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REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DE MOLDES EM UM SOFTWARE
PARA O DESIGN DO VESTUÁRIO
Andressa Schneider Alves IFSC, Área do Vestuário
José Luís Farinatti Aymone UFRGS, Departamento de Design e Expressão Gráfica
Resumo
O presente artigo descreve a implementação da representação gráfica de moldes através de matriz bidimensional no software Riscare. O software Riscare foi desenvolvido em ambiente acadêmico para resolver o problema do encaixe de moldes da indústria do vestuário. Ao longo do artigo, são apresentadas todas as etapas necessárias para a transformação de arquivos em formato vetorial para matriz bidimensional e para bitmap, utilizado na visualização pelo usuário na interface do software. O método de representação proposto é todo baseado na representação gráfica, onde as retas e curvas que compõem as formas irregulares dos moldes são transformadas em matrizes numéricas com formato retangular. Essa abordagem facilita a compreensão do processo de encaixe e tem uma implementação mais fácil do que em outros algoritmos. No final do artigo, para poder comparar a eficiência da técnica implementada, é apresentado o encaixe dos moldes de um modelo de vestuário de jardineira infantil nos softwares Riscare e Audaces Encaixe 7 (software comercial). Os resultados demonstram a qualidade do encaixe obtido com o software Riscare. Palavras-chave: representação gráfica, vestuário, encaixe, moda.
Abstract
This article describes the implementation of the graphical representation of patterns using two-dimensional array in software Riscare. Riscare software was developed in an academic environment to solve the nesting problem of patterns in the fabric for the garment industry. Throughout the article, we presented all the steps needed to transform vector files to the two-dimensional array and to the bitmap format, enabling the user visualization. The representation method proposed is based on the graphical representation, where the lines and curves that create the irregular shapes of the patterns are turned into numerical arrays with rectangular shape. This approach
facilitates understanding the nesting process and has easier implementation than other algorithms. At the end of the article, a real nesting example is shown to compare the efficiency of the implemented technique with the commercial software Audaces Fit 7. The results show the good quality of the nesting obtained with the software Riscare. Keywords: graphical representation, garment, nesting, fashion.
1 Introdução
O processo produtivo que envolve a confecção de produtos do vestuário é composto
de diversas etapas para transformar a matéria-prima bruta em produto. São etapas
sucessivas que compreendem: desenvolvimento da peça piloto (pesquisa, criação,
desenho, modelagem, encaixe e corte da peça piloto, costura da peça piloto, avaliação
da peça piloto), produção das peças piloto aprovadas (graduação dos moldes, encaixe
dos moldes no enfesto de tecido, corte do enfesto, costura das peças, processos de
beneficiamento, acabamento das peças, embalagem) e comercialização das peças
produzidas (FEGHALI e DWYER, 2001).
A etapa de encaixe e corte de moldes no tecido tem dentro do processo produtivo
grande impacto financeiro e ambiental. O custo da matéria-prima na indústria do
vestuário representa em torno de 40 a 50% do custo do produto final (ARAÚJO, 1996).
Quanto maior o desperdício de tecido gerado nessa etapa, maior o custo do produto e
os resíduos no meio ambiente. Apesar da indústria do vestuário ser a única que
confecciona roupas, diversos outros segmentos e indústrias precisam lidar com
problemas semelhantes de encaixe e corte de matéria-prima (por exemplo, encaixe e
corte de papel, metal, tubos de aço, vidro e couro). As variações incluem problemas
unidimensionais, bidimensionais, tridimensionais e moldes com formato regular ou
irregular.
Atualmente é possível encontrar diferentes pesquisas que lidam com todas as
variações do problema (BALDACCI et al., 2012; DEL VALLE et al., 2012; BENNEL et
al., 2010; BURKE et al., 2010; COSTA, GOMES e OLIVEIRA, 2009). Os artigos
costumam separar o problema de encaixe em duas subdivisões: representação gráfica
(também chamada de representação geométrica) e técnica de encaixe. Apesar do
volume de pesquisas, as técnicas de encaixe não encontram soluções ótimas e
exatas, por este motivo a continuidade das pesquisas é fundamental para que as
técnicas se tornem cada vez melhores.
O presente artigo apresenta a representação gráfica de moldes e do tecido para a
etapa de encaixe e corte de peças do vestuário implementada no software Riscare. O
software Riscare foi desenvolvido em ambiente acadêmico e resolve de modo eficiente
o problema do encaixe de moldes. O software está registrado no Instituto Nacional de
Propriedade Industrial (INPI) do Brasil com número de protocolo 016110002873.
2 O problema do encaixe na indústria do vestuário
O problema do encaixe de moldes é classificado como Open Dimension Problem
(WÄSCHER, HAUSSNER e SCHUMANN, 2007). Esse tipo de problema trata de
vários itens pequenos, heterogêneos, com formato irregular e que devem ser
encaixados em um tecido, material com formato retangular em que a largura possui
um valor fixo e o comprimento é considerado infinito. O objetivo do encaixe é inserir
todos os moldes no tecido e minimizar o desperdício de matéria-prima.
Na indústria do vestuário, o encaixe de moldes é feito sobre várias camadas de
tecido colocadas uma sobre a outra, o enfesto. Assim, o aproveitamento do encaixe é
bastante importante, pois permite a redução da perda em várias camadas de tecido.
Um mesmo enfesto pode conter apenas um modelo de um único tamanho até vários
modelos com diferentes tamanhos. Um modelo de peça do vestuário pode ser descrito
como um conjunto de moldes que servem de guia para o desenvolvimento de peças
iguais (MORRIS, 2007).
3 Representação gráfica dos moldes e do tecido
Para realizar o encaixe automatizado de moldes da indústria do vestuário é necessário
representar graficamente os objetos envolvidos: os moldes e o tecido. Para o
processamento da técnica de encaixe no software Riscare foi definida a representação
gráfica do tecido (material que será cortado) e dos moldes através de uma matriz
bidimensional (também denominada de Raster ou Grid).
A Figura 1 apresenta a representação gráfica do tecido através da matriz
bidimensional. O tecido, representado através de um retângulo, é dividido em finitas
partes de igual dimensão. Cada uma dessas partes é chamada de grid e sua
dimensão é igual a 1 centímetro.
Figura 01: Representação gráfica do tecido através de matriz bidimensional
Conforme pode ser observado na Figura 01, o tecido, enquanto nenhum molde for
encaixado, é todo representado pelo número 0. O número 0 indica um local vazio, em
que os moldes podem ser encaixados. A largura do tecido é fixa, definida pelo usuário
e o comprimento considerado como infinito (já que sua dimensão é muito superior
quando comparada com a largura).
O que difere o tecido dos moldes é a informação contida na matriz. A
representação da matriz bidimensional dos moldes é feita de modo semelhante ao
apresentado em Segenreich e Braga (1986 apud Bennell e Oliveira, 2008). Os moldes
são contornados por um retângulo envolvente e do mesmo modo que na
representação do tecido, os espaços vazios são identificados pelo número 0.
Conforme pode ser observado na Figura 02, os grids correspondentes ao contorno dos
moldes são identificados pelo número 1 e as partes internas pelo número 3. O objetivo
dessa representação é facilitar o processo de encaixe através da identificação de
áreas sobrepostas de dois moldes.
Figura 02: Representação gráfica do molde de um biquíni através da matriz bidimensional
A identificação dos moldes e do tecido através da matriz bidimensional permite
que durante o procedimento de encaixe os números contidos nos grids e o somatório
dos mesmos representem as possibilidades de encaixe. O número 2 indica uma
situação possível, em que os contornos de dois moldes se encostam. O número 4
representa uma situação proibida, já que o contorno de um molde encontra-se sobre a
parte interna de outro molde. E o número 6 adverte para outra situação não permitida,
a sobreposição de duas partes internas de dois moldes.
Na Figura 03 é possível observar dois moldes durante o processo de encaixe. Os
números contornados em vermelho na figura indicam situações de impossibilidade, ou
seja, sobreposição desses moldes. Para resolver esse problema, o molde menor
deverá trocar de posição até que seja encontrado um local disponível.
Figura 03: Sobreposição de dois moldes
A matriz bidimensional é um modo de representação que permite a utilização no
processo de encaixe de formas com buracos e concavidades, indicando partes
internas vazias dessas formas (representadas pelo número 0) em que outros moldes
podem ser encaixados. A soma dos valores de cada grid faz parte da técnica de
encaixe implementada no software Riscare, a qual não seria possível sem a
representação gráfica dos moldes. A facilidade de implementação dessa forma de
representação também é um ponto positivo.
3.1 Implementação da matriz bidimensional
Para poder implementar a matriz bidimensional no software Riscare foram necessárias
algumas etapas. A Figura 04 mostra de modo sequencial os passos para a
transformação do desenho de um molde (biquíni) para a representação gráfica através
de grids com informações.
Figura 04: Etapas para a transformação do desenho do molde em matriz bidimensional
A parte decisiva de todo o processo de transformação do desenho do molde em
matriz bidimensional inicia com a transformação dos grids que coincidem com a linha
do desenho do molde em grids de contorno, que são representados pelo número 1.
Após essa etapa, é necessário verificar individualmente todos os outros grids que
compõem o retângulo envolvente do molde. Para isso, é preciso partir de cada grid e
deslocar para cima, para baixo, para esquerda e para direita em busca de pontos de
linha. Considerando-se que todos os moldes são objetos fechados, foi possível
estabelecer a regra que se a partir do deslocamento de um determinado grid se
encontrar quatro pontos de linha aquele grid faz parte do interior do molde. Os grids
que fazem parte do interior do molde devem ser representados pelo número 3. Caso a
partir do deslocamento se encontrar um, dois ou três pontos de linha, o grid é
considerado como exterior do molde. Os grids que fazem parte do exterior do molde
devem ser identificados pelo número 0.
Essa representação gráfica foi fundamental para o desenvolvimento da técnica de
encaixe e apesar de cada molde ter um retângulo envolvente é como se o mesmo não
existisse, porque os grids do exterior são identificados como locais vazios e
disponíveis para o encaixe.
3.2 Resultados
Para testar a eficiência da representação gráfica através de uma matriz bidimensional
foram realizados doze testes no software Riscare. Todos os resultados podem ser
consultados em Alves (2010). Os testes comparam em alguns casos os resultados
obtidos com o software comercial Audaces Encaixe 7 e em outros com problemas
considerados benchmarking da literatura.
O exemplo apresentado neste artigo são dos moldes de uma jardineira infantil e os
resultados já apresentam melhorias implementadas no software em relação ao
mostrado em Alves (2010). A Figura 05 mostra todos os moldes do modelo com as
respectivas indicações e do lado direito o desenho técnico da jardineira infantil.
Figura 05: Moldes da jardineira infantil e desenho técnico
Após o desenho dos moldes foi realizada a conversão dos arquivos com extensão
.dxf para matriz bidimensional. A Figura 06 apresenta alguns moldes da jardineira e a
representação gráfica através da matriz bidimensional (para processamento interno) e
bitmap (visualização do usuário).
Figura 06: Moldes na forma de matriz bidimensional e em bitmap. a) Molde da pala. b) Molde do bolso. c) Metade do molde da frente.
Após a conversão de todos os moldes da jardineira em matrizes foi realizado o
encaixe dos moldes. A Figura 07 apresenta o encaixe realizado através da matriz
bidimensional com os moldes representados por grids com conteúdos numéricos. É
importante destacar que essa imagem não é disponibilizada para o usuário e serve
apenas para o processamento interno das informações. A visualização do encaixe
pelo usuário é mostrada através da interface do software (fig. 08).
As Figuras 07 e 08 mostram o encaixe dos moldes da jardineira, uma em formato
de matriz bidimensional e a outra em formato bitmap. O encaixe foi realizado com
metade dos moldes da jardineira. Considerou-se uma forma muito comum de corte da
peça piloto, quando o tecido é dobrado na largura e encaixa-se apenas a metade dos
moldes e os moldes inteiros são dobrados e coincidem com a dobra do tecido.
Figura 07: Representação gráfica através de matriz bidimensional do encaixe dos moldes da jardineira
Figura 08: Interface do software Riscare com o encaixe dos moldes da jardineira
O encaixe dos moldes da jardineira no software Riscare obteve um
aproveitamento de 87,21 % em 12 minutos e 11 segundos. Comparou-se a eficiência
obtida no software Riscare com o software comercial Audaces Encaixe 7 (fig. 09).
Figura 09: Interface do software Audaces Encaixe 7 com os moldes da jardineira
O encaixe mostrado na Figura 09 realizado pelo software Audaces Encaixe 7
obteve aproveitamento de 87,21%, em 10 minutos de processamento.
Como pode ser observado nas Figuras 08 e 09 o aproveitamento obtido pelo
software Riscare foi exatamente igual ao obtido pelo software Audaces Encaixe.
Assim, comprova-se a eficiência da utilização da representação gráfica através de
matriz bidimensional para os moldes e na resolução dos problemas do encaixe.
4 Conclusão
Como apresentado ao longo de todo o artigo, o método de representação
implementado no software Riscare é todo baseado na representação gráfica. As retas
e curvas que compõem as formas irregulares dos moldes são transformadas em
matrizes numéricas com formato retangular. Essa abordagem facilita a compreensão
do processo de encaixe e tem uma implementação mais fácil do que em outros
algoritmos, como, o polígono de obstrução, também conhecido como no-fit polygon
(BURKE et al., 2010), trigonometria direta (MAHADEVAN, 1984), e a função Phi
(STOYAN et al., 2004). O alto índice de aproveitamento do encaixe e o tempo de
processamento, similares àqueles alcançados por um software comercial, demonstram
a eficiência da técnica proposta.
Referências
ALVES, A. S. Design do vestuário: protótipo funcional para o encaixe de moldes no tecido. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
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