Nghiên cứu xây dựng phần mềm thiết kế và mô phỏng hình ảnh vải dệt kim đan ngang

BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN DỆT - MAY VIỆT NAM
VIỆN DỆT MAY



BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ CÔNG THƯƠNG


NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ
MÔ PHỎNG HÌNH ẢNH VẢI DỆT KIM ĐAN NGANG





Mã số đề tài :
085.10 RD
Chủ nhiệm đề tài : KS Vũ Văn Hiều


8312
Hà nội 2010


BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN DỆT - MAY VIỆT NAM
VIỆN DỆT MAY

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ CÔNG THƯƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ
MÔ PHỎNG HÌNH ẢNH VẢI DỆT KIM ĐAN NGANG
Thực hiện theo hợp đồng số 085.10 RD/ HĐ-KHCN
ngày 25/2/2010 giữa Bộ Công Thương và Viện Dệt May


Những người thực hiện chính
KS Vũ Văn Hiều, c
hủ nhiệm đề tài
KS Võ Thị Hồng Bình
ThS Phạm Khánh Toàn
ThS Vũ Thị Ngọc Vân
TS Hoàng Đắc Thắng

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài


Vũ Văn Hiều



Hà nội 2010

1

MỤC LỤC

Trang
1. MỞ ĐẦU 4
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ VẢI DỆT KIM 7
1.1 Các phần mềm thiết kế vải trên thế giới và trong nước 7
1.2. Cấu trúc vải dệt kim 9
1.3 Mô hình hình học của vòng sợi 11
1.4 Thiết kế vải dệt kim 12
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM - LẬP TRÌNH PHẦN MỀM 14
2.1 Lựa chọn ngôn ngữ, các bước xây dựng phần mề
m 14
2.2 Cấu trúc dữ liệu 15
2.3 Các công thức tính toán 16
2.4 Phân tích thiết kế hệ thống phần mềm và giải thuật lập trình 17
2.4.1 Xây dựng bài toán 17
2.4.2 Hệ thống phần mềm và giải thuật 20
2.4.2.1 Block tính thông số vải 22
2.4.2.2 Block thiết kế màu, kiểu dệt, hoa văn 24
2.4.2.2.1 Mô đun thiết kế màu 24
2.4.2.2.2 Mô đun thiết kế kiểu dệt 26
2.4.2.2.3 Mô đun thiế
t kế hoa văn 27
2.4.2.3. Block mô phỏng hình ảnh và cấu trúc hình học vải 30
2.4.2.3.1 Mô đun mô phỏng hình ảnh thực 30
2.4.2.3.2 Mô đun mô phỏng cấu trúc hình học của vải. 32
2.4.2.4 Block tạo biểu mẫu thiết kế, in, lưu thiết kế 42

2



CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN - CÔNG DỤNG PHẦN MỀM
THIẾT KẾ VẢI DỆT KIM
47
3.1. Giới thiệu phân mềm 47
3.2. Tính toán thông số 48
3.3 Thiết kế màu, kiểu dệt 50
3.4 Mô phỏng hình ảnh vải 53
3.5 In biểu mẫu, lưu thiết kế 56
3.6. KẾT LUẬN 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
Phụ lục : HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM










3
TÓM TẮT NHIỆM VỤ:
* Tên đề tài: : Nghiên cứu xây dựng phần mềm thiết kế và mô phỏng hình ảnh vải dệt
kim đan ngang

* Mục tiêu đề tài:
Có được phần mềm thiết kế vải dệt kim đan ngang:
+ Tính toán thiết kế cấu trúc, kiểu dệt, màu sắc vải dệt kim đan ngang. Kết quả tính
toán nhanh và chính xác, giúp tiết kiện thời gian thiết kế.
+ Mô phỏng hình ảnh vải dệt kim
đan ngang theo cấu trúc, màu sợi, kiểu dệt ở tỷ lệ
thực (sản phẩm ảo) và phóng to (để phân tích các kiểu dệt phức tạp). Chức năng mô
phỏng giúp giảm thiểu chi phí dệt mẫu thử, tăng khả năng sáng tạo mẫu mới.
+ Phần mềm chạy trên nền WinXP, Win2000,Vista, giao diện bằng tiếng Việt
* Nội dung chủ yếu :
+ Xây dựng công thức, phương pháp thiết kế vả
i dệt kim.
+ Xây dựng bài toán phần mềm, phân tích thiết kế hệ thống phần mềm.
+ Viết các mô đun phần mềm tính toán các thông số, thiết kế màu, kiểu dệt, mô
phỏng hình ảnh vải.
+ Kết nối các mô đun, tạo chương trình cài đặt phần mềm; Viết tài liệu hướng dẫn
sử dụng phần mềm.
* Phương pháp thực hiện
- Nghiên cứu tài liệu cấu trúc vải dệt kim, phươ
ng pháp thiết kế vải, các phần mềm
thiết kế vải trong nước và trên thế giới; những ứng dụng tin học trong mô phỏng sản
phẩm dệt. Nghiên cứu các phương pháp mô hình hoá vải dệt kim đan ngang, các phương
pháp tạo màu vải dệt.
- Nghiên cứu sử dụng ngôn ngữ lập trình Visual Basic, phân tích thiết kế hệ thống,
giải thuật lập trình.
- Viết phần mềm thiết kế vải
* Kế
t quả thực hiện: Đã viết được phần mềm thiết kế và mô phỏng hình ảnh vải
dệt kim đan ngang, phần mềm đã được cài đặt và đang được dùng thử nghiệm tại Nhà
máy dệt kim Haprosimex thuộc Công ty Sản xuất - XNK Tổng Hợp Hà Nội, Công ty

TNHHNN1TV Dệt kim Đông Xuân đáp ứng ban đầu yêu cầu sản xuất: tính toán các
thông số đúng theo công thức, mô phỏng đúng cấu trúc hình học và đư
a ra hình ảnh vải
tương đối sát thực.


