基于生产资源知识库的服装大规模定制系统的研究

摘要：通过服装大规模定制系统的研制，探索了服装大规模定制生产系统的特点。系统的创建以构建企业生产资源知识库为基础，以服装模块化设计为核心。实施大规模定制的前提是企业的信息化改造，其基础就是完成企业生产资源信息的集成与处理。

关键词：服装大规模定制；敏捷生产；生产资源知识库

中图分类号：TS941 文献标志码：A A Study on Apparel Mass Customization System Based on Knowledge Base of Production Resources

Abstract： By developing mass customization system for apparel， the paper explored the characteristics of such system. Transforming the information system is the precondition for enterprise to implement mass customization， while the integration and processing of production resources-related information is the basis. Key words： apparel mass customization； agile production； knowledge base of production resources

大规模定制是一种先进制造模式，其本质是基于定制的敏捷制造。随着信息技术和先进制造技术的发展与应用，大规模定制也成为服装制造业的发展趋势。服装大规模定制以柔性生产线为消费者实现单量单裁，量身定制；既可利用信息化手段，减少库存和缩短制造提前期、大大降低定制服装的生产成本，又可使定制服装走出原先狭窄的高端市场的限制，满足人们日益增长的消费需求。

1 服装大规模定制的特点

服装是一种特殊的商品，作为一个展现个性的空间，人们对服装定制的个性化需求更为多变。消费者的职业、年龄、肤色、性格、喜好以及不同的身材尺寸和体型特征等因素，使得实现服装大规模定制更为不易。实施服装大规模定制需要满足的基本条件如下。

新的生产资源信息管理。定制的生产始于获取消费者的定制需求后，企业内部原有的产品管理、生产管理、运营管理以及企业外部的客户关系管理、供应商的协作管理和物流配送管理等需要进行重组和改造。

新型设计能力。定制常由消费者与企业共同完成服装设计，需要全盘考虑工艺组合和柔性制造能力，协调消费者需求、产品设计和产品系列的关系，形成一套全新的服装设计方法或基于仿真的虚拟设计技术。

柔性制造能力。基于成本与效率，定制仍然采用流水线的加工方式来完成生产。除了大量数字化服装加工设备的应用，原有基于大规模生产的流水线的工序编排、工艺设计及生产组织形式需要进行新的业务重构，使之能够胜任单量单裁的柔性生产。

总体而言，服装大规模定制的本质是基于定制的敏捷制造，是基于高度信息化、充分利用计算机网络、数据处理、图形处理、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机工艺过程等综合技术成果的一种先进生产与管理模式。其主要构成是：企业通过网络、专卖店等渠道向社会提供定制服务；根据用户的个性定制要求，企业以智能化和高效率的服装设计系统以及高柔性的敏捷生产线，快速生产出符合用户需求的服装。

2 服装大规模定制系统的设计与实现

本研究项目通过重组和优化企业生产资源，依据服装大规模定制的特点，集成、组织、规范服装定制过程中需求获取、服装设计和服装生产等环节的信息，构建企业生产资源知识库，完成了企业信息化改造，并以此为基础，实现了服装大规模定制系统（简称为JCMC系统），运行模型如图 1 所示。

2.1 生产资源知识库的构建

大规模定制要求企业完成业务重构，实现信息化改造。而服装定制生产时，服装定制信息、服装设计CAD、服装生产CAM都是围绕企业的生产资源进行的。为此，利用信息处理技术创建用于大规模定制的生产资源知识库成为服装大规模定制系统研制的关键基础。JCMC系统的生产资源知识库的主要构成如下。

产品模块库：服装大规模定制企业资源知识库的信息样本都是基于产品族的，模块化设计是产品族设计的主要思想，模块组成了服装产品配置设计和变形设计的基础。其具体实现是：在全面分析服装消费者需求的基础上，将服装分解为各个相对独立的组成部分——服装模块，这些模块通过局部修改组成服装产品系列。更新一个或几个模块，或在主要功能模块中融入新变化模块，就能迅速设计出新的服装产品。

在JCMC系统中，是模块类的变量名，用以表达模块类对象实例的不同属性值；用来描述该模块类对象的构成方式；用来定义模块类元素执行的模糊映射等各种操作；指出该模块类实例化时应满足的约束条件。产品族、产品平台与模块化设计的关系见图 2。

模块约束库：各模块在组合、配置形成服装产品时必须符合约束规范，如修饰花边模块只能用于女装而非男装，笔袋模块只用于上装而非下装等。

服装产品库：满足约束的模块的不同组合形成了服装产品。例如，上衣服装通常由前、后衣身、衣领、衣袖、外、内衣袋、袖口、门襟、饰件等模块组成。各服装模块的不同形状的组合形成了不同款式（产品），如学生装、工作装等；各款式中不同模块的不同尺寸的组合形成了不同系列，如宽松系列、修身系列等。这些模块的数据经标准化和系列化处理后组成了服装产品库、面料辅料库、成衣样板库等。

