服装裁剪自动分床系统的研究与开发

热烈欢迎各位专家莅临指导服装裁剪自动分床系统的研究与开发会议鉴定中原工学院服装学院庹武汇报主题一、课题总体设计二、裁剪分床方案设计三、消耗估算四、自动分床算法设计五、系统的实现六、裁剪设备优化一、课题总体设计本课题以研究开发服装裁剪自动分床方案为项目宗旨，在深入调研服装企业实际裁剪状况和广泛查阅相关文献和资料的前提下，总结了当前裁剪分床实际中的可取及不足，系统分析了影响裁剪分床方案合理制定的因素，并提出了本课题的服装裁剪自动分床理论和实现方法。课题总体设计包括以下两个方面内容：1、课题研究内容2、研究方法及步骤一、课题总体设计1、课题研究内容本课题以服装裁剪分床自动化为研发目的，研究内容主要包括：（1）裁剪分床方案设计（2）面料及工时消耗估算（3）裁剪分床方案算法设计（4）自动分床系统的实现（5）优化裁剪设备一、课题总体设计2、研究方法及步骤研究方法：本课题以节约成本和提高效率为目的，将裁剪分床方案的评价量化为计算各方案的面料消耗和裁剪工时消耗，当两者达到整体最低时，判断其为最终输出方案。

研究步骤：其流程如下图。二、裁剪分床方案设计裁剪分床方案的设计包括裁剪方案的内容、表达方法、制定原则、影响因素分析以及等量并床法的提出等内容。通过对影响裁剪分床的各种因素，例如铺布层数、套裁件数、裁床的长度、唛架的宽度、工人的技术水平、不同面料的性能等等，进行研究和分析。同时针对服装企业中常用的传统比例法、分组法、加减法、并床法等等裁剪分床方法进行调研，分析不同的分床方案制定方法的利弊，为等量并床法的提出提供指导。二、裁剪分床方案设计主要包括以下内容：1、裁剪分床方案的内容2、裁剪分床方案的表述方法3、裁剪分床方案的制定原则4、裁剪分床方案的影响因素5、等量并床分床法的提出

二、裁剪分床方案设计1、裁剪分床方案的内容裁剪分床方案的制定即根据生产任务和生产条件，依据款型件数、面料颜色等特性，对生产单中不同号型制定出科学裁剪分床方案，进行合理套裁，并使面料、工时的损耗降低至最低、生产效率达到最高的工艺设计过程。其内容主要涉及以下几个方面：（1）订单产品分几床进行裁剪

（2）各床所铺面料层数（3）各床所铺号型数量（4）各床各号型所铺件数二、裁剪分床方案设计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…表示床号，T表示极限铺布件数，Ni/Hi表示号型Hi的铺布件数为Ni，A表示铺布层数。且任何一床中，总铺布件数须小于等于极限铺布件数。

二、裁剪分床方案设计3、裁剪分床方案制定的原则裁剪分床中，依据所考虑的影响因素所占权重的不同，可得到多种分床方案且各有利弊。但无论哪种裁剪分床方案，一般都遵循以下三个原则：（1）符合生产条件：主要涉及产品特点和裁剪设备状况。（2）提高生产效率：应尽量减少床数，避免重复劳动。（3）节约面料：合理安排多件套裁，提高面料利用率。二、裁剪分床方案设计4、裁剪分床方案影响因素课题中，对裁剪分床的影响因素进行了深入调研，通过分析归纳，可归结如下几个方面，如表1-3：表1产品因素具体因素因素影响说明服装款式产品所属类别：西服、批量定制类服装

号型每款服装所包含的大小简略表示

各号型数量

订单中每个号型对应的件数

面料

每款服装的面料种类、性能、颜色、数量

版型

版型的复杂程度

接单时间

拿到订单开始生产的时间

交货时间

最后完成生产单的量的时间

二、裁剪分床方案设计4、裁剪分床方案影响因素表2生产条件因素具体因素因素影响说明拉布铺布方式、设备、时间、人数裁床裁床长度（最多可排料件数）裁刀裁刀长度(最多可铺布层数)具体因素因素影响说明床数生产单分成几步进行剪裁排料号型一床铺哪几个号型号型个数一床所排号型各自对应的件数表3综合因素二、裁剪分床方案设计5、等量并床裁剪法的提出

