Удосконалення антропометричної інформаційної бази для проектування плечового одягу дівчат

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет технологій та дизайну

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Удосконалення антропометричної інформаційної бази для проектування плечового одягу дівчат

Баранова Тетяна Миколаївна

Спеціальність 05.19.04 - технологія швейних виробів

УДК 687.016:572.087

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському національному університеті технологій та дизайну Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, доцент

Зубкова Людмила Іванівна,

Київський національний університет технологій та дизайну,

декан факультету технологій легкої промисловості.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор, академік Академії інженерних наук України

Березненко Микола Петрович,

Київський національний університет технологій та дизайну, професор кафедри технології та конструювання одягу

кандидат технічних наук, доцент

Міщенко Ганна Іллівна,

Хмельницький університет економіки і підприємства,

доцент кафедри менеджменту організацій.

Провідна установа:

Хмельницький національний університет Міністерства освіти і науки України, м. Хмельницький.

Захист відбудеться “ 7 ” червня 2007 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.102.03 у Київському національному університеті технологій та дизайну за адресою: 01011, м. Київ - 11, вул. Немировича-Данченка, 2.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці КНУТД за адресою:

01011, м. Київ - 11, вул. Немировича-Данченка, 2, корпус 1.

Автореферат розісланий 5 травня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

д.т.н., професор

Панасюк І.В.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Державну промислову політику України в легкій промисловості спрямовано на досягнення якісно нового рівня розвитку галузі, задоволення потреб населення, зростання обсягів виробництва і підвищення конкурентоспроможності промислової продукції.

Необхідною умовою забезпечення ергономічної відповідності одягу масового виробництва фігурам споживачів є наявність сучасної науково обґрунтованої антропометричної інформації, яка відповідає принципам конструювання та визначає особливості будови тіла людини. Вагомий внесок у вирішення питань даного напрямку зробили науковці Шершньова Л.П., Коблякова Є.Б., Пітенін Д.М., Бахмат Є.І., Цимбал Т.В., Пурченошвілі Т.А. та інші. Але питання, на жаль, не вирішене щодо масового виробництва одягу.

Нині одним з пріоритетних напрямків наукових досліджень у швейній галузі є розробка нових сучасних методів математичного моделювання поверхні тіла людини - об'єкту проектування одягу. Перспективною вважається розробка систем автоматизованого проектування (САПР) одягу на основі тривимірної антропометричної бази даних у вигляді віртуальних манекенів. Такі САПР зорієнтовані на вирішення проблеми забезпечення відповідності конструкції одягу фігурам споживачів.

Численними дослідженнями встановлена недостатня обґрунтованість змісту стандартних програм обміру населення, відсутність у них низки важливих та необхідних розмірних даних для проектування одягу, невідповідність нормативної антропометричної інформації розмірній характеристиці населення України, внаслідок чого склалися суперечності між існуючою антропометричною базою даних та можливостями сучасних САПР одягу в отриманні креслень конструкцій з високим ступенем відповідності особливостям фігур споживачів. Тому дослідження, орієнтовані на удосконалення антропометричної інформаційної бази населення України для проектування одягу масового виробництва, є актуальними. В умовах акселерації вивчення особливо потребує дитяче населення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась відповідно до перспективних планів науково-дослідної роботи кафедри ергономіки і проектування одягу КНУТД за напрямком № Н/н 1-05-2/05 “Теоретичні та практичні основи методології розробки розмірної типології населення України та системи манекенів”.

Мета і завдання дослідження. Мета дисертаційної роботи полягає в удосконаленні процесу проектування плечового одягу масового виробництва для дівчат на етапі формування вихідної антропометричної інформації.

Мети досягнуто шляхом вирішення наступних завдань:

· визначення доцільності використання існуючої нормативно-технічної документації для проектування одягу дівчат в Україні;

· теоретичне обґрунтування та формування складу антропометричної інформації, необхідної і достатньої для характеристики об'ємно-просторової форми торсу фігури дівчини;

· побудова на основі визначеного складу антропометричної інформації тривимірної моделі поверхні манекена торсу фігури дівчини з використанням існуючого програмного забезпечення САПР одягу;

· розробка та реалізація в автоматизованому режимі алгоритму розрахунку розмірної типології населення;

· визначення типологічного складу та розробка класифікації типових фігур дівчат за сполученням ведучих розмірних ознак.

Об'єкт дослідження - процес проектування одягу з використанням систем автоматизованого проектування на етапі формування вихідної антропометричної інформації.

Предмет дослідження - антропометрична інформаційна база для проектування плечового одягу дівчат.

Методи дослідження. У роботі використані традиційні та сучасні методи дослідження: методи антропометрії для експериментальних досліджень поверхні фігури людини; математичний апарат теорії ймовірностей та статистичної обробки результатів експерименту; теорії алгоритмізації та програмування для автоматизації розрахунку розмірної типології населення; методи аналітичної геометрії та комп'ютерної графіки для побудови тривимірної моделі поверхні манекена фігури людини.

Наукова новизна отриманих результатів:

· сформовано склад антропометричної інформації, необхідної та достатньої для тривимірного відтворення об'ємно-просторової форми поверхні торсу фігури дівчини;

· для визначення циліндричних координат просторового положення антропометричних точок точкового каркасу поверхні торсу фігури дівчини вперше запропоновані формули, засновані на встановленому складі вихідної антропометричної інформації;

· з використанням програмного забезпечення САПР одягу за удосконаленим алгоритмом отримані тривимірні моделі поверхонь манекенів торсів фігур дівчат з високим рівнем відповідності вихідним розмірним параметрам;

· за рахунок введення для визначення типу фігур дівчат підліткової вікової групи ведучої повнотної ознаки “обхват стегон з урахуванням виступу живота” замість “обхвату талії” вперше удосконалено розмірну типологію дівчат України.

