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产品全生命周期建模技术论文分析

目录

摘要1

1前言2

2研究背景2

3服装产品生命周期过程智能化研究3

3.1产品生命周期概述3

3.2服装产品概念产生阶段智能化4

3.3服装产品设计阶段智能建模技术5

3.4服装产品采购阶段智能化6

3.5服装产品生产阶段智能化6

3.6服装产品销售阶段智能建模技术6

3.7服装产品售后服务阶段分析7

3.8小结7

4总结与展望8

参考文献9

浅谈服装产品生命周期智能化

——基于产品建模技术

摘要

本文结合产品建模技术课程所学内容，分析当前服装企业存在的一些不足，以及联系现实当中网络购买服装过程的个人经历，对服装产品生命周期的各个过程进行分析，提出了运用产品建模相关技术，使服装产品生命周期过程智能化的理论研究。

为了提高服装企业的智能制造、产品生命周期数字化，让消费者参与到服装设计的环节，从而实现服装产品的个性化定制。

对服装产品的生命周期过程进行服装产品智能建模、通过模块化的设计，以及消费者参与设计，来产生大量的个性化、多样化的服装产品变型。

解决当前服装产品网络销售存在的系列问题。

使得服装产品网上销售智能化，开发服装网络销售智能系统，从而能够结合虚拟现实技术，让购买者可以将及时更新的个人真实三维人体模型与挑选的服装结合，显示在界面上，从而使购买者可以足不出户查看衣服是否合适，以及查看预购的整套服装的搭配效果。

同时借助服装搭配专家评价系统来达到较为合适的穿着效果。

系统可以让消费者根据个人喜爱修改产品设计，如在服装细节处修改，增加自行设计的元素，补充有特定意义的图案等功能。

系统可以根据消费者的以往购买记录，分析顾客喜爱的服装款式，向顾客智能推荐服装产品，从而减少消费者花费大量的时间在海量的服装产品面前，挑选喜欢的服装产品。

本文提出了服装产品参数化快速设计系统；能智能计算分析材料供应商报价、成本等信息，包含采购询价工具以及供应链结构管理工具的采购系统；用于服装产品自动化生产的机器能在加工过程中，智能识别服装上的标识码，标识码对应的信息库包含了客户订单中要求的更改服装设计的加工信息，根据加工信息，完成特定的加工要求，从而实现服装个性化定制加工的柔性智能化加工系统；以及结合虚拟现实技术智能推荐服装搭配款式、依据客户三维人体模型智能推荐尺码、查看消费者虚拟试穿效果，以及服装搭配专家评价等系统理论。

关键字：

产品建模技术；产品生命周期；基于知识的产品建模；

1前言

产品建模技术由图形技术，计算机图形学，几何造型技术发展而来。

产品建模技术包含了计算机图形学、计算机辅助几何设计、自由曲线曲面造型技术等多个学科领域的知识，其涉及的特征建模、产品几何造型技术、产品生命周期建模、数字化产品定义技术、基于知识的产品建模、逆向工程、基于主模型的模型扩展方法、智能产品建模方法、知识和知识库驱动设计方法、结构几何拓扑优化设计方法在许多现实产品，如复杂航空产品的开发中发挥了重要的作用。