传统裁剪分床制定方法有多种，其中主要有比例法、分组法、并床法、加减法。在综合分析上述方法的优缺点和应用效果的基础上，提出了等量分床思想。等量分床即是在满足一定生产条件且不增减号型数量的前提下，选取铺布层数相等的分床进行并床的分床方案制定方法。它首先需要将每个号型件数对应分一床，号型对应的件数即为其铺布层数。然后在综合运用传统比例法、分组法、加减法、并床法等等分床方法的基础上，根据铺布层数之间的数量关系，找其相等量进行并床。其优越性表现在：实用性强、适用范围广、灵活性强。三、消耗估算本课题的研究以提高生产效率，降低生产成本为原则，以裁剪面料消耗和工序工时消耗达到整体最低为最终输出方案选定的依据。研究过程中，通过建立多元线性回归估算模型和对实施裁剪分床方案的工序工时分析，归纳出了面料消耗和工时消耗的计算方法，为最终确定最佳裁剪分床方案提供理论和方法上的指导。主要从以下两个方面进行了消耗分析和估算：1、面料消耗估算2、工时消耗估算三、消耗估算—面料消耗估算1、面料消耗估算（1）估料现状目前面料消耗的估算方法主要有人工经验值估算法和CAD模拟套裁估算法。人工经验值估算法虽面料利用率高，但存在许多不足：①劳动强度大。②容易出现多排、漏排、错排的现象。③周期长、用时多、效率低。④依赖性太大。CAD模拟套裁估算法较传统的手工估料虽有节约场地、提高效率等若干优势，但在实际生产中，在排料问题上仍然存在技术瓶颈，表现在服装自动排料的利用率与人工排料的利用率相比还有一定的差距，直接影响到算料。三、消耗估算—面料消耗估算（2）多元线性回归估料模型鉴于人工经验值估算法和CAD模拟套裁估算法存在的问题，本课题提出多元线性回归估算法，通过实验回归建立铺布长度与服装规格长度和规格围度之间的线性模型，并对模型进行了分析验证。理论模型三、消耗估算—面料消耗估算模型的检验统计量：三、消耗估算—面料消耗估算多元线性回归方程：Y=329.034-3.109X1+4.460X2其中：Y为铺布长度，X1为规格长度，X2为规格围度。估料模型的确立若有一裁剪分床方案R，分n床裁剪,各床铺布层数分别为:a1,a2,a3…am;各层所铺的号型件数为:b1,b2,b3…bm;面料的幅宽为A.令Z为面料消耗，则面料消耗用公式表示即为:三、消耗估算—面料消耗估算估料模型应用：分析表明，选择套裁规格长度和围度为铺布回归因子建立的回归模型，对于不同的套裁方案，在一定条件下，可以较准确的对铺布长度即可对面料消耗做出预测。因此，可以为服装企业快速准确地估算面料消耗，设计出最优化的分床裁剪方案提供一定的指导。三、消耗估算—工时消耗估算2、工时消耗估算裁剪分床方案选择时，工时消耗也是一个需要考虑的重要因素。工时消耗是指工人在整个裁剪过程中的全部时间消耗。裁剪工艺包含的工序主要有：排料及画样、铺布、裁剪、验片、打号及捆扎等等。相关的影响因素有：工艺因素、设备因素和人力因素等。三、消耗估算—工时消耗估算若有一裁剪分床方案R，分n床裁剪,各床铺布层数分别为：a1，a2，a3…am；各层所铺号型件数为:b1,b2,b3…bm；t为各裁剪工序平均工时。则工时消耗工表示为:四、系统算法设计针对不同生产单特点，以等量并床为分床方案制定的核心思想，本课题算法主要涉及以下几种情况：1、多号型单色单裁分床算法2、多号型单色套裁分床算法3、多号型多色单裁分床算法（1）按号型单裁分床算法（2）按号型单裁分床算法4、多号型多颜色套裁分床算法算法具体细节及流程设计详见技术报告。五、系统的实现针对自动化裁剪分床系统开发与实现，本章主要包括以下内容：1、系统开发工具2、系统运行环境3、程序的数据库4、系统功能介绍五、系统的实现