Практичне значення отриманих результатів:

· розроблено автоматизовану програму розрахунку розмірної типології населення, яка дозволяє виконати математичну обробку результатів масових обмірів для цілей розробки нових антропометричних стандартів населення України;

· визначено типологічний склад та розроблено класифікацію типових фігур дівчат підліткової вікової групи за сполученням ведучих розмірних ознак для забезпечення підвищення рівня задоволеності цієї групи населення одягом масового виробництва;

· удосконалено алгоритм побудови тривимірної моделі поверхні манекена торсу фігури дівчини з використанням програмного забезпечення САПР “Julivi” для застосування моделі на різних етапах проектування одягу;

· запропоновано послідовність етапів формування антропометричної бази даних для розробки базових конструкцій одягу, яка передбачає створення тривимірної бази манекенів типових фігур, що дозволяє забезпечити якість посадки готових виробів на фігурах споживачів та вирішити питання недостатньої інформативності антропометричних стандартів;

· результати дисертаційної роботи впроваджені в інформаційне та програмне забезпечення САПР “Julivi” (фірма “САПРЛегпром Wastema Kuris”, м. Луганськ, Україна) у вигляді алгоритму побудови тривимірних моделей поверхонь манекенів фігур дівчат.

Особистий внесок здобувача полягає у постановці та вирішенні основних теоретичних та експериментальних завдань. За безпосередньої участі автора обрано об'єкт та предмет досліджень, виконано планування та проведення теоретичних й експериментальних досліджень, математична обробка отриманих результатів. Авторові належать основні ідеї програмної реалізації алгоритму розрахунку розмірної типології населення, удосконалення алгоритму побудови тривимірної моделі поверхні манекена торсу фігури. Особисто автор сформулював основні узагальнюючі положення та висновки по дисертації. Критичне обговорення результатів здійснювалось з науковим керівником к.т.н., доц. Зубковою Л.І.

У роботах [1, 2], опублікованих у співавторстві, автору належать основні положення, теоретичне обґрунтування, отримання результатів експериментів та їх обробка, узагальнення і висновки. Статті [3, 4] опубліковані без співавторства. Тези доповідей [5 - 8] висвітлюють результати наукових досліджень, виконаних безпосередньо здобувачем у рамках виконання дисертаційної роботи. Підготовка до публікації усіх зазначених робіт належить здобувачеві особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на наукових семінарах: кафедри технології та конструювання швейних виробів КНУТД (2003 - 2005 рр.), кафедри антропології та проектування одягу КНУТД (2006 р.), на Всеукраїнських конференціях молодих вчених та студентів (КНУТД, 2002, 2004 - 2006 рр.), на міжкафедральному науковому семінарі КНУТД (м. Київ, 2007 р.). Результати наукового дослідження впроваджено в інформаційне та програмне забезпечення САПР одягу “Julivi” (фірма “САПРЛЕГПРОМ Wastema Kuris”, м. Луганськ).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 8 праць: 4 статті у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України, та 4 тези доповідей на наукових конференціях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів з висновками, загальних висновків, списку використаних джерел (194 найменування) та 12 додатків. Повний обсяг дисертації становить 272 сторінки друкованого тексту, робота містить 26 рисунків та 31 таблицю. Обсяг основної частини дисертації - 159 сторінок.

1. Основний зміст роботи

антропометричний дівчина типовий фігура

У вступі обґрунтована актуальність роботи, сформульовані мета і завдання дослідження, відзначені наукова новизна і практична цінність роботи.

У першому розділі проведено аналіз літературних джерел з питань визначення вихідної антропометричної інформації, методів та пристроїв її отримання для цілей проектування дитячого одягу масового виробництва на сучасному етапі розвитку галузі. Також проаналізовані особливості будови тіла та розмірна типологія дівчат.

Відомо, що фігури різних за віком та статтю людей відрізняються будовою тіла. Встановлено, що недостатня увага у галузевих наукових дослідженнях надається будові тіла дитячого населення, вивчення якого ускладнюється нерівномірними змінами розмірів та пропорцій фігури протягом періоду розвитку дитини. З'ясовано, що у пубертатному (статево незрілому) періоді спостерігається максимальна мінливість розмірів тіла, а це ускладнює індивідуальне оцінювання фізичного розвитку за антропометричними показниками. Більш сталих характеристик тіло людини набуває у 15 - 16 років, що полегшує вивчення форми та розмірів фігур після досягнення цього віку. Також у цей період відбувається формування дорослого типу будови тіла. Зважаючи на різноманітність зовнішніх форм та складність геометрії поверхні саме жіночого тіла, для дослідження у дисертаційній роботі були обрані фігури дівчат підліткової вікової групи (відповідно до вікової періодизації, прийнятої у швейній промисловості).

Необхідною умовою для проектування одягу масового виробництва є вивчення антропоморфологічних особливостей фігур та їх варіаційного розподілу серед населення - розмірної типології. Наукову антропометричну основу для проектування одягу масового виробництва та виготовлення промислових манекенів складають антропометричні стандарти, які містять інформацію щодо параметризації типових фігур населення. Встановлено, що акселерація значно впливає на розміри, пропорції, форму тіла, зсув вікових границь статевого дозрівання, на швидкість росту антропометричних показників та досягнення ними остаточних величин, тощо. Показана необхідність встановлення доцільності використання чинних антропометричних стандартів, які були розроблені на матеріалі масового обміру дитячого населення 1981 - 1984 рр. на території країн колишнього СРСР, для проектування одягу дівчат в Україні.

Для перевірки якості посадки готових виробів, визначення додаткової метричної інформації та проведення досліджень щодо геометрії поверхні фігури людини антропометрична інформація відтворюється в манекенах типових фігур. Манекени представляють собою антропометричну базу даних з необмеженим обсягом інформації для цілей проектування одягу. Все більшого поширення набувають САПР одягу з модулем тривимірного моделювання поверхні фігури людини, які дозволяють вирішити проблему забезпечення відповідності конструкції одягу фігурам споживачів. Показано, що для цілей проектування співрозмірного одягу необхідно встановити склад антропометричної інформації, необхідної та достатньої для просторового відтворення апроксимованої поверхні фігури людини в манекені.