又如利用产品建模技术开发的导弹总体结构快速设计系统，大大加快了不同尺寸、型号的导弹总体结构的设计过程，提高了产品设计效率。

且在最近的研究中，利用产品建模相关技术，进行了车身材料的拓扑优化结构，使汽车车身骨架材料在变形过程能将撞击力减少，从而可以在意外撞击事故中减少人员伤害。

产品建模技术必将在德国工业4.0，以及我国提出的中国制造2025时代进一步显示出更大的应用价值。

在学习了产品建模技术课程之后，并联系生活实际，本文分析了产品建模相关技术在面向大规模定制的服装产品智能开发过程中的应用。

2研究背景

当今，中国服装工业仍然处于一个较为传统的、现代化程度不高的行业。

而在数字化快速发展的今天，用信息化带动工业化，加快企业应用产品建模技术，使服装产品在生命周期过程实现智能制造，将具有较大的市场前景。

服装市场是客户需求较为多样化和个性化的市场，因为大部分人都想拥有属于自己独一无二的，适合自己的漂亮衣服，谁也不想走在路上就与其他人“撞衫”。

因此，服装产品是属于面向大规模定制的产品[1]，其目标是以大规模生产的成本、质量和效率生产个性化的产品，以满足客户的个性化需求。

在信息技术的推动下，客户比以往任何时刻都更加强烈地希望参与到产品的开发过程中，从而得到他们所期望的个性化的产品。

基于产品建模技术的服装产品生命周期过程的智能化，将能够像单件小批量生产那样，根据客户的需求定制产品。

又能像大批量生产那样，维持较低的成本和较高的质量和效率。

另一方面，提供了大量的变型产品来满足客户的不同需求，从而将企业的使命从满足客户的大众化需求转变为满足客户的个性化需求。

在未来消费者导向的时代，如何对急剧变化的服装市场环境做出快速反应，及时掌握消费者的个性化、多样化需求，并高效地生产和提供令用户满意的服装产品和服务，是当今服装行业面临的挑战。

并且，随着网络购物越来越普及，大部分人选择在网络上购买衣服。

站在消费者的角度，现在网络购买衣服存在的主要不足有：

1、商品种类繁多，挑选衣服似大海捞针；即使在限定的分类选择范围内，还要在众多的服装商品中去选择自己喜欢的款式。

这样使得消费者花费了较多的时间去挑选衣服。

这种情况在实体店购买衣服也同样存在。

2、款式喜欢的衣服，不适合自己；很多人都会遇到在网上看到喜欢的衣服，图片上模特穿的好看，但是实际买回来之后穿在自己身上却发现不好看。

3、衣服尺码难以选择；在网上购买的衣服，不同品牌的尺码衡量标准都不尽相同。

有时，同种型号的衣服也会相差很大，导致不合身。

4、对看中的衣服的一些细节设计不满意；比如有时觉得衣服不错，但对于衣服图案或者衣服款式中的某些细节设计不喜欢。

5、容易撞衫；很多人都会按照购买量或者好评度去买衣服，还有在一些品牌衣服有优惠的时候去购买，这样使得很多人购买的是同一种款式的衣服。

6、衣服与裤子搭配不合适；在一家店买的衣服与另一家店买的裤子，在买到手之后试穿才发现不搭。

从以上服装企业与消费者两个角度的分析，服装企业都迫切需要在服装的生产过程与销售过程运用现有的技术去改进，以实现服装产品生命周期过程的智能化。

从而提高服装企业的竞争力，同时也更好地满足了消费者的个性化需求，以及方便消费者购买服装产品。

3服装产品生命周期过程智能化研究

针对上文提出的问题，利用产品建模相关技术，在服装产品的生命周期过程进行服装产品智能建模、通过模块化的设计，以及让消费者参与到产品的设计过程，实现个性化定制，来产生大量的服装产品变型[2]。

改善网上销售渠道的用户体验，所开发的一整套系统可以让消费者根据个人喜爱修改产品设计。

系统可以根据消费者的以往购买记录，分析顾客喜爱的服装类型，向顾客推荐产品款式。

同时开发虚拟现实软件实现将消费者三维人体模型较为精确逼真地显示，并将所挑选的衣服结合人体模型，从而可以查看衣服是否合身，是否好看，以及实现加入其他服装如帽子、鞋等来看穿着的搭配效果。