1、系统开发工具本系统以VisualStudio.Net2005中C#作为开发工具，C#是一种安全的、稳定的、简单的，是由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言。可以保障系统的灵活性和可扩展行。数据存储数据库选用微软Access，Access数据库是基于Windows的桌面关系数据库管理系统，具有存储方式单一、面向对象、界面友好和易于操作、集成环境、处理多种数据信息等优点。

五、系统的实现2、系统运行环境本系统基于单机运行，Windows操作系统只要运行.NetFramwork2.0以上版本都可以运行软件。推荐安装Windowsxp个人版操作系统，显示器分辨率设为1024X768。硬件环境：计算机建议配置，CPU：赛扬500以上，内存：512M以上；软件环境：Windows2000(任意版本)或Windows2003或WindowsXP（SP1以上），安装.NetFramework2.0以上控件。数据库环境：安装Office2000自带的Access数据库。五、系统的实现3、程序的数据库数据库设计是建立数据库及系统的核心和基础，它要求对于指定的应用环境，构造出较优的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足用户的各种应用需求。一般按照规范化的设计方法，常将数据库设计分为若干阶段。本节主要内容包括：（1）系统数据表（2）数据库详细设计、表介绍五、系统的实现4、系统功能介绍针对本系统，主要介绍了如下操作方法：（1）系统登录模块（2）文件管理（3）分床管理（4）查询管理五、系统的实现（1）系统登录模块五、系统的实现（2）文件管理—系统设置五、系统的实现（2）文件管理—系统设置五、系统的实现（2）文件管理—用户管理五、系统的实现（3）分床管理—生产条件设置五、系统的实现（3）分床管理—型号设置五、系统的实现（3）分床管理—颜色设置五、系统的实现（3）分床管理—生成表格五、系统的实现（3）分床管理—录入件数五、系统的实现（3）分床管理—生成方案五、系统的实现（4）查询管理—查询五、系统的实现（4）查询管理—查看分床方案

六、裁剪设备优化服装裁剪自动分床系统在提供理想裁剪分床的同时，对裁剪工艺及设备提出了一定的要求。需要进行裁剪设备优化，改进和从铺布到裁剪的机械与附件，以使之更加适应自动分床系统。本章节主要内容包括：1、分床系统的特点2、分床系统对裁剪设备的要求3、实际生产中存在的问题4、优化方案5、优化意义六、裁剪设备优化1、分床系统的特点

（1）混码套裁因混码套裁的面料利用率相对比较高，本系统以此为导向进行号型特性间的匹配套排。（2）紧密排料保证衣片质量的前提下，紧密排列以节约面料。（3）多色套裁单个裁床上铺有多种颜色的布料进行财裁剪。六、裁剪设备优化2、分床系统对裁剪设备的要求分床系统由于自身特点，对裁剪设备的适应性提出了特定要求。混码套裁和紧密排料，使每床的裁片规格比较多，裁片间的间距比较小。款式比较复杂的服装，衣片的大小形状会更不规则。为了保证裁片的质量，就要求裁剪设备有较高的裁剪精度。同时，要求在进行验片、打号和捆扎的时候有较高的工作效率和快捷有序的流程。六、裁剪设备优化3、实际生产中存在的问题

通过对服装企业实地调研的基础上，发现多数厂家的裁剪设备不能适应本系统的要求，主要表现在：（1）设备落后

工厂中人工或铺布机简单铺布后，用夹子或石条进行固定布料，然后再由工人操作电剪刀进行裁剪。铺布层数之间相互不贴近，空隙比较大，裁剪时容易出现移位、错位和走样等的问题影响裁片的质量。（2）自动化程度不高通过调研发现很多服装企业裁剪工作都是由人工完成的，自动化程度不高。六、裁剪设备优化4、优化方案（1）真空吸附装置在普通裁床上加装一个真空吸附装置，使得企业无需花费巨资购买电脑裁床，也能在一定程度上提高裁剪精度，满足生产的需要。（2）自动打号装置自动打号装置安装在裁剪台边缘的横杠上,主要由打号机、动力及传动机构和控制系统组成。（3）自动分拣、捆扎装置自动分拣、捆扎装置也需要安装在裁剪台边缘的横杠上，主要由捆扎装置、机械手臂