Проведений аналіз вітчизняної і зарубіжної наукової літератури дав підстави конкретизувати мету та визначити завдання подальшого дослідження.

У другому розділі представлені теоретичні підходи для визначення типологічного складу та розмірних характеристик типових фігур населення; сформовано склад антропометричної інформації, необхідної для проектування манекенів торсів типових фігур дівчат; визначено обсяг і склад вибірки досліджуваної групи населення, засоби та методи досліджень.

Основна мета розмірної типології - виділення за сполученням розмірних ознак обмеженої кількості типів фігур, виготовлення одягу на які забезпечить високий рівень задоволеності населення. Для вивчення розмірної типології застосовується вибірковий метод, який ґрунтується на використанні вірогідних моделей, що описують закономірності варіацій розмірних ознак серед населення. Розрахунки за такими моделями виконуються у наступній послідовності:

1. Встановлення математичної моделі, за якою варіює ознака.

Функціональна залежність між величиною ознаки та її частотою виражається законом нормального розподілу. Ступінь відповідності емпіричних кривих розподілу розмірних ознак нормальному закону оцінюється за похибкою П:

, (1)

де - коефіцієнт асиметрії;

- коефіцієнт ексцесу.

Відомо, якщо похибка (1) знаходиться в межах 5 %, а коефіцієнти асиметрії та ексцесу не перевищують встановлених граничних значень, розподіл вважається нормальним. За необхідності розподіли перетворюють на нормальні методом логарифмічної трансформації з використанням функції (2) для обхватних розмірних ознак та функції (3) для росту:

; (2)

, (3)

де х - значення ознаки;

х₀ - константа логнормального розподілу.

2. Визначення на емпіричному матеріалі вибіркових оцінок параметрів, необхідних для описання математичної моделі - статистична обробка матеріалу.

3. Побудова теоретичного ряду розподілу частот ознаки.

За умови розподілу ведучих розмірних ознак, які визначають типову фігуру, за нормальним законом щільність ймовірності тривимірного нормального розподілу в точці з координатами визначається за формулою:

, (4)

де ;

,

де , , - значення ведучих розмірних ознак;

r - коефіцієнт кореляції;

- середня арифметична величина ознаки;

- середнє квадратичне відхилення.

4. Оцінювання ступеню погодженості теоретичного та емпіричного рядів розподілу частот ознаки за критерієм відповідності (хі-квадрат):

, (5)

де - емпіричні та - теоретичні частоти у кожному і-му класі значень ознаки;

- значення при першому рівні значущості (вірогідність 95 %).

Для розрахунку величин підпорядкованих розмірних ознак типових фігур застосовуються квадратичні рівняння множинної регресії виду:

, (6)

де х_j - значення підпорядкованої розмірної ознаки;

b, c, d, e, f, g - коефіцієнти множинної регресії;

a - вільний член рівняння.

Сьогодні в Україні не існує науково-дослідницьких лабораторій для цілеспрямованого збирання та обробки антропометричної інформації, необхідної для виконання проектно-конструкторських робіт у сфері виробництва одягу. Тому, зважаючи на складність теоретичних підходів та, як наслідок, значні витрати часу для математичної обробки результатів масових обмірів, було розроблено алгоритм розрахунку розмірної типології дитячого та дорослого населення.

У результаті програмної реалізації алгоритму отримано автоматизовану програму, яка після введення масивів трьох ведучих розмірних ознак (в.р.о.) та необмеженої кількості підпорядкованих (п.р.о.), виконує статистичну обробку масивів, розраховує теоретичний відсотковий розподіл типових фігур (ТФ) та величини підпорядкованих розмірних ознак. Програма в автоматизованому режимі виконує обробку результатів масових обмірів з метою розробки антропометричних стандартів населення, тобто вона є однією з технічних передумов для створення державної антропометричної нормативної бази, яка дасть можливість проектувати одяг відповідно до типології споживачів для забезпечення попиту на вироби швейної промисловості. Програма також може бути використана у подальших наукових роботах, пов'язаних з визначенням взаємозалежностей розмірів тіла людини.

Для вирішення поставлених у роботі завдань було сплановано проведення антропометричного дослідження дівчат підліткової вікової групи у два етапи.

Завдання І етапу:

– визначення результатів впливу акселерації на типологію дівчат;

– дослідження залежності розмірних характеристик від особливостей будови тіла;

– визначення доцільності використання існуючої нормативно-технічної документації для проектування одягу дівчат в Україні;

– визначення типологічного складу та розробка класифікації типових фігур дівчат за сполученням ведучих розмірних ознак.

До програми обміру І етапу були включені 24 розмірні ознаки, які характеризують тотальні розміри фігури, пропорції, повноту, поставу, форму деяких важливих для проектування одягу ділянок тіла людини. Визначались розмірні ознаки контактним стандартним (ГОСТ 17916-86) та антропогеовимірним (патент №2000063721, автор Цимбал Т.В.) методами.

Завдання ІІ етапу - отримання антропометричної інформації, необхідної для побудови тривимірної моделі поверхні манекена торсу фігури дівчини.

За результатами теоретичного дослідження встановлено, що існуюча стандартна програма обміру дитячого населення не забезпечує отримання антропометричних даних, достатніх для просторового відтворення поверхні торсу фігури дівчини в манекені з метою його використання для досягнення співрозмірності плечового одягу масового виробництва фігурам споживачів. Недостатність інформації призводить до наближеного характеру побудови промислових манекенів типових фігур, що обмежує їх антропометричну інформативність.

Враховуючи результати проведеного дослідження для програми обміру ІІ етапу було теоретично обґрунтовано та сформовано склад антропометричної інформації, необхідної для характеристики об'ємно-просторової форми торсу фігури дівчини та достатньої для побудови тривимірної моделі поверхні манекена торсу з використанням програмного забезпечення. До програми обміру були включені 48 розмірних ознак (рис. 2), які визначають просторове положення стандартних та додаткових антропометричних точок для побудови точкового каркасу поверхні торсу фігури, характеризують форму основних антропометричних рівнів та ділянок тіла, важливих для проектування плечового одягу.

