基于互联网的鞋类数字化平台研究

冯雨果，陈姝颖，徐尉羚

（西华大学，四川成都610039）

基于互联网的鞋类数字化平台研究

冯雨果，陈姝颖，徐尉羚

（西华大学，四川成都610039）

鞋类数字化是中国鞋类行业实现产业结构调整和技术升级的关键环节，而构建基于互联网的鞋类数字化平台是鞋类数字化的有效支持。首先介绍了基于互联网的鞋类数字化平台的概念，其次对平台的关键技术以及平台建设的内容作了分析，最后对平台实现的功能特点展开论述。实践结果表明该平台具有实用高效的效果。

互联网；鞋；虚拟设计；数据库；数字化平台

引言

数字化技术作为第三次工业革命的核心技术，席卷了整个制造行业[1]，也是鞋类行业实现产业结构调整和技术升级的关键。目前中国机器加工行业作为典型的传统行业的信息化改造代表，实现了传统手工粗放型管理转变为拥有先进管理理念的、信息化的、数字化和智能化的高新技术和装备制造业，大大地提升了中国造产品的品质和口碑。然而，作为劳动密集型产业之一的制鞋业，在数字化信息技术的道路上却举步维艰[2]。虽然我国一些知名鞋企拥有先进的设备，也先后投入大量资金进行数字化设计研发，但真正实现数字化设计的企业几乎没有。分析其原因主要有以下几个方面：目前市场上鞋类设计的专用软件费用很高，数字化设计和制造的核心软件和关键设备的自主品牌不足，推广成本巨大，很多企业望而却步；其次，目前市面上出现的这些软件都有各自的特点和专用领域，在不同的设计阶段要用到不同的软件，图形信息无法在各软件之间流通，软件之间互通性存在很大问题，这使得数字化设计变得复杂，可利用率不高，降低了鞋类数字化的实用价值[3]；再次，进行数字化设计要求从业者具备一定的计算机辅助设计能力，对设计师本身的素质要求较高，但目前国内从事鞋类设计的人员素质普遍不高，人员配备的缺乏严重阻碍了鞋类数字化设计整体水平的提高。因此，构建具有使用方便、成本低廉、容易操作和实用性等特点的基于互联网的鞋类数字化平台迫在眉睫，也是摆在中国鞋类转型升级面前的必经之路。

1 基于互联网的鞋类数字化平台的概念

传统的数字化就是以数字计算机为基础，将数字、图像、语音，包括虚拟现实，及可视世界的各种信息等，以数字方式在计算机中建立适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，并以不同方式再次显示出来，或用数字方式发送给执行机构等，这就是数字化的基本过程[4]。

鞋类数字化就是利用数字化技术对鞋类产品进行处理。以目前鞋类数字化技术发展水平来看，其基本特征可以分成以下几个主要方面：三维成像技术，涉及到三维脚型测量、三维鞋楦设计；平面图形处理技术，涉及到3D和2D之间的数据转换、2D版样制作、数字化放码与排料CAD系统等；图案色彩分解组合技术，涉及到面料CAD系统、印花CAD系统和烫钻CAD系统；执行机构操作流程控制技术，涉及到切割裁剪CAM系统、缝纫CAM系统和整烫CAM系统等；工业数据管理技术与网络信息传递技术，涉及到自动化成本核算系统、ERP生产经营销售管理系统等。

综上，基于互联网的鞋类数字化平台是指运用计算机技术、数据库技术、网络技术对鞋类产品部件数据信息资源进行科学规范的整合和集成，并具有共享管理机制的鞋类产品数字化设计网络平台。

图1 流行数据库

2 基于互联网的鞋类数字化平台的构成

构建鞋类数字化平台的目的，是以各种鞋类数字信息资源集成和交换为基础，用于支撑3D虚拟设计的网络平台。鞋类的数字化不同于单纯的数字信息，如生产管理系统ERP中所产生的数据流，还包括鞋类设计中的图形信息，这些信息呈现出来的方式有二维的和三维数据，而3D虚拟设计是数字技术与制鞋行业结合最具代表性也是最具发展潜力的应用性成果。虚拟设计最大的特点是可以根据要开发的图片信息、图形信息，运用三维设计软件CAD系统进行三维视觉产品设计[5]。设计者可以任意角度来观看虚拟产品造型、色彩搭配和款式细节等，同时可以实时进行材质和色彩的改变。当设计完成后，设计师可以对3D数据进行2D半面样展平处理，为接下来的CAD制版提供修改的依据。基于互联网的鞋类数字化平台的主要内容包括以下几个方面：

