Технологии компьютерного моделирования в разработке одежды позволяют экономить время и расходные материалы, примерять получившиеся виртуальные изделия на цифрового двойника реального человека. Такие инновации создаются в лаборатории «Кибер-ателье» кафедры «Технологии и конструирование одежды» Института экосистем бизнеса и креативных индустрий Уфимского нефтяного университета.
Что умеет робот-швея?
Лаборатория «Кибер-ателье» создана в уфимском межвузовском студенческом кампусе Евразийского научно-образовательного центра в рамках Федерального проекта «Приоритет 2030» (стратегический проект «Новая среда жизни»). Лаборатория ориентирована на разработку и совершенствование методов, систем и технологий в области проектирования и изготовления одежды.
«Кибер-ателье» можно назвать прототипом цифровых фабрик, где одежда проектируется по трёхмерным технологиям на цифровом двойнике человека, а техпроцесс её производства можно наладить с применением роботов, — поясняет руководитель лаборатории, заведующая кафедрой «Технология и конструирование одежды» УГНТУ Ольга Будеева. — Среди учебных заведений России подобные научно-исследовательские центры есть в Москве, Санкт-Петербурге, Иваново и Казани. Не секрет, что сегодня в России ощущается дефицит кадров в швейной промышленности, и мы пытаемся решить этот вопрос автоматизацией наиболее сложных процессов проектирования изделий».
Один из основных технологических элементов «Кибер-ателье» — 3D-сканер Texel Portal. Это устройство в виде колонны и вращающегося подиума, обеспечивающее плавное перемещение четырёх видеокамер по вертикали с одновременным вращением сканируемого объекта или человека. Полученные сканером данные поступают в компьютер, где используются в качестве основы дизайна и моделирования. Для изготовления разработанных образцов используется первый в России роботизированный комплекс «Робот-швея», несколько промышленных швейных машин, струйный режущий плоттер на 180 сантиметров и промышленная одноголовочная вышивальная машина.
«Робот-швея»
«Одна из главных проблем в проектировании одежды на цифровом двойнике — отсутствие российского программного обеспечения, учитывающего основные параметры тела человека именно нашего населения, — отмечает руководитель «Кибер-ателье». — Пока мы используем компьютерные программы, разработанные в Китае и других странах, что затрудняет получение наилучших результатов при посадке изделия на фигуре, поскольку зарубежное ПО изначально создано с учётом специфики населения своих стран. А ведь в базу данных современных дизайнерских программ можно внести 250 и даже 300 различных параметров, что значительно упрощает и улучшает весь процесс работы дизайнера. Ориентированные на мировой экспорт китайские или европейские производители создают некие усреднённые модели, что не позволяет им в итоге предложить лучший вариант для нашего потребителя. Поэтому использование программ с набором параметров населения конкретного региона даёт большие конкурентные преимущества на местном рынке одежды. В этой работе есть как эстетический, так и практический экономический смысл».
Практическая плоскость
Для организации эффективного процесса виртуальной разработки разных моделей одежды уфимское «Кибер-ателье» начало создавать размерную типологию взрослого трудоспособного населения Башкирии, где проживает около 4 миллионов человек. Уже разработана технология получения антропометрических параметров на основе цифрового двойника человека для несколько возрастных категорий. Исследование продолжается.
«Размерная типология населения динамична, на неё влияет характерная для нашего времени акселерация, свой вклад в различия параметров также вносят географические, демографические, национальные, экономические и социокультурные факторы, — пояснила Ольга Будеева. — С учётом этих особенностей мы создаём систему антропометрических данных по типам фигур для потребителей нашего региона. На основе новой размерной типологии разрабатывают как традиционную, так и «умную» одежду с дополнительными функциями: подогрев, охлаждение, встроенные солнцезащитные фильтры и даже зарядные устройства для гаджетов».
Среди наиболее интересных практических разработок можно назвать проект обеспечения сотрудников крупной российской компании спецодеждой, соответствующей антропометрическим параметрам тела человека для избежания производственных травм. Как показали опросы, 51% рабочего персонала отмечает, что принятая в компании спецодежда затрудняет движения, 12,5% чувствуют себя в ней некомфортно и неудобно и лишь 26,5% не испытывают существенных неудобств.
Применение автоматизированного обмера сотрудников позволяет добиться точности на 50% большей, чем при снятии мерки вручную, исключает субъективный фактор и в случае необходимости даёт возможность менять размерные признаки за 30 секунд. В результате создаётся шкала типов фигур рабочего персонала как система антропометрических данных, используемая для наиболее полного удовлетворения потребностей заказчика в размерно-ростовочном ассортименте спецодежды, удобстве её повседневной носки и обеспечения производственной безопасности.
Развивая тему, уфимские специалисты разработали инновационную рабочую куртку специального назначения с системой мониторинга и контроля физического состояния сотрудника. В качестве основы была использована модель швейной фабрики ОАО «Сургутнефтегаз». Её доработали, дополнив карманами для датчиков и отверстиями для вывода приборов, изготовили экраны для просмотра данных считывающего устройства.
Лекала для Башкирии
Ещё одно направление компьютерного моделирования связано с разработкой защитных элементов с амортизирующим эффектом, которые зонально вшиваются в элементы одежды. Такие инновации востребованы для спортсменов, специалистов, выполняющих травмоопасные работы, а также для склонных к падениям пожилых людей.
В целом создание региональной базы размерной типологии открывает самые широкие возможности не только для дизайна, но улучшения практического функционала предметов рабочей и повседневной одежды. Она также позволяет оптимизировать швейное производство и улучшить его экономику.
«Размерная типология, адресно создаваемая на регионы/города, и цифровое производство одежды сократит залежавшиеся товары на предприятиях производителях, — считает Ольга Будеева. — Это востребованная задача для как среднего и малого бизнеса, так и для крупных производств. Система трёхмерного проектирования позволит предприятиям легпрома сократить себестоимость изготовление образцов, уменьшить число примерок при индивидуальном пошиве, использовать методы кастомизации, повысить спрос на made-to-measure, а в глобальном смысле ещё и сократить углеродный след».