До складу антропометричної інформації входять 38 стандартних розмірних ознак (7 дугових, 31 проекційна) та 10 додаткових проекційних, з них 6 - запропоновані у роботі вперше (табл.1). Визначались розмірні ознаки контактним стандартним (10 вимірів) та безконтактним фотограмметричним (39 вимірів) методами.

Таблиця 1. Додаткові нестандартні розмірні ознаки програми обміру

№ п/п	Назва розмірної ознаки	Умовне позначення	Запропоновані
			у наукових джерелах	вперше у роботі
1	Висота поперекового прогину	Вппр		+
2	Висота рівня обхвату грудей четвертого	ВОгІV	+
3	Висота виступаючої точки стегна збоку	Всб		+
4	Поперечний діаметр на рівні виступаючих точок стегон	dсб		+
5	Поперечний діаметр живота	dж	+
6	Передньо-задній діаметр живота	dпзж	+
7	Глибина точки основи шиї (збоку)	Гтош	+
8	Глибина на рівні обхвату грудей четвертого	ГОгІV		+
9	Глибина бокової лінії	Гбл		+
10	Глибина поперекового прогину	Гппр		+

У третьому розділі представлені результати вивчення розмірної типології дівчат підліткової вікової групи Центральної антропологічної зони України віком від 14 років 7 місяців до 17 років 11 місяців. Обсяг вибірки для проведення антропометричне дослідження становив 450 осіб.

За результатами дослідження було визначено, що під впливом акселерації змінились розміри та форма фігур сучасних дівчат підліткової вікової групи. Порівняно з даними 1984 року середньостатистичний зріст (Р) суттєво збільшився - приблизно на 5 см, обхват талії (О_т) зменшився на 3,6 см, обхват грудей (О_гІІІ) майже не змінився.

Встановлено, що пропорції фігур сучасних дівчат відрізняються від стандартних (ГОСТ 17916-86) у бік доліхоморфії, тобто характеризуються відносним видовженням кінцівок та зменшенням поперечних розмірів; постава за минулий час змінилась у бік лордотичної (за класифікацією Волянського Н.), тобто спостерігається зменшення шийного та відносне збільшення поперекового лордозів - вигинів хребта.

Встановлено значну невідповідність стандартного типологічного складу (ГОСТ 17916-86) складу типових фігур сучасних дівчат (табл. 2).

Таблиця 2. Порівняльна характеристика типологічного складу дівчат підліткової вікової групи

Р, см	Інтервал значень розмірних ознак, см	Кількість типових фігур	Кількість ідентичних типових фігур
	ОгІІІ	От
	ГОСТ 17916-86	дослідження	ГОСТ 17916-86	дослідження	ГОСТ 17916-86	дослідження	од.	%
					од.	%	од.	%
152	80-104	76-96	60-93	57-75	23	15,0	12	10,6	11	14,1
158	76-104	76-96	57-84	57-75	38	24,8	22	19,5	20	25,6
164	72-108	76-100	57-90	57-75	45	29,4	27	23,9	22	28,2
170	76-112	76-104	60-99	57-81	35	22,9	24	21,2	18	23,1
176	84-96	76-104	66-84	57-84	9	5,9	22	19,5	7	9,0
182	92-96	84-96	78	63-75	2	1,3	6	5,3	0	0
188	100	-	90	-	1	0,7	-	-	-	-
Сума	153	100	113	100	78	69

З часу останнього масового обміру дитячого населення (1981 - 1984 рр.) у підлітковій віковій групі дівчат відбувся зсув розподілу фігур у бік менших обхватів та більших зростів (див. табл. 2), що характеризується відносним збільшенням кількості типових фігур у діапазоні великих зростів - 176 та 182 см; появою у зростах 152 та 176 см фігур з обхватом грудей 76 см, у зрості 182 см - 84 см; зміною загального діапазону значень обхвату грудей з 76ч112 см на 76ч104 см, обхвату талії - з 57ч99 см на 57ч84 см.

За результатами аналізу графіків емпіричних розподілів розмірних ознак в однорічних інтервалах дослідженої групи (рис. 6) зроблені наступні висновки:

- за зростом криві розподілу в усіх трьох групах мають подібний характер. Це пояснюється тим, що у більшості дівчат пубертатний стрибок зросту завершується приблизно у 15 років, і встановлюється його рівномірне повільне збільшення до остаточної величини;

- за обхватом грудей та обхватом стегон криві розподілу у віковому інтервалі від 15 років до 15 років 11 місяців відрізняються більшою правобічною асиметрією, пов'язаною з тим, що саме у цей період, коли пубертатний стрибок зросту вже завершився, у дівчат спостерігається різке прискорення темпів розвитку грудей та стегон, а після 16 років він набуває поступового повільного характеру.

Отримані результати свідчать про необхідність проведення широкого антропометричного дослідження дітей жіночої статі з метою вивчення загальної розмірної типології та уточнення меж розподілу за віковими групами, в яких зберігається закономірність зміни співвідношень між розмірами тіла, що дозволяє об'єднати фігури в одну групу за типом будови тіла для визначення типологічного складу.

Встановлення обґрунтованої номенклатури ведучих розмірних ознак сприяє вирішенню задачі задоволення населення розмірно-зростовим асортиментом одягу масового виробництва. Результати статистичної обробки даних дослідження вказали на значні варіації значень обхватних розмірних ознак: обхвату талії (О_т), обхвату стегон з урахуванням (О_с) та без урахування виступу живота (О_сІ). За критерієм часткове середнє квадратичне відхилення, яке характеризує ступінь мінливості однієї ознаки (x) при незмінному значенні інших (y, z) і визначається за формулою (7), встановлено, що при фіксованих значеннях зросту та обхвату грудей О_т коливається від середнього значення в межах ±7,5 см, О_сІ - ±7,8 см, а О_с - ±8,5 см (табл. 3). Отже, О_с більш повно характеризує повноту фігури дівчини підліткової вікової групи.

