服装工艺设计智能化信息平台分析

1以服装工艺设计信息平台为基础的云制造模式

云制造是以云计算关键技术、物联网技术为基础，在整个产品生产产业链的环境下，让生产过程中所需的生产资源在广域网中进行按需共享，包含了生产技术、生产物料、生产设备信息、用工需求等资源。其特点是生产资源的虚拟化、数字化、服务化与云端化，强调多家异地关联企业协同生产。目前，我国在服装产品开发与生产中，企业出于生产核心技术保护与商业机密等原因，生产资源平台往往呈封闭状态，其中的生产物料、生产工艺技术、生产调度等信息的使用大多仅仅限于企业内部的使用，企业内部及异地企业之间要么存在信息孤岛，要么资源共享与企业协作方式呈紧耦合状态[1]。但是在信息时代，与动态多变的服装市场对应，产品生产周期越来越短，服装产品生产相关的新工艺、新材料、新设备等生产资源更新换代频繁，封闭性的生产资源平台已远远适应不了复杂多变的客户需求，促使企业间信息孤岛的形成，在某种程度上来说限制了企业的良性发展。服装工艺设计作为产品生产标准制定的主要手段，所包含的产品工艺流程、工艺操作方法、质量检验标准、工艺装备（设备、工夹量辅具）、工艺缝型、工时定额和工艺参数、材料定额等信息贯穿了产品生产的全过程[2]，涉及到企业仓储、裁剪、缝制、包装等大多数部门。所以企业生产资源平台中有关信息管理与集成的关键环节，就是服装工艺设计信息平台的建设，主要强调企业内部之间信息的共享与异地多企业协同生产资源信息的同步。主要通过云计算技术、基于internet网的数据库集成技术、物联网技术等建立起一个云服务空间，突破地域空间对企业生产经营范围的制约，以生产工艺资源集成为基础建立起一个虚拟的服装产品生产信息平台，主要进行各企业之间产生的大量生产数据与需求信息进行适时分析与管理，利用适当的算法对相关需要处理的信息进行比较、选择和准确计算、绘制工艺技术与流程图示、工艺图表编制，并根据信息生成模拟加工手段与方法，并将多个协同生产企业生产实践中所产生的优良生产经验与生产方法进行总结，形成一个最优的生产决策模型，进行最优生产方案的设计与编制。各个关联的协同生产企业集中在一个以云制造虚拟空间为基础的环境下，不受时间与空间的限制，根据企业自身需要上传与获取产品生产的相关资源与信息，实现企业间的松耦合协作模式和面向任务的资源动态重构[1]。形成一种协同生产新思维下的敏捷智能制造模式，对于服装生产企业缩短交货时间、提高快速反应能力，赢得竞争优势有着重要影响意义和推动作用。

2服装工艺设计智能化信息平台的体系结构

服装工艺设计智能化信息平台运用云计算等技术，其主要实施目标是服装企业产品生产资源的配置与优化，协调多方服装企业间生产资源共享与协同开发，突出多方服装企业间协同的智能生产模式。其关键点是在服装企业产品协同开发与生产的全过程中，对各异地分布企业所产生的数据信息进行的共享、并在调用过程不断进行优化，以便其他企业按需使用，整个过程体现的是服务与共享理念。服装工艺设计智能化信息平台的开发过程由多个异地关联企业协同合作，共同建设来完成的，其角色包括平台建设的龙头企业、协同生产企业群、物料与设备供应商等。其核心环节由生产工艺设计仿真系统和产品生产资源数据管理平台两部分组成。“生产工艺设计仿真系统”以多个企业共同生产的服装产品为原型，针对产品设计与生产中部件工艺技术、加工方法、工序与工时、工艺路线、材料定额和流水线编排等环节所产生的信息资源与数据。运用人工智能领域的遗传算法等技术建立智能计算仿真模型，进行编码运算与测试，得出最优结果。系统包含生产流水线智能调度、生产节拍自动平衡、生产工序优化组合、生产工艺单自动生成等智能模块，为服装企业提供一套产品生产优化的技术架构与工具。“协同式生产资源数据管理平台”主要包含企业动态联盟协作平台与生产工艺管理平台两个模块，在企业动态联盟协作平台中主要完成动态生产企业的构建，企业间生产订单的管理、库存管理、生产物料的流动管理、物流调度管理等功能；生产工艺管理平台主要实现各协同生产企业个性化的门户网站的配置、各种设计工具的提供、不同格式数据保存与使用的兼容性管理等功能。各关联企业与供应商根据自身需要，选择平台下的功能模块，来进行客户端的建设（如图1所示）云制造环境下服装生产资源的企业具有地域分散、企业自治、生产资源异构多样、生产能力动态变化等特点[3]。协同生产企业在使用两大平台不同模块过程中所进行的数据保存、分析与处理由建设的云服务器来集中完成，其核心支撑层主要包括系统部署与注册、资源搜索与匹配、资源组合与调度、系统安全监控与评估、系统兼容性处理等功能模块。并以这些功能模块为基础在云服务器上建立起工艺平台的系统功能开发环境、运行环境和运营环境，生产企业在包含资源管理、流程管理、授权等级管理、使用许可证管理、数据进行统计与分析、安全管理等操作模块的运行环境下，通过适配器，针对储存在云服务器上的应用软件资源、生产过程中所产生的相关智能计算资源、数据资源、设备资源进行、调度、检索、查阅、监控与优化等操作，及时得出最优的生产决策。服装工艺设计智能化信息平台的建设目的主要解决的是异地分布的生产合作企业之间的业务合作、服装产品生产技术规范、质量标准、生产进度等资源信息的共享与过程中的数据动态化、操作的协同性与自主性、分布网络构建、系统异构设计等问题，其构成的网络化平台侧重强调信息同步与共享。由于合作企业自身不同的特点，其生产过程中产生的大量工艺设计数据与不同软件操作中产生的不同格式的文件资源，也就说明资源有效利用的协调性与兼容性也是平台建设要解决的一个核心问题。

