования  виртуального  изделия  в  виде  последовательности  преобразований.  С  целью  оптимизации  процесса  проектирования  предложена  реализация  модульного  подхода  в  автоматизированном  режиме.

ABSTRACT

Developed  a  functioning  model  of  the  design  process  of  products  of  matrix  elements  in  three-dimensional  space.  Made  mathematical  description  of  the  process  of  designing  the  virtual  product  in  the  form  of  a  sequence  of  transformations.  To  optimize  the  design  process  proposed  the  implementation  of  a  modular  approach  in  the  automated  mode.

Ключевые  слова :  проектирование;  автоматизация;  матричный  элемент;  модульный  подход;  виртуальная  модель;  трехмерное  пространство;  автоматизация;  визуализация.

Keywords:  design;  automation;  the  matrix  element;  modular  approach;  virtual  model;  a  three-dimensional  space;  automation;  visualization.

Перед  производителями  изделий  из  меха  стоят  две  основные  задачи: 

·     удовлетворение  потребностей  населения  в  разнообразной  одежде  высокого  качества,  что  обусловлено  высокой  востребованностью  этих  изделий;

·     рациональное  использование  пушно-меховых  полуфабрикатов,  что  определяется  высокой  стоимостью  изделий.

Решение  этих  задач  возможно  благодаря  использованию  способов  получения  меховых  полотен  из  матричных  элементов,  которые  наряду  с  возможностью  получать  разнообразные,  оригинальные,  ажурные  меховые  поверхности  для  изделий,  позволяют  максимально  использовать  не  только  целые  шкурки,  но  и  отходы  [1;  2].

Перспективным  направлением  проектирования  изделий  является  автоматизация.  В  современных  программных  продуктах  при  создании  3D  модулей  реализуются  два  основных  подхода:  построение  шаблонов  на  основе  развертывания  поверхности  проектируемого  изделия  с  использованием  математических  и  инженерных  расчетов  и  виртуальная  примерка  образца,  синтезированного  на  основе  лекал,  полученных  на  плоскости  [5].

Несмотря  на  результативность  работ  в  области  трехмерного  проектирования  одежды,  развитие  данного  направления  исследований  остается  актуальным.  Возможности  программ  компьютерного  моделирования  сложных  объектов  позволяют  определить  цель  научных  изысканий,  как  адаптацию  существующих  пакетов  для  реализации  прикладных  задач  (разработка  библиотек  и  файлов  приложений  для  автоматизации  проектных  процедур,  создание  пользовательского  интерфейса  и  т.  д.).  Эффективность  работы  в  значительной  мере  определяется  степенью  работ  по  выявлению  информационных  потребностей  для  комплекса  проектных  процедур  и  установлению  способов  их  реализации.

Анализ  существующих  программных  продуктов  показал,  что  они  предназначены  для  проектирования  изделий  из  плоских  материалов,  обладающих  целостной  структурой,  что  принципиально  отличается  от  получения  объемных  форм  из  матричных  элементов.  Веской  причиной  для  создания  нового  программного  продукта  специализированного  на  проектировании  изделий  именно  из  матричных  элементов  также  является  недоступность  существующих  программ  в  силу  их  дороговизны,  сложность  в  изменении  программного  кода  продукта  [3;  4;  5].  Разработанный  принцип  формирования  полотен  из  матричных  элементов,  предназначенных  для  изготовления  изделий  из  меха  и  кожи,  был  сформирован  недавно  и  поэтому  существующие  методики  проектирования  для  него  практически  не  применимы. 

Проектирование  изделий  из  матричных  элементов  в  трехмерном  пространстве  направлено  на  обеспечение  адекватности  интерпретации  виртуальной  модели  и  соответствующих  разверток  деталей  исходной  поверхности  за  счет  однозначности  задания  геометрической  формы  изделия  и  пространственного  расположения  матричных  элементов  в  структуре  полотна.  Такой  процесс  является  сложным  и  трудоемким,  следовательно,  актуальной  является  его  автоматизация. 

С  этой  целью  предлагается  применение  модульного  подхода,  который  способствует  адаптации  к  изменяющимся  внешним  условиям.  Повышению  результативности  и  улучшению  качества  проектирования  изделий  способствует  разработка  следующих  модулей:

·     модуля  проектирования  трехмерного  манекена  по  заданным  размерным  признакам,  позволяющий  создавать  новый  манекен  или  выбирать  стандартный  из  базы  данных;

·     модуля  проектирования  3D  основы  изделия  с  заданными  параметрами;

·     модуля  построения  развертки  на  плоскости;

·     модуля  оптимизации  выбора  и  размещения  матричных  элементов  на  полученных  лекалах;

·     модуля  визуализации  модели  изделия  в  трехмерном  пространстве  с  учетом  структуры  полотен  и  их  колористического  решения. 

Модель  процесса  проектирования  изделий  из  матричных  элементов  в  трехмерном  пространстве  приведена  на  рис.  1.

