Текст книги "Новые технологии и материалы легкой промышленности: IX Международная научно-практическая конференция"

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПО СОЗДАНИЮ КОМФОРТНОГО СОСТОЯНИЯ СТОПЕ НОСЧИКА В КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ С НИЗКИМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ

УДК 685.34:017.87

Т.А. Дородникова, Е.О. Фролова, Т.М.Осина, Михайлов А.Б

ФГБОУ ВПО «Южно-российский государственный университет экономики и сервиса»

Р.Ф. Афанасьева

ГУ НИИ «Медицины труда» РАМН г. Москва

При эксплуатации обуви в различных климатических зонах возникает ситуация создания таких условий, при которых стопа человека должна ощущать комфортность в течение всего времени нахождения человека в этих условиях. Для реализации такой задачи использовались специальные эксперименты, позволяющие проследить ситуацию изменения теплового состояния стопы в исследуемых образцах обуви при различной температуре воздуха. Если носчик ощущал дискомфорт, то принималось решение, что такое соотношение выбранных материалов для верха и низа обуви не обеспечивает защиту стопы от воздействия на нее низких температур. Естественно, что такие эксперименты являлись затратными и материалоемкими, так как требовали проведения большого количества опытов в естественных условиях, или в специальных климатических камерах с привлечением большого числа носчиков, но это все равно не гарантирует от ошибок и практически неосуществимо при рассмотрении всего ассортимента обуви, который выпускается обувными предприятиями. Основными факторами, влияющими на температуру внутриобувного пространства при построении математической модели, являются температура окружающей среды, теплообразование стопы, теплофизические свойства материалов, составляющих обувные пакеты, форма этих пакетов и теплоотдача с внешней поверхности обуви в окружающую среду. В основу концепции математической модели положено представление обуви как совокупность многослойных пакетов материалов различной формы и состава. Для ее разработки с помощью программы 3D Studio MAX 5 построили геометрический образ модели (на примере мужского ботинка) (рис. 1). Модель мужского ботинка построена с использованием программного обеспечения, разработанного авторами на основе базовых геометрических объектов:

Рис. 1. Геометрический образ модели мужского ботинка

1 – подошва – плоская пластина;

2 – голенище – вертикальный многослойный цилиндр;

3 – пяточно-перейменный участок – многослойный цилиндрический сегмент, развёрнутый под углом к продольной оси модели;

4 – пучковый участок – горизонтальный многослойный цилиндрический сегмент;

5 – носочная часть – многос лойный сферический сегмент;

6 – пяточная часть – вертикальный многослойный цилиндрический сегмент.

В качестве примера расчета изменения температуры внутриобувного пространства как функции времени при воздействии на обувь низких температур рассматриваются мужские ботинки.

Для расчетов распределения температуры были написаны программы с использованием математических пакетов Maple. Входные данные программы:

− толщины слоев материалов, составляющих пакет;

− коэффициенты теплопроводности и температуропроводности этих материалов;

− плотность теплового потока, поступающего от стопы к внутренней поверхности пакета;

− температура окружающей среды;

− начальная температура обувного пакета;

− коэффициент теплоотдачи с внешней поверхности пакета в окружающую среду.

Построенные математические модели позволяют найти распределение температуры внутриобувного пакета материалов при воздействии на него низких температур. Тепловое состояние человека зависит от дефицита тепла в его организме. Если теплообразование организма уравновешивается теплоотдачей с поверхности его тела через одежду и обувь, то создается тепловой баланс. Если теплообразование больше, то тепло накапливается в организме, если теплообразование меньше, то теплосодержание и средняя температура тканей тела человека снижаются. В работе проведен был расчет теплопотерь с различных зон мужских ботинок клеевого метода крепления (рис. 2).

Рис. 2. Мужской ботинок с разбивкой на зоны

Для поверхности зон 1–4, 6 теплообмен с окружающей средой осуществляется по закону Ньютона. Для 5-й и 7-й зон подошвы, которые непосредственно опираются на поверхность земли, температура предполагается равной температуре окружающей среды, а именно −10 °C.

Для низа обуви наибольшие теплопотери несет носочная часть (зона 5), которая соприкасается с поверхностью земли, а наименьшие теплопотери у пяточной части подошвы, у которой самое большое тепловое сопротивление.