实现服装产品生命周期过程的智能化。

3.1产品生命周期概述

产品的整个生命周期，包含了从用户需求分析、功能设计、概念设计、结构设计、零件设计，直到制造、销售和售后服务[3]。

要求产品生命周期中的各种活动所涉及的产品信息应进行统一的定义与描述，建立完整的、精确的、高度一致的产品模型。

以实现产品全生命周期各种信息的共享。

产品生命周期中各个环节的信息均被统一到模型中，并得到相应的管理维护。

目的是使用信息技术，来实现产品生命周期各阶段的相关组织和人员，协同地对产品信息进行创建、管理、分发和使用，从而提高产品开发效率[4]。

图3-1产品生命周期典型活动示意图

覆盖从产品需求分析、概念设计、详细设计、生产制造、销售服务甚至回收再利用的产品生命周期的产品信息建模，管理的对象是产品信息。

它包括产品在不同生命周期阶段内的数据[5]。

例如客户对产品的需求信息、产品的设计信息、产品的制造信息、产品的销售信息、产品的服务信息以及产品的回收报废信息等。

产品生命周期建模有助于保证产品设计各环节数据的一致性和共享性，有助于保证最有效地利用和调度企业的各种资源，及早发现错误来缩短产品开发时间[6]。

3.2服装产品概念产生阶段智能化

该阶段基于市场信息，获得新产品或产品改进的概念。

主要任务是产品市场预测、产品创意与客户需求分析。

服装企业需要对各设计参数初步拟定、构造服装款式结构、结构分析的款式图和结构图模型的构造、设计方案的表达等[4]。

在概念产生阶段，服装产品建模系统将依据服装产品结构的设计原理、具体设计方法、流程，自动地按步骤进行概念的设计。

首先，系统及时对当前的流行元素、流行款式进行检索，入库保存。

以及对需要图案的服装设计，进行图案的在线搜集筛选、设计人员浏览所筛选的结果，并进行修改，然后保存到系统当中。

为后续进行设计新产品做准备。

保存的过程都将依照产品类型进行分类入库，并及时淘汰过时的设计素材。

接着，概念设计人员选择服装类别，对服装各个模块分别在信息库中检索、挑选、修改素材，然后组合完成初步的设计方案。

系统自动将初步设计方案发送至下一阶段设计人员进行更为详细的设计。

3.3服装产品设计阶段智能建模技术

在该阶段，产品开发团队将交换和共享产品设计数据，协同完成产品的设计工作。

主要活动包括产品的详细设计、设计评估、文档管理以及EBOM管理等。

该阶段主要信息包括产品的BOM信息、产品工艺信息等[4]。

该阶段由产品设计系统支持，该系统包含了产品建模工具，其中数据库管理信息子系统存放着各款式类型产品的ID号、各关键设计参数信息、款式图、以及设计者和入库时间等。

产品设计部分系统是一个智能的，基于知识的产品设计建模系统。

产品设计建模系统将仍然依据服装产品结构的设计原理、具体设计方法、流程，自动地按步骤进行服装的详细设计。

基于知识的产品建模需要拥有知识库，包含标准件库、数据库、规则库，以及实例库[5]。

对于设计过程的衣领、衣袖、衣片等部件类产品的形状特征信息；产品的尺寸公差、形状公差和位置公差等精度特征信息；各部件的材料特征信息；产品的用途、功能和工艺要求等技术特征信息；以及各部件类产品的间隙配合关系、过渡配合关系和过盈配合关系的配合关系特征信息；包括各部件类产品之间的贴合关系、对齐关系、同轴关系和线重合关系等的约束关系特征信息；服装产品的缝合关系等联接关系特征信息。

对部件类产品特征信息存在着一定约束性的产品关系特征信息等[6]，将这些信息按照所设计的服装产品的型号相应保存，生成服装产品族、产品采购BOM，以及产品生产的加工信息文档。

设计系统可以根据服装产品结构的设计原理与具体设计方法，采用知识驱动的产品建模技术，当有大量的服装产品模型以后，设计人员只要输入一些服装的参数，选择款式等，计算机就可以自动的生成服装的模型以及一系列加工参数数据信息。

