基于互聯網的鞋類數字化平臺研究

馮雨果，陳姝穎，徐尉羚

（西華大學，四川成都610039）

基于互聯網的鞋類數字化平臺研究

馮雨果，陳姝穎，徐尉羚

（西華大學，四川成都610039）

鞋類數字化是中國鞋類行業實現產業結構調整和技術升級的關鍵環節，而構建基于互聯網的鞋類數字化平臺是鞋類數字化的有效支持。首先介紹了基于互聯網的鞋類數字化平臺的概念，其次對平臺的關鍵技術以及平臺建設的內容作了分析，最后對平臺實現的功能特點展開論述。實踐結果表明該平臺具有實用高效的效果。

互聯網；鞋；虛擬設計；數據庫；數字化平臺

引言

數字化技術作為第三次工業革命的核心技術，席卷了整個制造行業[1]，也是鞋類行業實現產業結構調整和技術升級的關鍵。目前中國機器加工行業作為典型的傳統行業的信息化改造代表，實現了傳統手工粗放型管理轉變為擁有先進管理理念的、信息化的、數字化和智能化的高新技術和裝備制造業，大大地提升了中國造產品的品質和口碑。然而，作為勞動密集型產業之一的制鞋業，在數字化信息技術的道路上卻舉步維艱[2]。雖然我國一些知名鞋企擁有先進的設備，也先后投入大量資金進行數字化設計研發，但真正實現數字化設計的企業幾乎沒有。分析其原因主要有以下幾個方面：目前市場上鞋類設計的專用軟件費用很高，數字化設計和制造的核心軟件和關鍵設備的自主品牌不足，推廣成本巨大，很多企業望而卻步；其次，目前市面上出現的這些軟件都有各自的特點和專用領域，在不同的設計階段要用到不同的軟件，圖形信息無法在各軟件之間流通，軟件之間互通性存在很大問題，這使得數字化設計變得復雜，可利用率不高，降低了鞋類數字化的實用價值[3]；再次，進行數字化設計要求從業者具備一定的計算機輔助設計能力，對設計師本身的素質要求較高，但目前國內從事鞋類設計的人員素質普遍不高，人員配備的缺乏嚴重阻礙了鞋類數字化設計整體水平的提高。因此，構建具有使用方便、成本低廉、容易操作和實用性等特點的基于互聯網的鞋類數字化平臺迫在眉睫，也是擺在中國鞋類轉型升級面前的必經之路。

1 基于互聯網的鞋類數字化平臺的概念

傳統的數字化就是以數字計算機為基礎，將數字、圖像、語音，包括虛擬現實，及可視世界的各種信息等，以數字方式在計算機中建立適當的數字化模型，把它們轉變為一系列二進制代碼，引入計算機內部，進行統一處理，并以不同方式再次顯示出來，或用數字方式發送給執行機構等，這就是數字化的基本過程[4]。

鞋類數字化就是利用數字化技術對鞋類產品進行處理。以目前鞋類數字化技術發展水平來看，其基本特征可以分成以下幾個主要方面：三維成像技術，涉及到三維腳型測量、三維鞋楦設計；平面圖形處理技術，涉及到3D和2D之間的數據轉換、2D版樣制作、數字化放碼與排料CAD系統等；圖案色彩分解組合技術，涉及到面料CAD系統、印花CAD系統和燙鉆CAD系統；執行機構操作流程控制技術，涉及到切割裁剪CAM系統、縫紉CAM系統和整燙CAM系統等；工業數據管理技術與網絡信息傳遞技術，涉及到自動化成本核算系統、ERP生產經營銷售管理系統等。

綜上，基于互聯網的鞋類數字化平臺是指運用計算機技術、數據庫技術、網絡技術對鞋類產品部件數據信息資源進行科學規范的整合和集成，并具有共享管理機制的鞋類產品數字化設計網絡平臺。

圖1 流行數據庫

2 基于互聯網的鞋類數字化平臺的構成

構建鞋類數字化平臺的目的，是以各種鞋類數字信息資源集成和交換為基礎，用于支撐3D虛擬設計的網絡平臺。鞋類的數字化不同于單純的數字信息，如生產管理系統ERP中所產生的數據流，還包括鞋類設計中的圖形信息，這些信息呈現出來的方式有二維的和三維數據，而3D虛擬設計是數字技術與制鞋行業結合最具代表性也是最具發展潛力的應用性成果。虛擬設計最大的特點是可以根據要開發的圖片信息、圖形信息，運用三維設計軟件CAD系統進行三維視覺產品設計[5]。設計者可以任意角度來觀看虛擬產品造型、色彩搭配和款式細節等，同時可以實時進行材質和色彩的改變。當設計完成后，設計師可以對3D數據進行2D半面樣展平處理，為接下來的CAD制版提供修改的依據?；诨ヂ摼W的鞋類數字化平臺的主要內容包括以下幾個方面：

