成衣排料方案的特征分析与提取

金爱燕，尚笑梅

（苏州大学纺织与服装工程学院，苏州 215021）

自动化裁剪是现代成衣生产提高效率的手段之一。自动裁床数控系统的设计不仅决定着裁剪流程的速度和质量，同时也决定着裁剪智能化程度。服装排料也称排版、套料，是指一个产品排料图的设计过程[1]，排料方案的好坏受很多因素的影响，如款式片数、衣片特点、裁片摆放方式等。由于不同款式设计的排料方案不同，使得自动裁剪路径和样板的轮廓几何轨迹之间的差异性增大，从而降低了自动裁剪工作效率，这样从成衣不同的排料方案中分析提取共性和个性特征就变得尤为重要。目前对成衣排料方案的特征研究不多，其中张雪莲和邱芹等在文献中总结了针织服装样板排料的几种方法[2]，王海燕和潘踊跃等从服装排料框架出发总结了针织内裤、运动休闲装和泳装的排料方法和规律[3]，对成衣排料方案其他方面的研究较少。本文根据实际采集到的某企业生产订单中款式图和排料图资料，从中分析归纳出成衣排料方案中的样板特点、排料特征以及样板轮廓几何轨迹特征，对自动裁剪系统的路径优化具有一定的指导意义。

1 排料特征分析

1.1 排料图特征分析

将采集到的裤装和T恤用于生产订单中的款式图和排料图资料作为本文的研究样本，裤装和T恤的样本数量均为8套。裤装造型是直筒型和紧身型，舒适休闲，造型简单，无省无褶，侧缝处有斜插袋或直插袋，分割线少，款式变化少，结构图如图1所示。T恤结构上是简单的直线型设计，宽松式的造型，样本中T恤的款式变化比裤装复杂，结构图如图2所示。

图1 裤装结构示意图

图2 T恤结构示意图

裤装排料图中，沿着布纹线方向，包括腰线与腰线相拼，腰线与裤摆线相拼，裤摆线与裤摆线相拼这三种拼接方式，见图3。有的排料图中，直线段与直线段相拼时合用一条画线，裁剪时，可以一刀裁开，省划和省割一条直线，提高了裁剪衣片的效率[4]。垂直布纹线的方向，内侧缝线与内侧缝线相拼，形成的是凹口对凹口的拼接方式。有的排料图中，后裆弯线与后裆弯线之间形成较大的矩形区域，小衣片可以排列在矩形区域中。外侧缝线与外侧缝线相拼，形成的是凸缘对凸缘的拼接方式。外侧缝线与内侧缝线相拼，形成的是凸口对凹口的形式，之间形成的空隙较少[5]。如图4所示，T恤排料图中样片的排料特征与裤装相似，其中直边对直边、斜边对斜边、凸缘对凹口，紧密套排。有的排料图中大衣片紧密套排在一边，小衣片紧密套排在另一边，有的排料图中，小衣片穿插在大衣片之间。

图3 裤装排料图

图4 T恤排料图

1.2 样片特征分析

从服装排料的特殊性出发，将排料图中的衣片分为两组，衣片面积大于0.3m2则为大衣片组，衣片面积小于等于0.3 m2则为小衣片组[6]。统计得出裤装的总衣片数量和大、小衣片数量各占总衣片数量的百分比，统计数据见表1；T恤的总衣片数量和大、小衣片数量各占总衣片数量的百分比统计数据见表2。

从表1、表2可见，裤装的衣片总量介于在25～50片之间，T恤的衣片总量介于30～60片之间，T恤的衣片总量变化区间较大。裤装的平均衣片总量是46片，T恤的平均衣片总量是43片，裤装的平均衣片总量大于T恤的平均衣片总量。裤装大衣片占总衣片数量的百分比介于44%～80%之间，平均值在52%左右，较大于小衣片的平均百分比。T恤大衣片占总衣片数量的百分比介于40%～80%之间，平均值在57%左右，较大于小衣片的平均百分比。裤装和T恤的大、小衣片的百分比变动区间差距不大，裤装和T恤的大衣片所占总衣片数量的百分比都大于小衣片的百分比，T恤的大衣片所占总衣片数量的百分比大于裤装大衣片所占总衣片数量的百分比，裤装的小衣片数量大于T恤的小衣片数量。

