Разработка информационной системы эволюционного прогнозирования и конструирования спортивной женской одежды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.04, кандидат технических наук Тарапанов, Андрей Александрович

• Тарапанов, Андрей Александрович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тарапанов, Андрей Александрович

Введение.

Глава 1. Общие закономерности анализа моделей и методов построения информационных систем для конструирования спортивной женской одежды.

1.1 Особенности рынка спортивной женской одежды для игры в теннис.

1.2 Информационные системы и произведения искусства. Ретроспектива и современное состояние моды спортивной женской одежды для игры в теннис.

1.2.1 Исторические аспекты взаимосвязи информационных систем и искусства.

1.2.2 Ретроспектива женской одежды для игры в теннис.

1.2.3 Современное состояние моды спортивной женской одежды для игры в теннис. Критерии оценки и перспективы развития.

1.3 Анализ моделей и методов построения информационных систем для конструирования швейных изделий.

1.4 Методы синтеза решений в системе «Констат».

1.4.1 Эвристические и компьютерные методы поискового конструирования.

1.4.2 Метод анализа иерархий (МАИ). ф 1.4.3 Морфологический метод.

Выводы. Постановка задач исследований.

Глава 2. Структурно-информационная модель системы «Констат».

2.1 Разработка задач, решаемых системой «Констат».

2.2 Функционально-структурный анализ и синтез моделей.

2.2.1 Ретроспективный анализ моделей.

2.2.2 Общий анализ и синтез моделей.

2.3 Представление выбора модели одежды в виде экспертной системы.

2.4 Модель системы «Констат» в понятиях SADT.

Выводы.

Глава 3. Методы поддержки конструкционных решений в системе «Констат».

3.1 Выбор цветового решения.

3.2 Многокритериальный выбор основного и скрепляющего материала.

3.3 Разработка параметров лекал.

Выводы.

Глава 4. Реализация результатов исследования.

4.1 Разработка моделей и образцов теннисных платьев.

4.2 Экономическое обоснование результатов.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка информационной системы эволюционного прогнозирования и конструирования спортивной женской одежды»

Актуальность темы. Современное состояние российского рынка спортивных швейных изделий характеризуется доминирующей долей товаров импортного производства. Основными причинами такого положения являются: качество изготовления и внешний вид отечественных изделий, часто не удовлетворяющий запросам потребителей; отставание и несоответствие одежды требованиям и направлениям моды; ограниченный ассортимент выпускаемой продукции.

Решить данные проблемы можно за счет создания системы автоматизированного проектирования (САПР), позволяющей обеспечить эволюционную сменяемость моды, сказывающейся не только на структуре формы одежды, но и на более мобильных ее элементах: линиях внутрикомпозиционного членения, тканях, фактуре, цвете. Это позволит: улучшить конструкторскую подготовку моделей изделий, повысить технологичность конструкции.

Применение новых компьютерных технологий в проектировании спортивной одежды позволит значительно повысить производительность труда и исключить влияние субъективного аспекта на процесс и результаты принятых решений. Наиболее перспективен комплексный подход к решению задач конструирования. Реализация такого подхода связана с разработкой информационных автоматизированных систем проектирования обеспечения (ИО).

Создание модели информационной системы (ИС) САПР спортивной одежды («Констат») осуществлено на базе системно-структурного анализа конструкции одежды, с выявлением функциональных и информационных связей на всех этапах преобразования проектной информации.

Объект исследования. Спортивная женская одежда.

Предмет исследования. Процесс проектирования спортивной женской одежды на примере моделей теннисных платьев.

Цели и задачи исследования. Основной целью данной работы является разработка состава, структуры и методов решения задач ИО САПР, позволяющей повысить качество и сократить сроки конструирования спортивной женской одежды. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: формирование комплекса задач, решаемых системой «Констат»; обоснование структуры и состава информационного обеспечения; сбор информации о конструкции женской одежды; разработка методов преобразования информации в процессе решения поставленных задач; разработка состава и структуры автоматизированной системы и ее элементов.

Методы исследования. Исследования выполнены на основе системного подхода к решению поставленных задач с использованием метода анализа и синтеза проектных решений, теории фракталов, теории графов, методов построения экспертных систем, метода анализа иерархий, SADT (Structured Analysis and Design Technique) - методологии структурного анализа проектирования.

Научная новизна. В предлагаемой системе в целях получения нетрадиционных решений при конструировании спортивной женской одежды осуществлен комплексный подход, объединяющий методы поискового конструирования и положения теории проектирования экспертных систем.

Разработана методика преобразования информации при эволюционном прогнозировании и дизайна спортивной одежды.

Введена независимая экспертная оценка основного и скрепляющего материалов одежды с автоматизированным выводом конечного результата посредством метода анализа иерархий.

Реализовано получение новых эстетичных цветовых сочетаний деталей одежды при исследовании периферийных областей управляемых цветных изображений фракталов.

Структура работы. В первой главе проводится аналитический обзор общих закономерностей построения информационных систем для конструирования спортивной женской одежды. Проведенный анализ показал, что:

- информационные системы для конструирования спортивной женской одежды обладают сложностью и противоречивостью отдельных преобразований, что приводит к неуправляемой многовариантности проектных решений. В результате сделан вывод о необходимости поиска путей совершенствования процесса преобразования информации при конструировании швейных изделий и разработке информационной системы, реализующей данные процессы;

- для реализации основной цели работы необходимо исследовать процессы преобразования информации в ходе проектирования системы с целью определения способов решения отдельных задач. Реализация данных исследований включает следующие этапы:

1) совершенствование способа решения задачи анализа проектной информации;

2) совершенствование способа решения задачи комплектования элементов моделей женской одежды.

Вторая глава посвящена разработке структурно-информационной модели предлагаемой системы. Приводятся задачи, решаемые системой, функционально-структурный анализ и синтез моделей. Представлен пример выбора моделей одежды с использованием положений теории экспертных систем.

В третьей главе рассматриваются метод поддержки конструктивных решений в системе, выбор цветового решения изделия и разработка параметров лекал для изготовления спортивной одежды.

Четвертая глава посвящена разработке конструкции моделей женского теннисного платья, испытанию образцов теннисных платьев и обоснованию внедрения предлагаемой системы в промышленность.

Практическая значимость работы состоит в разработке состава и структуры автоматизированной системы конструирования спортивной женской одежды. Реализация данной системы позволяет качественно изменить труд инженера-конструктора, сократить время освоения производства новых моделей, сократить трудоемкость процесса конструирования, значительно улучшить результаты проектных решений.

Результаты исследований апробированы в ходе учебного процесса по курсам «Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности», «Конструирование одежды» в ОрелГТУ, и на швейном предприятии ЗАО «Радуга».

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: IV Международной научно-технической конференции Technika Technologia monmazu maszyn - 2001 - Ржешов (Польша); Межвузовской научно-технической конференции (Братск, 2001); Международной научно-технической конференции Technology — 2002 — Орел: ОрелГТУ, 2002; Международной научно-технической конференции «Стратегия качества, безопасность и конкурентоспособность в рынке» — Орел: Орловский коммерческий институт - 2003; VI Международной конференции «Мода и дизайн: исторический опыт — новые технологии» — С.-Петербург: СПГУТД - 2003; Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс - 2004) - Иваново; ИГТА, 2004; VII Международной конференции «Мода и дизайн: исторический опыт — новые технологии» — С.Петербург: СПГУТД - 2004; НТК в ОрелГТУ 2000 - 2004 гг.

Заключение диссертации по теме «Технология швейных изделий», Тарапанов, Андрей Александрович

Общие выводы

1. Разработан комплексный подход в конструировании спортивной женской одежды, объединяющий:

- методы поискового конструирования;

- методы экспертных систем;

- независимую экспертную оценку основного и скрепляющего материала с автоматизированным выводом конечного результата с помощью метода анализа иерархий;

- генерирование цветовых сочетаний деталей одежды при исследовании периферийных областей управляемых цветных изображений фракталов.

2. Установлено, что взаимосвязь параметров и элементов системы проектирования спортивной женской одежды, ее абстрактное представление и содержание наиболее полно раскрывается в терминах и подходах методологии SADT.

3. Разработана структура и состав информационной системы САПР «Констат», позволяющей осуществить эволюционное прогнозирование и проектирование эксклюзивных моделей спортивной женской одежды.

4. Выявлено, что на основе функционально-структурного и ретроспективного анализа спортивных женских платьев для игры в теннис прослеживается тенденция к ускорению изменения моделей и конструкций, выход на первый план тех элементов моделей, которые имеют максимальную функциональность и способствуют повышению спортивных результатов.

5. Установлено, что применение метода исследования периферийных областей управляемых цветных изображений фракталов (в работе — множества Мандельброта) дает возможность конструктору получить неожиданные цветовые сочетания деталей одежды за счет варьирования количества итераций, цветов, а также степени увеличения изображения.

6. Установлено, что применение метода анализа иерархий вносит персонифицированные многокритериальные оценки в выбор материалов с последующим достижением конечного согласованного результата. Одновременно такой подход даёт возможность проследить динамику приоритетности материалов на будущее в целях перспективной ориентации их производителей.

7. Выявлено, что получение параметров лекал для генерируемых системой моделей целесообразно осуществить с помощью комбинированного подхода, включающего возможности пакета прикладных программ «Novo Cut» (Германия) и другие современные методики конструирования.

8. По результатам работы были изготовлены и апробированы на кортах г. Орла ряд моделей и конструкций. Проанализированы причины дефектов.

9. Установлено, что система «Констат» позволяет спроектировать ассортимент теннисных платьев, отвечающих требованиям прочности, удобства, эстетичности и гигиены.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тарапанов, Андрей Александрович, 2005 год

1. Аверина Е.С. Московская школа дизайна / Е.С. Аверина, Н.Д. Вихо-рива. М.: ВНИИТЭ, 1992—116 с.

2. Автоматизация поискового конструирования / Под ред. А.И. Поло-винкина. М.: Радио и связь, 1981.—344 с.

3. Акимова З.Т. и др. Моделирование одежды на основе принципа трансформации. М.: Легпромбытиздат, 1993.—200 с.

4. Аксенов Ю.Г. Цвет и линия / Ю.Г. Аксенов, М.М. Левидов. — М.: Советский художник, 1986.—112 с.

5. Андрианов В.В. Экономико-математические методы и модели. — М.: МГТУГА, 1993.—136 с.

6. Асанов М.О. Дискретная математика: графы, матроиды, алгоритмы.— Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.—288 с.

7. Bachant J. (1988). RIME: preliminary work towards a knowledge acquisition tool. In Automating Knowledge Acquisition for Expert Systems (Marcus S., eds.), Chapter 7. Boston: Kluiver Academic.

8. Белиц-Гейман С.П. В мире большого тенниса. М: Интеграф Сервис, 1994.—354 с.

9. Бланк А.Ф. Моделирование и конструирование женской одежды / А.Ф. Бланк, З.М. Фомина. — М.: Легкомбытиздат, 1995.—256 с.

10. Бляхер А.П. Харьковская школа дизайна / А.П. Бляхер, А.В. Бойчук. -М.: ВНИИТЭ, 1992.—116 с.

11. Белоногов Г.Г. Автоматизированные информационные системы / Г.Г. Белоногов, В.И. Богатырев. М.: Советское радио, 1973.

12. Бирюков Ю.Л. Теория распознавания образов. — М., 1986.—30 с.

13. Валькова Н.П. Дизайн: очерки теории системного проектирования / Н.П. Валькова, Ю.А. Граблевенко. — Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1988.—285 с.

14. Воротников С.А. Информационные устройства и системы: Учебник для вузов.-М.; Уч. пос., часть 1.-М.: Изд-воМГТУ им. Баумана, 1995.— 64 с.

15. Глушков В.И. и др. Математическая информация и проектирование систем искусственного интеллекта. М., 1980.

16. Гостев А. Леонардо де Винчи. — М.: Молодая гвардия, 1982. — 400 с

17. Джексон П. Введение в экспертные системы / Пер. с англ.: Уч. пос. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001.— 624 е., ил.

18. Евстигнеев В.А. Теории графов: алгоритмы обработки деревьев /

19. B.А. Евстигнеев, В.Н. Касьянов. — Новосибирск: Наука, 1994.

20. Евстигнеев В.А. Применение теории графов в программировании.— М.: Наука, 1985.

21. Единая методика конструирования одежды СЭВ (ЕМКО СЭВ) в 8 тт. — т.1. Теоретические основы — М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988.— 165 с.

22. Единая методика конструирования одежды СЭВ (ЕМКО СЭВ) в 8 тт. т.4. Градация деталей женской и мужской одежды. - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1989 — 231 с.

23. Единая методика конструирования одежды СЭВ (ЕМКО СЭВ) в 8 тт. т.8. Термины и определения - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1990.— 139 с.

24. Емеличев В.А. и др. Лекции по теории графов.— М.: Наука, 1990.—384с.

25. Ермикова В.В. Моделирование и художественное оформление одежды. -М.: Академия, 2001.—180 с.

26. Зарипов Р.Х. Машинный поиск вариантов при моделировании творческого процесса. — М.: Наука, 1983. — 232 с.

27. Захоревич В.Г. Ориентированные на пользователя информационные системы. Ростов н/Д.: Изд. Ростов, универс., 1985.— 94 с.

28. Информационные системы и вычислительные комплексы: Уч. пос. -М.: Машиностроение, 1984.—192 с.

29. Информационные системы и управление: Сб. статей / Под ред.

30. C.В. Емельянова. М., 1991. - 316 с.

31. Искусственный интеллект: Справочник. Кн. 1. Системы общения и экспертные системы. М., 1990; Кн. 2. Модели и методы. - М., 1990.

32. Clancey W.J. (1983). The epistemology of a rule-based expert system: a framework for explanation. Artificial Intelligence, 10, p. 215-251.

33. Коблякова Е.Б. Разработка основ проектирования рациональных размеров формы одежды. т. 1.-М.: 1980.—541 с.

34. Ковешникова Е.Н. Основы технологии дизайна / Е.Н. Ковешникова, А.И. Ковешников. -М.: Машиностроение, 1999.—206 с.

35. Коробко В.И. Золотая пропорция и человек / В.И. Коробко, Г.Н. Примак. — Ставрополь: Кавказская библиотека, 1993.—101 с.

36. Кроновер P.M. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории. М.: Постмаркет, 2000. — 352 с.

37. Кукин Г.Н. Текстильное материаловедение / Г.Н. Кукин, А.Н. Соловьев, А.И. Кобляков. М.: Легпромбытиздат, 1992, с. 110 — 132.

38. Ладенко И.С. Интеллектуальные системы и информатика / И.С. Ла-денко, В.П. Поляков. Харьков: Основа, 1990.— 44 с.

39. Ловас Л. Прикладные задачи теории графов. Теория паросочетаний в математике, физике, химии / Л. Ловас, М. Пламмер. М.: Мир, 1998.

40. Любарский Ю.А. Интеллектуальные информационные системы. — М.: Наука, 1990.—227 с.

41. Мокеева Н.С. Методики нормирования затрат времени на операции экспериментального цеха в условиях ОАО «Бердчанка» / Н.С. Мокеева, С.В. Яковлева. Новосибирск: НТИ МГУДТ, 2002. — 57 с.

42. Mandelbrot В.В. The fractal geometry nature N.N.: Freeman, 1983 —450 p.

43. Мандельштам О.Э. О прозе. M.: 1928.

44. Марка Д. Методология структурного анализа и проектирования ЗАОТ / Д. Марка, К. Мак-Голулен. М.: Радио и связь, 1993. - 240 с.

45. Marcus S., Stout J. and McDermott J. (1988). VT: an expert elevator configurer that uses knowledge-based backtracking. Al Magazine, 9(1), p. 95-112.

46. Мартынова А.К. Конструирование моделирования одежды. — М.: Московская государственная академия легкой промышленности, 1999.—207 с.

47. McDermott J. (1982, b) XSEL: a computer sales person's assistant. In Machine Intelligence 10 (Hayes J. E., Michie D. and Pao Y. H., eds.), p. 325-337. Chichester, UK: Ellis Horwood.

48. McDermott J. (1984). Building expert systems. In Artificial Intelligence Applications for Business (Reitman W., eds.). Norwood, NJ: Ablex.

49. Медведева T.B. и др. Конструирование женского платья на фигуры с различной осанкой. — М.: Легкомбытиздат, 1993. — 144 с.

50. Мишенин А.И. Информационные системы и структуры данных /

51. A.И. Мишенин, Е.А. Петров. — М., 1986.

52. Мицкевич А.А., Константинов Е.А. Базы знаний и экспертные системы: Уч. пос / А.А. Мицкевич, Е.А. Константинов. — М., 1989.—79 с.

53. Моторин В.В. Системы и методы искусственного интеллекта /

54. B.В. Моторин, А.А. Котынкова. Тула, 1995.

55. Мурыгин В.Е. Разработка основ проектирования технологических процессов изготовления швейных изделий в условиях производства одежды по индивидуальным заказам: Дис. канд. техн. Наук. М.: МТИЛП, 1990.— 214 с.

56. Musen М. А. (1992). Overcoming the limitations of role-limiting methods. Knowledge Acquisition, 4(2), p. 165-170.

57. Мюллер И. Эвристические методы в инженерных разработках / Пер. с нем. М.: Радио и связь, 1984.—144 с.

58. Некрасов Ю.Н. Модель конструирования одежды / Ю.Н. Некрасов, А.А. Тарапанов // VI Международная конференция «Мода и дизайн: исторический опыт — новые технологии». С.-Петербург: СПГУДТ, 2003, с. 195 — 198.

59. Некрасов Ю.Н. Системный подход в конструировании одежды / Ю.Н. Некрасов, А.А. Тарапанов // Известия ОрелГТУ. Легкая и пищевая, промышленность. Орел: ОрелГТУ: 2003, с. 77 — 80.

60. Некрасов Ю.Н. Функциональная селекция элементов конструкционных систем / Ю.Н. Некрасов, А.А. Тарапанов // IV Международная научно-техническая конференция Technika Technologia monmazu maszyn — 2001 -Ржешов (Польша), 2001, с. 21 24.

61. Некрасов Ю.Н. Эволюционно-функциональное прогнозирование современной спортивной моды. / Ю.Н. Некрасов, А.А. Тарапанов // VII Международная конференция «Мода и дизайн: исторический опыт — новые технологии» С.-Петербург: СПГУДТ, 2004.

62. Нестеренко О.И. Краткая энциклопедия дизайна. М.: Молодая гвардия, 1994.—330 с.

63. NovoCut. Пакет прикладных программ для конструирования одежды. Основные принципы для работы с NovoCut, 2002.

64. Орленко JI.B. Терминологический словарь одежды: около 200 слов. -М.: Легпромбытиздат, 1996.—345 с.

65. Отраслевые нормативы времени на операции продготовительно-раскройного производства при изготовлении пальто, курток, платьев, сорочек и производственной одежды. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1987 - 287 с.

66. Павловская А.А. Экспертный выбор основного и скрепляющего материала женской одежды для игры в теннис / А.А. Павловская, А.А. Тарапанов // Вестник ДИТУД. Димитровград.: ДИТУД, 2001 №2(8), с. 17 - 23.

67. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учебное пособие для студентов втузов. -М.: Машиностроение, 1988.—368 с.

68. Редько В.Н. Базы данных и информационные системы / В.Н. Редь-ко, И.А. Басараб. -М.: Знание, 1988.—32 с.

69. Rosenman М. A., Coyne R. D. and Gero I.S. (1987). Expert system for design applications. In applications of Expert systems (Quinlan J. R., eds.). Chapter 4. Sydney: Addison-Wesley.

70. Романов B.E. Системный подход к проектированию специальной одежды. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.—128 с.

71. Рослякова Т.А. Дамский пиджак и пальто. Конструирование. Моделирование. Технология пошива. — Ростов Н/Д.: Феникс 1990.—415 с.

72. Саати Т. Аналитическое планирование. Метод анализа иерархий. -М.: Радио и связь, 1993.—316 с.

73. Саати Т. Аналитическое планирование. Организация систем / Т. Саати, К. Керне. М.: Радио и связь, 1991.—224 с.

74. Sacerdoti Е. D. (1974). A Structure for Plans and Behavior. Amsterdam: Elsevier North-Holland.

75. Stefik M. (1981, a). Planning with constraints. Artificial Intelligence, 16, p. 111-140.

76. Stefik M. (1981, b). Planning and meta-planning. Artificial Intelligence, 16, p. 141-169.

77. Studer R., Benjamins V. R. and Fensel D. (1998). Knowledge Engineering: Principles and Methods. Data and Knowledge Engineering, 25(1,2), p. 161198.

78. Сухарев Н.И. Принципы инженерного проектирования одежды / Н.И. Сухарев, А.Н. Бойцова. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.—258с.

79. Тарапанов А.А. Выбор технических решений с помощью методов анализа иерархий // Международная научно-техническая конференция — Механики XXI веку. Братск: БрГТУ, 2001, с. 141 - 142.

80. Тарапанов А.А. Задачи системного конструирования спортивной женской одежды // Международная научно-техническая конференция Technology 2002. - Орел: ОрелГТУ, 2002, с. 417 - 422.

81. Тарапанов А.А. Ретроспективный анализ конструктивных особенностей моделей одежды // Международная научно-техническая конференция Technology 2002. - Орел: ОрелГТУ, 2002, с. 414 - 416.

82. Тарапанов А.А. Структурно-функциональное представление предметной среды конструирования одежды // Известия ОрелГТУ: Легкая и пищевая промышленность. Орел: ОрелГТУ, 2002, с. 80 — 85.

83. Тарапанов А.А. Инновационный менеджмент / А.А. Тарапанов, А.С. Тарапанов. Орел: ОрелГТУ, 2004, с. 80 - 86,157.

84. Тарапанов А.С. Искусство и искусственный интеллект. — Орел: Знание, 1987.—28 с.

85. Тарапанов А.С. Производственный менеджмент / А.С. Тарапанов,

86. A.А. Тарапанов. Орел: ОрелГТУ, 2003, с. 86 - 96.

87. Толковый словарь по вычислительным системам / Под ред.

88. B.В. Крупенина. М.: Наука, 1990.

89. Tate А. (1977). Generating project networks. In Proc. 5nh International Joint Conference on Artificial Intelligence, p. 888-893.

90. Файн B.C. Человеко-машинный диалог в художественном творчестве. — М.: Научный Совет по комплексной проблеме кибернетики АН СССР, 1977.-15 с.

91. Федер Е. Фракталы М.: Мир, 1991.—254 с.

92. Хан-Магомедов С.О. Пионеры советского дизайна. — М.: Галар, 1995.—423 с.

93. Холмянский Л.М. Дизайн / Л.М. Холмянский, А.С. Щипанов. — М.: Просвещение, 1985.—237 с.

94. Черемных А.И. Основы художественного конструирования женской одежды; 2-е изд. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.—192 с.

95. Черепанова Н. Праздник, который не всегда с тобой. М.: Теннис+. 1994. -№7, с. 9.

96. Zwicky F., Morphology of Propulsive Power, Monographs on Morphological Research, № 1, Society for Morphological Research, Pasadena, Calif., 1962.—382 p.

97. Шанькина В.Ф. Оценка качества соединений деталей одежды. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.—128 с.

98. Шнейдер Ю.А. Логика знаковых систем. М.: Знание, 1974. - 64 с.

99. Эксплуатационные свойства материалов для одежды и методы оценки их качества: Справочник. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.—312 с.

100. Эндрю А. Искусственный интеллект. -М.: Мир, 1985.—256 с.

101. Янч Э. Прогнозирование научно-технического прогресса. М.: Прогресс, 1974, с. 259 - 301.