Результаты вычислений показали, что наибольшая потеря тепла происходит в носочной части стопы. В связи с этим при проектировании зимней обуви, чтобы продлить носчику время его комфортного пребывания в этих условия воздействия на стопу низких температур, необходимо подбирать соответствующие материалы, формирующие пакет в носочной части. Анализирована обувь, изготовленная с использованием выбранных пакетов, характеристика которых и теплофизические характеристики материалов, различны и обеспечивают длительное комфортное пребывание стопы только при температуре окружающей среды -5 °C и оказались неприемлемыми для длительной носки при температуре -25 °C и ниже, т.е. необходимо продолжить исследования по разработке и созданию новых материалов с такими теплофизическими характеристиками, чтобы гарантировать носчику комфортное пребывание в течение всего времени воздействия на обувь низких температур.

С помощью разработанного программного обеспечения были проведены расчеты изменения температуры внутриобувного пространства низа обуви с учетом и без учета зависимости теплопроводности от температуры. Значительное различие результатов исследования подтверждает необходимость использования именно этой математической модели, которое такое изменение учитывает. Погрешность теоретических расчетов в сравнении с экспериментальными данными не превышает 5 %. Таким образом, разработанное программное обеспечение позволяет обоснованно выбирать пакеты материалов для различных конструктивных элементов обуви, чтобы обеспечивать комфортные условия стопе при воздействии на нее низких температур в течение всего времени эксплуатации.

МЕТОДИКА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОДЕЖДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОННЫХ БАЗ ДАННЫХ

УДК 378

Студент Р.И. Сафин (гр.72-9111), студент М.О. Хусаинова (гр.721-М3), руководитель: к.п.н, доц. Л.А. Сафина

Казанский научно-исследовательский технологический университет

Институт технологии легкой промышленности моды и дизайна

Факультет «Дизайн и программная инженерия»

Основным направлением научных разработок в дизайн-проектировании одежды является совершенствование методов и способов формообразования. Формообразованию современного костюма посвящено множество концепций, основанных на использовании разнообразных подходов и тактик.На первый план выходит принцип концептуального проектирования как структурированной идеи, имеющей смысловую траекторию достижения поставленных целей, задач и средств проектирования. Концепция на уровне проектирования имеет научно-теоретический характер и рассматривается как предмет исследования и как объект моделирования [1]. Разработке оригинальной концепции формообразования одежды посвящено наше совместное исследование.

С развитием компьютеризации швейных производств в процесс формообразования внедряются новые разработки, представляющие собой синтез инженерного и художественного творчества. Результатами такого совместного творчества специалистов являются специальные программные продукты, позволяющие решать узкоспециализированные профессиональные задачи проектировщиков одежды. Концептуальное проектирование включает в себя художественный и технический вид деятельности. На художественном уровне наиболее значимыми являются вопросы формообразования, на техническом уровне – технологические и конструктивные вопросы [2].

Наряду со стихийными композиционными системами, основанными на интуитивном композиционном поиске формы, существуют конкретные теоретико-методологические основы, составляющие программно-целевой метод, позволяющий представить проектирование как сложный вид деятельности, лежащий на стыке планирования науки и организации творческого процесса в искусстве. Общность науки и искусства в эволюции современных пространственных представлений – это две грани одного и того же процесса творчества.

Цель разрабатываемой нами концепции формообразования – поиск способа получения разнообразных форм предметов одежды с использованием взаимозаменяемых геометрических структур, представляющих собой конструктивные и композиционные элементы одежды. Для достижения поставленной цели необходимо решить задачу, предполагающую создание базы данных геометрических структур элементов костюма, которая будет являться исходной информацией для создания электронного каталога. Электронный каталог должен представлять собой информационную систему, имеющую дополнительные функции по созданию эскизов моделей одежды из совместимых и взаимозаменяемых элементов, входящих в базу данных, что повысит его функциональные возможности и практическую значимость в работе дизайнера.

Проектирование электронного каталога всегда предполагает разработку его структуры, определяющей принцип его действия.Электронный каталог создается при помощи языков объектно-ориентированного программирования. Также наиболее удобные веб –электронные каталоги, т.е. браузерные.С их помощью осуществляется легкий и быстрый обмен данными, например: разработчика с заказчиком, что способствует ускорению производственного процесса [3].

На рисунке 1 представлена структура каталога геометрических структур костюма.

Рис.1 – Структура каталога геометрических структур костюма.

Принцип работы с электронным каталогом элементов костюма основан на принципах комбинаторики.

Комбинато́рика (Комбинаторный анализ) – раздел математики, изучающий множества (сочетания, перестановки, размещения и перечисления элементо в) и отношения на них (например, частичного порядка). Термин «комбинаторика» был введён в математический обиход Лейбницем, который в 1666 году опубликовал свой труд «Рассуждения о комбинаторном искусстве». Современная комбинаторика связана со многими областями математики – алгеброй, геометрией, теорией вероятностей и имеет широкий спектр применения в различных областях знаний[2].