2.1 信息平臺

信息平臺的主要功能是實現流行趨勢的數字化，為客戶提供下季開發新款的建議和信息指導。該子平臺主要包括流行數據庫、產品流行趨勢分析和跟/底/楦/扣飾件流行趨勢分析系統。流行數據庫主要由蝶訊網、POP、阿里巴巴數據魔方等（如圖1所示）構成，而產品流行趨勢分析和跟/底/楦/扣飾件流行趨勢分析系統主要由數據挖掘機實現。

2.2 數據庫平臺

數據庫平臺的主要功能是實現基礎數據資源的數字化，為企業提供豐富的基礎數據資源，實現企業間的共享管理機制，是整個鞋類數字化平臺的關鍵所在。該子平臺主要是建立跟/底/楦/扣飾件數據庫，而數據庫的建立是根據企業每季產品規劃，按照不同的比例分別錄入最新配套的跟/底/楦/扣飾件數據資源來實現（如圖2所示）。這些數據首先要安排跑楦的師傅到市場上進行篩選，然后經過楦師進行設計修改，最后再將實物經過3D掃描儀進行逆向工程，得到3D數據后才能錄入使用。3D數據的準確性、完整性和實用性是數據庫基礎數據資源的重點，直接關系到整個鞋類數字平臺的質量和價值。

2.3 虛擬設計平臺

虛擬設計平臺的主要功能是實現款式設計的數字化和樣板設計的數字化。該子平臺主要包括3D鞋款開發設計CAD系統和樣板制作CAD系統。3D鞋款開發設計CAD系統主要由三維設 計 軟 件 Delcam、Rhino、Keyshot及相關插件構成，在設計該系統運行時還需考慮各種軟件的通用性和運行效率；而樣板制作CAD系統主要是由Shoedoctor等軟件組成。

圖2 跟/底/楦/扣飾件數據庫

3 構建鞋類數字化平臺的關鍵技術

3.1 硬件配置

數字化平臺是建立在計算機以及相關設備基礎之上，要實現鞋類的數字化，基礎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配置。在整個數字化設計過程中，要實現數字化的效率，體現數字化的優勢，就要充分保障相關硬件設備處理數據的準確性、穩定性和流暢性。本文所研究的數字化平臺在電腦硬件的選擇上所要解決的關鍵技術主要有：電腦在運行相關三維軟件時要保證穩定性和速度，在建模過程中不能經常出現運行速度過慢、死機等影響工作效率問題；對于顯示器分辨率要求較真實的顯示渲染效果，不能出現嚴重偏色影響視覺效果等問題；在逆向過程中，需保證逆向精度保持在10 μm范圍，且對于掃描效率也有較高要求。要實現數字化設計，硬件配置的投入是必不可少的，企業需根據自身實力，在充分保證整個數字化設計運行的前提下，選擇相應的配置以達到數字化的最佳成效。

3.2 數據庫技術

基于互聯網的鞋類數字化平臺的關鍵技術主要包括：數據庫構架、數據文件大小、數據傳輸速度等。數據庫的架構要解決三維數據的傳輸、查看和共享。三維數據不同于傳統的二維數據或是數字流，其表達的內涵要更加深刻。在構架3D數據庫時，需要充分優化數據庫結構，并在數據庫中引用三維模型查看的插件，提供實時的查看。網絡傳輸速度應該要保證上傳和下載數據2 mb/s以上。

3.3 系統技術路線

鞋類數字化平臺需要根據第三方使用需求，授權進入不同的子平臺，而接口的設計還需要考慮下載數據與使用機器的綁定加密模式。系統技術路線如圖3所示。

3.4 專業軟件及插件

要實現鞋類數字化設計，必須解決的重難點就是專業軟件和插件的選擇和編制，以及實現各個軟件之間的互聯互通問題。由于目前市面上出現的設計軟件大多為解決某一類問題開發，這就導致了要完成一款3D鞋類產品設計往往需要使用幾個軟件才能夠解決。因此，要保證圖形數據在不同的設計階段在各軟件之間實現準確的流通，以及實現二維和三維設計的同步，就必須解決軟件互聯互通的設計問題。本文的鞋類數字化專業軟件及插件主要包括：Delcam、Rhino、Keyshot、各類效果插件等，軟件互聯互通技術路線如圖4所示。