4
1. MỞ ĐẦU

Ngành dệt may là một trong những ngành có doanh số xuất khẩu hàng đầu (năm
2009 đạt hơn 9 tỷ USD vượt dầu thô); thu hút nhều lao động. Tuy nhiên ngành dệt may
được coi là một trong những ngành chưa có sự cạnh tranh cao, còn phụ thuộc nhiều yếu
tố nước ngoài. Phần lớn nguyên liệu, phụ kiện, thiết bị phải nhập ngoại. Mục tiêu phát
triển của ngành là nâng cao năng lực cạnh tranh: tăng dần t
ỷ lệ nội địa hoá như phát triển
nguồn nguyên liệu trong nước, sản xuất xơ sợi tổng hợp từ chế xuất dầu mỏ, phát triển
sản xuất phụ kiện ngành may, sản xuất vải chất lượng cao thay thế dần nhập ngoại
Một trong những công việc góp phần nâng cao năng lực canh tranh là vấn đề thiết
kế mẫu mã sản phẩm. Cùng một nguồ
n nguyên liệu, qui trình sản xuất (tức là giá thành
sản xuất như nhau), một thiết kế sản phẩm hợp lý sẽ làm tăng giá trị sản phẩm. Với sự
phát triển mạnh của tin học ngày nay, việc có một phần mềm thiết kế sản phẩm là hữu
ích, đặc biệt với chức năng mô phỏng sản phẩm ảo là công cụ hiệu quả cho việc sáng tác
mẫu mới, giúp gi
ảm thiểu chi phí dệt thử.
Trên thế gới đã có hầu hết các phần mềm mô phỏng sản phẩm dệt: Phần mềm thiết
kế và mô phỏng hình ảnh vải ca rô, vải dệt kim, phần mềm thiết kế và mô phỏng sản
phẩm may Các phần mềm này phần lớn có giao diện bằng tiếng Anh, có giá thành cao
so với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Gặp khó khăn khi máy tính hỏng, khi cài đặt lại hay
khi cập nh

ật bổ sung chức năng mới Việc có được phần mềm thiết kế sản phẩm dệt
trong nước có giao diện bằng tiếng Việt tiện lợi khi sử dụng cho các doanh nghiệp dệt là
mong muốn của các nhà thiết kế: có giá thành rẻ hơn, thuận tiện khi cài đặt lại, khi cập
nhật chức năng mới, phù hợp với công nghệ và thiết bị hiện có của Việt Nam Hiện t
ại
chưa có phần mềm thiết kế và mô phỏng hình ảnh vải dệt kim được viết tại Việt Nam.
Việc tính toán thiết kế vải được thực hiện thông qua hàng chục công thức khác
nhau. Mỗi thiết kế vải cần tính một vài phương án và từ đó chọn phương án phù hợp hơn.
Khi thực hiện tính toán bằng phần mềm, kết quả tính toán nhận được tức thì, ta chỉ việc
nhìn k
ết quả và lựa chọn phương án.
Công việc thiết kế kiểu dệt, màu sắc đối với mẫu có hoa văn phức tạp còn công phu
và tốn nhiều thời gian hơn so với việc tính toán. Người thiết kế cần vẽ một bảng kẻ ô,
dùng ký hiệu biểu diễn màu hay kiểu đan kết vòng sợi và điền vào ô gọi là hình vẽ kiểu
dệt, ví dụ:


5

Hình 1: Hình vẽ kiểu dệt có hoa văn theo màu - thiết kế thủ công
Trên hình vẽ chỉ là các ký hiệu, không có hình ảnh sự liên kết các vòng sợi hay màu
sợi, người thiết kế phải tự hình dung ra kiểu liên kết các vòng sợi trong lúc thiết kế, chỉ
khi mẫu vải được dệt xong ta mới có được hình ảnh sản phẩm, Ví dụ ảnh vải sau khi
dệt:

Hình 2: Hình ảnh chụp từ thiết kế trong hình 1 sau khi dệt.
Với việc sử dụng phần mềm ta có được hình ảnh mô phỏng tương tự như trên mà
chưa cần dệt thử, giúp cho việc thiết kế được cụ thể hoá hơn so với thiết kế thủ công.
Hướng tới mục tiêu phát triển và nội địa hoá các phần mềm thiết kế dệt, thay thế
nhập ngoại, thuậ

n tiện trong sử dụng. Trong những năm qua Viện Dệt May đã xây dựng
được một số phần mềm phục vụ nhu cầu thực tế sản xuất dệt may. Tiếp tục mục tiêu phát
triển các phân mềm thiết kế sản phẩm dệt trong ngành, Viện Dệt May đã được Bộ Công
Thương giao nhiệm vụ xây dựng phần mềm thiết kế vải dệt kim nhằm mục
đích:
- Tạo công cụ tính toán thiết kế nhanh, chính xác.
- Tạo công cụ mô phỏng hình ảnh vải giúp thiết kế mẫu mới được thuận tiện.
Chức năng mô phỏng hình ảnh vải giúp cho người thiết kế nhìn thấy sản phẩm ảo
mà chưa cần dệt thử, có được kết quả thiết kế nhanh và giảm thiểu được chi phí dệt thử.