2.1 信息平台

信息平台的主要功能是实现流行趋势的数字化，为客户提供下季开发新款的建议和信息指导。该子平台主要包括流行数据库、产品流行趋势分析和跟/底/楦/扣饰件流行趋势分析系统。流行数据库主要由蝶讯网、POP、阿里巴巴数据魔方等（如图1所示）构成，而产品流行趋势分析和跟/底/楦/扣饰件流行趋势分析系统主要由数据挖掘机实现。

2.2 数据库平台

数据库平台的主要功能是实现基础数据资源的数字化，为企业提供丰富的基础数据资源，实现企业间的共享管理机制，是整个鞋类数字化平台的关键所在。该子平台主要是建立跟/底/楦/扣饰件数据库，而数据库的建立是根据企业每季产品规划，按照不同的比例分别录入最新配套的跟/底/楦/扣饰件数据资源来实现（如图2所示）。这些数据首先要安排跑楦的师傅到市场上进行筛选，然后经过楦师进行设计修改，最后再将实物经过3D扫描仪进行逆向工程，得到3D数据后才能录入使用。3D数据的准确性、完整性和实用性是数据库基础数据资源的重点，直接关系到整个鞋类数字平台的质量和价值。

2.3 虚拟设计平台

虚拟设计平台的主要功能是实现款式设计的数字化和样板设计的数字化。该子平台主要包括3D鞋款开发设计CAD系统和样板制作CAD系统。3D鞋款开发设计CAD系统主要由三维设 计 软 件 Delcam、Rhino、Keyshot及相关插件构成，在设计该系统运行时还需考虑各种软件的通用性和运行效率；而样板制作CAD系统主要是由Shoedoctor等软件组成。

图2 跟/底/楦/扣饰件数据库

3 构建鞋类数字化平台的关键技术

3.1 硬件配置

数字化平台是建立在计算机以及相关设备基础之上，要实现鞋类的数字化，基础条件之一是硬件的配置，包括电脑、3D扫描仪以及二维扫描仪的相关配置。在整个数字化设计过程中，要实现数字化的效率，体现数字化的优势，就要充分保障相关硬件设备处理数据的准确性、稳定性和流畅性。本文所研究的数字化平台在电脑硬件的选择上所要解决的关键技术主要有：电脑在运行相关三维软件时要保证稳定性和速度，在建模过程中不能经常出现运行速度过慢、死机等影响工作效率问题；对于显示器分辨率要求较真实的显示渲染效果，不能出现严重偏色影响视觉效果等问题；在逆向过程中，需保证逆向精度保持在10 μm范围，且对于扫描效率也有较高要求。要实现数字化设计，硬件配置的投入是必不可少的，企业需根据自身实力，在充分保证整个数字化设计运行的前提下，选择相应的配置以达到数字化的最佳成效。

3.2 数据库技术

基于互联网的鞋类数字化平台的关键技术主要包括：数据库构架、数据文件大小、数据传输速度等。数据库的架构要解决三维数据的传输、查看和共享。三维数据不同于传统的二维数据或是数字流，其表达的内涵要更加深刻。在构架3D数据库时，需要充分优化数据库结构，并在数据库中引用三维模型查看的插件，提供实时的查看。网络传输速度应该要保证上传和下载数据2 mb/s以上。

3.3 系统技术路线

鞋类数字化平台需要根据第三方使用需求，授权进入不同的子平台，而接口的设计还需要考虑下载数据与使用机器的绑定加密模式。系统技术路线如图3所示。

3.4 专业软件及插件

要实现鞋类数字化设计，必须解决的重难点就是专业软件和插件的选择和编制，以及实现各个软件之间的互联互通问题。由于目前市面上出现的设计软件大多为解决某一类问题开发，这就导致了要完成一款3D鞋类产品设计往往需要使用几个软件才能够解决。因此，要保证图形数据在不同的设计阶段在各软件之间实现准确的流通，以及实现二维和三维设计的同步，就必须解决软件互联互通的设计问题。本文的鞋类数字化专业软件及插件主要包括：Delcam、Rhino、Keyshot、各类效果插件等，软件互联互通技术路线如图4所示。

