应用BP神经网络估算服装铺料长度.pdf

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1、第3 0 卷第5 期 2 0 0 9 年5 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 3 0 N o 5 M a y 2 0 0 9 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 11 2 0 0 9 ) 0 5 0 1 0 9 0 5 应用B P 神经网络估算服装铺料长度 张恒1 ，张欣2 ，贺兴时2 ( I 惠州学院，广东惠州5 1 6 0 0 1 ；2 西安工程大学，陕西西安7 1 0 0 4 8 ) 摘要针对传统估算方法存在事后性和经验依赖性等缺点，提出应用B P 神经网络来估算铺料长度。该方法避 开了先打板，再排料，后

2、估算等过程，直接从订单的信息分析人手，通过实验从中提取出有关铺料长度的影响因素， 并将其作为输入参数，建立估算铺料长度的B P 模型，实验证明该模型具有较好的预测效果。在实际应用中，如将 企业实际生产的样本输入模型，通过训练可使估算长度更加接近于企业生产的实际铺料长度，为实现快速准确地 估算面料消耗，设计出优化的分床裁剪方案提供指导。 关键词铺料长度；分床方案；B P 神经网络；估算模型 中图分类号：“ I S9 4 1 6文献标志码：A U s i n gB Pn e u r a ln e t w o r kt op r e d i c tt h el e n g t ho fg a r m

3、 e n tm a r k i n g Z H A N GH e n 9 1 ，Z H A N GX i n 2 ，H EX i n g s h i 2 ( 1 H u i z h o uU m v e r s 毋，H u i z h o u ，G u a n g d o n g51 6 0 0 1 ，C a r m ； 2 X i P o l y t e x l m i cU n k e u l t y ，X i 7 口，l ，S h a m i7 1 0 0 4 8 ，C h n a ) A b s t r a c t R e g a r d i n gt h ed e f e c t s

4、o fap o s t e r i o r ia n de x p e r i e n c e d e p e n d e do ft r a d i t i o n a lm e t h o d ，t h er e s P x l r c h p r o p o s e du s eB Pn e u r a ln e t w o r kt op r e d i c tt h el e n g t ho fg a r m e n tm a r k i n g I nt h ec o u i s eo fa c h i e v e m e n t ，i t s t a r t sf r o mt

5、 h eo r d e ri n f o r m a t i o na n a l y s i sd i r e c t l ya n dp i c k so u tw h i c hf a c t o r sa r ec o n c e r n i n gw i t hm a r k i n g l e n g t hi n s t e a do ft h ep r o c e s so fp a t t e r nm a k i n g m a r k i n g a n dU S e St h e s ef a c t o r sa 9i n p u tp a r a m e t e r

6、 st o e s t a b l i s haB Pa r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r km o d e lf o rp r e d i c t i n gm a r k i n gl e n g t h T h ee x p e r i m e n t ss h o wt h a tt h e m o d e lh a sg o o dp r e d i c t i o n I fp r o v i d et h ea c t u a lv a l u eo ff a c t o r yp r o d u c t i o nt ot h eB

7、 Pm o d e li np r a c t i c e ，t h e p r e d i c t i o nw i l lb em o r ec l o s et ot h er e a l i t y ，a n dm a yb et h ec o n s t r u c t i o nf o rf a c t o r yt oe s t i m a t et h ef a b r i c c o n s u m p t i o na n dd e s i g no p t i m a lc u t t i n gp l a n K e yw o r d sm a r k i n gl e

8、 n g t h ；c u t t i n gp l a n ；B Pn e u r a ln e t w o r k ；p r e d i c tm o d e l 目前，估算铺料长度大都采用C A D 模拟套排和 经验值估算法一i 。模拟套排法是将样片按不同的 套排方式反复调入系统进行自动排料，然后根据软 件实时报告的铺料长度，计算出面料费用。由于套 排过程中所有用到的样片需预先制好，费时且繁琐。 何况，有时候事先只能粗略地知道订单上服装的种 类、颜色和数量等。经验值估算法是根据师傅的实 际工作经验，估计特定方案下，给定布料幅宽时，针 对某一款服装某几个型号同排大概需划皮多长。该 法虽然简