6
Phần mềm có giao diện bằng tiếng Việt và cài đặt được trên hệ điều hành Win2000,
WinXP, Vista.
Phần mềm được xây dựng góp phần tin học hoá khâu thiết kế vải, tăng năng lực
thiết kế mẫu mã sản phẩm dệt.
Nội dung báo cáo gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan tài liệu - Thiết kế vải dệt kim: các phần mềm thiết kế vải
trên thế giới và trong nước; C
ấu trúc vải dệt kim và công việc thiết kế vải dệt kim.
Chương 2: Thực nghiệm - Thiết kế hệ thống và giải thuật lập trình phần mềm: Cấu
trúc dữ liệu; Công thức tính thiết kế; Phân tích thiết kế hệ thống phần mềm và giải thuật
lập trình.
Chương 3: Kết quả và bình luận - Các chức năng phần mềm thiết kế vải dệt kim:
Các chức n
ăng của phần mềm trong thiết kế vải, nhận xét và kết luận.
Tài liệu tham khảo và phụ lục hướng dẫn sử dụng phần mềm

7
CHƯƠNG 1
THIẾT KẾ VẢI DỆT KIM

1.1 Các phần mềm thiết kế vải trên thế giới và trong nước.
Các phần mềm thiết kế vải dệt kim trên thế giới:

Hiện nay, hầu hết các sản phẩm công nghiệp đều có sử dụng máy tính trong thiết kế
để tính toán và mô phỏng hình ảnh sản phẩm trước khi sản phẩm được sản xuất. Ứng
dụng tin học trong thiết kế sản phẩm dệt may đã được nhiều nước trên thế giới nghiên
cứu và sử dụng trong nhiều năm nay, đó là các phần mềm: các phần mềm thiết kế vả
i dệt
thoi, phần mềm thiết kế vải dệt kim, phần mềm thiết kế may, Dưới đây là các ví dụ một
số phần mềm thiết kế vải dệt kim:
* Tên phân mềm: Weftknit
Department MTM Katholieke Universiteit Leuven 2002 (Belgium)
Giao diện phần mềm

Hình 3: Hình vẽ thiết kế kiểu dệt vải dệt kim đan ngang của phần mềm Weftknit


Hình 4: Hình vẽ mô phỏng cấu trúc vải của phần mềm Weftknit


8
Phần mềm có công cụ thiết kế kiểu dệt, mô phỏng cấu trúc vải ở tỉ lệ phóng to,
không có chức năng mô phỏng vải ở tỉ lệ thực.
* Phần mềm Easy knit
Copyright © 2003-2004 Fulford Software Solutions- Easyknit International

Holdings Limited (Hong Kong).
Phần mềm có công cụ thiết kế kiểu dệt, mô phỏng vải ở tỉ lệ phóng to và ở tỉ lệ
thực.


Hình 5: Hình vẽ mô phỏng hình ảnh vải vải của phần mềm Easy knit

Các phần mềm thiết kế vải trong nước

Hiện tại đã có một số phần mềm thiết kế sản phẩm dệt được xây dựng tại Việt Nam:
+ Phần mềm thiết kế vải dệt thoi, phần mềm là kết quả đề tài "Xây dựng phần mềm
thiết kế vải dệt thoi" năm 2005 do Viện Dệt May chủ trì thực hiện. Phần mềm đã được
ứng dụng tại các công ty dệt như
: Công ty dệt lụa Nam Định, Công ty Dệt Nam Định,
Công ty dệt Vĩnh Phú, Công ty Dệt Thắng Lợi, Công ty Dệt Phong Phú, Công ty Dệt Việt
Thắng, Công ty Dệt Đông Á, Công ty dệt Phước Long, Nhà máy Dệt Tân Tiến - Nha
Trang, Trường đại học kinh tế kỹ thuật công nghiệp, Công ty dệt 19/5 Hà Nội,
Phần mềm thực hiện các công việc về thiết kế vải: Thiết kế và tính toán các thông
số vải thành phẩm, vải mộc, các thông số dệt. Thiế
t kế và mô phỏng hình ảnh vải ca rô.
Thiết kế và mô phỏng hình ảnh vải theo kiểu dệt kết hợp với mô phỏng màu sợi, tự động
tìm hình xâu go và điều go. Thiết kế và mô phỏng hình ảnh vải jacquard. Có các công cụ
điền kiểu dệt tự động. Điều khiển máy đục bìa tự động theo mẫu đã thiết kế. Chức năng
mô phỏng hình ảnh vải giúp cho người thiế
t kế cũng như người kinh doanh vải nhìn thấy
sản phẩm ảo trước khi sản xuất, từ đó có thể chỉnh sửa theo yêu cầu. Hình ảnh vải được
mô phỏng theo màu sợi, chi số, mật độ sợi, theo kiểu dệt với tỉ lệ thực. Phần mềm có
chức năng phóng đại hình ảnh vải giúp cho ta dễ dàng phân tích và thiết kế các mẫu vải
có kiểu dệt và hoa văn ph
ức tạp.