图4 软件互联互通技术路线

4 基于互联网的鞋类数字化平台的特点

基于互联网的鞋类数字化平台主要实现了从前端流行信息的收集和大数据的研究，到产品开发及虚拟设计，并最终完成数字化样板制作的整套数字化研发流程。具体的特点有以下几个方面：

4.1 流行趋势的数字化

流行趋势的搜集和分析，是鞋类设计情报的重要环节。从广义上来讲流行时尚的研究是一个主观的判断，然而时尚所包括的元素却是可以通过一定的统计学方法进行分析，并能够使得时尚更加具有科学性，同时也能够使得时尚的预测更加可行[6]。本文所研究的数字化平台通过信息子平台实现了流行趋势的数字化分析功能。该功能主要依靠流行信息数据库以及数据挖掘机软件来实现，数据库主要包含蝶讯网、POP、阿里巴巴数据魔方等；数据挖掘机则主要进行流行趋势分析，包括了款式，楦型，颜色，材质等的趋势报告等（如图5所示），为客户提供下季开发新款的建议和信息指导。

4.2 基础数据资源的数字化

目前鞋类数字化设计遇到的一个颈瓶是企业缺乏丰富的数据资源，亦或是现有数据资源的可利用率不高，降低了鞋类数字化的实用价值。本文所研究的数字化平台通过数据库子平台按照企业产品规划录入了大量的跟/底/楦/扣饰件数据库数据资源，企业可以根据开发计划，预览并下载符合自身风格的数据资源，为后期3D虚拟设计做好充分准备。数据库平台提供了丰富的基础数据资源，实现了企业间的共享管理机制，是整个鞋类数字化平台的关键所在。

4.3 款式设计的数字化

款式数字化设计是利用各种电脑软件工具表现技巧的总动员，它能看到未成品的每一个精致微妙的细节，辅助设计师们进行创意设计。本文所研究的数字化平台通过互联软件技术，实现了款式设计的数字化，完成了鞋款3 D虚拟设计（如图6所示）。该功能的实现为设计师提供了一种全新的设计表现手段，同时设计师可以进行三维设计交流。它不仅带来设计过程的变化，同时也正在极大地影响着设计思维方法，并使其产生日益深刻的根本性变化。

4.4 样板设计的数字化

样板设计的数字化是要利用电脑实现样板的开发和制作，将样板设计由手工技术转向电脑技术。本文所研究的数字化平台是通过Shoemaker软件将3D款进行展平处理，然后倒入Shoedoctor软件进行半面样制作，再将样板数据传输到切割机进行自动切割，最终完成鞋类样板的整套数字化设计（如图7所示）。样板设计的数字化实现使样板开发更加容易，减少样板制作时间，使样板更加规范、样板之间精确匹配、级放快速准确，从而避免或者减少原来手工操作的繁杂和混乱，大大提高工作效率。

图5 流行趋势分析

图6 3D虚拟设计

图7 样板设计的数字化

结论

基于互联网的鞋类数字化平台为鞋企研发设计提供一个便捷的数字化平台，发展3D鞋款数字化设计，不管是对于产业升级和时间人力成本都会大幅度缩减，这是未来的趋势。我们必须真正把数据分析成果延伸应用到实际鞋款生产开发中，并加入前沿的数字化开发过程，才能实现真正意义上的鞋类数字化设计。

[1]刘检华，孙连胜，张旭，等.三维数字化设计制造技术内涵及关键问题[J].计算机集成制造系统，2014，20（3）：494-504.

[2]王孝平.信息系统助力制鞋业竞争力战略研究[D].天津大学，2009，05. [3]李再冉.鞋类数字化设计软件功能集成平台系统的研发[J].西部皮革，2010，32（22）：19-23.

[4]张伯鹏.数字化制造是先进制造技术的核心技术 [J].制造业自动化，2000，22（2）：1-5.

[5]穆淑华，曹卫群.基于CLO3D的虚拟服装设计[J].电子科学技术，2015（3）：366-371.

[6]孟萍萍.服装流行元素的解析与设计应用[D].天津工业大学，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

四川省教育厅人文社会科学重点研究基地工业设计产业研究中心课题研究成果（项目编号：GY-16YB-02)

冯雨果（1985-），男，硕士，讲师，fengyuguoxyz@163.com，主要从事皮革制品设计及足部生物力学的研究。