張惠芳 曹麗勤 龔芬 何波 樓才英 潘金頡 劉亞楠 葉翔宇
摘要: 標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)業(yè)改造提升的基礎(chǔ),是貫通科研、生產(chǎn)、應(yīng)用三者的橋梁,標(biāo)準(zhǔn)化在保障產(chǎn)品質(zhì)量安全、促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、經(jīng)濟提質(zhì)增效和服務(wù)外交外貿(mào)等方面起著至關(guān)重要的作用。文章以梳理現(xiàn)有智能服裝相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和市場產(chǎn)品匯總成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系為思路,以系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性、引領(lǐng)性、國際性為基本原則,因智能服裝行業(yè)缺乏相關(guān)的測試儀器和測試技術(shù),特制定并解讀服裝領(lǐng)域智能化服裝生產(chǎn)體系和智能服裝體系框架,且在此基礎(chǔ)上分析智能服裝的技術(shù)難點和技術(shù)挑戰(zhàn)以促進后期完善研究。建立健全頂層設(shè)計和系統(tǒng)布局帶動智能服裝行業(yè)的全面提升,規(guī)制和引領(lǐng)智能服裝全產(chǎn)業(yè)鏈,進而推動經(jīng)濟社會發(fā)展。
關(guān)鍵詞: 智能服裝;標(biāo)準(zhǔn)體系;全面提升;系統(tǒng)性;引領(lǐng)性;產(chǎn)業(yè)鏈
中圖分類號: TS941.1
文獻標(biāo)志碼: A
文章編號: 1001-7003(2021)12-0047-07
引用頁碼: 121109
DOI: 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.12.009(篇序)
Abstract: Standard is the basis of industry transformation and upgrading, as well as the bridge connecting scientific research, production and application. Standardization plays a vital role in ensuring product quality and safety, promoting industrial transformation and upgrading, improving economic quality and efficiency, and serving diplomacy and foreign trade. Based on the idea of sorting out the existing intelligent garment related standards and the mature standard system of market products, adhering to the basic principles of systematic, coordinative, leading and international, to make up for the insufficiency in test instruments and test technology in the intelligent garment industry, the intelligent garment manufacturing system and intelligent garment system in the clothing filed were formulated and interpreted in this paper. On this basis, the technical difficulties and challenges of intelligent garment were analyzed to promote and improve subsequent research, establish and improve the top-level design and system layout, mobilize the overall improvement of intelligent garment industry, regulate and lead the whole intelligent garment industry chain, so as to facilitate economic and social development.
Key words: intelligent garment; standard system; overall improvement; systemic; leading; industry chain