Так, в процессе проектирования одежды комбинаторика основана на использовании базы данных взаимозаменяемых элементов одежды для получения новых моделей. На рисунке 2 представлен пример комбинаторного подхода в проектировании эскизов новых моделей.

Рис.2 – Страница электронного каталог а, реализующего комбинаторный способ разработки эскизов моделей одежды.

Работа с электронными каталогами базы данных одежды значительно упрощает проектирование одежды, дает возможность визуально оценить разрабатываемый проект. Оставляет дизайнеру больше времени на создание дизайна, а, как известно, это самая важная часть проекта, т.к. первоначально потребитель оценивает красоту изделия и только потом его фасон и удобство.

Литература

1. Колейчук В.Ф. О концептуальном подходе формообразования. Труды ВНИИТЭ. Серия «Техническая Эстетика», № 3, 1978.

2. Колейчук В.Ф. Программированное формообразование в дизайне. Труды ВНИИТЭ. Серия «Техническая эстетика», № 4, 1979.

3. http://www.dissercat.com/content/kompleksnyi-podkhod-k-sozdaniyu-retrospektivnogo-elektronnogo-kataloga-nauchnoi-biblioteki?_openstat=cmVmZXJ1bi5jb207bm9kZTthZDE7#ixzz2C2 Tu7w7b

КЛАСТЕРНЫЙ ПОДХОД В РАЗВИТИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

УДК 687

Г.А. Низамова, О.Е. Гаврилова

ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет», г.Казань

Основой для эффективного инновационного развития легкой промышленности в РФ должна служить кластерная система. Одно из значений английского слова cluster становится своеобразной метафорой, символизирующей стремление построить «общий двор» подготовки специалистов, способный сделать российскую экономику конкурентоспособной. Кластер призван соединить усилия взаимосвязанных по отраслевому признаку учреждений профессионального образования с предприятиями отрасли в единое пространство. Практическое воплощение идея образовательно-производственного кластера получила благодаря вмешательству государства в отношения между образованием и производством для решения проблем финансирования образовательных учреждений, усиления практико-ориентированной направленности профессионального обучения через приближение его к производству для восполнения трудовых ресурсов страны. 14 образовательных кластеров РТ формируют единые пространства движения студентов к профессиональной деятельности, ориентируясь на потребности промышленного и сельскохозяйственного производства. Татарстан – первый из регионов России, где в 2006/2007 гг. было создано 14 образовательных отраслевых кластеров. За последние несколько лет понятие «кластер» получило свое определение, общая суть которого сводится к следующему: кластер представляет собой отраслевую и географическую концентрацию предприятий, тесно связанных отраслей, взаимно способствующих росту конкурентоспособности друг друга. Согласно теории Майкла Портера, кластер – это группа географически соседствующих взаимосвязанных компаний (поставщики, производители и др.) и связанных с ними организаций (образовательные заведения, органы государственного управления, инфраструктурные компании), действующих в определенной сфере и взаимодополняющих друг друга. Многие авторы обозначают кластер как социально-экономическую систему. При этом особое внимание следует обратить на региональный уровень (большая протяженность приводит к возникновению дополнительных проблем с коммуникацией). Региональный кластер – это совокупность фирм, университетов и других организаций, связанных в определенной производственной области в определенном регионе, где синергия достигается при помощи конкуренции и кооперации между участниками. Среди характеристик региональных кластеров следует отметить открытость, распространяющуюся за пределы внутрирегиональных сетей и имеющую цель использовать внешние ресурсы.

Опыт кластерной интеграции в сфере легкой промышленности накоплен в Казанском национальном исследовательском технологическом университете, Московском инновационном центре промышленного дизайна и конструирования одежды. Кластер на базе Казанского национального исследовательского технологического университета ставит перед собой конкретные задачи подготовки компетентных специалистов для предприятий отрасли, внедрения инноваций в легкую промышленность, поддержки предприятий, производящих одежду и пр.

Целевое развитие смежных отраслей позволяет снизить себестоимость готовой продукции за счет применения отечественного оборудования и сырья, позволяющих производить качественные товары, а также сокращения сопутствующих транспортных расходов. Такое развитие смежных отраслей, главным образом химической промышленности, информационных технологий, производства оборудования, в свою очередь оказывает благоприятное воздействие на экономику страны в целом.

Специалисты различных отраслей в плане инновационных разработок и научно-исследовательских работ тесно сотрудничают. При этом технопарки и научно-исследовательские институты не только материально поддерживают и ускоряют процесс внедрения разработок в производство, но и выступают в качестве посредников между различными отраслями для получения максимальной экономической выгоды от инновационной разработки. Легкая промышленность в стране может занять лидирующие позиции только при всестороннем развитии всех смежных отраслей.