, (7)

де - множинний коефіцієнт кореляції розмірної ознаки x з ознаками y, z.

Таблиця 3. Характеристика варіабельності розмірних ознак при фіксованих значеннях зросту та обхвату грудей

Розмірна ознака	Кореляційний зв'язок з ОгІІІ	Параметри, см
От	0,70	4,33	3,75	7,50
ОсІ	0,69	4,56	3,92	7,80
Ос	0,73	4,95	4,25	8,50

При виборі номенклатури ведучих розмірних ознак однією з вимог є тісний зв'язок з максимально більшою кількістю ознак, розташованих з ними в одній або паралельних площинах. За коефіцієнтами кореляції, визначеними за результатами дослідження, спостерігався більший ступінь зв'язку підпорядкованих розмірних ознак з ознакою О_с, ніж з О_т та О_сІ. Отримані результати вказали на доцільність введення розмірної ознаки О_с в якості повнотного показника замість О_т для визначення типових фігур дівчат підліткової вікової групи. Показник характеризує віковий розвиток дівчини і дозволяє встановити повнотні варіанти фігур.

Відповідно до встановленого повнотного показника типові фігури дівчат, як і типові фігури жінок, визначаються за сполученням ознак: зріст, обхват грудей третій та обхват стегон з урахуванням виступу живота. Було доведено неможливість використання стандартів типових фігур жінок (ГОСТ 17522-72) для проектування одягу дівчат: розподіл типових фігур дівчат характеризується зсувом у бік менших розмірів, менших повнот та більшого зросту; 54,2 % типових фігур дівчат не представлені у стандарті типових фігур жінок; типові фігури дівчат суттєво відрізняються від типових фігур жінок за поздовжніми пропорціями (видовжені кінцівки відносно тулуба) та поперечними (поперечні діаметри значно менші ніж у жінок), характеризуються більш лордотичною поставою.

Слід зазначити, що чинний стандарт типових фігур жінок був введений у 1973 році. Як свідчать результати попередніх досліджень, сучасний типологічний склад жінок молодшої вікової групи також значно відрізняється від стандартного, за емпіричними даними має 27,4 % спільних типових фігур з дівчатами підліткової вікової групи. Остаточно відповідність типових фігур дівчат підліткової вікової групи типовим фігурам жінок молодшої вікової групи може бути визначена лише за результатами масового обміру всього жіночого населення України.

Результати дослідження показали необхідність визначення сучасного типологічного складу дівчат підліткової вікової групи, розробки на його основі нової класифікації за сполученням ведучих розмірних ознак та розрахунку розмірних характеристик типових фігур для проектування одягу масового виробництва.

У четвертому розділі виконано удосконалення антропометричної інформаційної бази для проектування плечового одягу дівчат.

За результатами розрахунку теоретичного відсоткового розподілу типових фігур дівчат (табл. 4), виконаного з використанням розробленої у роботі автоматизованої програми, найпоширенішою за сполученням ведучих розмірних ознак є типова фігура з параметрами 164-84-92 - 5,4 %. За емпіричними даними частота її зустрічаємості становить 4,1 %. Розбіжність між емпіричним та теоретичним розподілами було оцінено за критерієм відповідності хі-квадрат (5). Для даного випадку , що менше , тобто не перевищує першого рівня значущості. Узгодженість розподілів свідчить про достовірність теоретичних розрахунків.

Таблиця 4. Теоретичні та емпіричні частоти зустрічаємості сполучень ведучих розмірних ознак, %

Р, см	ОгІІІ, см	Ос, см
		80	84	88	92	96	100	104	108
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
152	76	0,1	0,1(0,2)	(0,5)
	80	0,1	0,3(0,3)	0,5(0,6)	0,2(0,6)
	84		0,1(0,2)	0,5(0,5)	0,5(0,3)	0,1(0,1)	(0,1)
	88			0,1	0,3(0,1)	0,2(0,2)
	92				0,1(0,2)	0,1(0,2)	(0,3)
	96					(0,1)	(0,1)
158	76	0,1	0,3(0,3)	0,1(0,5)
	80	0,1	1,0(1,3)	1,8(1,7)	0,8(0,9)	0,1(0,3)
	84		0,4(1,3)	2,1(2,4)	2,8(2,9)	1,0(1,2)	0,1(0,5)
	88		(0,1)	0,6(0,9)	1,8(1,6)	1,6(1,8)	0,4(0,1)
	92			0,1(0,2)	0,4(0,5)	0,8(1,3)	0,4(0,5)	0,1
	96				(0,1)	0,2(0,1)	0,2(0,4)	0,1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
164	76	0,1	0,3(0,2)	0,2(0,7)	(0,2)
	80	0,1	1,1(1,6)	2,5(1,9)	1,5(1,6)	0,2(0,5)
	84		0,5(0,6)	3,2(2,7)	5,4(4,1)	2,4(1,9)	0,3(0,9)
	88		0,1	0,9(1,3)	3,8(2,6)	4,2(2,9)	1,2(1,9)	0,1(0,5)
	92			0,1(0,5)	0,9(1,6)	2,2(2,8)	1,4(1,0)	0,2
	96				0,1(0,2)	0,5(0,5)	0,7(0,8)	0,2(0,3)
	100					0,1(0,2)	0,2(0,1)	0,1(0,1)
170	76		0,1	0,1(0,2)	(0,2)
	80		0,4(0,2)	1,2(1,8)	0,9(1,2)	0,2(0,2)
	84		0,2(0,2)	1,7(1,8)	3,6(3,3)	2,1(1,8)	0,3(0,2)
	88			0,5(0,8)	2,7(2,8)	3,8(3,8)	1,4(1,2)	0,1(0,5)
	92			0,1(0,2)	0,7(0,8)	2,2(2,0)	1,8(1,9)	0,4(0,2)
	96				0,1(0,2)	0,5(0,3)	0,9(0,7)	0,4(0,4)
	100					0,1	0,2(0,2)	0,2(0,2)
	104							0,1(0,2)
176	80		0,1(0,1)	0,2(0,3)	0,2
	84			0,3(0,7)	0,9(0,2)	0,6(0,2)	0,1
	88			0,1(0,7)	0,7(1,1)	1,2(1,3)	0,6(0,7)	0,1(0,2)
	92			(0,2)	0,2(0,9)	0,7(1,7)	0,8(0,5)	0,2
	96			(0,1)	(0,3)	0,2(0,2)	0,4(0,3)	0,2(0,6)	(0,1)
	100						0,1(0,2)	0,1	(0,2)
	104								(0,2)
182	84				0,1(0,2)	0,1(0,1)
	88				0,1	0,1(0,1)	0,1
	92					0,1(0,2)	0,1(0,1)
	96						0,1	(0,2)

Примітка. Емпіричні частоти наведені у дужках.