現(xiàn)如今,國民消費水平逐漸提高,人們對紡織服裝已不滿足于蔽體、保暖等最原始的服用性能,逐漸在功能化、智能化方向提出了各種需求。功能服裝是外觀和內(nèi)在質(zhì)量得以提高且同時被賦予一項或幾項特殊功能的紡織品[1],各類功能性的綜合集成體現(xiàn)了服裝的智能性[2]。功能性與智能性使紡織品、服裝服飾產(chǎn)品被賦予了極高的附加價值,現(xiàn)已成為紡織品領(lǐng)域的重要研究課題。目前智能服裝主要應(yīng)用領(lǐng)域和場景有軍事裝備、醫(yī)療保健、休閑娛樂、運動健身及其他特殊環(huán)境如航天航空等[3-6]。然而目前與智能服裝相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈還不成熟,潛力還沒有得到充分發(fā)揮[7]。市面上智能服裝的成熟產(chǎn)品不多且需要更加細(xì)分,同時目前市面上對智能服裝的定義不統(tǒng)一,與一般功能性紡織品的邊界模糊,容易引起混淆。智能服裝涉及多學(xué)科的交叉融匯,產(chǎn)品種類豐富,定義和分類方式的不統(tǒng)一,使智能服裝在概念的內(nèi)涵和外延上存在泛化現(xiàn)象,特別是概念的偏頗會影響科學(xué)思維,從而影響產(chǎn)品的開發(fā),制約了服裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度。
本文通過強化對智能服裝的標(biāo)準(zhǔn)化測試方法和綜合評價指標(biāo)的研究,用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)與規(guī)范生產(chǎn),并科學(xué)客觀地認(rèn)定這些新型紡織品的各項性能,以促進、強化智能服裝生產(chǎn)企業(yè)對正式進入市場流通產(chǎn)品的質(zhì)量承擔(dān)保證和提升的責(zé)任,賦予消費者對擬購產(chǎn)品應(yīng)有的知情權(quán),并為產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管提供可考量的依據(jù),最終促進行業(yè)自律。
1?智能服裝標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)存在的問題
當(dāng)前許多國家都致力于多種功能電子智能紡織品的研究和生產(chǎn),包括一些傳感器監(jiān)測服裝、多媒體夾克、發(fā)光服、投影裙、芳香服裝、自清潔服裝、軍用智能服裝等。國外智能服裝的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)較少,大多是相關(guān)的方法標(biāo)準(zhǔn),且不同國家和地區(qū)所使用的方法標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。中國智能服裝的測試方法標(biāo)準(zhǔn)大多參照ISO標(biāo)準(zhǔn)和歐盟標(biāo)準(zhǔn),國內(nèi)智能服裝測試方法和評價標(biāo)準(zhǔn)研制總體滯后于開發(fā)速度,導(dǎo)致部分智能服裝進入市場后,高科技賦予服裝特殊“功能性”缺少標(biāo)準(zhǔn)及測試方法支撐,阻礙了產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。需要將消費者比較偏主觀的模糊需求,轉(zhuǎn)化為可量化的、可測試的指標(biāo),并與真正的使用過程相關(guān)聯(lián)。特別是與消費者使用感受、舒適性、使用功能相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的測試方法和參數(shù)的確定,更是迫切需要用客觀的、儀器化的測試手段和數(shù)據(jù)去代替主觀測試過程和主觀感受。
但是目前智能纖維、服裝相關(guān)的檢測方法、產(chǎn)品性能檢測儀器及廣泛認(rèn)可的檢測標(biāo)準(zhǔn)還很缺乏,尤其是缺少標(biāo)準(zhǔn)化的測試儀器和測試技術(shù),導(dǎo)致整個行業(yè)的發(fā)展處于較為無序的狀態(tài),這將會影響智能服裝與紡織整個產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。新型檢測儀器的研發(fā)和檢測方法標(biāo)準(zhǔn)化對于智能服裝的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品質(zhì)量提升具有重要推動作用,有利于提高智能服裝的競爭性生產(chǎn)經(jīng)營能力,有利于智能服裝沖破貿(mào)易壁壘走向世界。
2?智能服裝標(biāo)準(zhǔn)體系解讀
2.1?智能服裝標(biāo)準(zhǔn)體系建立的基本原則
系統(tǒng)性:系統(tǒng)考慮浙江省智能服裝產(chǎn)品的基礎(chǔ)術(shù)語、生產(chǎn)、產(chǎn)品、檢測、應(yīng)用等,覆蓋面全且廣,利于后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的研究和智能服裝的開發(fā)。