3服装工艺设计智能化信息平台建设的主要技术支撑

3.1基于遗传算法的服装生产工艺智能优化技术

遗传算法是人工智能的重要分支，其计算方式主要是根据适者生存、优胜劣汰等自然进化原则，通过遗传群体的反复迭代搜索全局来进行搜索计算与求解的，属于一种随机优化的算法。由五个基本部分组成：编码（问题解的遗传表示）；初始种群的生成方法；判定个体优劣的评价函数；用于进化的选择、交叉、变异等遗传算子；遗传算法的参数值[4]。作为一种全局优化方法，主要是针对产品生产流程进行优化，其范围包括：产品工序设计与智能分析；产品缝制方法、动作与工时智能分析；产品生产流程的智能编排、生产流水线节拍计算与工序组合、生产流水线平衡等，具有高度并行、随机、自适应等特点，全局搜索能力强，优化效率极高。服装企业生产过程智能优化包括两个内容：其一，以服装企业自身的生产条件（包括软硬件）为基础，针对正在进行的产品生产项目，采集产品生产全过程中与工艺有关的资源数据信息，包括产品的细分工序、工时、缝制动作、缝制方法、生产线产品流动路线、生产设备、现场生产节拍等，并对其数据信息进行整理、归纳、编码等处理；其二，针对企业单元式生产线，通过分析能用于自动化生产设备的工序，针对这些工序进行自动生产工艺模板的研制，按照精益生产的管理流程和生产技术进行产品生产试制，同时对试制获取的数据与信息资源进行整理、归纳等处理。针对整理好的数据，结合产品生产流程，利用遗传算法，建立工艺优化的计算仿真模型，按照其实施的基本步骤：确定寻优参数，编码方法，编码长度；初始化群体；计算群体中各个个体的适应度值；选择；交叉；变异；终止条件验证。其计算对象包括工艺流程优化、缝制动作优化、生产平衡优化、流水线路优化、生产节拍优化、工序组合优化等。使得即使是在生产规模大、产品品种多的情况下也能使服装缝制流水线的负荷达到平衡，可以很好地解决产品生产流程中的瓶颈效应，整体提高服装产品生产的效率。

3.2服装工艺设计信息云平台资源的虚拟化技术

针对各节点的异地合作企业协同生产的特点，云制造环境下服装工艺设计信息平台的运行，主要是以动态管理和高效率利用平台内的各类资源为目的，就需要虚拟化技术对服装工艺设计信息平台下的生产信息数据资源、软件资源、硬件设备以及虚拟机的运行进行管理服务虚拟化。主要体现三方面内容：其一，对平台内虚拟资源的系统管理，包含封装/注册管理、QOS评价管理、智能搜索/匹配管理、定价与结算管理等，统一对平台内企业用户动态分配硬件系统的调用，动态回收和部署虚拟资源（生产设备、软件库、数据库、物料库、知识库、人才库、生产信息等），产生或变更虚拟服务器、交换机和储存资源等；其二，平台内软件资源的使用云服务化，即通过许可证的调度动态分配各使用节点的应用软件的使用，并提供扩展应用软件的开发接口等服务。其三，虚拟机应用模板的定制，根据平台系统中各节点的协同生产企业与供应商不同的需求功能设计对应的虚拟机模板，针对模板的应用动态化，实现操作系统、应用软件的动态迁移，将物理资源的利用最大化，统一映射管理软件资源、硬件系统、虚拟资源。服装工艺设计信息云平台资源的虚拟化过程主要是以实现生产资源服务化与业务协同化为基础，主要通过两部分工作来完成：包含平台资源建模和描述在内的资源特性文档的建立、实现资源特性操作与调用[5]。通过在虚拟机上一系列操作步骤，各协作企业可以在平台内动态的相应的资源，并通过对应的服务接口实现所需的资源调用与信息共享。在云制造环境下，平台内各异地分布式企业通过虚拟化方式进行封装且屏蔽资源的异构性，达到云制造环境下资源的相互兼容目的，使资源共享顺利进行，并能进行集中的监控与管理。

4结束语

以服装产品生产信息与资源动态集成为基础的工艺设计智能化信息平台，利用云计算技术，将服装产品工艺设计信息平台向云空间中迁移，其中涉及到的相关技术包括产品生产平台资源虚拟化技术、生产优化智能运算技术、资源管理技术、工艺资源检索技术、生产流程调度组合与优化技术、大数据存储技术、云计算中间件技术、云服务安全策略与监控技术等方面。使服装产品生产信息与资源共享集成化、动态化，拟在解决服装企业产品生产技术零散化、经验化、孤岛化等问题。一方面为服装生产企业提供先进的技术储备，一方面有助于推动服装企业集成制造的发展，使服装生产企业在市场瞬息万变的状态下做到快速反应，赢得竞争优势。

作者：陈鹏 单位：湖南涉外经济学院艺术设计学院