За результатами розрахунків було встановлено, що кількість типових фігур дівчат підліткової вікової групи, які зустрічаються з частотою не менше 0,1 %, і розмірна характеристика яких має бути представлена в державних антропометричних стандартах, зменшилась і становить 129 фігур на відміну від чинного стандарту (ГОСТ 17916-86), в якому представлені 153 фігури.

Було розроблено класифікацію типових фігур сучасних дівчат підліткової вікової групи за сполученням ведучих розмірних ознак для формування галузевого антропометричного стандарту (табл. 5). В ньому має бути представлена обмежена кількість типів фігур, виробництво одягу на які забезпечить високий рівень задоволеності населення співрозмірним одягом. До класифікації були включені 40 фігур (з частотою зустрічаємості ? 0,6%) чотирьох повнотних груп. Наявність фігур нульової повнотної групи дозволяє більш повно врахувати особливості фізичного розвитку дівчат у підлітковому віці. Загальна задоволеність розробленою класифікацією становить 72,3 % (при рекомендованих для розробки стандартів - 60ч70 %), на відміну від задоволеності класифікацією чинного стандарту (ОСТ 17-66-86) - 43,3 %. Підвищення задоволеності - 29 %.

Таблиця 5. Класифікація типових фігур дівчат підліткової вікової групи за сполученням ведучих розмірних ознак

Повнотна група	нульова	перша	друга	третя
ОгІІІ, см	88	92	80	84	88	92	96	80	84	88	92	80	84	88
Ос, см	88	92	84	88	92	96	100	88	92	96	100	92	96	100
Р, см			158	158	158	158		158	158	158		158	158
	164	164	164	164	164	164	164	164	164	164	164	164	164	164
		170		170	170	170	170	170	170	170	170	170	170	170
					176	176			176	176	176

Примітка. фігури з найбільшою частотою зустрічаємості.

Для побудови тривимірної моделі поверхні манекена торсу фігури дівчини було обрано САПР одягу “Julivi”, встановлену на багатьох підприємствах України та в країнах ближнього зарубіжжя, як таку, що містить модуль тривимірного моделювання поверхні фігури людини та відрізняється від інших САПР можливістю отримати будь-які виміри манекена, а також внести зміни до аналітичного задавання графічної інформації, що створює передумови для вирішення поставленого у роботі завдання.

Результати порівняльного аналізу на відповідність параметрів торсу найпоширенішої за результатами дослідження типової фігури дівчини з параметрами 164-84-92 (див. табл. 4) та її віртуального манекена, побудованого з використанням програмного модуля “Тривимірний манекен” САПР “Julivi”, вказали на суттєві розбіжності у величинах розмірних ознак, які характеризують пропорції фігури, поставу, просторове положення основних антропометричних точок та рівнів - до 6,5 см. Основна причина невідповідності - недостатність стандартної антропометричної інформації, яка використовується програмою в якості вихідної, звідси - наближений характер побудови поверхні тривимірного манекена.

З урахуванням можливостей програмного забезпечення САПР одягу сформований у роботі склад антропометричної інформації є цілком достатнім для побудови тривимірної моделі апроксимованої поверхні торсу фігури дівчини. Для визначення просторового положення точок точкового каркасу поверхні торсу фігури у циліндричній системі координат були запропоновані формули, виведені з математичних залежностей між розмірними ознаками встановленого складу антропометричної інформації (початок системи координат - точка перетину середньої сагітальної, фронтальної, проведеної через точку основи шиї збоку, та горизонтальної площини на рівні підлоги).

На підставі запропонованих формул було удосконалено алгоритм побудови тривимірного манекена САПР “Julivi” щодо формування ділянок торсу фігури дівчини, побудова інших ділянок поверхні виконувалась за існуючим алгоритмом. В результаті було досягнуто суттєве підвищення відповідності параметрів торсу отриманого манекена вихідній фігурі дівчини, максимальне відхилення становить 0,5 см.

Розроблений та впроваджений у програмне забезпечення САПР “Julivi” удосконалений алгоритм дозволяє відтворити у тривимірному манекені особливості зовнішньої форми торсу фігури, які мають бути враховані при побудові конструкцій плечового одягу, а саме: поставу, положення та розмах плечей, пропорції фігури, форму та просторове положення основних антропометричних рівнів фігури. Використання побудованих за удосконаленим алгоритмом тривимірних манекенів САПР “Julivi” з метою перевірки якості посадки спроектованих плечових виробів та відповідного уточнення їх конструкцій дозволить скоротити кількість проміжних етапів відпрацювання конструкції в матеріалі та забезпечить проектування плечового одягу співрозмірного фігурам споживачів.

На підставі результатів проведеного наукового дослідження було розроблено послідовність етапів формування антропометричної бази даних для розробки конструкцій одягу в умовах масового виробництва, яка передбачає створення тривимірної бази манекенів типових фігур за результатами масових обмірів населення, визначення необхідних розмірних ознак безпосередньо з поверхонь манекенів та формуванням, таким чином, антропометричної бази даних для розробки конструкцій одягу з урахуванням антропоморфологічних особливостей фігур. Відповідно до послідовності з використанням САПР “Julivi” було сформовано антропометричну базу даних для розробки базової конструкції сукні за методикою ЕМКО РЕВ для типової фігури дівчини (164-84-92). Результат програмного вдягання макета виробу показав якісну посадку на тривимірному манекені, що свідчить про відповідність конструкції сукні параметрам манекена та достатню точність визначення антропометричної інформації з поверхні манекена для побудови конструкції.