協(xié)調(diào)性:與已有的標(biāo)準(zhǔn)化工作基礎(chǔ)相協(xié)調(diào),與現(xiàn)行的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系配套銜接和優(yōu)化升級;避免互相交叉重復(fù)。
引領(lǐng)性:紡織服裝行業(yè)不再是傳統(tǒng)制造業(yè),它的發(fā)展趨勢必然是時尚的、智能的、具有一定引領(lǐng)作用的,所以智能服裝的出現(xiàn)必將是行業(yè)的一次大的革命。
國際性:充分融合國際大客戶、大品牌的品質(zhì)管理和采購要求,充分結(jié)合國際標(biāo)技委、國際檢測認(rèn)證機構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化工作基礎(chǔ),對標(biāo)國際標(biāo)準(zhǔn)化水平,提高浙江省智能服裝標(biāo)準(zhǔn)化水平,以標(biāo)準(zhǔn)國際化帶動產(chǎn)品走出去。
2.2?智能化服裝生產(chǎn)體系框架解析
本文對服裝領(lǐng)域智能化體系作相關(guān)的研究,對基礎(chǔ)定義、術(shù)語、裝備智能化、生產(chǎn)智能化、管理智能化、服裝生產(chǎn)系統(tǒng)智能化進行完善和明確,為智能服裝標(biāo)準(zhǔn)制定奠定基礎(chǔ),對服裝生產(chǎn)智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架進行解析,如圖1所示。
2.2.1?術(shù)語與定義
智能材料是模仿生命系統(tǒng),具有感知、驅(qū)動功能的材料。這三大要素是感知、反饋和響應(yīng),即感知自身和所處的熱、濕、光、電、應(yīng)變、磁等環(huán)境,通過模擬信號的產(chǎn)生、傳輸及信息處理,對控制單元進行刺激從而做出相應(yīng)的反應(yīng)行為。
智能服裝具有感知人體的生理參數(shù)、運動參數(shù)和環(huán)境參數(shù),并能以此做出合理的響應(yīng)。
2.2.2?裝備智能化
紡織裝備普遍采用數(shù)字化控制技術(shù)、配置網(wǎng)絡(luò)接口、實施在線監(jiān)測,使得紡織裝備具有很高的數(shù)字化、自動化水平,同時也具備了一定的智能化功能。如通過技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)的噴氣渦流紡紗機、高效精梳機、全自動落紗粗紗機、自適應(yīng)數(shù)碼印花機、高速雙針床經(jīng)編機、全自動電腦橫機、筒子紗數(shù)字化自動染色成套技術(shù)與裝備、新型智能環(huán)保高速退煮漂聯(lián)合機、高效能棉紡精梳機、自動落紗粗紗機及粗細(xì)聯(lián)輸送系統(tǒng)、紗庫型自動喂管自動絡(luò)筒機等取得突破并在企業(yè)應(yīng)用,大幅提升了新型紡織裝備和工藝的數(shù)字化智能化水平與效能。
2.2.3?生產(chǎn)智能化
近年來,生產(chǎn)過程智能化在服裝產(chǎn)業(yè)的多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)取得了明顯進展,通過計算機輔助制造系統(tǒng)(CAM)、計算機輔助生產(chǎn)過程計劃系統(tǒng)(CAPP)、柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)(FMS)、三維人體測量技術(shù)、3D虛擬試衣間、增強現(xiàn)實技術(shù)(AR)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)、3D打印技術(shù)、智能化搭配及推薦系統(tǒng)[8]、GST標(biāo)準(zhǔn)工時系統(tǒng)、棉紡生產(chǎn)智能管理系統(tǒng)、全自動筒子紗染色系統(tǒng)、全自動電腦調(diào)漿系統(tǒng)及制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等進一步提高了生產(chǎn)過程中的智能化,推動了服裝產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)智能化進程。
2.2.4?管理智能化
為了實現(xiàn)智能化管理,計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)、客戶關(guān)系管理(CRM)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、SAAS(軟件即服務(wù))租用服務(wù)、遠程服務(wù)平臺等應(yīng)用于服裝生產(chǎn)管理,進一步提高了管理過程中的智能化[9]。
2.2.5?服裝生產(chǎn)系統(tǒng)智能化
智能化服裝生產(chǎn)系統(tǒng)包括客戶管理系統(tǒng)、智能設(shè)計研發(fā)系統(tǒng)、人體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、量體數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、智能打版與裁剪系統(tǒng)、智能縫制系統(tǒng)、智能整燙系統(tǒng)、智能物流配送系統(tǒng)[10]。
