模塊化設計到集成化服裝的發展淺析

吳朝倫

（鄭州輕工業大學 藝術設計學院，河南 鄭州 450000）

目前，模塊化設計主要存在于有固定規格的工業產品設計中，隨著人們對服裝屬性要求的提高以及新技術的不斷問世，模塊化思想也被運用到了服裝設計當中。如今，無論是在影視、時尚、文學作品等各種藝術行業里，還是在日常生活中，人們都能看到未來服裝、智能服裝、可穿戴設備的廣泛應用。服裝作為人類的“第二皮膚”，在未來的發展中必然會成為科技設備的載體。模塊化設計可以用種類、數量有限的模塊組成盡可能多的種類、規格、性能、功能各異的產品，更好地滿足市場需求。

1 服裝模塊化設計的功效

1962 年，模塊化設計概念第一次被提出。模塊化設計是在一定數量模塊的基礎上，通過應用系統的分解、組合原理，完成不同模塊之間的動態整合以滿足市場需求的一種設計方法[1]。服裝模塊化設計的功效主要有兩類：（1）以功能需求為劃分依據，即根據產品的功能需求進行模塊化設計，準確把握每一模塊所具有的功能后進行模塊的動態整合。（2）以產品結構為劃分依據，即以服裝為載體，研究每一模塊與其結合的方式，以標準規格的接口對各個結構進行連接，保證模塊的互換性[2]。

1.1 以功能基礎為劃分依據

以功能基礎為劃分依據的服裝模塊化設計能夠滿足某種職業的特性和需求，與以往單純被動的輔助有一定差別，這種產品的設計有著模塊化特點和主動輔助功效，例如俄羅斯研發的Ratnik-3“未來士兵”系統就是一套以功能基礎為劃分依據的設計產品。士兵可通過帶有電動機和電池的主動外骨骼進行單手持槍精準射擊。頭盔中配備的瞄準系統能夠自動計算目標距離以及所有變量，如風速、風向，空氣的溫度、濕度等，結合彈道數據計算目標點。此外，系統中的終端設備能夠將士兵的各項數據實時傳送至指揮中心，必要時可用電流刺激士兵大腦。

1.2 以產品結構為劃分依據

以產品結構為劃分依據的服裝模塊化設計同樣具有重要的設計功效。例如Fendi在2020年時裝秀中推出的“組合西裝夾克”，這一系列服裝可以根據需要來組合變換，通過調節繩索、拉鏈、紐扣等，讓服裝隨意組合起來，有效地滿足了人們的環保訴求。這種“可拆解服裝”與以往“一衣多穿”的不同之處在于，用戶可以根據需要自行調節服裝結構，從而達到改變服裝種類的功效。

2 集成化服裝設計現狀

技術研究和分析公司Gartner的研究報告顯示，隨著服裝企業的智能化升級以及人們對環保的訴求不斷提高，可穿戴設備的熱度將進一步提升，集成化服裝能夠有效地使兩者動態結合。

2.1 集成化服裝材料

集成化服裝材料一般選擇功能性材料和服裝面料，根據服裝的特定功能要求選擇相應的智能紡織品，利用織造和粘接的方式將其加工到服裝中。目前，已經研發出的智能紡織品主要分為兩類，一類是織物本身具有固有屬性的材料，包括形狀記憶材料、相變材料、變色材料等；另一類是引入傳感技術、信息技術、微電子技術且具有偶有屬性的織物材料，相關材料和技術包括應用導電材料、低功耗芯片技術、柔性傳感器、低功耗無線通信技術等[3]。兩種類型的材料各有所長，人們對服裝性能要求的不斷提高對未來電子類服裝的發展有決定性影響。

2.1.1 固有屬性材料

固有屬性材料織物的功效有智能溫控、形狀記憶、防水透濕和智能抗菌4個方面。智能溫控材料能夠對織物溫度進行控制，根據其反應方式可分為3類，分別是保溫織物、降溫織物和調溫織物。其中，調溫織物的科技含量最高、適用范圍最廣，在智能運動服、智能內衣等智能服裝中都有廣泛應用。形狀記憶材料能夠將具有形狀記憶功能的材料利用織造等方式嵌入織物中，以此來實現形狀記憶、變形恢復和抗震減壓等功效。防水透濕材料具有防水和透濕的功能，在一定壓力下具有良好的防水性，人體所散發的汗氣可以透過織物擴散或傳導到織物之外，且水分不會在體表或織物之間冷凝。智能抗菌材料能夠對細菌進行選擇性控制，在保證人體體表微生物生長繁殖的同時，能夠起到殺菌的功效。智能抗菌織物主要以智能凝膠纖維為基礎，把濕紡中的凝膠浸泡在抗菌溶液中，再將浸泡后的凝膠植入織物內部，從而達到抗菌的目的。

2.1.2 偶有屬性材料

偶有屬性材料織物一般通過新型智能織物及電路工藝，將觸摸層、柔性電路等內置到衣物中，賦予織物更方便的遠程、手勢設備控制等功能。例如谷歌的Project Jacquard和面料電路板（Fabric PCBs）都是偶有屬性材料。制作偶有屬性材料的主要技術有硬件柔性化技術、電路植入技術、絕緣技術和電路與面料的連接技術。這些技術可以從根本上提高服裝的性能，但也對其電學性能提出了更高的要求。