Результати наукового дослідження щодо удосконалення алгоритму побудови тривимірного манекена впроваджено в інформаційне та програмне забезпечення САПР “Julivi” (фірма “САПРЛЕГПРОМ Wastema Kuris”, м. Луганськ, Україна). Приведено дані з ефективності використання результатів дослідження.

Результати дисертаційної роботи відкривають можливість подальших досліджень в області проектування одягу з урахуванням геометрії поверхні різних типів фігур та побудови розгорток поверхонь манекенів для отримання плоских деталей конструкцій одягу.

Загальні висновки

1. Теоретично та експериментально доведено, що антропометрична інформація стандартів типових фігур недостатня для просторового відтворення поверхні фігури в манекені і не відповідає розмірній характеристиці дівчат підліткової вікової групи населення України, що унеможливлює проектування одягу, співрозмірного фігурам споживачів даної групи.

2. Для визначення типових фігур дівчат підліткової вікової групи доведено доцільність введення розмірної ознаки “обхват стегон з урахуванням виступу живота” як повнотного показника замість “обхвату талії”, що забезпечить підвищення рівня антропометричної відповідності одягу масового виробництва фігурам споживачів даної групи.

3. Розроблено автоматизовану програму розрахунку розмірної типології населення, яка дозволяє виконати обробку результатів масових обмірів для цілей розробки нових антропометричних стандартів населення України. За допомогою розробленої програми визначено типологічний склад дівчат підліткової вікової групи, який включає 129 типових фігур, на відміну від чинного стандарту, в якому представлені 153 фігури. Розроблено класифікацію типових фігур дівчат за сполученням ведучих розмірних ознак для формування галузевого антропометричного стандарту. Класифікація містить 40 фігур чотирьох повнотних груп: першої, другої, третьої та нульової, яка дозволяє більш повно врахувати особливості фізичного розвитку дівчат у цьому віці. Теоретична задоволеність розробленою класифікацією - 72,3 %, на відміну від задоволеності класифікацією чинних стандартів - 43,3 %.

4. Теоретично обґрунтовано та сформовано склад антропометричної інформації щодо характеристики об'ємно-просторової форми фігури дівчини, необхідної та достатньої для побудови тривимірних моделей поверхонь манекенів торсів фігур для цілей проектування плечового одягу з використанням програмного забезпечення САПР: 38 стандартних (7 дугових, 31 проекційна) та 10 додаткових проекційних розмірних ознак, з них 6 - запропоновані у роботі вперше.

5. Для визначення циліндричних координат просторового положення антропометричних точок точкового каркасу поверхні торсу фігури дівчини вперше запропоновано формули, засновані на встановленому складі антропометричної інформації, що дало можливість удосконалити алгоритм побудови тривимірної моделі манекена САПР “Julivi” та досягти, таким чином, відповідності параметрів торсів манекенів розмірам та формі фігур даної групи споживачів для застосування моделі на різних етапах проектування одягу.

6. Розроблено та апробовано послідовність етапів формування антропометричної бази даних для побудови базових конструкцій одягу, яка передбачає створення тривимірної бази манекенів типових фігур, що дозволяє забезпечити якість посадки готових виробів на фігурах споживачів та вирішити питання недостатньої інформативності антропометричних стандартів.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Цимбал Т.В., Зубкова Л.І., Баранова Т.М. Визначення типів будови тіла жінок молодшої вікової групи // Вісник КНУТД. - К.: КНУТД. - 2002. - №2. - С.12-15.

2. Зубкова Л.І., Баранова Т.М. Вивчення відповідності типології жіночих фігур діючому стандарту // Вісник Технологічного університету Поділля. - Хмельницький: ТУП. - 2003. - Ч.1. - №1. - С. 63-64.

3. Баранова Т.М. Доцільність використання існуючої нормативно-технічної документації для проектування одягу для дівчат-підлітків в Україні // Вісник КНУТД. - К.: КНУТД. - 2004. - №5. - С.128-131.

4. Баранова Т.М. Розробка інформаційної бази даних для побудови системи типових фігур дівчат підліткової групи // Вісник Хмельницького національного університету. - Хмельницький: ХНУ. - 2005. - Т.2. - №6. - С. 195-198.

5. Баранова Т.М., Зубкова Л.І. Визначення типів будови тіла жінок молодшої вікової групи // Всеукраїнська наукова конференція молодих вчених та студентів “Наукова діяльність молоді на переломі тисячоліть”. - К.: КНУТД, 2002. - Т1. - С. 15.

6. Зубкова Л.І., Баранова Т.М. Вивчення відповідності типології дітей (дівчат) підліткової групи діючому стандарту // ІІІ Всеукраїнська наукова конференція молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. - К.: КНУТД, 2004. - Т1. - С. 31.

7. Баранова Т.М. Автоматизація розрахунку антропометричних стандартів // ІV Всеукраїнська наукова конференція молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. - К.: КНУТД, 2005. - С. 36.

8. Баранова Т.М. Аналіз антропометричної інформації щодо просторового відтворення поверхні фігури людини // V Всеукраїнська наукова конференція молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. - К.: КНУТД, 2006. - Т1. - С. 33.

Анотація

Баранова Т.М. Удосконалення антропометричної інформаційної бази для проектування плечового одягу дівчат. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.19.04 - технологія швейних виробів. - Київський національний університет технологій та дизайну, Київ, 2007 р.

Дисертаційна робота спрямована на удосконалення процесу проектування одягу на етапі формування вихідної антропометричної інформації.

У роботі теоретично та експериментально доведено, що антропометрична інформація стандартів типових фігур не відповідає сучасній розмірній характеристиці дівчат України підліткової вікової групи, що унеможливлює проектування одягу масового виробництва для даної групи населення.