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ТЕКСТИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

УДК 687

Е. Захарова, Нигметзянова А.М

ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет», г.Казань

Отечественная легкая промышленность имеет большое количество отраслей. Одной из наиболее крупных по количеству конечной продукции является текстильная отрасль – 45 % или 1,67 млрд$. Текстильная отрасль (в особенности ткацкое производство) в сравнении с другими секторами легкой промышленности выглядит неплохо. В наследство от СССР России достались крупнейшие ткацкие мощности бывшего союза. Современные потребители относятся более требовательно к качеству, сроку службы, материалу и цене предложенной продукции. Чтобы помочь потенциальным покупателям сделать выбор в сторону «достойного производителя», необходимо провести краткий, но доступный и «красочный» анализ рынка текстиля российских и зарубежных производителей. Мы довольно часто сталкиваемся с таким отношением: российское, значит некачественное. Чтобы его опровергнуть, многим предприятиям по производству текстиля в России нужно иметь выдержку и стойкость. Но лишь небольшое их количество выдерживает натиск зарубежных производителей с более высокими показателями качества и популярностью продукции.

Сокращение объема производства, в целом, обусловлено следующими факторами:

1. отечественный потребитель, в связи с ростом благосостояния, чаще отдает свое предпочтение импортным производителям;

2. импорт продукции азиатских производителей текстиля непомерно растет (цены на данный товар прельщают покупателей с более низким уровнем дохода);

3. в связи с закупкой сырья у зарубежных стран, текстильная продукция отечественного производителя в несколько раз дороже импортируемой и не вызывает доверие у покупателей.

На период с 2010 по 2012 год доля отдельных стран в российском импорте текстильных полуфабрикатов и готовых товаров по стоимости (по данным РСПТЛП) в процентном соотношении выглядела так: на КНР и страны юго-восточной Азии приходилось 40 %, на Турцию – 20 %, страны южной Азии – 17 %, страны экс-СССР – 14 %, другие – 9 %. На внутреннем российском рынке текстиля существует множество предприятий, даже «подпольные», рынок фрагментирован, то есть в каждом регионе существует свой лидер. На рынке преуспевают те компании, которые обладают «интеллектом и творческим взглядом». Их усилия направлены на дизайн продукта и маркетинговые исследования, но, тем не менее, большинство российских производителей проигрывают иностранным из-за ограниченного ассортимента и низкого качества выпускаемой продукции.

Можно сказать, что отечественные производители текстиля специально поднимают цену в несколько раз, чтобы продукт считали «подходящим» для рынка. Конкурентоспособность «нашего продукта» в странах ближнего зарубежья, Европы или Востока заключается не в качестве, а в предпочтениях определенных стран. Чтобы российское предприятие могло выйти на зарубежный рынок, ему необходимо провести исследование, узнать предпочтения потребителя, продумать функциональность и дизайн продукции. Проблем в текстильной промышленности много. Но текстильные предприятия стараются сократить их количество, улучшая качество производимой продукции, тем самым снижая издержки производства, тщательно проверяя качество сырья при его закупке, внедряя инновационные системы в производство, улучшая условия труда специалистов. Процесс модернизации набирает свои обороты несмотря на кризис и сокращение производства текстильной промышленности. Производится закупка усовершенствованного оборудования, позволяющего производить продукт более высокого качества.

На рынке можно встретить продукцию из натуральных или искусственных материалов. Например, изделия из шелка достаточно дорогостоящие и доступны небольшому проценту населения, поэтому производители текстильной продукции выбирают хлопок или лен и изготавливают продукцию, направленную на удовлетворение потребностей большей части населения.

Рисунок 1 – Доля импортных тканей на российском рынке

Великий ограничитель потребления – спрос. Ни одному предприятию по производству текстиля не выгодно производить невостребованный товар. Каждый регион спасает свою легкую промышленность как может. Документ о поддержке легкой промышленности, одобренный правительством, пока носит декларативный характер. В России на уровне Федерации пока идут только разговоры и правительственные совещания. Есть возможность реанимировать текстильную отрасль. Например, расширить «географию» бартерных контрактов со странами Центральной Азии, стимулировать текстильное производство и многое другое. Это значительно увеличит «желание» текстильных предприятий производить продукцию для российского и зарубежного «покупателя». Возможность конкурировать с европейскими странами у российских предприятий мала, но существует сектор населения, который ищет альтернативу низкокачественной китайской продукции и может найти ее в продукции отечественных производств.