馮雨果，陳姝穎，徐尉羚

（西華大學(xué)，四川成都610039）

基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)研究

馮雨果，陳姝穎，徐尉羚

（西華大學(xué)，四川成都610039）

鞋類數(shù)字化是中國(guó)鞋類行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)升級(jí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)是鞋類數(shù)字化的有效支持。首先介紹了基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)的概念，其次對(duì)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)以及平臺(tái)建設(shè)的內(nèi)容作了分析，最后對(duì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能特點(diǎn)展開論述。實(shí)踐結(jié)果表明該平臺(tái)具有實(shí)用高效的效果。

互聯(lián)網(wǎng)；鞋；虛擬設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)字化平臺(tái)

引言

數(shù)字化技術(shù)作為第三次工業(yè)革命的核心技術(shù)，席卷了整個(gè)制造行業(yè)[1]，也是鞋類行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)升級(jí)的關(guān)鍵。目前中國(guó)機(jī)器加工行業(yè)作為典型的傳統(tǒng)行業(yè)的信息化改造代表，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)手工粗放型管理轉(zhuǎn)變?yōu)閾碛邢冗M(jìn)管理理念的、信息化的、數(shù)字化和智能化的高新技術(shù)和裝備制造業(yè)，大大地提升了中國(guó)造產(chǎn)品的品質(zhì)和口碑。然而，作為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)之一的制鞋業(yè)，在數(shù)字化信息技術(shù)的道路上卻舉步維艱[2]。雖然我國(guó)一些知名鞋企擁有先進(jìn)的設(shè)備，也先后投入大量資金進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)研發(fā)，但真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)的企業(yè)幾乎沒(méi)有。分析其原因主要有以下幾個(gè)方面：目前市場(chǎng)上鞋類設(shè)計(jì)的專用軟件費(fèi)用很高，數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造的核心軟件和關(guān)鍵設(shè)備的自主品牌不足，推廣成本巨大，很多企業(yè)望而卻步；其次，目前市面上出現(xiàn)的這些軟件都有各自的特點(diǎn)和專用領(lǐng)域，在不同的設(shè)計(jì)階段要用到不同的軟件，圖形信息無(wú)法在各軟件之間流通，軟件之間互通性存在很大問(wèn)題，這使得數(shù)字化設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，可利用率不高，降低了鞋類數(shù)字化的實(shí)用價(jià)值[3]；再次，進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)要求從業(yè)者具備一定的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力，對(duì)設(shè)計(jì)師本身的素質(zhì)要求較高，但目前國(guó)內(nèi)從事鞋類設(shè)計(jì)的人員素質(zhì)普遍不高，人員配備的缺乏嚴(yán)重阻礙了鞋類數(shù)字化設(shè)計(jì)整體水平的提高。因此，構(gòu)建具有使用方便、成本低廉、容易操作和實(shí)用性等特點(diǎn)的基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)迫在眉睫，也是擺在中國(guó)鞋類轉(zhuǎn)型升級(jí)面前的必經(jīng)之路。

1 基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)的概念

傳統(tǒng)的數(shù)字化就是以數(shù)字計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，將數(shù)字、圖像、語(yǔ)音，包括虛擬現(xiàn)實(shí)，及可視世界的各種信息等，以數(shù)字方式在計(jì)算機(jī)中建立適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理，并以不同方式再次顯示出來(lái)，或用數(shù)字方式發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，這就是數(shù)字化的基本過(guò)程[4]。

鞋類數(shù)字化就是利用數(shù)字化技術(shù)對(duì)鞋類產(chǎn)品進(jìn)行處理。以目前鞋類數(shù)字化技術(shù)發(fā)展水平來(lái)看，其基本特征可以分成以下幾個(gè)主要方面：三維成像技術(shù)，涉及到三維腳型測(cè)量、三維鞋楦設(shè)計(jì)；平面圖形處理技術(shù)，涉及到3D和2D之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、2D版樣制作、數(shù)字化放碼與排料CAD系統(tǒng)等；圖案色彩分解組合技術(shù)，涉及到面料CAD系統(tǒng)、印花CAD系統(tǒng)和燙鉆CAD系統(tǒng)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作流程控制技術(shù)，涉及到切割裁剪CAM系統(tǒng)、縫紉CAM系統(tǒng)和整燙CAM系統(tǒng)等；工業(yè)數(shù)據(jù)管理技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)信息傳遞技術(shù)，涉及到自動(dòng)化成本核算系統(tǒng)、ERP生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)銷售管理系統(tǒng)等。

綜上，基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)鞋類產(chǎn)品部件數(shù)據(jù)信息資源進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的整合和集成，并具有共享管理機(jī)制的鞋類產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