自动裁床裁剪衣片时，衣片的裁剪顺序不同，产生的空行程的长度是不一样的，而使得空行程最短的裁剪顺序只有一种。假设一床裁床含有n片衣片，对n片衣片的裁剪顺序有n!种，裁剪系统就要从n!种裁剪顺序中[7]寻找出最佳裁剪顺序，衣片数量越多最佳裁剪顺序越难寻找，裤装的平均衣片总量大于T恤的平均衣片总量，裤装在裁剪时寻找最佳裁剪顺序的难度大于T恤。

表1 裤装衣片统计表

表2 T恤衣片统计表

2 样板轮廓几何轨迹特征分析

排料图是由若干个独立的样片组成的，每个样片包括一个编号和一条轮廓线，轮廓线是由若干个点连接而成的封闭多边形，此多边形即为自动裁剪系统裁剪时的有效路径[8]。有效路径又分为有效直线路径和有效曲线路径。通过统计计算得出裤装的直线裁切路径占总路径百分比和曲线裁切路径占总路径百分比，见表3；T恤的直线裁切路径占总路径百分比和曲线裁切路径占总路径百分比统计数据见表4。

从表3和表4可以看出，裤装的直线路径所占总路径的百分比介于16%～40%之间，裤装的曲线路径所占总路径的百分比介于60%～84%。T恤直线路径百分比在10%～72%之间变动，曲线路径的变动区间为28%～90%，T恤的直线路径和曲线路径变动区间比裤装的大。裤装直线路径百分比的平均值是27%，曲线路径的平均百分比是73%，裤装的直线路径所占总路径的百分比小于曲线路径的百分比。T恤直线路径百分比的平均值和曲线路径的平均百分比相接近，都在50%左右。自动裁床裁剪过程中，裁刀走直线路径时，裁剪精度要求低，裁剪容易；走曲线时，裁剪精度要求高，裁剪难度较高。在不考虑服装面料的影响下，裁剪难度主要考虑裁片中曲线的比例，曲线越多，裁剪难度越高，要求自动裁床的裁剪精度越高。从样本的整体上看，裤装的曲线路径的平均百分比大于裤装直线路径的平均百分比，而T恤直线路径百分比的平均值接近于曲线路径的平均百分比，并且裤装曲线路径所占总路径的百分比大于T恤的曲线路径百分比，所以裤装的裁剪难度大于T恤。

表3 裤装线段统计表

表4 T恤线段统计表

3 结语

排料方案特征与自动裁剪系统中的裁剪路径特征关系紧密。排料方案中，衣片的数量、样版轮廓几何轨迹的长度等因素，影响着裁剪环节中裁刀运行推进的难易程度以及衣片的裁剪质量等。相对于裤装而言，T恤的款式变化多，同一种类的衣片在不同排料图中的形状差异大，T恤的有效裁切路径的长度变化区间大。相对于T恤而言，裤装的曲线裁剪路径多，小衣片较多，裁剪时需性能精度较高的自动裁床进行裁剪，保证高精度裁剪，有效控制裁片质量。

[1] 黄灿艺.服装排料的技术要求与影响因素[J].山东纺织经济，2011(7)：74-75.

[2] 张雪莲，邱芹，路兴强.针织服装样板排料方法的探讨[J].山东纺织科技，2004(5)：104-105.

[3] 王海燕，潘踊跃，顾韵芬.针织服装排料方法及其规律研究[J].针织工业，2008(6)：31-34.

[4]钟利.影响服装排料的因素之一——板型[J].成都纺织高等专科学校学报，2007(10)：31-33.

[5] 周伏平，姜川，刘国联.裤装排料谁为佳 三种模式可供选[J].中国制衣，2007(12)：72-73.

[6] 刘心雄，许昌永，王弘.不规则图形样件的自动排料设计[J].华中科技大学学报：自然科学版，2002(2)：19-20.

[7] 陈广勋.激光切割路径优化算法研究[D].武汉：华中科技大学，2009(5)：14-15.

[8] 李英琳，张鸿志，张凤林，仇满亮.服装裁剪路径优化与仿真系统的开发研究[J].价值工程，2010(5)：117-118.