人体数字模型库：通过大量人体样本数据的采集、统计、分类和处理，创建人体数字模型库，预设适用于规模定制的服装规格，建立各款服装标准样本库。一方面可以用于新款服装的模块设计，另一方面也可用与匹配消费者的身材尺寸，获取合适的服装样板。

工艺模块库：在服装模块库创建后，依据本企业的生产资源构成和特点，为各模块的不同生产工艺配置对应的工艺流程。用于柔性生产线上对不同款式、不同模块及不同尺寸服装产品的加工工艺。

2.2 定制数据采集

服装生产的一般工艺流程是：设计制版面料处理裁剪缝纫锁钉修饰整烫。服装定制的实施就是在标准生产流程的工艺环节中有机结合消费者定制需求（如面料定制、款式定制、修饰定制、尺寸定制等）。在大规模定制中，定制需求中的面料定制、款式定制、修饰定制都可以由消费者自主选择确定，主要难题是非现场定制，如何快捷准确地获取定制消费者的身材尺寸信息。成熟的大规模服装定制系统，必须配备能适应非现场定制的量体功能，并能达到如下要求：（1）非专业性：即非专业的消费者能方便地自我测量；（2）准确性：能够准确地获得消费者的身材尺寸数据；（3）方便性：测量工具使用方便，测量方法和操作简单。

在JCMC系统中，为消费者提供的定制途径有 3 种，服装定制店、定制网站（Web）和手机客户端（Wap）。服装定制店能完成所有的定制信息采集，包括人体尺寸现场测量。而对于通过Web和Wap方式完成的非现场定制，消费者身材尺寸的获取，是由专门设计的人体影像量体软件实现的。其原理是通过进行图像识别和物体轮廓曲线提取等图像处理获取特征点数据，再用人体数据模型处理（主要是二阶最小二乘回归模型分析），从二维人体影像快速拟合出人体三维身体信息。当消费者通过Web或Wap完成服装定制定单时，由网络或手机客户端上传其自身的正、侧面图像。JCMC系统在获取该定制定单和用户影像后，启用人体影像量体软件进行处理，便可方便快捷地获取消费者身材尺寸。

2.3 产品配置设计方法

在大规模定制中，产品设计和生产的起点始于取得用户定制信息后。为了最大限度地利用已有模块、减少新的设计，常采用模块化产品配置设计法。在服装定制中就是根据消费者定制需求和服装产品配置模型，对模块化的服装部件进行组装后快速生成个性化产品。其原理是在服装部件模块化基础上，进行模块的相似匹配搜索和模块组合约束检测，从而配置出满足消费者需求的定制产品。JCMC系统的产品配置设计流程如图 3 所示。

2.4 基于知识库的敏捷生产

生产资源知识库的创建为服装大规模定制尊定了基础。在消费者定制服装的完备信息文件形成后，JCMC系统就可立即对定单实施分析处理：首先搜索服装产品库，匹配符合定制的服装产品；其次根据定制产品的产品编号，搜索服装模板库、成衣样板库、面料辅料库中对应产品相应组合模块的信息，生成该服装定单生产所用的BOM（Bill of Materials，产品物料清单）文件；再通过JCMC系统中的工艺模块库，为该服装定单中关于服装面料处理、模版修剪、修饰处理的加工工艺生成相应的生产工艺文件。

JCMC系统运行时，BOM文件为生产流水线各工位（制版面料处理裁剪缝纫锁钉修饰整烫）的物料准备提供了定制产品的预制模版件；工艺文件为服装CAM提供了预制模版件的修剪数据、加工信息和工艺路线；各工位的生产计划、制造工艺和检验工艺等信息都可以便捷地随时查看。企业生产资源知识库为生产流水线上不同款式、不同面料、不同规格及不同修饰的产品的生产提供相应的加工、工艺和检验信息。组织、管理这些产品生产的工艺、工序的组合完全取决于生产资源知识库的信息处理，而非生产现场管理员工或工人的经验和技术。从根本上保证了生产流水线上同时加工的不同消费者的定制服装能在很短的数小时内按质量要求制作完毕。

3 结语

JCMC系统实现了一个基于生产资源知识库的大规模服装定制系统，为企业的生存与发展赢得了契机。生产资源知识库的作用是根据不同的消费定制需求，提供相对应的服装设计、工艺流程、制作与检验的数据和信息。该知识库的信息构建和信息处理是围绕服装模块化的思想实施的。与传统的服装生产不同，服装大规模定制作为一种先进制造模式，其实施的前提就是完成企业生产资源信息的信息化处理。

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