Для визначення типових фігур дівчат підліткової вікової групи у роботі доведено доцільність введення розмірної ознаки “обхват стегон з урахуванням виступу живота” як повнотного показника замість “обхвату талії”.

Розроблено автоматизовану програму розрахунку розмірної типології населення. Визначено типологічний склад та розроблено класифікацію типових фігур дівчат підліткової вікової групи для формування галузевого антропометричного стандарту.

Сформовано склад антропометричної інформації, необхідної та достатньої для побудови тривимірних моделей поверхонь манекенів торсів фігур дівчат для цілей проектування плечового одягу з використанням програмного забезпечення САПР одягу. Удосконалено алгоритм побудови тривимірного манекена САПР “Julivi”, що дало можливість досягти відповідності параметрів торсів манекенів фігурам даної групи населення для застосування на різних етапах проектування одягу.

Розроблено послідовність етапів формування антропометричної бази даних для побудови базових конструкцій одягу в умовах масового виробництва, яка передбачає створення тривимірної бази манекенів типових фігур, що дозволяє забезпечити якість посадки готових виробів на фігурах споживачів та вирішити питання недостатньої інформативності антропометричних стандартів.

Приведено інформацію щодо впровадження та ефективності використання результатів дослідження.

Ключові слова: антропометрія, розмірні ознаки, будова тіла, розмірна типологія, типові фігури, тривимірний манекен.

Аннотация

Баранова Т.Н. Усовершенствование антропометрической информационной базы для проектирования плечевой одежды девочек. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.19.04 - технология швейных изделий - Киевский национальный университет технологий и дизайна, Киев, 2007 г.

Диссертационная робота направлена на усовершенствование процесса проектирования одежды на этапе формирования исходной антропометрической информации.

В работе теоретически и экспериментально доказано, что антропометрическая информация стандартов типовых фигур не соответствует современной размерной характеристике девочек Украины подростковой возрастной группы, что делает невозможным проектирование одежда для данной группы населения. Кроме того, антропометрическая информация стандартов недостаточна для достоверного воспроизведения объемно-пространственной формы поверхности фигуры человека в манекене.

Для определения типовых фигур девочек подростковой возрастной группы в работе доказана целесообразность введения размерного признака “обхват бедер с учетом выступа живота” в качестве полнотного показателя вместо “обхвата талии”, что обеспечит повышение уровня антропометрического соответствия одежды массового производства фигурам потребителей данной группы.

Разработан алгоритм расчета размерной типологии детского и взрослого населения. В результате программной реализации алгоритма получена автоматизированная программа, которая позволяет выполнить обработку результатов массовых обмеров для целей разработки антропометрических стандартов населения Украины: выполняет статистическую обработку массивов исходных данных, рассчитывает теоретическое процентное распределение и величины подчиненных размерных признаков типовых фигур. С использованием разработанной программы определен типологический состав и разработана классификация типовых фигур девочек подростковой возрастной группы по сочетанию ведущих размерных признаков для формирования отраслевого антропометрического стандарта. В классификацию были включены 40 фигур четырех полнотных групп, в том числе три фигуры нулевой полнотной группы, в которой разница между обхватами бедер и груди равна нулю, что позволяет более полно учесть особенности физического развития девочек в подростковом возрасте.

Теоретически обоснован и сформирован состав антропометрической информации, необходимой и достаточной для построения трехмерных моделей поверхностей манекенов торсов фигур девушек для целей проектирования плечевой одежды с использованием программного обеспечения САПР. Для определения цилиндрических координат пространственного положения точечного каркаса поверхности торса фигуры девушки в работе впервые предложены формулы, основанные на установленном составе антропометрической информации. Это позволило усовершенствовать алгоритм построения трехмерного манекена САПР “Julivi” и достичь, таким образом, соответствия параметров торсов манекенов фигурам данной группы населения для использования на разных этапах проектирования плечевой одежды.

Разработана последовательность этапов формирования антропометрической базы данных для построения базовых конструкций одежды в условиях массового производства, которая предусматривает создание трехмерной базы манекенов типовых фигур по результатам массовых обмеров населения, определение необходимых размерных признаков непосредственно с поверхностей манекенов и формирование, таким образом, антропометрической базы данных для разработки конструкций одежды с учетом антропоморфологических особенностей фигур.

Приведена информация о внедрении и эффективности использования результатов исследования.

Ключевые слова: антропометрия, размерные признаки, телосложение, размерная типология, типовые фигуры, трехмерный манекен.

Summary

Baranova T.M. The improvement of an anthropometric information base for a girls' shoulder clothes designing. - Manuscript.

The dissertation for a scientific degree of a candidate of technical sciences on speciality: 05.19.04 - sewing articles technology. - The Kyiv National University of Technologies and Design, Kyiv, 2007.

The main aim of the dissertation work is the improvement of the process of clothes designing on the stage of formation of the initial anthropometric information.

This work proves theoretically and experimentally that anthropometric information of the standard of typical figures does not correspond to modern measure characteristics of young girls in Ukraine, it can't be used for clothes designing and it is not sufficient for reliable of volume space form of the surface of the human body in a tailor's dummy.

The algorithm of calculation of a measure typology was worked out and realized programly. The typological structure was defined and the classification of typical figures of young girls was worked out. The next fact is proved in this work: to determine typical figures of young girls it is necessary to bring in to use measure indication named “hips with jut of stomach” as an index of body stoutness instead of “waist”.

The structure of anthropometric information, that is necessary and sufficient for the construction of 3D models of the surface of young girl figures' torsos, was formed and grounded theoretically. The algorithm of construction of 3D model of the surface of dummy's torso was improved.

The stage sequence of the formation of anthropometric database for the construction of the main clothes designs in the conditions of mass production was worked out. The data of the efficiency of the use of the investigation results are provided.

Key words: anthropometry, measure indications, figure type, measure typology, typical figures, 3D tailor's dummy.

Размещено на Allbest.ru