9

Hình 6: Hình vẽ mô phỏng hình ảnh vải của phần mềm Thiết kế vải dệt thoi TRI
(Viện Dệt May)
- Phần mềm thiết kế vải Jacquard và máy đục bìa tự động của Viện Dệt May: tính
toán các thông số thiết kế vải, công cụ thiết kế kiểu dệt, thiết kế hao văn, chế tạo máy đục
bìa tự động. Phần mềm đã được ứng dụng tạ
i làng nghề dệt tơ tằm Vạn Phúc - Hà Đông -
Hà Nội.
Hiện tại chứa có phần mềm thiết kế và mô phỏng hình ảnh vải dệt kim được viết tại
Việt Nam.
1.2. Cấu trúc vải dệt kim
Bên cạnh vải dệt thoi, vải dệt kim là một trong những mặt hàng chủ yếu dùng để
may mặc.
Vải dệt kim được tạo ra bằng sự liên kết các vòng sợi với nhau theo mộ
t quy luật
nhất định. Do được tạo thành bởi các vòng sợi nên vải dệt kim thường có tính đàn hồi;
xốp thoáng khí và nhiều đặc tính khác so với vải dệt thoi và vải không dệt.

Hình 7: Cấu trúc vòng sợi vải dệt kim
Đơn vị cấu trúc cơ bản của vải dệt kim là vòng sợi. Vòng sợi trong vải có dạng đ-
ường cong không gian và được chia ra làm ba phần (Hình. 7): cung kim 1, hai trụ vòng 2
và các cung platin hay còn được gọi là các chân vòng 3. Các vòng sợi kề tiếp nhau theo
hàng ngang được gọi là hàng vòng và theo hàng dọc được gọi là cột vòng. Các thông số
khác: chiều dài vòng sợi; bước cột vòng; bước hàng vòng là các thông số kỹ thuật quan
trọng của vải dệt kim.
Có các dạng liên kế
t vòng sợi (kiểu dệt) chính sau:

10
-vòng dệt phải:
-Vòng dệt trái:
-Vòng không dệt:
- Vòng chập:
-Vòng chuyển trái:

-Vòng chuyển phải:
Hình 8: Các dạng liên kết chính (cơ bản) của vòng sợi.
Để vải được tạo thành, các vòng sợi phải được liên kết hai chiều với nhau, thường
chúng được lồng qua nhau theo hướng dọc và liên kết liền với nhau theo hướng ngang
hoặc hướng chéo. Ở trường hợp lên kết theo hướng chéo, vòng sợi của hàng vòng này có
thể được liên kết liền với vòng sợi của hàng vòng trên hoặc dưới nó. Tùy thuộc vào h-
ướng liên kết của các vòng sợi mà v
ải dệt kim được chia ra thành hai nhóm lớn.
1 . Vải dệt kim đan ngang: Ở nhóm vải này, các vòng sợi được liên kết liền với nhau
theo hướng ngang. Mỗi hàng vòng thường do một sợi tạo thành, các vòng sợi trong một
hàng vòng được tạo thành nối tiếp nhau trong quá trình dệt, VD:

11

Hình 9: Vải dệt kim đan ngang
2. Vải dệt kim đan dọc: Ở nhóm vải này, các vòng sợi có thể được liên kết liền với
nhau theo hướng chéo hoặc hướng dọc. Mỗi hàng vòng được tạo thành bằng một hoặc
nhiều hệ sợi, trong đó mỗi sợi thường chỉ tạo ra một vòng sợi của hàng vòng. Tất cả các
vòng sợi của một hàng vòng đều đồng loạt được tạo thành trong quá trình d
ệt, VD:

Hình 10: Vải dệt kim đan dọc

Trong phạm vi đề tài ta chỉ bàn tới vải dệt kim đan ngang.

1.3 Mô hình hình học của vòng sợi.
Có nhiều nghiên cứu trên thế giới về mô hình hình học vải dệt kim, mô hình hình
học của giáo sư Dalidovi cho kết quả tính toán khá chính xác với thực tế. Mô hình hình
học của GS Dalidovic trong vải đan ngang một mặt phải dệt trơn được xây dựng dựa trên
các giả thiết sau:
1. Sợi có tiế
t diện hình tròn với đường kính d.
2. Các cung vòng (cung kim và cung platin) có dạng nửa đường tròn. Các trụ vòng
có dạng đoạn thẳng.

Hình 11: Mô hình vòng sợi vải dệt kim đan ngang


12
Chiều rộng bước cột vòng A. Các cung vòng có đường kính như nhau nên các điểm
tiếp khoảng bằng b/2. Chiều dài l của vòng sợi được GS Dalidovic xác định theo ba ph-
ương án:
Phương án 1
Đối với mô hình phẳng được đơn giản hóa, độ nghiêng của các trụ vòng được bỏ
qua. Như vậy, chiều dài của các trụ vòng được xem như bằng bước hàng vòng B. Tổng
chiều dài của các cung vòng của một vòng sợi bằng chu vi của đường tròn có đường kính
D = A/2 + d. Từ đó suy ra:
1 =π D + 2B = π (A/2+d) + 2B =πA/2+πd + 2B
Phương án 2
Đối với mô hình phẳng không được đơn giản hóa, độ nghiêng của các trụ vòng
không được bỏ qua. Chiều dài của chúng được xác định theo định lý Pi ta go:
1 = πA/2+πd +
2

22
dB +

Phương án 3
Có tính đến yếu tố không gian của các trụ vòng, tuy nhiên kết quả tính toán theo
phương án này sai lệch không đáng kể so với hai phương án trước. Có ý nghĩa thực tiễn
hơn cả vẫn là mô hình được đơn giản hóa theo phương án 1. Biểu thức quan hệ mô hình
vừa đơn giản vừa có kết quả tính toán lý thuyết phù hợp với kết quả thực nghiệm (sai số
không lớn hơn 10%) ngoại trừ các trường h
ợp đặc biệt như vải dệt quá dày hoặc quá th-
ưa.
Với những phân tích trên, phương án 1 được chọn làm cơ sở cho việc tính toán và
mô phỏng hình ảnh vải. Đường kính sợi tính theo độ nhỏ sợi, bước cột, bước hàng tính
theo mật độ cột, mật độ hàng. Những vòng sợi biến đổi như vòng chập, vòng chuyển
các trụ vòng được tính theo định lý pitago.