Рисунок  1.  Модель  функционирования  процесса  проектирования  изделий  из  матричных  элементов  в  трехмерном  пространстве

Процесс  проектирования  виртуального  изделия  из  матричных  элементов  можно  представить  как  последовательность  преобразований:

П_ф→ИСК→ТМК→ПМК→ПМК_м→ВИ,  (1)

где:  П_ф  —  исходная  поверхность  фигуры  (манекен  фигуры  человека); 

ИСК  —  исходная  силуэтная  конструкция  изделия; 

ТМК  —  трехмерная  модельная  конструкция  изделия; 

ПМК  —  плоская  модельная  конструкция; 

ПМК_м  —  плоская  модельная  конструкция  с  размещенными  на  ней  матричными  элементами; 

ВИ  —  виртуальное  трехмерное  представление  изделия  из  матричных  элементов  на  манекене. 

Процесс  преобразований  предусматривает  выполнение  следующих  операций:

·     формирование  исходной  поверхности  фигуры  (создание  трехмерного  манекена)  П_ф: 

П_ф=f РП,  (2)

где:  РП  —  размерные  признаки,  определяющие  параметры  манекена;

·     разработка  исходной  силуэтной  конструкции  (ИСК)  —  формирование  внешней  формы  изделия:

ИСК  =f  П_ф  (х₁,…,  х_n),  (3)

где:  х₁,…,  х_n  —  набор  проекционных  прибавок  определяющий  силуэтную  форму  изделия;

·     воспроизведение  изделия  —  разработки  трехмерной  модельной  конструкции  (ТМК)  на  основе  ИСК,  которая  обеспечивает  однозначность  конструктивно-декоративного  решения  изделия:

ТМК  =f  ИСК  (КДЧ),  (4)

где:  КДЧ  —  конструктивно-декоративное  членение;

·     построение  разверток  деталей  —  получение  данных  для  проектирования  плоской  модельной  конструкции  (ПМК):

ПМК  = fТМК  (a,  b,  …n),  (5)

где:  a,  b,  …n  —  аргументы,  определяемые  в  соответствии  с  выбранным  методом  развертки;

·     размещение  матричных  элементов  на  полученных  развертках  деталей:

ПМК_м  =  fПМК  (y₁,  …,y_n),  (6)

где:  y₁,…,y_n  —  виды  матричных  элементов;

·     визуализация  изделия  из  матричных  элементов.

Для  реализации  процесса  преобразований  разработана  перспективная  схема  функционирования  системы  3D  проектирования,  предполагающая  следующие  этапы:

·     разработка  исходной  поверхности  фигуры  в  автоматизированном  режиме  на  основе  размерных  признаков  и  фото  манекенов;

·     построение  объемной  формы  в  виде  исходной  силуэтной  конструкции  одежды  на  основе  информации  о  поверхности  фигуры  и  проекционных  прибавок;

·     разработка  трехмерной  геометрической  модели  изделия,  соответствующей  дизайн-проекту,  что  предполагает  отработку  на  соответствие  проектируемому  силуэтному  решению  и  формирование  конструктивно-декоративных  линий;

·     преобразование  объемных  деталей  в  развертки  на  плоскости,  а  именно  построение  модельной  конструкции  изделия;

·     выбор  вида  матричных  элементов  и  их  размещение  на  полученной  модельной  конструкции;

·     визуализация  изделия  из  матричных  элементов  в  трехмерном  пространстве  на  манекене.

Предложенная  модель  позволяет  реализовать  метод  построения  деталей  конструкции,  адекватно  интерпретировать  исходную  форму  изделия,  визуализировать  объемно-пластическую  композицию  при  воссоздании  виртуальной  модели  проектируемой  поверхности  изделия  из  матричных  элементов.

Список  литературы: 

1.Андросова  Г.М.,  Браилов  И.Г.,  Свириденко  О.В.,  Старовойтова  А.А.  Автоматизация  процесса  проектирования  изделий  из  пушно-мехового  полуфабриката  на  основе  матричных  элементов:  монография.  Омск:  Омский  государственный  институт  сервиса,  2009.  —  222  с.

2.Андросова  Г.М.,  Браилов  И.Г.,  Свириденко  О.В.,  Ерохова  Я.А.  Оптимизация  выбора  полотен  из  матричных  элементов  на  ассортимент  изделий  из  меха  и  кожи:  монография.  Омск:  Омский  государственный  институт  сервиса,  2011.  —  194  с.

3.Петросова  И.А.  Разработка  методологии  проектирования  внешней  формы  одежды  на  основе  трехмерного  сканирования:  диссертация  на  соискание  ученой  степени  доктора  технических  наук.  М.,  МГУДТ,  2014.  —  522  с.

4.Раздомахин  Н.В.,  Сурженко  Е.Н.  Развитие  трехмерного  проектирования  одежды  //  В  мире  оборудования.  —  2008.  —  №  5.  —  С.  56.

5.Ульянова  О.В.,  Фаритова  Л.Х.  Проектирование  моделей  женского  платья  в  среде  3D  CAD  //  Швейная  промышленность.  —  2009.  —  №  3  —  С.  38—40.