1) 客戶管理系統(tǒng)??蛻艄芾硐到y(tǒng)由客戶基本信息資料管理、營銷管理、客戶服務(wù)、VIP服務(wù)等構(gòu)成。客戶管理系統(tǒng)的應(yīng)用能夠保證公司及時、高效地管理已有客戶、掌握投標(biāo)信息、追蹤訂單進度、跟蹤分析售后情況并發(fā)掘潛在客戶。
2) 人體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。號型在服裝生產(chǎn)過程中必不可少,其決定了服裝的尺寸,人體數(shù)據(jù)采集的目的就是確定人體所對應(yīng)的服裝號型,也是服裝工業(yè)化生產(chǎn)的首個環(huán)節(jié)。為保證智能化人體數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性,企業(yè)需要做到三點:一是量體手法規(guī)范化,通過建立企業(yè)內(nèi)部的量體標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)文件,對所量部位的起止點進行明確;二是基于量體標(biāo)準(zhǔn)文件,自主建立相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)號型庫;三是開發(fā)具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)比對、數(shù)據(jù)分析、號型判斷、號型歸檔、數(shù)據(jù)匯總等功能的智能化軟件。通過采集大量的人體數(shù)據(jù),為開展人體號型研究提供基礎(chǔ)資料,這就是人體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
3) 量體數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。量體數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)具備對人體數(shù)據(jù)進行分析的能力,其主要功能包括統(tǒng)計、篩選、分析、甄別等。為使企業(yè)能更好地制造出合體且舒適的服裝,該系統(tǒng)通過對不同地域、不同年齡段、不同職業(yè)人群的體形特征分析,建立起人體信息大數(shù)據(jù)庫,為服裝設(shè)計、大半與修版奠定基礎(chǔ)[11]。
4) 智能設(shè)計研發(fā)系統(tǒng)。服裝款式直接影響到市場認(rèn)可度,因此,服裝款式的設(shè)計工作受到企業(yè)的高度重視。服裝設(shè)計包括著裝環(huán)境考慮、主輔料選擇、款式設(shè)計、顏色搭配與包裝設(shè)計等。若要建立能夠為設(shè)計者提供設(shè)計資源、高效的智能設(shè)計研發(fā)系統(tǒng),在硬件與繪圖軟件的輔助下,還需要設(shè)計資料數(shù)據(jù)庫的支撐。該系統(tǒng)還可以在款式設(shè)計的基礎(chǔ)上對產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進行編制,為產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)工作的產(chǎn)業(yè)化奠基。
5) 智能打版與裁剪系統(tǒng)。智能打版一般可再細(xì)分為排版、修版系統(tǒng),把成品服裝的各個部位拆成數(shù)個平面樣片稱為打版。服裝由號與型組成,由排列組合的形式形成極大體量的號型數(shù)量稱為排版,為其逐一建立版型不具可操作性。一般情況下,企業(yè)將對中間號版型進行建立,并以之為基礎(chǔ),結(jié)合服裝不同部位間的數(shù)據(jù)關(guān)系,制定出樣板的縮放規(guī)則,再通過計算機語言的程式化運算,形成同一版型下、不同號型的全套樣板。排版是通過硬件、軟件的結(jié)合,將打版所得的平面樣片以降低布料損耗為原則進行排列優(yōu)化的過程,以達到降低成本。除打版與排版外,建立科學(xué)而有效的修版規(guī)則,在特殊體型人群數(shù)量日益擴大的當(dāng)下,打版與排版工序十分重要。以特體人群的需求進行修版,要建立在實踐與經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,并通過計算機程序加以固化,形成特體修版規(guī)則。通過智能打版、排版、修版系統(tǒng)的運行,能有效降低布料損耗,提升企業(yè)對漏版的快速反應(yīng)能力,降低生產(chǎn)過程中的漏版制作時間。裁剪是將排版完成的布料裁切成裁片。隨著信息化時代的到來、智能化的高速發(fā)展,通過計算機裁床制作裁片已然成為趨勢。
