Лекция 4. Экономичность модели, прогнозирование и управление экономичностью модели.

1. Понятие об экономичности модели.

2. Производственная экономичность модели.

3. Принципы адаптивного конструирования.

4. Комплексный показатель материалоемкости.

1. Показатели экономичности отражают экономическую эффективность затрат на разработку, изготовление и эксплуатацию продукции. Понятие «экономичная модель» зависит от того, с какой позиции ведется ее оценка: швейного предприятия, потребителя или общества в целом. Поэтому можно выделить производственнуюиэксплуатационную экономичность.

2. Производственная экономичность. Этот показатель зависит прежде всего от экономного расходования материалов. Рациональное использование материалов особенно актуально для материалоемких обрабатывающих отраслей промышленности, к числу которых принадлежит и швейная промышленность, так как доля затрат на основные и вспомогательные материалы в себестоимости швейных изделий составляет 80 — 85 %, а по меховым изделиям достигает 90 %. Поэтому снижение материалоемкости швейных изделий только на 1 % позволит сэкономить в масштабах швейной отрасли сотни миллионов рублей.

Долгое время основные резервы экономии материалов. искали только в раскройном производстве (методы безостаткового раскроя, рациональная комплектность раскладок и т. п.). Сегодня доказано, что большие резервы экономии материалов заложены в модели и конструкции изделия.

Снижение материалоемкости изделий связано прежде всего с повышением уровня конструкторских решений и общетехнического уровня производства. Как известно, основную часть нормы расхода ткани в одежде составляет суммарная площадь лекал деталей. Например, использование усовершенствованной конструкции деталей, разработанной на основе более точных методов, конструирования разверток деталей одежды в чебышевской сети для малооперационной технологии изготовления (исключение лишних швов в одежде, припусков на уточнение деталей и т. д.), позволяет уменьшить расход материала на верхнюю одежду в среднем от 1 до 3 % (рис. 3.20).

Разработка технологичных конструкций одежды, не требующей принудительной влажно-тепловой обработки, открывает возможности использования точного кроя, что в свою очередь повышает требования к форме деталей. Например, легче и точнее могут быть вырезаны плавные линии, чем линии с резкими переходами от одной формы контура к другой. Поэтому в конструкции допускается (в известных пределах, не нарушая внешнего вида изделий) перенос плечевых, боковых, локтевых швов, что приводит к более плотной раскладке и уменьшению расхода материалов.

3. При конструировании изделия и выборе конфигурации eгo деталей желательно заранее учитывать необходимость последующей плотной раскладки лекал этих деталей. Иными словами, желательно иметь априорные правила, которые позволяли бы приспосабливать (адаптировать) конфигурацию лекал деталей проектируемого изделия к решению задачи минимизации межлекальных отходов. Эти правила были названы [16] правиламиадаптивного конструирования (Адаптивный от лат. adaptare — приспособлять).

Задачу адаптивного конструирования можно сформулировать как оптимизационную задачу: требуется сконструировать изделие из деталей такой конфигурации, чтобы, с одной стороны, удовлетворить все требования, предъявляемые к конструкции изделия в целом, а с другой — минимизировать межлекальные отходы при раскладке лекал деталей изделия.

Рассмотрим общие правила, приводящие к уплотнению раскладок, сформулированные Б. А. Козловым [16]:

тропизация — т. е. выбор оптимального (обеспечивающего наибольшую плотность раскладки) направления (применима для деталей из изотропных материалов); мультипликация (от лат. multiplicatio — умножение) — повторение;

лабилизация — т. е. такое изменение конфигурации фигуры, которое приближает еек замещающей фигуре (рис. 3.21);

декомпозиция — разбиение детали на более мелкие равные и неравные части (рис. 3.22, а), обеспечивающие, как правило, более плотную раскладку (рис. 3.22, 6).

Для повышения экономичности проектируемых моделей одежды важное значение имеют методы ее оценки на этапах проектирования и освоения. В ЦНИИШП разработан метод ранней диагностики материалоемкости проектируемых изделий по эскизам направляющей базовой и промышленной коллекций моделей одежды, позволяющей выявить неэкономичные модели и предложить способы целенаправленного улучшения их экономических показателей без ухудшения потребительских показателей качества изделий еще на стадии эскизного проектирования, когда коллекция существует только в эскизах [17].

Ниже приведена структурная схема процесса управления экономичностью новых моделей одежды в процессе проектирования и изготовления их в производстве (схема 3.4).

Рис. 3.21. Возможная лабилизация деталей (а) и раскладка лабилизованных деталей (б).

Рис. 3.22. Декомпозиция деталей.

Разработаны математические модели для оценки межлекальных отходов и расхода материалов в зависимости от изменения значимых лабильных факторов (таких, как покрой рукава, расширение по низу изделия, вид и рисунок материала, длина изделия, припуск на свободное облегание к полуобхвату груди и др.) в виде линейных регрессий:

у=b_o+ b₁х₁ + … +b_jx_j+… + b_mx_m,j =1,m ,

где х₁, ..., х_j, ..., х_m — факторы, влияющие на суммарную площадь лекал, межлекальные отходы и расход материалов;b₀, b_j, b_m — козффициенты регрессии.