1.4 Thiết kế vải dệt kim
Để tạo ra các m
ặt hàng đa dạng khác nhau, người ta thay đổi các thông số thiết kế
như loại nguyên liệu, độ nhỏ sợi, mật độ vòng, kiểu dệt, màu sắc Với việc thay đổi các
thông số này người thiết kế thu được nhiều mẫu sản phẩm khác nhau. Tuỳ mục đích sử
dụng và yêu cầu khách hàng mà người thiết kế tính toán các thông số sao cho đạt các yêu
cầu đề ra.


13
Qui trình thiết kế vải:

Hình 12: Sơ đồ qui trình thiết kế vải

Yêu cầu mẫu vải:
+ Nguyên liệu
+ Kiểu dệt
+ Mật độ cột vòng, hàng vòng
+ Màu sắc, hoa văn
+ Rộng vải, khối lượng vải
+ Các yêu cầu khác (độ co, yêu cầu chất lượng )
Tính toán các thông số vải mộc:
+ Tính các thông số: độ nhỏ sợi, mật độ cột, hàng vòng vải mộc;
chiều rộng vải mộc; chiều dài vòng sợi.
+ Xác định độ co vải mộc, độ co vải trong công đoạn hoàn tất.
khối lượng vải mộc
+ Thiết kế kiểu
d
ệt, màu sắc, hoa văn
Tính các thông số dệt:
+ Cấp máy, số kim, rộng mắc
+ Lượng cấp sợi dệt
+ Thứ tự sắp xếp cam, kim, màu sợi
Hiệu chỉnh thiết kế: Hiệu chỉnh các thông số dệt phù hợp với thiết
bị và công nghệ nhà máy, tính lại các thông số mộc, thông số
thành phẩm theo các thông số dệt đã hiệu cỉinh
So sánh thiết kế
với yêucầu đề ra
của mẫu vải
Dệt mầu thử
hoặc triển khai
sản xuất
Đạt
Không đạt

14

CHƯƠNG 2:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÀ GIẢI THUẬT LẬP TRÌNH PHẦN MỀM

2.1 Lựa chọn ngôn ngữ, các bước xây dựng phần mềm
Xét về phương diện quản trị tin học: đặc điểm phần mềm là tại mỗi thời điểm, phần
mềm làm việc với 1 file dữ liệu độc lập (tương ứng với 1 thiết kế được mở), không có
những dữ liệu kết nối động phức tạp. Kỹ thuật ch
ủ yếu sử dụng trong lập trình là tính
toán công thức và kỹ thuật đồ hoạ.
Từ đặc điểm trên, có nhiều ngôn ngữ lập trình đáp ứng được công việc: Java,
Visual C, Visual Basic, Như vậy ta có thể lựa chọn ngôn ngữ lập trình nào cũng được
tuỳ khả năng và "sở trường" của nhóm thực hiện đề tài. Đề tài lựa chọn ngôn ngữ lập
trình Visual Basic với lý do:
- Ngôn ngữ đáp ứ
ng được các kỹ thuật lập trình tạo phần mềm.
- Trong ngôn ngữ Visual Basic có thể sử dụng một số công cụ có sẵn trong môi
trường Windows mà không cần lập trình từ đầu (như sử dụng các hộp hội thoại:
OpenFile, SaveFile, MsgBox, InputBox )
- Kế thừa một số mô đun đã được lập từ những kết quả đề tài nghiên cứu trước đây
(các đề tài như Xây dựng phần mềm thi
ết kế vải dệt thoi; Chế tạo máy đục bìa, đã được
viết bằng ngôn ngữ Visual Basic do Viện Dệt May chủ trì thực hiện.). Ứng dụng những
giải thuật lập trình tương tự của các đề tài trước thay vì phải xây dựng từ đầu.
Trong phạm vi báo cáo sẽ trình bày các giải thuật lập trình cơ bản, đặc trưng của
mỗi mô đun, là những mô đun có những tính chất riêng biệ
t của phần mềm thiết kế vải.

Những giải thuật mang tính lý thuyết sẽ không trình bày (như phương pháp tạo hệ thống
menu, phương pháp tạo thanh công cụ, ), những phần lập trình mà phần mềm nào cũng
cần thực hiện và phương pháp có trong các tài liệu chuyên môn.
Hệ thống Menu lệnh, Thanh công cụ, công dụng các lệnh, cách sử dụng được trình
bày trong phần phụ lục.
Phần mềm thiết kế vả
i là phần mềm ứng dụng mang tính chuyên môn, vì vậy việc
xây dựng bài toán bắt nguồn từ nhiệm vụ và các công việc của người thiết kế vải.


15
Các bước xây dựng phần mềm











Công việc 1 đã được trình bày trong chương 1, các công việc còn lại sẽ được trình
bày trong chương 2 này.
2.2 Cấu trúc dữ liệu:
Các dữ liệu của một bản thiết kế vải:
+ Dữ liệu số: các thông số về cấu trúc (mật độ vòng, độ nhỏ sợi, rộng vải, lượng
sợi ); Các thông số về công nghệ dệt (cấp máy, số kim, rộng mắc ). Các dữ liệu này
đượ

c lưu dưới dạng biến đơn (integer, single )
+ Dữ liệu màu: màu sợi sử dụng để tạo nên vòng dệt, hoa văn mẫu vải theo màu
sợi. Các dữ liệu này được lưu dưới dạng mảng. Với vải dệt kim hàng ngang 1 màu, rapo
màu được lưu dưới dạng mảng 1 chiều (mỗi phần tử là màu của một hàng). Với vải dệt
kim nối tiếp nhiều màu / hàng, rapo màu được lưu dưới dạng m
ảng 2 chiều (mỗi phần tử
là màu của 1 vòng sợi)
+ Dữ liệu kiểu dệt (vòng dệt phải, dệt trái, vòng không dệt, vòng chập, vòng
chuyển ); máy dệt 1 giường kim, 2 gường kim Hoa văn mẫu vải theo kiểu dệt. Dữ liệu
kiểu dệt được lưu dưới dạng mảng 2 chiều, mỗi phần tử lưu kiểu dệt của vòng dệt theo
toạ độ hàng và cột.
+ Dữ liệ
u hình sắp xếp kim được lưu dưới dạng mảng 1 chiều, mỗi phần tử lưu tên
nhóm kim của kim tại vị trí của chỉ số mảng.
+ Dữ liệu hình điều kim được lưu dưới dạng mảng 2 chiều, trong đó cột lưu nhóm
kim và hàng lưu thứ tự điều kim.
1. Phân tích nhiệm vụ, các công việc khi thiết kế
v
ải
2. Lập bài toán : nhiệm vụ, công việc mà phần
mềm cần có trong công việc thiết kế vải
3. Phân tích thiết kế hệ thống phần mềm và giải
thu
ậ
t l
ập
tr
ì
nh
4. Viết phần mềm, đóng gói phần mềm, tài liệu

hướng dẫn sử dụng

16
Ngoài các dạng dữ liệu chính nêu trên, mỗi một thiết kế vải còn có dạng dữ liệu văn
bản (text) như: tên nguyên liệu, tên màu, tên kiểu dệt, các chú thích Các dữ liệu này
được lưu dưới dạng biến chuỗi (string).
Để tiện việc quản lý, tất cả các dữ liệu trên về một mẫu vải được lưu trong 1 file
duy nhất. Như vậy cấu trúc file dữ liệu là dữ liệu hỗn hợ
p.
2.3 Các công thức tính toán
Các ký hiệu
A - Bước cột vòng (cm)
B - Bước hàng vòng (cm)
d - đường kính sợi (cm)
l- Chiều dài vòng sợi (cm)
L- Chiều dài 1 hàng sợi (cm)
n - Số kim
c
M
- mật độ cột vải mộc (cột/cm)
h
M
- mật độ hàng vải mộc (hàng/cm)
c
TP
- mật độ cột vải thành phẩm (cột/cm)
h
TP
- mật độ hàng vải thành phẩm (hàng/cm)
G

M
- Khối lượng vải mộc (g/m)
G
M2
- Khối lượng vải mộc (g/m
2
)
G
TP
- Khối lượng vải thành phẩm (g/m)
G
TP2
- Khối lượng vải thành phẩm (g/m
2
)
E
haoTP
- Tỷ lệ tiêu hao khối lượng hoàn tất
E
M
- Độ co ngang vải mộc (%)
E
Ntp
- Độ co ngang vải thành phẩm (%)
E
Dtp
- Độ co dọc vải thành phẩm (%)
R
mac
- Chiều rộng mắc sợi (cm)

R
moc
- Chiều rộng vải mộc (cm)
R
TP
- Chiều rộng vải thành phẩm (cm)
Chiều dài vòng sợi (vòng dệt phải, vòng dệt trái):
1 =π D + 2B = π (A/2+d) + 2B =πA/2+πd + 2B
Chiều dài vòng không dệt
l=A
Chiều dài vòng chập:
1 = πA/4+πd + 2B (thiếu chân vòng)
Chiều dài 1 hàng dệt n vòng dệt:

17
L=
∑
=
n
i
i
l
1

Khối lượng vải mộc g/m
G
M
=
∑
=

10*
1
h
k
k
L
=
∑∑
==
10*
11
h
k
n
i
ki
l

Trong đó i là thứ tự cột, k là thứ tự hàng. l
ki
là chiều dài vòng tại cột i và hàng k.
Khối lượng vải mộc g/m
2

G
M2
=
moc
M
R

G 100*

Độ co ngang vải mộc
E
M
=
mac
mocmac
R
RR −
*100%
Độ co ngang vải thành phẩm
E
Ntp
=
moc
tpmoc
R
RR
−
*100%
Độ co dọc vải thành phẩm
E
Dtp
=
tp
moctp
c
cc −
*100%

Khối lượng vải thành phẩm (g/m)
G
TP
=
)1(
)1(
haotp
Dtp
moc
E
E
G
−
−

Khối lượng vải thành phẩm g/m
2

G
TP2
=
tp
TP
R
G 100*

Trên đây là các công thức cơ bản để tính. một số công thức khác được suy ra từ các
công thức trên, VD tính rộng vải thành phẩm khi biết độ co ngang vải thành phẩm và
rộng vải mộc:
R

tp
= R
moc
(1-E
Ntp
)
2.4 Phân tích thiết kế hệ thống phần mềm và giải thuật lập trình
2.4.1 Xây dựng bài toán:
Yêu cầu phần mềm: đảm nhiệm được các nhiệm vụ tính toán và thiết kế truyền
thống như sơ đồ qui trình thiết kế vải nêu trên, ngoài ra còn có công cụ mà thiết kế bằng
thủ công không có: mô phỏng hình ảnh vải, mô phỏng cấu trúc hình học. Từ tính chất
công việc thiết kế vải, ta xây dựng sơ
đồ nhiệm vụ phần mềm:

18

Hình 13: Sơ đồ phân tích nhiệm vụ bài toán phần mềm

Yêu cầu mẫu vải: + Nguyên liệu
+ Kiểu dệt
+ Mật độ cột vòng, hàng vòng
+ Màu sắc, hoa văn
+ Rộng vải, khối lượng vải
+ Các yêu cầu khác (độ co, yêu cầu chất
ư
ợn
g

)

Tính toán các thông số vải:
+ Tính các thông số : độ nhỏ sợi, mật độ
cột, hàng vòng vải mộc; chiều rộng vải
mộc; khối lượng vải mộc, chiều dài vòng
sợi
+ Xác định độ co vải mộc, độ co vải trong
công đoạn hoàn tất.
Tính các thông số dệt:
+ Cấp máy, số kim, rộng mắc
+ Lượng cấp sợi dệt
Hiệu chỉnh thiết kế: Hiệu chỉnh các thông
số dệt phù hợp với thiết bị và công nghệ nhà
máy, tính lại các thông số mộc, thông số
thành phẩm theo các thông số dệt đã hiệu
chính
So sánh thiết kế
với yêu cầu đề
ra của mẫu vải
Dệt mẫu thử
hoặc triển
khai sản xuất
Đạt
Chưa đạt
Sử dụng các công cụ:
+ Thiết kế kiểu dệt
+ Thiết kế màu
+ Thiết kế hoa văn
Mô phỏng hình ảnh vải:
+ Mô phỏng hình ảnh thực

(sản phẩm ảo.
+ Mô phỏng cấu trúc hìnhhọc
+ Thứ tự sắp xếp cam, kim,
màu s
ợ
i
Đánh giá ngoại
quan mẫu vải
(màu sắc, hoa văn,
kiểu dệt )
Đạt
Chưa đạt
Hiệu chỉnh
thiết kế
Bản thiết kế: các thông số thành
phẩm, mộc, các thông số dệt, hình ảnh
v
ải
Phần mềm
Dữ liệu vào phần mềm
Dữ liệu ra phần mềm

19
Mục trước đã nêu cấu trúc dữ liệu về mặt tin học. Xét về tính chất công việc, có thể
chia dữ liệu thiết kế thành 2 dạng:
+ Dữ liệu định lượng: các thông số vải (độ nhỏ sợi, mật độ, vòng, khối lượng
vải ). Những đại lượng này được tính toán và liên quan với nhau bằng công thức. Việc
tính toán dựa vào yêu cầu mẫu vải. Dữ liệu này quyết định t
ới cấu trúc vải (dầy thưa,
nặng nhẹ )

+ Dữ liệu định tính: dữ liệu màu, kiểu dệt, hoa văn. Dữ liệu này quyết định tới ngoại
quan của mẫu vải.
Trong sơ đồ nhiệm vụ phần mềm chia thành 2 nhánh công việc thực hiện việc tính
toán thiết kế 2 dữ liệu trên.
Dữ liệu định lượng được mẫu vải tính toán tự động mỗ
i khi người thiết kế nhập sửa
thông số theo công thức đã được cài đặt trong phần mềm
Dữ liệu định tính không được phần mềm tự động tính toán và đưa ra, dữ liệu này do
người thiết kế tạo ra theo yêu cầu mẫu vải. Phần mềm có nhiệm vụ tạo ra các công cụ để
người thiết kế thực hiện việc tạo dữ liệu. Ví dụ: phần m
ềm không tự tạo màu sắc, hoa
văn, người thiết kế sử dụng các công cụ phần mềm tạo màu sắc, hoa văn. Nhờ có công cụ
mô phỏng người thiết kế thấy được sản phẩm ảo.
Cơ chế làm việc của người thiết kế với phần mềm:
- Nhập các yêu cầu ban đầu về mẫu vải cần thiết kế, phần mềm tính các thông số

còn lại
- Sử dụng các công cụ phần mềm hiệu chỉnh các thông số cho phù hợp với thiết bị
và công nghệ nhà máy đồng thời đáp ứng được các yêu cầu đề ra.
- Sử dụng các công cụ phần mềm thiết kế màu, kiểu dệt, hoa văn.
- Sử dụng công cụ mô phỏng hình ảnh vải, phân tích, nhận xét kết quả và đưa ra
phương án chỉnh sửa mẫu vải đạt
được yêu cầu đề ra của mẫu vải.
Điểm đặc trong phần mềm thiết kế sản phẩm:
- Sau khi đã nhập dữ liệu đầu vào, tiếp theo người thiết kế luôn luôn hiệu chỉnh và
thay đổi dữ liệu thiết kế, mỗi lần hiệu chỉnh, phần mềm tính tự động lại các kết quả.
Người thiết kế dựa vào kết quả, phân tích và đưa ra ph
ương án công việc tiếp theo tới khi
đạt được kết quả theo yêu cầu. (Khác với các phần mềm thống kê là sau khi nhập dữ liệu
đầu vào, các thao tác tiếp theo của người sử dung sẽ không làm thay đổi dữ liệu mà chỉ là

lựa chọn phương án kết xuất kết quả).

20











Hình 14: Sơ đồ cơ chế làm việc của người thiết kế với phần mềm.