然后设计人员再对模型进行修改，直到完成最终的设计。

这种智能化的参数设计系统可以缩短设计时间，提高设计过程的效率。

同时增加消费者参与设计的环节，顾客在网络购物系统反馈的个性化定制信息，包括图案、款式细节等的修改。

这一过程类似系统反馈，该过程需要进行产品配置[7]。

产品配置就像购买电脑一样，根据客户的电脑配置要求，进行电脑的组装生产。

产品配置是针对序列化产品和客户化产品而提出的。

产品配置目标是按照客户的各种个性化需求,从一个产品族中生成各种客户化的变型产品。

这一过程是基于一个己有的服装产品族模型,根据产品配置算法，求解一个满足客户需求的变型服装产品的过程。

当完成根据客户需求进行修改之后，根据顾客的订单号，对应生成服装产品加工信息文档。

最后根据前面阶段的建模信息，生成后续生命周期过程所需要的信息材料。

3.4服装产品采购阶段智能化

该阶段对服装产品制造所需的材料、部件和设备进行初步分析。

并从ERP、PDM、SCM等系统中提取材料设备的可获得性、报价、潜在供应商、替代器件等信息。

提供给采购人员制定相应的采购计划[3]。

采购阶段由采购信息以及供应商报价子系统支持。

该子系统包含了采购询价工具以及供应链结构管理工具。

采购中的关键因素是价格、运输成本、采购数量、供应商的选择，以及采购物品的质量等。

这些因素都由系统计算，优化得出采购信息。

3.5服装产品生产阶段智能化

该阶段根据设计师建立的设计规格，利用采购的材料与现有设备来进行服装的生产。

并完成质量检验。

涉及MBOM的管理、工装计划、生产测试等[4]。

服装产品生产过程采用工业机器人实现自动化制造。

对车间的整体布局设计中，可以采用虚拟现实技术进行辅助设计。

在生产阶段，需要面对客户的个性化要求，有些服装得进行独立的生产。

与传统的大批量生产有所差别。

在服装加工中心，使用大量的柔性制造系统。

所支持的系统先流水线式加工服装相同的部分，然后对有差别的部分再根据顾客的订单信息，进行加工。

每个服装都有对应每个订单的识别码，从下料开始就有所区分。

比如加工到衣服图案制作工序之后，机器识别到这件服装的识别码，订单要求加工中某些地方不需要图案、或者加工不一样的图案。

机器自动根据顾客要求来进行加工。

如果顾客需要根据自己设计的图案来应用到衣服上，则设计系统部分根据顾客上传的图案进行识别，设计人员修改，转为机器加工的信息进行存储，等识别到这件服装之后，自动进行加工客户要求的图案。