6) 智能縫制系統(tǒng)。智能縫制系統(tǒng)是智能化服裝生產(chǎn)系統(tǒng)中的核心內(nèi)容和投資金額最高的組成部分。智能縫紉系統(tǒng)由三個部分共同組成,分別為智能生產(chǎn)信息系統(tǒng)、智能縫制設(shè)備和智能吊掛系統(tǒng),并協(xié)同發(fā)揮作用。智能生產(chǎn)信息系統(tǒng)可以為員工提供標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)文件,為員工進行操作提供技術(shù)指導(dǎo)。智能縫紉設(shè)備是包括計算機平縫機、敷襯機、智能上袖機、自動釘扣機在內(nèi)的自動化硬件設(shè)備。智能吊掛系統(tǒng)是一種輔助系統(tǒng),也稱之為智能傳輸系統(tǒng),其主要通過內(nèi)置生產(chǎn)管理軟件,用于完成裁片與半成品的傳輸工作。智能吊掛系統(tǒng)由硬件與軟件組成:其硬件部分包括支架、升降機構(gòu)、主軌輸送與電子元件;而軟件部分作為系統(tǒng)的核心,則需要具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)匯總的能力[12]。
7) 智能整燙系統(tǒng)。整燙是服裝后整理加工環(huán)節(jié)中,非常重要的工序,對服裝造型起到保型的作用。平面裁片須先后通過款式與結(jié)構(gòu)的設(shè)計及縫制加工處理,最后還要通過歸拔燙工藝,對服裝進行定型,最終縫制成服裝[13]。在成衣生產(chǎn)的工序中,服裝整燙總體分為中間熨燙和成品熨燙兩大類。中間熨燙即服裝生產(chǎn)過程中的熨燙工序,是對平面裁片、衣片與半成品的修燙過程;成品熨燙即成品服裝釘扣與包裝之前的最后整理熨燙,是對成衣進行定型熨燙的過程。
8) 智能配送系統(tǒng)。服裝產(chǎn)品品種多且號型雜,一般而言,一件產(chǎn)品就對應(yīng)了幾十種號型。因此,作為服裝生產(chǎn)中最后的配送環(huán)節(jié),公司的物流配送系統(tǒng)須具備高效靈活、配份準(zhǔn)確、管理有效等特點。時裝類產(chǎn)品具有極強的時效性,為能夠有效提升市場占有率,物流配送的及時與準(zhǔn)確起到關(guān)鍵作用。只有做到科學(xué)與高效地配送,真正對物流配送管理產(chǎn)生重視,使配送管理以企業(yè)的增值服務(wù)形式存在,才能實現(xiàn)市場占有率的提升。服裝行業(yè)的配送系統(tǒng)由倉儲系統(tǒng)和物流系統(tǒng)兩部分組成。為了實現(xiàn)生產(chǎn)與倉儲的無縫銜接,倉儲系統(tǒng)采用RFID技術(shù),建立起完整的產(chǎn)品編碼體系。在智能物流系統(tǒng)下,實現(xiàn)從生產(chǎn)到倉儲、從倉儲到發(fā)貨的全流程智能分揀與傳輸。其根據(jù)接收到的各供應(yīng)鏈的成品信息與出倉計劃,經(jīng)由統(tǒng)籌分析,做到服裝套裝的自動匹配與智能倉儲及按需按時出倉發(fā)貨。
2.3?智能服裝標(biāo)準(zhǔn)體系框架解析
將智能服裝標(biāo)準(zhǔn)體系分為智能服裝分類、智能服裝安全性、智能服裝關(guān)鍵技術(shù)三項,對每項內(nèi)容進行精準(zhǔn)解析,為制定智能服裝標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ),如圖2所示。
2.3.1?智能服裝分類
智能服裝根據(jù)功能不同可以分為以下幾類:智能變色服裝(光致、電致、熱致、壓敏、濕敏)、智能調(diào)溫服裝、智能防水透濕服裝、智能變形服裝(熱響應(yīng)變形、光響應(yīng)變形、濕響應(yīng)變形)、形狀記憶服裝(防燙保護服、防沖擊服、可變形服裝)、智能定位服裝、智能監(jiān)測服裝、智能情緒香薰服。
2.3.2?智能服裝安全性
智能服裝的物理安全性包括材料使用安全性、電學(xué)安全性、電磁安全性、環(huán)境可靠性。智能服裝的運行安全性包括數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、病毒的檢測與消除、電磁兼容。智能服裝的信息安全性包括保密性、完整性、可用性、抗抵賴性。
2.3.3?智能服裝關(guān)鍵技術(shù)
1) 柔性傳感器。傳統(tǒng)的傳感器是一種由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路3部分組成的,并能將非電量信號按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理的電信號并將其輸出的器件。由于智能服裝和可穿戴技術(shù)的廣泛應(yīng)用的促使下,傳感器逐漸向柔性化、智能化、微型化和集成化的方向發(fā)展。按轉(zhuǎn)換原理分類,可將傳感器分為如柔性壓力傳感器、柔性溫度傳感器、柔性濕度傳感器、柔性氣體傳感器、柔性離子傳感器、生物電干電極。
2) 功能紡織品。功能紡織品是組成智能服裝與服飾的重要部件之一。功能紡織品包括很多,如柔性加熱織物、相變調(diào)溫織物、溫致變色織物等。
3) 柔性儲能器件。在智能服裝興起的促使下,柔性可穿戴能源儲存及轉(zhuǎn)換器件變得極為重要。相比笨重的傳統(tǒng)儲能器件,柔性儲能器件集微型化和功能化于一體,更適合用于為服裝提供能源儲存與供給。根據(jù)能量儲存器件和轉(zhuǎn)換方式的不同,將其分為太陽能電池、摩擦電發(fā)電機、熱電發(fā)電機、鋰離子電池、柔性超級電容器等[14]。
4) 柔性顯示技術(shù)。柔性顯示部件是智能服裝服飾與用戶交互和信號輸出的一種重要手段。包括柔性顯示器、柔性屏幕。柔性顯示器是在塑料薄膜、金屬薄片等柔性基材上制備具有可撓曲性的平板顯示器件。柔性屏幕是可彎曲、具有柔韌性的電子屏幕,其由背板和前板兩部分組成。