Từ những phân tích trên ta có nhiệm vụ của việc lập tình phần mềm là:
- Cài đặt các công thức tính toán tự động trong phần mềm để người thiết kế thấy
được ngay kết kủa mỗi khi nhập chỉnh dữ liệu
- Tạo các công cụ để nhập chỉnh dữ li
ệu theo đặt thù công việc của người thiết kế
vải (bao gồm các công cụ hiệu chỉnh thông số, thiết kế màu, kiểu dệt, hoa văn )
- Mô phỏng hình ảnh sản phẩm giúp người thiết kế thấy được sản phẩm ảo để đưa
phương án chỉnh sửa tiếp cho tới khi đạt yêu cầu.
Như vậy để đánh giá giá trị sử dụng phần mềm thiế
t kế dựa vào:
- Tính chính xác, nhanh trong việc tính toán và hiệu chỉnh các thông số thiết kế.
- Tính linh hoạt và tiện lợi của các công cụ thiết kế (kiểu dệt, màu, hoa văn ) theo
đặc thù công việc của người thiết kế cần tới trong quá trình thiết kế một mẫu vải.
- Chất lượng mô phỏng hình ảnh sản phẩm so với mẫu thực.

- Khả năng lưu trữ, quản lý, tạo biểu mẫu, tính toán thông s
ố dệt đáp ứng nhu cầu
sản suất thực tế theo thiết bị và công nghệ hiện có của doanh nghiệp.
2.4.2 Hệ thống phần mềm và giải thuật
Từ yêu cầu nhiệm vụ thiết kế, cơ chế làm việc phần mềm đã được phân tích, hệ
thống phần mềm được xây dựng như sau:
Dữ liệu
thiết kế
Phần mềm
Yêu cầu mẫu vải
Người
thiết kế
Bản thiết kế

21
Hệ thống phần mềm được chia thành 4 block tương ứng 4 mảng nhiệm vụ chính:













Hình 15: Sơ đồ hệ thống phần mềm

Mỗi sự thay đổi trong block đều làm thay đổi các giá trị chung của dữ liệu và dữ
liệu trong các block khác cũng được cập nhật tức thời. Như vậy dữ liệu thiết kế được chia
sẻ và dùng chung cho mọi block. Các mũi tên 2 chiều chỉ
ra sự liên quan dữ liệu giữa các
block. Kết quả bản thiết kế là kết quả tính toán của các block.
Các giải thuật lập trình chủ yếu:
- Cài đặt công thức tính toán
- Sử dụng các câu lệnh lập trình rẽ nhánh xét các kiểu dệt phối hợp.
- Phân tích vòng sợi thành các phần hình học cơ bản, sử dụng các kỹ thuật đồ hoạ
để vẽ các phần hình học cơ bản ghép thành vòng sợi. Toạ độ
, độ to nhỏ các phần hình
học, màu vẽ, thứ tự vẽ phụ thuộc vào cấu trúc vải, màu sợi, kiểu dệt vì thế hình ảnh mô
phỏng phản ảnh đúng cấu trúc hình học của vải.
- Sử dụng kỹ thuật lập trình hướng đối tượng, trong đó mỗi công cụ được gán bằng
một đối tượng. Mỗi thao tác của người sử dụng tác động tới
đối tượng (nhập, chỉnh sửa
giá trị ) được gán thành một sự kiện (event) của đối tượng. Ứng với mỗi sự kiện là một
loạt các chương trình con tính các thông số còn lại theo công thức hoặc các chương trình
về đồ hoạ được thực thi.
Mỗi block được chia thành các mô đun đảm nhiệm nhiệm vụ chi tiết hơn
Ngôn ngữ lập trình sử dụng: Visual Basic
Tính thông
số vải.
Thiết kế
màu, kiểu
dệt, hoa văn
Mô phỏng
hình ảnh vải
Tạo biểu mẫu

thiết kế, in,
l
ư
u thiết kế

22
2.4.2.1 Block tính thông số vải








Hình 16: Block tính thông số vải
Từ yêu cầu mẫu vải (dữ liệu vào), phần mềm tính các thông số thành phẩm và thông
số mộc. Các yêu càu mẫu vải có được từ:
- Dựa vào mục đích sử dụng để xác định các thông số ban đầu (ví dụ áo len mặc
màu đông cần dầy, chi số sợi nhỏ, nguyên liệu len hay acrylic; áo phông mặc mùa hè cần
nhẹ, thoáng, nguyên liệu bông, bông pha )
- Theo yêu cầu khách hàng (khách hàng yêu cầu một s
ố thông số cụ thể của sản
phẩm lúc đặt hàng sản xuất )
- Các thông số có được từ việc phân tích mẫu thực do khách hàng cung cấp (khách
hàng có thể yêu cầu dệt đúng mẫu thực hoặc một số thông số như mẫu thực, một số thông
số khác cần yêu cầu thay đổi khác đi )
Các thông số cơ bản đó là:

Hình 17: Giao diện mô đun tính thông số vải thành phẩm

Tính thông số vải
Tính toán thông số
vải thành phẩm
Tính toán thông số
vải mộc

23
* Mô đun tính thông số vải thành phẩm:

Hình 18: Giao diện mô đun tính thông số vải thành phẩm
Mô đun tính thông số vải mộc:

Hình 19: Giao diện mô đun tính thông số vải mộc
Giải thuật lập trình tính các thông số :
Các công thức được cài đặt trong lâp trình, khi một thông số được nhập sửa, các
thông số khác được tính theo. Như vậy thông số đang nhập sửa là biến, các thông số còn
lại là hàm tính. Các thông số thiết kế được tính toán từ các công thức cơ bản và các công
thức suy diễn từ các công thức cơ bản nêu ở mục trước.