9、单直接，但由于其过于依赖师傅的工作经 验，不易推广。文献 5 通过实验回归计算出有关铺 料长度与服装规格长度和规格围度之间的线性模 型，该方法( 本文称之为回归方程求解法) 介于套排 法和经验值估算法之间，既免除了估算前打板套排 等一系列繁琐过程，又提高了估算的精度，降低了对 实际经验的依赖程度，但回归方程一旦确定下来，各 参数权值就不会随着新样本的加入进行自我调整、 自我学习，灵活性和实用性大大降低。本文提出采 用B P 神经网络来估算铺料长度，经实验模拟证明 该方法具有更强的实用性。 1B P 估算模型的建立 1 1B P 神经网络 B P 前馈神经网络包括输入层、输出层和至少 1 个隐含

10、层。各层神经元以权值前向连接，同层节 收稿日期：2 0 0 8 0 5 一明修回日期：2 0 0 8 一l O 一3 0 作者简介：张恒( 1 9 8 0 - 一) ，男，助教。硕士。主要研究方向为数字化服装设计与工程。E - m a i l ：j u s u n l 3 1 6 3 c o r n 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 11 0 纺织学报 第3 0 卷 点互不关联。B P 前馈神经网络的学习分为正向输 入和反向传播2 个过程。正向输

11、入时，输入信号从 输入层经隐含层处理后传向输出层，如果在输出层 得不到期望的结果，则将误差反向传播。反向传播 时，网络根据误差沿路逐一修改各层神经元的连接 权值和阈值，重复该过程，直到实际输出与期望输出 在预先所设定的范围之内。 以3 层网络为例。假设m 、乃、Z 分别为网络输 入层、隐含层和输出层的节点个数，形：为输入单元i 到隐层单元的权重；畈为隐层单元到输出单元k 的权重；h j 和0 。分别为隐含层第歹个神经元和输出 层第k 个神经元的输出，则有 = f 1 ( w o x , ) ，_ = 1 ，2 ，乃 ( 1 ) i = l 0 。= f 2 ( 崂2 吩) ，k = 1 ，2

12、，m ( 2 ) J = 1 式中厂1 ( * ) 、f2 ( * ) 为激励函数。 任意给定网络初始权值，网络输出与期望输出 都将产生一定误差。根据B P 算法的严格数学理 论【6 】，对第P 个样本，定义： 1 1 n B = 专( 一D 面) 2 ( 3 ) 一= 1 网络关于整个样本的误差测度 E = B ( 4 ) P 2 l 式中s 为样本的数目。若误差超过允许范围，则转 向反向传播，并沿路修改权值和阈值，重复该过程， 直至达到网络精度要求或超过预设迭代次数，学习 停止。为了使网络获得较好的学习效果，往往需要 对以上标准的B P 算法进行优化，比如使用动态因 子和学习因子对迭代权进

13、行修正或是改变训练函数 都能明显提高网络性能，具体应用时可根据需要选 择合适的训练算法一J 。 1 2 估算模型的结构设计 根据K o l m o g o r o v 定理J ，1 个3 层前馈神经网络 可以在任意精度内逼近任意连续映射，因此，在这可 设计1 个3 层B P 网络作为铺料长度估算模型的核 心。通过训练，使网络所表达的映射能逐步逼近铺 料输入、输出之间的函数关系，并能对新鲜的输入做 出积极的反馈。 1 2 1 输入与输出节点的确定 文献 5 的研究表明，铺料长度与服装规格长度 总和及围度总和具有密切的关系，随着长度总和或 围度总和的增大，铺料长度也增大。为了使B P 网 络的非线

14、性影射能更准确地反映排料信息与铺料长 度之间的关系，除了将规格长度总和与围度总和作 为输入节点外，另增加以下输入参数。 1 ) 幅宽。相同规格条件下，不同幅宽的布料所 具有的排料利用率不同。 2 ) 套排件数。一般情况下，P 单捧 ：4 l 一锤。 J I A I 、I GX i a o w e n S t u d yO i lo p t i m i z i n g8 y s t e mo fg a r m e n t c u t t i n gp l a n J $ i c h u a nS i l k ，l o o o ( 2 ) ：4 1 4 4 【2 】李弓l 棱。辍装帮辩到趸与羧失懿