圖4 軟件互聯互通技術路線

4 基于互聯網的鞋類數字化平臺的特點

基于互聯網的鞋類數字化平臺主要實現了從前端流行信息的收集和大數據的研究，到產品開發及虛擬設計，并最終完成數字化樣板制作的整套數字化研發流程。具體的特點有以下幾個方面：

4.1 流行趨勢的數字化

流行趨勢的搜集和分析，是鞋類設計情報的重要環節。從廣義上來講流行時尚的研究是一個主觀的判斷，然而時尚所包括的元素卻是可以通過一定的統計學方法進行分析，并能夠使得時尚更加具有科學性，同時也能夠使得時尚的預測更加可行[6]。本文所研究的數字化平臺通過信息子平臺實現了流行趨勢的數字化分析功能。該功能主要依靠流行信息數據庫以及數據挖掘機軟件來實現，數據庫主要包含蝶訊網、POP、阿里巴巴數據魔方等；數據挖掘機則主要進行流行趨勢分析，包括了款式，楦型，顏色，材質等的趨勢報告等（如圖5所示），為客戶提供下季開發新款的建議和信息指導。

4.2 基礎數據資源的數字化

目前鞋類數字化設計遇到的一個頸瓶是企業缺乏豐富的數據資源，亦或是現有數據資源的可利用率不高，降低了鞋類數字化的實用價值。本文所研究的數字化平臺通過數據庫子平臺按照企業產品規劃錄入了大量的跟/底/楦/扣飾件數據庫數據資源，企業可以根據開發計劃，預覽并下載符合自身風格的數據資源，為后期3D虛擬設計做好充分準備。數據庫平臺提供了豐富的基礎數據資源，實現了企業間的共享管理機制，是整個鞋類數字化平臺的關鍵所在。

4.3 款式設計的數字化

款式數字化設計是利用各種電腦軟件工具表現技巧的總動員，它能看到未成品的每一個精致微妙的細節，輔助設計師們進行創意設計。本文所研究的數字化平臺通過互聯軟件技術，實現了款式設計的數字化，完成了鞋款3 D虛擬設計（如圖6所示）。該功能的實現為設計師提供了一種全新的設計表現手段，同時設計師可以進行三維設計交流。它不僅帶來設計過程的變化，同時也正在極大地影響著設計思維方法，并使其產生日益深刻的根本性變化。

4.4 樣板設計的數字化

樣板設計的數字化是要利用電腦實現樣板的開發和制作，將樣板設計由手工技術轉向電腦技術。本文所研究的數字化平臺是通過Shoemaker軟件將3D款進行展平處理，然后倒入Shoedoctor軟件進行半面樣制作，再將樣板數據傳輸到切割機進行自動切割，最終完成鞋類樣板的整套數字化設計（如圖7所示）。樣板設計的數字化實現使樣板開發更加容易，減少樣板制作時間，使樣板更加規范、樣板之間精確匹配、級放快速準確，從而避免或者減少原來手工操作的繁雜和混亂，大大提高工作效率。

圖5 流行趨勢分析

圖6 3D虛擬設計

圖7 樣板設計的數字化

結論

基于互聯網的鞋類數字化平臺為鞋企研發設計提供一個便捷的數字化平臺，發展3D鞋款數字化設計，不管是對于產業升級和時間人力成本都會大幅度縮減，這是未來的趨勢。我們必須真正把數據分析成果延伸應用到實際鞋款生產開發中，并加入前沿的數字化開發過程，才能實現真正意義上的鞋類數字化設計。

[1]劉檢華，孫連勝，張旭，等.三維數字化設計制造技術內涵及關鍵問題[J].計算機集成制造系統，2014，20（3）：494-504.

[2]王孝平.信息系統助力制鞋業競爭力戰略研究[D].天津大學，2009，05. [3]李再冉.鞋類數字化設計軟件功能集成平臺系統的研發[J].西部皮革，2010，32（22）：19-23.

[4]張伯鵬.數字化制造是先進制造技術的核心技術 [J].制造業自動化，2000，22（2）：1-5.

[5]穆淑華，曹衛群.基于CLO3D的虛擬服裝設計[J].電子科學技術，2015（3）：366-371.

[6]孟萍萍.服裝流行元素的解析與設計應用[D].天津工業大學，2008，03.

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科學重點研究基地工業設計產業研究中心課題研究成果（項目編號：GY-16YB-02)

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