5) 儀器與標(biāo)準(zhǔn)。新型檢測儀器和檢測方法對于智能服裝與服飾的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品質(zhì)量改進具有重要推動作用。目前,與智能服裝與服飾相關(guān)的檢測方法和產(chǎn)品性能檢測儀器還很缺乏,尤其是標(biāo)準(zhǔn)化的測試儀器。標(biāo)準(zhǔn)化對于智能服裝與服飾的健康和可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
3?智能服裝標(biāo)準(zhǔn)體系制訂的思考和研究
3.1?智能服裝技術(shù)思考
1) 人體生理信號監(jiān)測技術(shù)。智能服裝是在傳統(tǒng)服裝技術(shù)的基礎(chǔ)上,與人體生理信號監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合。因此,也對人體生理信號監(jiān)測技術(shù)提出了新的要求:監(jiān)測速度與監(jiān)測結(jié)果。在監(jiān)測速度上,智能服裝要能夠利用服裝內(nèi)置的人體生理信號監(jiān)測裝置與相應(yīng)的程序算法,達到實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理,以生成即時數(shù)據(jù);在監(jiān)測結(jié)果上,智能服裝的人體生理信號監(jiān)測的數(shù)據(jù)收集過程與數(shù)據(jù)分析過程須安全可靠,并保證監(jiān)測所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此,人體生理信號監(jiān)測的即時性與準(zhǔn)確性成為了整體技術(shù)的要點。而進一步制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、進行數(shù)據(jù)交互、保障數(shù)據(jù)安全與用戶隱私等問題,都將建立在這一技術(shù)要點之上[15]。
2) 傳感元件與服裝平臺集成技術(shù)。為與服裝形成良好結(jié)合,用于智能服裝的電子元件須滿足柔性化與微型化的特征,如柔性電極、柔性傳感器、柔性電路等,但目前這些電子元件的集成技術(shù)還未形成規(guī)模化生產(chǎn),仍處于實驗室階段。同時,這些電子元件還需要滿足基本的服用性能,如續(xù)航時間長、可洗性、穿著舒適性與服裝美觀性等。如心電監(jiān)測等一些人體生理信號監(jiān)測項目的傳感元件的放置精確度亦十分重要,在設(shè)計時,須充分考慮人體的可穿戴面積,充分考慮消費者體型不同而導(dǎo)致傳感元件與人體部位錯位,不應(yīng)為消費者穿著帶來負(fù)擔(dān)。常見的解決辦法有:選擇在運動過程中人體與衣物相對靜止或相對運動較小、且體表面積大的區(qū)域安裝傳感元件。
3) 信號處理及系統(tǒng)通信技術(shù)。隨著半導(dǎo)體行業(yè)與計算機技術(shù)的快速發(fā)展,監(jiān)測技術(shù)逐漸無線化,而傳感元件也逐漸集成化。通過信號端口的集中整合與無線信號傳輸?shù)膽?yīng)用,智能服裝上的導(dǎo)線數(shù)量將大幅減少且人體生理信號監(jiān)測也更為便捷。同時,端口的集中整合還有利于后期的新功能的添加與擴展。因此監(jiān)測技術(shù)的無線化與傳感元件的集成化也是產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢,也是技術(shù)難點。
4) 服裝與皮膚之間的動態(tài)作用研究。在活動過程中,人體與服裝之間會有相對的滑移產(chǎn)生,而這一滑移與活動過程中的接觸壓力變化,將直接影響人體生理信號監(jiān)測的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。因此,為使智能服裝具備穩(wěn)定性與實用性,研發(fā)一種可減小皮膚與傳感元件相對位移的傳感元件或傳感元件的固定方式極為重要。
5) 高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。智能服裝的發(fā)展與電子傳感元件與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的集成化和無線化密不可分,這與半導(dǎo)體、計算機行業(yè)等專業(yè)緊密相關(guān),需要大量的專業(yè)人才投入研發(fā),而數(shù)據(jù)分析的軟件也需要專業(yè)人員的維護。正因如此,智能服裝大都價格不菲,阻礙了其普及與推廣。目前,由于成本無法降低、市場未充分打開等原因,智能服裝的先進成果仍主要來自科研院校與研究機構(gòu)等,如來自意大利米蘭理工大學(xué)的傳感編織內(nèi)衣織物等。
3.2?智能服裝技術(shù)研究方向
1) 產(chǎn)品安全問題。智能服裝的安全性主要體現(xiàn)在三個方面:物理安全、運行安全、信息安全。智能服裝首先是服裝,其安全性涉及材料本身的安全性、服用性能等。智能服裝也是電子產(chǎn)品,其安全性涉及用電安全、環(huán)境可靠性等。而對于智能服裝,完整而規(guī)范的智能服裝測試方法與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)仍未建立,其質(zhì)量安全無法得到保障[16]。同時,在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算這些技術(shù)快速發(fā)展的背景下,人們的信息安全正在面臨越來越嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。智能服裝服飾保存有用戶個人基本信息及其健康指標(biāo)信息,并且實時接入到互聯(lián)網(wǎng),而人們普遍未對智能穿戴設(shè)備等建立起防范意識,因而面對個人信息泄露時無法有效防范。國家有關(guān)部門也尚未制定專門針對智能可穿戴設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的安全規(guī)范[17]。
2) 數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。智能服裝的人體生理信號監(jiān)測是通過附著于人體的電子傳感器獲取數(shù)據(jù)與分析來完成的,但同樣的數(shù)據(jù)樣本,在對應(yīng)人體不同的使用環(huán)境時,其判斷的結(jié)果是不同的。因此,在監(jiān)測過程中,如何通過大數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確地判斷被監(jiān)測者所處的使用環(huán)境,也是行業(yè)未來面臨的一大技術(shù)挑戰(zhàn)。
3) 耐久性。智能服裝首先是服裝,定期需要進行洗滌。而內(nèi)置的傳感器等電子元件組成的智能化系統(tǒng)也要能滿足水洗、搓揉、拉伸、壓縮、彎曲等性能要求。而這一智能化系統(tǒng)中的任一電子元件損壞,都有可能使該服裝喪失智能功能,影響消費者的穿著體驗。
4) 舒適性。智能服裝仍處于新興階段,其本身涉及多學(xué)科領(lǐng)域。目前,智能服裝以實現(xiàn)功能為主,由于學(xué)科之間的融合程度較低,其作為服裝的部分服用性能,如穿著舒適性,做出了巨大讓步。內(nèi)置的電子元件與傳感器的柔性化程度較差,使用者能明顯察覺到異物感。而為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性,內(nèi)置電子元件與傳感器的智能服裝通常為緊身衣為版型進行剪裁,不僅降低了使用者的穿著舒適性,甚至阻礙了用戶的一般日?;顒?。
4?結(jié)?論
標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)業(yè)改造提升的基礎(chǔ),是貫通科研、生產(chǎn)、應(yīng)用三者的橋梁,標(biāo)準(zhǔn)化在保障產(chǎn)品質(zhì)量安全、促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、經(jīng)濟提質(zhì)增效和服務(wù)外交外貿(mào)等方面起著至關(guān)重要的作用。通過梳理現(xiàn)有智能服裝相關(guān)體系和智能服裝標(biāo)準(zhǔn)體系框架,分析智能服裝的技術(shù)難點和技術(shù)挑戰(zhàn),為建立健全頂層設(shè)計和系統(tǒng)布局,帶動智能服裝行業(yè)的全面提升,規(guī)制和引領(lǐng)智能服裝全產(chǎn)業(yè)鏈,進而推動經(jīng)濟社會發(fā)展,提出以下建議。
1) 對服裝領(lǐng)域智能標(biāo)準(zhǔn)體系和智能服裝標(biāo)準(zhǔn)體系相關(guān)內(nèi)容進行完善和明確,為智能服裝標(biāo)準(zhǔn)制定奠定基礎(chǔ),也能規(guī)范產(chǎn)品在市場上的辨識度,形成統(tǒng)一、合理的機制。
2) 加強對智能服裝特殊性能的評估,建立合理、可操作、
可重現(xiàn)性的方法標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的評價指標(biāo)。
3) 通過對功能性和智能服裝服飾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)難點和技術(shù)挑戰(zhàn)的提出與研究,后期完善規(guī)范智能紡織品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一測試方法、量化指標(biāo)、評估安全要求,可引導(dǎo)智能服裝行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
4) 為規(guī)范和加強市場良性導(dǎo)向,聯(lián)合監(jiān)管部門、生產(chǎn)企業(yè)、高等院校、研究機構(gòu)、消費者等,形成合力,不僅規(guī)范市場,也能集結(jié)多方力量對智能服裝的開發(fā)和研究。
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