2.2 集成化服裝粘接技術

集成化服裝的粘接技術是關系其發展的重要方面。目前，集成化服裝粘接技術主要分為兩類：電子設備或電路通過模塊化設計制成具備特定功效的單體，各單體之間可以自由組合，稱為單元組合；以服裝為主體將電子設備或電路置入織物中，稱為整體融合。兩種技術并行發展，各有所長。前者的技術較為傳統、電學性能較為穩定、靈活性較強，但服用性能較差。后者的服用性能有所提高，但電學性能較差、靈活性較弱，技術實現也相對困難。因此，第一類技術的重點在于提升服裝的服用性能，第二類技術的重點在于提高服裝的電學性能。

2.2.1 單元組合技術

電子設備和電路通過縫紉、粘貼等方式將織物結合設計為各個單體，各個單體之間也可以用卡扣、拉鏈等特殊構造進行組合及互換。提升服裝的服用性能主要可以從舒適性和耐用性兩個方面考慮，可以運用人機功能學對單體的大小、形狀、位置進行系統設計，提升服裝的舒適性。耐用性方面主要考慮服裝的可水洗性，一般采用可拆卸技術，在洗滌服裝時將電子設備取出，從而延長產品的使用周期。

2.2.2 整體融合技術

整體融合技術并非是簡單地將模塊和服裝結合，而是通過運用電子器件柔化技術、面料電路板技術、服裝與電子元件結合技術和絕緣技術等將電子元件融入服裝。以服裝為主要載體，通過線路將各個元件相互聯通，從末端收集信息至始端微型計算機進行數據分析，再由計算機下達指令至終端設備，線路作出反應后形成閉合回路，從而使各個元件相輔相成，進一步提升服裝的功能性和專業性。

3 集成化服裝的發展前景

3.1 集成化服裝的服用性

集成化服裝應當具有服裝的基本性能和舒適性能，滿足消費者在日常生活中的使用需求。在進行設計時，要充分考慮人體的結構、心理、力學等與產品和外界環境之間的協調關系，對硬件的大小、位置進行科學劃分，從而滿足人身心活動的要求[4]。技術上主要體現在硬件部分的微型化、柔性化處理，研發出高能效、低功耗的電子元件，提升產品的續航能力。

3.2 集成化服裝的實用性

集成化服裝應具備一定的實用性能，而非現階段市面上僅有的簡單功能。用戶對產品的新奇感比較短暫，因此，在產品設計中要先了解用戶需求，重點解決用戶關注的核心問題，提高產品的專業化程度，才能夠真正達到提升工作效率的目的，使產品具有一定的用戶黏度。

3.3 人機交互技術

未來集成化服裝在交互方式上具有多元性的特征，諸如觸摸式交互、語音識別技術、體感技術、增強現實技術、無聲識別技術等。用戶在接收信息后，使用簡單的方式對產品進行操縱，對提高工作效率和生活質量具有很大幫助[5]。隨著科技的不斷進步，交互技術層出不窮，新的交互技術變得越來越智能和便捷，但無論何時，交互系統的設計始終要本著“以人為本”的設計理念，設計之初應考慮穿著者的生理和心理需求，確保用戶在使用時能夠掌握主動權，使產品變得更智能、更人性化。

3.4 集成化服裝的循環設計

在集成化服裝的設計、生產過程中，模塊的配置是細致而龐大的工程。功能多樣的服裝在設計之初就應對其回收、替換過程中可能采用的再造手法進行規劃，主要包括款式結構、面料、色彩和工藝4個方面的循環設計。通過循環設計可以提升服裝的多樣性，消費者在選配服裝時會有更大的自由度，從而滿足不同消費者的不同需求[6]。同時，循環設計在延長服裝生命周期和環保方面也起到了積極作用。

3.5 集成化服裝的產業鏈

集成化服裝在生產方式中涉及眾多環節，以產業分工的不同可以將其分為3個部分：（1）關鍵電子元件的生產與研發；（2）交互系統的技術和方法；（3）產品的集成設計和后續服務。當集成化服裝的產業鏈不夠完善時，硬件開發公司會對電子元件的性能和功效進行大量研究，容易忽視其產品在服裝中的服用性。而軟件公司也會注重交互軟件的持續開發，忽略硬件的生產與服務，從而導致集成化服裝產業鏈斷裂的情況。

4 結語

在集成化服裝的設計之中運用模塊化設計思維，不僅體現了模塊化設計方法，也為服裝設計領域帶來了創造性和便捷性。“中國制造”2025將智能服裝作為具體戰略的組成部分，預示著服裝產業走向智能化勢在必行，也體現了服裝市場的發展趨勢。未來集成化服裝必然會以科技為動力、以市場為導向、以用戶為中心，朝著舒適化、智能化和專業化的方向不斷發展。只有如此，中國服裝才能在今后國際市場的激烈競爭中立于不敗之地。