15、骚究【l 】。现钱纺织 技术，1 9 9 9 ( 试刊) ：3 9 4 1 L IY i n z h i S t u d yO ni t su “ t t l i r , a t i o na n d1 0 8 8o fg a r m e n t f a b r i c j 。A d v a n c e dT e x t i l eT e c h n o l o g y ，1 9 9 9 ( p u b l i s h t e s t ) ：3 9 4 1 。 ( 3 】范成林，龚时华，杨新宇计算机辅助排样( C A N ) 撤服 装设计裁剪巾的应用 J 计算机应用，2 0 0 2 ，2 2

16、( 8 ) ： 8 9 9 王。 F ：A N C h e n g l i n ， G O N GS h i h u a 。Y A N G X i n y l a I l l e a p p l i c a t i o no fc o m p u t e ra i d e dn e s t i n gO i lg a r m e n t sd e s i g n i n g a n dc u t t i n g J 】J o u r n a lo fC o m p u t e rA p p l i c a t i o n ，2 0 0 2 ， 2 2 ( 8 ) ：8 9 9 1 + 4 】邱

17、芹，张雪莲，韩延军针缀服装裁剪如何提高坯布利 用率 J 山东纺织科技，2 0 0 4 ( 3 ) ：2 7 2 8 Q n JQ i ，Z H A I I GX u e l i a n ，I t A I 鼙Y a n j t m 。I - l o w 拇i m p r o v e f a b r i cu t i l i z a t i o nr a t i of 打k n i t t i n gw e a l “ c u t t i n g J 】 S h a n d o n gT e x t i l eS c i e n c e T e c h n o l o g y ，2 0 0 4 (

18、 3 ) ：2 7 2 8 5 】狳继红，张文斌度身定制裁服裁剪方案麴势方法豹 理论研究 j j 天津工盟大学学报，2 0 0 4 ，2 3 ( 2 ：2 4 2 7 X I J i h o n g ，Z H A I 、f GW e n b i n 。S t u d yO ni n c o r p o r a t i o n m e t h o do fc u t t i n g - p l a no fc u s t o m - m a d e 鲫髓l 【J 】J o u m a l o fT i a n j i nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t

19、 y ，2 0 0 4 ，2 3 ( 2 ) , 2 4 2 7 6 蒋宗礼人工神经网络导论 M 北京：高等教育出版 ，柱，2 0 0 1 ：4 7 5 2 。 B A N G z o w 1 X I n t r o d u c t i o n t o A r t i f i c i a lN e u r a l N e t w o r I 蓐 M B e i j i n g ：H i g h e rE d u c a t i o nP r e s s ，2 0 0 1 ： 4 7 5 2 7 】韩力群人工粹经瞬络瑾论的设计及应用 磁】。j 匕索： 化学工业出版社，2 0 0 2 ：4 8 5

20、 1 H A I 、IL i q u n D e s i 阱a n dA p p l i c a t i o no f A r t i f i c i a lN e u r a l N e t w o r k sT h e o r y 糕】B e i j i n g C h e m i c a lI n d u s t r yP r e s s ， 2 0 0 2 ：4 8 5 1 8 王士同+ 神经模糊系统及其应用 M 北京：北京航空 靛天大学爨叛挂，1 9 9 8 ：1 2 3 4 。 W A N GS h i t o n g F 钒z y - 粥u r a lN e t w o r k

21、sS y s t e ma n di t s A p p l i c a t i o n 【M B e i j i n g ：B 1 J A AP l t - 嘲s ，1 9 9 8 ：1 2 3 4 9 戚德虎，壤继昌。B P 神经网络的设计 J 计算机工程 与设谤，1 9 9 8 ，1 9 ( 2 ) ：4 8 5 0 。 Q ID e h u ，K A N Gj i c h a g O nd e s i g o ft h eB Pn e u r a l n e t w o r k J C o m p u t e rE n g i n e e r i n ga n dD e s i g n

22、 ，1 9 9 8 ， 1 9 ( 2 ) ：嬲一5 0 ， t o 许东，奖铮基予l V l a t L a b6 X 系统分析与设计：神经鼹 络 M + 2 版西安：西安电子科技大学出版社，2 0 0 2 ： 1 8 6 一1 9 4 。 X 驻D o n g 。W I JZ h e n g A n a l y s i sa n dD e s i g no fN e u r a l N e t w o r kS y s t e mB a s e dO nM a t L a b6 X M 2 r i dE d i t i o n X i a l l ：X i d i a nI l n i v e r s i t yP r e s s ，2 0 0 2 ：1 8 6 1 9 4 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark