Развитие легкой промышленности требует постоянного расширения возможностей автоматизации технологических процессов данной отрасли. Производство одежды состоит из нескольких этапов, на которых решаются определенные технические задачи. В соответствии с этим каждому этапу должна соответствовать своя информационная технология. Наиболее автоматизированным является этап конструирования изделий легкой промышленности. Имеется достаточное количество как отечественных, так и зарубежных систем автоматизированного проектирования (САПР) одежды [1; 2]. В настоящее время ведутся разработки и в области автоматизации процессов проектирования ассортимента швейных изделий и прогнозирования свойств материалов [3–5]. Наименьшее внимание в области информатизации уделяется этапу конфекционирования материалов. От правильного обоснованного выбора материалов зависит дальнейшее качество конструкции изделия, его пошивочные, а также эксплуатационные свойства. При этом необходимо проводить комплексную оценку качества действующего ассортимента материалов, применяемого для изготовления соответствующих деталей изделия, или осуществлять проектирование и создание новых материалов для конкретного вида изделия. Усовершенствованный графоаналитический метод позволяет учитывать до 84 единичных показателей материалов при определении комплексного показателя качества [6]. Эффективное применение данного метода возможно только при использовании компьютерных технологий для его реализации. Нюансы применения данного метода при комплексной оценке качества материалов требуют разработки уникального программного продукта.
Цель работы – разработка программной реализации автоматизированного определения комплексного показателя качества текстильных материалов графоаналитическим методом.
Материалы и методы исследования
Среди всех видов одежды для взрослого населения к специальной одежде предъявляются наиболее строгие требования, выполнение которых, в первую очередь, зависит от применяемых материалов. Поэтому выбору тканей для специальной одежды уделяется особое внимание. На основании проведенного анализа требований к спецодежде был сформирован перечень свойств материалов для комплексной оценки качества. Так, для определения обобщенного показателя включены параметры, определенные нормативно-технической документацией для тканей, используемых для изготовления специальной одежды [7]. Поскольку характеристики строения материалов оказывают существенное влияние на многие физико-механические свойства, то их также необходимо учитывать при вычислении комплексного показателя качества. Соответственно в прикладную программу должен быть включен расчет структурных характеристик тканей. В соответствии с составленным перечнем показателей для оценки качества был разработан алгоритм построения комплексного показателя ткани, представленный на рис. 1.
Рис. 1. Алгоритм определения комплексного показателя качества
Проведенный анализ поэтапного решения поставленной задачи позволил определить набор исходных данных, их область допустимых значений. Условные обозначения исходных данных представлены в блоках «Исходные данные» и «Справочные данные» алгоритма. Наименование всех исходных показателей в соответствии с данными условными обозначениями представлено на рис. 2–5.
Рис. 2. Диалоговое окно ввода наименования ткани
Рис. 3. Диалоговое окно ввода характеристик ткани
Рис. 4. Диалоговое окно ввода волокнистого состава ткани
Данный перечень обусловлен тем, что именно эти характеристики определяют соответствие материала требованиям нормативно-технической документации [7]. После ввода исходных и справочных данных производится расчет структурных характеристик в соответствии со стандартной методикой, изложенной в [8], по формулам, представленным в блоках 1–8 алгоритма (рис. 1). На завершающем этапе происходит определение комплексного показателя качества графоаналитическим методом (блок 9 алгоритма) следующим образом [6]:
1. Все введенные исходные данные и полученные в результате вычисления в соответствии с алгоритмом для каждого вида ткани формируются в одномерные массивы: M1 = (Ms, To, Ty, ...Рр.о, Рр.у...), M2, М3...Мn.
2. Определение максимального значения показателей по каждой ткани: Mx1 = Max (M1 = Ms, To, Ty, ...Рр.о, Рр.у...), Mx2, Mx3... Mxn.
3. Определение максимального значения среди всех показателей Mx = Max (Mx1, Mx2, Mx3, ..., Mxn).
4. Определение масштабного коэффициента для каждого вида ткани: k1 = Mx/ Mx1, k2 = Mx/ Mx2, k3 = Mx/ Mx3, ... kn = Mx/ Mxn.
5. Вычисление единичных показателей для построения графика. Умножение каждого элемента вектора показателей тканей на масштабный коэффициент: Т1 = M1i×k1i, Т2 = M2i×k2i, Т3 = M3i×k3i,..., Тn = Mni×kni.
6. Вычисление угла расположения осей графика относительно друг друга в зависимости от количества параметров n: j = 360/n.
7. Нанесение единичных показателей T1, Т2, Т3, ..., Тn на соответствующую ось и их соединение прямыми линиями. Площадь полученной фигуры и является характеристикой комплексного показателя качества.
На основании разработанного алгоритма для автоматизации вычисления характеристик строения ткани и проведения комплексной оценки качества авторами была создана прикладная программа в графической среде AutoCAD на языке программирования AutoLISP [9].
Результаты исследования и их обсуждение
Для проведения оценки качества с использованием компьютерных технологий было исследовано 25 образцов тканей для специальной одежды. В результате получены экспериментальные характеристики, определенные алгоритмом информационной структуры, представленным на рис. 1. Показатели материалов определялись в соответствии со стандартными методиками [8]. Построение комплексного показателя качества в разработанной прикладной программе осуществляется в несколько этапов.
1 этап – ввод данных. После запуска программы появляется диалоговое окно, представленное на рис. 2, в которое пользователь вводит наименование ткани либо может выбрать из имеющегося списка.
После этого необходимо ввести характеристики ткани, наименование и условное обозначение, используемое при построении комплексного показателя качества, которые представлены в диалоговом окне на рис. 3.
Далее программа предлагает выбрать волокнистый состав материала с помощью диалогового окна, представленного на рис. 4.
В программу внесены все виды волокон, рекомендуемые нормативной документацией для изготовления тканей для специальной одежды [7]. Также в этом окне автоматически подгружаются из справочной базы программы значения плотности вещества волокон. В дальнейшем в программе происходит вычисление средневзвешенного значения плотности волокнообразующего полимера ткани с учетом процентного вложения различных волокон (блок 1 алгоритма). Введенные данные используются для расчета характеристик строения ткани и содержатся, как правило, в техническом паспорте ткани.
Для максимального учета показателей материалов, используемых для производства специальной одежды, в программе предусмотрен ввод данных, определяемых экспериментальным путем, требования к которым установлены нормативной документацией [7]. Перечень и условные обозначения вышеуказанных показателей представлены в диалоговом окне на рис. 5.
2 этап – вычисление характеристик строения ткани. Данный расчет производится в прикладной программе в автоматическом режиме на основании алгоритма, представленного на рисунке 1. Анализ полученных показателей позволит установить влияние структуры материала на увеличение или уменьшение комплексного показателя качества, что имеет важное значение при проектировании специальной одежды с заданными требованиями.
Рис. 5. Диалоговое окно ввода экспериментальных данных ткани
Рис. 6. Комплексная оценка качества графоаналитическим методом
3 этап. На основе веденных показателей ткани, а также вычисленных в программе характеристик происходит графическое построение комплексного показателя качества (рис. 6) и автоматическое вычисление площади соответствующих графиков. При этом в окончательном результате может использоваться не весь перечень характеристик, предусмотренных прикладной программой, а только его часть с учетом возможности их определения экспериментальным путем.
Для каждого вида ткани, исследуемой с помощью разработанной прикладной программы, графическая оценка производится в отдельном слое с присвоением ему отдельного цвета и имени, соответствующего наименованию материала.
4 этап – вывод результатов. На заключительном этапе работы программы выводится окно (рис. 7), в котором представлены вычисленные в программе характеристики строения ткани, а также значение комплексного показателя качества.
Рис. 7. Окно вывода результатов
Определение комплексного показателя качества в предложенной прикладной программе может производиться для неограниченного количества материалов. При этом каждый график для соответствующего вида ткани расположен в отдельном слое, который при необходимости детального изучения и сравнения с другими образцами можно отключать, тем самым наглядно оценить каждый в отдельности показатель ткани.
Сравнение комплексных показателей качества, полученных в прикладной программе графоаналитическим методом, позволяет оперативно выбрать ткань с наилучшим сочетанием всех исследуемых показателей с учетом конкретных требований, предъявляемых к проектируемому изделию специального назначения.
Выводы
Таким образом, в работе предложен подход к проведению обоснованного выбора материалов для изготовления специальной одежды на основе комплексной оценки качества с применением информационных технологий.
Разработанная авторами прикладная программа автоматизированного определения комплексного показателя качества позволяет как производить необходимые расчеты для эффективного подбора материалов и построения комплексного показателя качества, так и систематизированно хранить информацию о различном ассортименте материалов, что значительно расширяет ее функциональное применение.