圖1 流行數(shù)據(jù)庫(kù)

2 基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)的構(gòu)成

構(gòu)建鞋類數(shù)字化平臺(tái)的目的，是以各種鞋類數(shù)字信息資源集成和交換為基礎(chǔ)，用于支撐3D虛擬設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。鞋類的數(shù)字化不同于單純的數(shù)字信息，如生產(chǎn)管理系統(tǒng)ERP中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流，還包括鞋類設(shè)計(jì)中的圖形信息，這些信息呈現(xiàn)出來(lái)的方式有二維的和三維數(shù)據(jù)，而3D虛擬設(shè)計(jì)是數(shù)字技術(shù)與制鞋行業(yè)結(jié)合最具代表性也是最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用性成果。虛擬設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)是可以根據(jù)要開發(fā)的圖片信息、圖形信息，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件CAD系統(tǒng)進(jìn)行三維視覺(jué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)[5]。設(shè)計(jì)者可以任意角度來(lái)觀看虛擬產(chǎn)品造型、色彩搭配和款式細(xì)節(jié)等，同時(shí)可以實(shí)時(shí)進(jìn)行材質(zhì)和色彩的改變。當(dāng)設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)師可以對(duì)3D數(shù)據(jù)進(jìn)行2D半面樣展平處理，為接下來(lái)的CAD制版提供修改的依據(jù)?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

2.1 信息平臺(tái)

信息平臺(tái)的主要功能是實(shí)現(xiàn)流行趨勢(shì)的數(shù)字化，為客戶提供下季開發(fā)新款的建議和信息指導(dǎo)。該子平臺(tái)主要包括流行數(shù)據(jù)庫(kù)、產(chǎn)品流行趨勢(shì)分析和跟/底/楦/扣飾件流行趨勢(shì)分析系統(tǒng)。流行數(shù)據(jù)庫(kù)主要由蝶訊網(wǎng)、POP、阿里巴巴數(shù)據(jù)魔方等（如圖1所示）構(gòu)成，而產(chǎn)品流行趨勢(shì)分析和跟/底/楦/扣飾件流行趨勢(shì)分析系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)挖掘機(jī)實(shí)現(xiàn)。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)

數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的主要功能是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的數(shù)字化，為企業(yè)提供豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的共享管理機(jī)制，是整個(gè)鞋類數(shù)字化平臺(tái)的關(guān)鍵所在。該子平臺(tái)主要是建立跟/底/楦/扣飾件數(shù)據(jù)庫(kù)，而數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是根據(jù)企業(yè)每季產(chǎn)品規(guī)劃，按照不同的比例分別錄入最新配套的跟/底/楦/扣飾件數(shù)據(jù)資源來(lái)實(shí)現(xiàn)（如圖2所示）。這些數(shù)據(jù)首先要安排跑楦的師傅到市場(chǎng)上進(jìn)行篩選，然后經(jīng)過(guò)楦師進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，最后再將實(shí)物經(jīng)過(guò)3D掃描儀進(jìn)行逆向工程，得到3D數(shù)據(jù)后才能錄入使用。3D數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和實(shí)用性是數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的重點(diǎn)，直接關(guān)系到整個(gè)鞋類數(shù)字平臺(tái)的質(zhì)量和價(jià)值。

2.3 虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)

虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的主要功能是實(shí)現(xiàn)款式設(shè)計(jì)的數(shù)字化和樣板設(shè)計(jì)的數(shù)字化。該子平臺(tái)主要包括3D鞋款開發(fā)設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)和樣板制作CAD系統(tǒng)。3D鞋款開發(fā)設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)主要由三維設(shè) 計(jì) 軟 件 Delcam、Rhino、Keyshot及相關(guān)插件構(gòu)成，在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)還需考慮各種軟件的通用性和運(yùn)行效率；而樣板制作CAD系統(tǒng)主要是由Shoedoctor等軟件組成。

圖2 跟/底/楦/扣飾件數(shù)據(jù)庫(kù)

3 構(gòu)建鞋類數(shù)字化平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 硬件配置

數(shù)字化平臺(tái)是建立在計(jì)算機(jī)以及相關(guān)設(shè)備基礎(chǔ)之上，要實(shí)現(xiàn)鞋類的數(shù)字化，基礎(chǔ)條件之一是硬件的配置，包括電腦、3D掃描儀以及二維掃描儀的相關(guān)配置。在整個(gè)數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的效率，體現(xiàn)數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)，就要充分保障相關(guān)硬件設(shè)備處理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和流暢性。本文所研究的數(shù)字化平臺(tái)在電腦硬件的選擇上所要解決的關(guān)鍵技術(shù)主要有：電腦在運(yùn)行相關(guān)三維軟件時(shí)要保證穩(wěn)定性和速度，在建模過(guò)程中不能經(jīng)常出現(xiàn)運(yùn)行速度過(guò)慢、死機(jī)等影響工作效率問(wèn)題；對(duì)于顯示器分辨率要求較真實(shí)的顯示渲染效果，不能出現(xiàn)嚴(yán)重偏色影響視覺(jué)效果等問(wèn)題；在逆向過(guò)程中，需保證逆向精度保持在10 μm范圍，且對(duì)于掃描效率也有較高要求。要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)，硬件配置的投入是必不可少的，企業(yè)需根據(jù)自身實(shí)力，在充分保證整個(gè)數(shù)字化設(shè)計(jì)運(yùn)行的前提下，選擇相應(yīng)的配置以達(dá)到數(shù)字化的最佳成效。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)架、數(shù)據(jù)文件大小、數(shù)據(jù)傳輸速度等。數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)要解決三維數(shù)據(jù)的傳輸、查看和共享。三維數(shù)據(jù)不同于傳統(tǒng)的二維數(shù)據(jù)或是數(shù)字流，其表達(dá)的內(nèi)涵要更加深刻。在構(gòu)架3D數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，需要充分優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中引用三維模型查看的插件，提供實(shí)時(shí)的查看。網(wǎng)絡(luò)傳輸速度應(yīng)該要保證上傳和下載數(shù)據(jù)2 mb/s以上。

3.3 系統(tǒng)技術(shù)路線

鞋類數(shù)字化平臺(tái)需要根據(jù)第三方使用需求，授權(quán)進(jìn)入不同的子平臺(tái)，而接口的設(shè)計(jì)還需要考慮下載數(shù)據(jù)與使用機(jī)器的綁定加密模式。系統(tǒng)技術(shù)路線如圖3所示。

3.4 專業(yè)軟件及插件

要實(shí)現(xiàn)鞋類數(shù)字化設(shè)計(jì)，必須解決的重難點(diǎn)就是專業(yè)軟件和插件的選擇和編制，以及實(shí)現(xiàn)各個(gè)軟件之間的互聯(lián)互通問(wèn)題。由于目前市面上出現(xiàn)的設(shè)計(jì)軟件大多為解決某一類問(wèn)題開發(fā)，這就導(dǎo)致了要完成一款3D鞋類產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往需要使用幾個(gè)軟件才能夠解決。因此，要保證圖形數(shù)據(jù)在不同的設(shè)計(jì)階段在各軟件之間實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的流通，以及實(shí)現(xiàn)二維和三維設(shè)計(jì)的同步，就必須解決軟件互聯(lián)互通的設(shè)計(jì)問(wèn)題。本文的鞋類數(shù)字化專業(yè)軟件及插件主要包括：Delcam、Rhino、Keyshot、各類效果插件等，軟件互聯(lián)互通技術(shù)路線如圖4所示。

圖4 軟件互聯(lián)互通技術(shù)路線

4 基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)的特點(diǎn)

基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)了從前端流行信息的收集和大數(shù)據(jù)的研究，到產(chǎn)品開發(fā)及虛擬設(shè)計(jì)，并最終完成數(shù)字化樣板制作的整套數(shù)字化研發(fā)流程。具體的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

4.1 流行趨勢(shì)的數(shù)字化

流行趨勢(shì)的搜集和分析，是鞋類設(shè)計(jì)情報(bào)的重要環(huán)節(jié)。從廣義上來(lái)講流行時(shí)尚的研究是一個(gè)主觀的判斷，然而時(shí)尚所包括的元素卻是可以通過(guò)一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行分析，并能夠使得時(shí)尚更加具有科學(xué)性，同時(shí)也能夠使得時(shí)尚的預(yù)測(cè)更加可行[6]。本文所研究的數(shù)字化平臺(tái)通過(guò)信息子平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了流行趨勢(shì)的數(shù)字化分析功能。該功能主要依靠流行信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及數(shù)據(jù)挖掘機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)主要包含蝶訊網(wǎng)、POP、阿里巴巴數(shù)據(jù)魔方等；數(shù)據(jù)挖掘機(jī)則主要進(jìn)行流行趨勢(shì)分析，包括了款式，楦型，顏色，材質(zhì)等的趨勢(shì)報(bào)告等（如圖5所示），為客戶提供下季開發(fā)新款的建議和信息指導(dǎo)。

4.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的數(shù)字化

目前鞋類數(shù)字化設(shè)計(jì)遇到的一個(gè)頸瓶是企業(yè)缺乏豐富的數(shù)據(jù)資源，亦或是現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源的可利用率不高，降低了鞋類數(shù)字化的實(shí)用價(jià)值。本文所研究的數(shù)字化平臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)子平臺(tái)按照企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃錄入了大量的跟/底/楦/扣飾件數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)資源，企業(yè)可以根據(jù)開發(fā)計(jì)劃，預(yù)覽并下載符合自身風(fēng)格的數(shù)據(jù)資源，為后期3D虛擬設(shè)計(jì)做好充分準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)提供了豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)間的共享管理機(jī)制，是整個(gè)鞋類數(shù)字化平臺(tái)的關(guān)鍵所在。

4.3 款式設(shè)計(jì)的數(shù)字化

款式數(shù)字化設(shè)計(jì)是利用各種電腦軟件工具表現(xiàn)技巧的總動(dòng)員，它能看到未成品的每一個(gè)精致微妙的細(xì)節(jié)，輔助設(shè)計(jì)師們進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)。本文所研究的數(shù)字化平臺(tái)通過(guò)互聯(lián)軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了款式設(shè)計(jì)的數(shù)字化，完成了鞋款3 D虛擬設(shè)計(jì)（如圖6所示）。該功能的實(shí)現(xiàn)為設(shè)計(jì)師提供了一種全新的設(shè)計(jì)表現(xiàn)手段，同時(shí)設(shè)計(jì)師可以進(jìn)行三維設(shè)計(jì)交流。它不僅帶來(lái)設(shè)計(jì)過(guò)程的變化，同時(shí)也正在極大地影響著設(shè)計(jì)思維方法，并使其產(chǎn)生日益深刻的根本性變化。

4.4 樣板設(shè)計(jì)的數(shù)字化

樣板設(shè)計(jì)的數(shù)字化是要利用電腦實(shí)現(xiàn)樣板的開發(fā)和制作，將樣板設(shè)計(jì)由手工技術(shù)轉(zhuǎn)向電腦技術(shù)。本文所研究的數(shù)字化平臺(tái)是通過(guò)Shoemaker軟件將3D款進(jìn)行展平處理，然后倒入Shoedoctor軟件進(jìn)行半面樣制作，再將樣板數(shù)據(jù)傳輸?shù)角懈顧C(jī)進(jìn)行自動(dòng)切割，最終完成鞋類樣板的整套數(shù)字化設(shè)計(jì)（如圖7所示）。樣板設(shè)計(jì)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)使樣板開發(fā)更加容易，減少樣板制作時(shí)間，使樣板更加規(guī)范、樣板之間精確匹配、級(jí)放快速準(zhǔn)確，從而避免或者減少原來(lái)手工操作的繁雜和混亂，大大提高工作效率。

圖5 流行趨勢(shì)分析

圖6 3D虛擬設(shè)計(jì)

圖7 樣板設(shè)計(jì)的數(shù)字化

結(jié)論

基于互聯(lián)網(wǎng)的鞋類數(shù)字化平臺(tái)為鞋企研發(fā)設(shè)計(jì)提供一個(gè)便捷的數(shù)字化平臺(tái)，發(fā)展3D鞋款數(shù)字化設(shè)計(jì)，不管是對(duì)于產(chǎn)業(yè)升級(jí)和時(shí)間人力成本都會(huì)大幅度縮減，這是未來(lái)的趨勢(shì)。我們必須真正把數(shù)據(jù)分析成果延伸應(yīng)用到實(shí)際鞋款生產(chǎn)開發(fā)中，并加入前沿的數(shù)字化開發(fā)過(guò)程，才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的鞋類數(shù)字化設(shè)計(jì)。

[1]劉檢華，孫連勝，張旭，等.三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)內(nèi)涵及關(guān)鍵問(wèn)題[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2014，20（3）：494-504.

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[5]穆淑華，曹衛(wèi)群.基于CLO3D的虛擬服裝設(shè)計(jì)[J].電子科學(xué)技術(shù)，2015（3）：366-371.

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A Brief Introduction to the Digital Platform Shoe based on Internet

FENG Yu-guo,CHEN Shu-ying,XU Wei-ling (Xihua University,Chengdu 610039,China)

Constructing the digital platform based on Internet is the effective support of shoe digital process and it is the key way to realize the upgrading of the Chinese footwear industry.In this paper,we first introduced the concept of footwear digital platform based on Internet,then analyzed the key technology of the platform and content platform construction,at last discusses the function characteristics of the platform.The practice results showed that the platform had good usability and availability.

internet;shoes;virtual design;database;digital platform

TS 943.26

A

1671-1602（2016）23-0022-05

四川省教育廳人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)研究中心課題研究成果（項(xiàng)目編號(hào)：GY-16YB-02)

馮雨果（1985-），男，碩士，講師，fengyuguoxyz@163.com，主要從事皮革制品設(shè)計(jì)及足部生物力學(xué)的研究。