Оценка экономичности моделей на стадии эскизного проектирования промышленной коллекции с помощью регрессионных уравнений, оценивающих зависимость межлекальных отходов и суммарной площади лекал от факторов, поддающихся определению на этом этапе, позволяет определить как целесообразность дальнейшей разработки моделей, так и необходимость направленного изменения их эскизов.

4. Структурная схема процесса управления экономичностью новых моделей одежды

Прогнозирование величины межлекальных отходов а, суммарную площадку лекалSи расхода материаловQ

Оценка а,SиQи влияние отдельных факторов

Проектирование направляющей базовой коллекции моделей

Эскизное проектирование промышленной коллекции моделей

Оценка а,SиQи влияние отдельных факторов

Изменение эскиза модели

Определение Sаналитическим методом

Градация лекал и изготовление лекал на все рекомендуемые размеры

Проектирование направляющей базовой коллекции моделей

Оценка модели с помощью показателя экономичности

Изменение модели

Оценка работы предприятий по экономному использованию материалов

Запуск модели в производство. Выпуск готовых изделий

Построение экспериментальных раскладок, расчёт норм расхода материала

Определение оптимальной комплектности раскладки

Определение длины раскладки аналитическим методом

Для оценки экономичности направляющей базовой и промышленных коллекций могут быть также использованы квадратичные зависимости значений межлекальных отходов от характера рисунка ткани (площади клетки, ширин полосы), а также доли площади деталей, раскраиваемых под углом 30 — 60⁰к нитям основы. В табл. 3.4 приведены данные, наглядно демонстрирующие влияние размеров клетки на межлекальные отходы и расход материалов.

4. Оценку материалоемкости швейных изделий целесообразно производить с помощью комплексного показателя, объединяющего два единичных: процент межлекальных отходов и расход материала. Эти показатели используются в настоящее время порознь на различных этапах хозяйственной деятельности. Между тем встречаются модели, у которых при одном и том же расходе материала количество межлекальных отходов может отличаться в 1,9 — 2,5 раза. Аналогично при практически одинаковом значении межлекальных отходов расход материала на модель может отличаться почти в полтора раза. Таким образом, взятые отдельно эти два показателя не позволяют судить о том, какая модель анализируемой коллекции более рациональна. Использование комплексного показателя позволяет при анализе промышленной коллекции моделей любой ассортиментной группы выявить неэкономичные (с точки зрения материалоемкости) модели.

Комплексный показатель материалоемкости е (р, q) можно определить по формуле [171

где р — относительный показатель межлекальных отходов, р = а/а_max; q — относительный показатель расхода материалов,q=Q/Q_max.

Рис. 3.23. Изменение композиционного решения моделей из тканей с различным размером клетки.

Таблица 3.4. Увеличение межлекальных отходов а и расхода материалов Q в зависимости от площади клетки

S, см2	0	1	10	20	40	80	150	300	360	500	600
a, %	0	1,6	2,2	2,9	4,2	6,6	10,1	14,1	14,5	12,5	8,7
Q, м2	0	0,06	0,08	0,11	0,16	0,25	0,38	0,54	0,55	0,48	0,33

Поскольку 0 ≤ е(р, q) ≤ 1, можно ввести критериальные уровни экономичности моделей исходя из соотношении золотого сечения, что позволяет разграничивать все модели на три категории: экономичные, спорные и неэкономичные:

0 ≤ е(р, q) ≤ 0,38 — модель неэкономична;

0,38 ≤ е(р, q) ≤ 0,62 — модель спорна;

0,62 ≤ е(р, q) ≤ 1 — модель экономична.

В результате анализа 130 моделей женского пальто было выявлено, что 5 из них неэкономичны. Дальнейший анализ позволил выявить факторы (конструктивно-модельные особенности — КМО), повлиявшие на существенное ухудшение показателей а и Q. Изменения, внесенные в КМО (в частности, размер клетки и угол раскроя планки) и существенно не повлиявшие на внешний вид моделей, привели к увеличению показателя е(р, q), а следовательно, и к повышению экономичности моделей (рис. 3.23).

На этапе раскроя необходимо оптимизировать величину суммарных отходов, зависящую от числа комплектов лекал в раскладке. Показано [17], что при определенных условиях существует такая комплектность раскладки, при которой достигается минимум суммарных отходов. Применение раскладок оптимальной комплектности позволяет уменьшить суммарные отходы на 0,1— 0,5 %.

Эксплуатационная экономичность. Экономичность конструкции одежды в определенной мере зависит и от потребительских расходов на поддержание внешнего вида изделия в процессе эксплуатации (удаление загрязнений посредством химчистки или стирки, глаженье, ремонт и т. д.).

Эксплуатационная экономичность одежды зависит главным o6разом от качества материалов, из которых она изготовляется, а также от применения различных отделок и химических пропиток для улучшения (облагораживания) свойств тканей. Например, придание эффекта несминаемости тканям из полушерстяных и хлопчатобумажных волокон пропитками, формоустойчивости — изделиям из хлопчатобумажных и штапельных тканей отделкой форниз и др. Использование водонепроницаемых и водоотталкивающих пропиток для пальтовых тканей позволяет сохранить теплозащитные свойства одежды в сырое холодное время года, повысить долговечность изделий и уменьшить эксплуатационные расходы на поддержание внешнего вида изделий.