机器不再是单一的程序化加工同一产品的机器，而是与客户订单信息相联系的柔性制造系统。

实现服装加工的智能化。

3.6服装产品销售阶段智能建模技术

该阶段主要负责服装产品的客户管理与订单管理。

对于消费者的个性化需求，主要采取智能化的在线销售模式。

在销售阶段，开发的在线销售系统，首先会根据消费者以往的购买记录，识别顾客偏爱的款式风格，然后向消费者智能推荐相关的一整套服装搭配。

如果消费者对推荐的搭配部分不满意，可以自行单独选择。

比如衣服、鞋子喜欢了，但裤子还不满意，那么消费者就可以自行分类选择自己喜欢的裤子加入到搭配界面，直到满意为止。

对于服装尺码型号，系统会及时更新每个消费者的三维人体模型信息，根据这些信息自动匹配对应的尺码。

系统依照扫描设备，根据扫描设备与人体的距离，成像后自动生成准确的三维人体模型信息。

利用虚拟现实技术，将消费者人体模型逼真地显示，以及将挑选的衣服加到虚拟现实界面中，然后就可以让消费者就像穿着衣服站在镜子前面一样看衣服是否合身，是否好看。

当然，很多消费者会在买完衣服之后询问身边的人好不好看，针对这个问题，系统加入专家评价系统，可以对消费者选择的服装搭配整体进行打分，给出较为详细的评价与建议。

系统的这些功能，特别适合儿童以及对服装个性化要求比较高的消费者。

因为儿童成长比较快，身高变化快，衣服使用周期短，亲戚朋友想为儿童购买衣服时对尺码往往难以把握。

有了这些功能后，消费者可以大大节省在网上挑选衣服的时间，也不用再担心衣服尺码问题，以及在服装到手之前，看不到穿上所挑选的服装时候的效果问题。

使得消费者可以自行修改服装细节部分、设计自己喜欢的款式、加入自行设计的图案显示在衣服上，满足个性化的需求，以及可以借助专家评价系统得到比较适合的服装搭配。

3.7服装产品售后服务阶段分析

服装产品售后问题主要是质量问题、顾客对服装加工结果不满意、服装产品更换、穿着不舒适等问题。

这阶段的子系统将客户反馈的信息传递给相关的设计、生产制造部门，同时及时将处理与解决方案反馈给消费者。

售后服务阶段系统对客户反映的问题进行分析，对原因信息、产品维护信息、消费者信息等进行数据库管理[4]。

3.8小结

针对上述利用产品建模相关技术，使服装产品生命周期各个过程智能化，服装企业需要一些IT基础设施，如硬件、相关软件、信息技术等。

需要开发工具和开发环境，包含几何建模、数学计算、可视化工具以及数据库等[8]。

需要—系列的服装行业应用，如计算机辅助设计软件、物料需求计划系统（MRP）、企业资源计划系统（ERP）、客户关系管理系统（CRM）和供应链管理系统（SCM）等等。

服装企业需要进行数据管理，工作流管理，它可以使得设计人员跟踪整个产品开发过程，包括设计活动、设计概念、设计思路和设计变更等。

将数据和信息发送给过程执行中相关的团队、用户，实现业务流程的自动化[9]。

需要进行服装产品结构管理，支持产品配置和BOM表的创建和管理，并能跟踪产品配置的变化，跟踪服装产品的设计变型。

4总结与展望

在服装产品生命周期的各个过程，使用上述的技术，可以使服装企业高度信息数字化、智能化，实现让消费者参与到服装产品的设计过程，实现服装产品的个性化定制。

使得服装网上销售智能化，能够结合虚拟现实技术让购买者可以将自己的真实三维人体模型显示在界面上，将选择的服装添加到虚拟人体模型上，从而使购买者可以足不出户查看衣服是否合适，不会再被商家利用好看的模特穿着的效果所迷惑，不用再担心购买的衣服尺码不合适，可以在线查看购买的整套服装的搭配效果。

以及借助服装搭配专家系统评分来达到较为合适的穿着效果。

系统可以让消费者根据个人喜爱修改产品设计。

系统可以根据消费者的以往购买信息，分析顾客喜爱的服装类型，向顾客智能推荐产品款式。

服装产品的设计过程采用了参数化的快速设计系统，提高了设计效率。

服装生产柔性制造系统设备采用智能识别客户订单要求，根据加工要求进行个性化加工。

对于上述各阶段涉及的智能化系统，如服装产品参数化快速设计系统、服装产品依据客户要求个性化加工的柔性智能化加工系统、结合虚拟现实技术智能推荐服装搭配、尺码、查看消费者虚拟试穿效果，以及服装搭配专家评价等系统都需要一定的技术支持，如产品建模技术、计算机数字化技术、虚拟现实技术等。

不过虽然使用了虚拟现实技术，使消费者可以在线查看购买的整套服装，并结合准确三维人体模型的虚拟着装效果，但消费者仍然不能看服装的质感，材质，有无气味，穿着的舒适度等问题。

这些都是智能化服装网上销售系统所不能解决的问题。

上述只是较为粗略的叙述了利用产品建模相关技术，运用到服装产品生命周期的各个过程，实现服装企业智能化，信息数字化，让消费者参与到设计环节，解决服装产品网络销售的一系列问题。

今后，还需要进一步的研究相关的技术，开发一系列系统，实现服装行业的智能化，发挥产品建模技术的优势，让技术在提高企业智能化的同时，带给我们更好的用户体验。

参考文献

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