鞋楦數(shù)字化是鞋類設計與制造的核心技術

陳國學(上海工藝美術職業(yè)學院中國輕工大國工匠陳國學工作室，上海 201615)

作者簡介：陳國學(1954—)，男，大學本科，國家一級鞋類設計師，cbin911@vip.sina.com，主要從事鞋類產(chǎn)品設計、開發(fā)、研究

摘 要：主要論述了“鞋楦數(shù)字化”是設計與制造高質(zhì)量鞋類產(chǎn)品的關鍵核心技術，及其對鞋楦企業(yè)設計制造鞋楦、制鞋企業(yè)設計制造高品質(zhì)鞋產(chǎn)品、提升消費者在實際穿著鞋產(chǎn)品中對其舒適性、時尚性等方面體驗的重要性。通過分析研究腳型與楦型、楦型與鞋型、鞋楦與鞋產(chǎn)品合腳舒適之間的關系，為設計人員正確掌握和運用各類鞋楦的設計尺寸數(shù)據(jù)、推動鞋楦標準化技術成果轉化、適時修訂相關國家標準，提供參考與依據(jù)。

關鍵詞：數(shù)字化;標準化;創(chuàng)新設計;合腳性;腳型數(shù)據(jù)

引 言

“鞋楦數(shù)字化技術”是設計制造高質(zhì)量鞋類產(chǎn)品的關鍵核心技術，也是推廣應用制鞋標準化技術及數(shù)字化技術的基礎。

自20世紀70年代以來，鞋楦數(shù)字化技術和制鞋標準化技術就是我國制鞋技術領域里的研究重點，也取得了一些重要科技成果，為制鞋企業(yè)設計制造高質(zhì)量鞋類產(chǎn)品提供基礎性技術支撐。以中國人的腳型規(guī)律為依據(jù)而制定的國家標準《中國鞋楦系列》，是鞋楦數(shù)字化技術的基礎。只有不斷提升鞋楦數(shù)字化技術水平，才能為我國制鞋行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供強有力的支撐，而這也是我國制鞋業(yè)未來發(fā)展的必然選擇。

我國制鞋行業(yè)要實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，必須提升自主創(chuàng)新能力和集成創(chuàng)新能力，更重要的是盡快突破制鞋科技中的核心技術，讓國產(chǎn)高質(zhì)量鞋產(chǎn)品服務于滿足國人對鞋產(chǎn)品更高的穿著舒適性、時尚化、個性化等方面的需求，以提高人民的生活質(zhì)量。同時要著力提高產(chǎn)品設計制造技術、技能。制鞋企業(yè)只有著力提升企業(yè)設計制造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的能力，才能真正做優(yōu)做強我國制鞋產(chǎn)業(yè)，中國才能實現(xiàn)建設世界制鞋強國的夢想。

1基礎性技術研究應得到重視

皮革行業(yè)“十四五”高質(zhì)量發(fā)展指導意見指出： 新冠疫情加速了數(shù)字變革，以人工智能技術為標志的第四次工業(yè)革命的大幕已經(jīng)拉開，腳型大數(shù)據(jù)與鞋類舒適性研究、制鞋離散型自動化系統(tǒng)集成、全流程信息一體化平臺研發(fā)等行業(yè)關鍵性技術的突破，給制鞋產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新動力。

將研究鞋產(chǎn)品合腳舒適性、護足保健康和美觀新穎作為基礎性研究的重要課題，有助于提升我國制鞋行業(yè)的集成創(chuàng)新能力，特別是在產(chǎn)品設計方面，只有善于集成國際先進制鞋行業(yè)在設計制造方面的先進技術，才能為我們所用，避免落入一味模仿抄襲，尤其是只注重商業(yè)模式的模仿而不重視技術進步的誤區(qū)。促進我國制鞋行業(yè)技術進步的關鍵是要解放思想，更新觀念，要注重集成創(chuàng)新，同時還要高度重視對包括中國人腳型規(guī)律等在內(nèi)的制鞋行業(yè)基礎性研究。鞋楦生產(chǎn)企業(yè)的技術人員、設計人員，要熟練掌握以中國人的腳型數(shù)據(jù)規(guī)律為依據(jù)進行鞋楦設計這一項基本技術，并以此為前提，加快推進鞋楦數(shù)字化技術的發(fā)展。只有掌握鞋靴數(shù)字化技術這一核心技術，才能進一步提高我國制鞋企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新設計能力，實現(xiàn)我國從世界制鞋大國穩(wěn)步邁向世界制鞋強國的目標。

要想成為一個現(xiàn)代化的設計制造企業(yè)，堅定步伐邁向高質(zhì)量發(fā)展，必須重視和加快鞋楦數(shù)字化技術和制鞋標準化技術研發(fā)進度，加速自動化、智能化、柔性化制造轉型，不斷提升產(chǎn)品設計創(chuàng)新能力，才能更好地順應新時代鞋類市場發(fā)展趨勢。此外，企業(yè)還應加強提升整體設計制造技術、技能，才能在不斷提升鞋產(chǎn)品色彩、款式和造型等外觀設計水平的同時，提升其合腳舒適性、緩沖減震性、輕量化等內(nèi)在性能。

2 舒適合腳是對鞋的基本要求

習近平總書記講過一句非常有哲理的話，他說“鞋子好不好，只有腳知道”。腳知道什么?具體講：鞋產(chǎn)品各部件的尺寸設計要求按照腳型規(guī)律(《中國鞋楦系列》)并結合面料延伸性能、款式、造型等因素進行綜合考慮，如果鞋型號對應的尺寸數(shù)據(jù)設計得過小，就會因為鞋過瘦，使穿著者感到腳受到擠壓而不舒適;反之，如果鞋型號對應的尺寸數(shù)據(jù)設計得過大，則會因為鞋過肥而不跟腳，出現(xiàn)行走過程中鞋脫落的尷尬情況，導致腳容易產(chǎn)生疲勞感，甚至受到傷害，這樣的鞋即使再好看，人們也不會喜歡，往后也不會再次購買該品牌的鞋，這種鞋產(chǎn)品自然也不可能成為適銷、暢銷產(chǎn)品，更難以成為真正的名牌產(chǎn)品。

一雙好鞋的基本要求首先是合腳舒適，行走過程中讓人不必擔心鞋會脫落又不會對腳產(chǎn)生擠壓。如果一雙鞋子達不到合腳舒適這個基本要求，材料再高檔，做工再好，價格再貴，也是一雙沒有實用價值的鞋。所以一雙好鞋的價值應該是美觀、新穎相融合，而且合腳舒適，讓穿著者在行走、運動中感到輕松便捷、步伐穩(wěn)健、緩震減壓、吸濕透氣……充分感受到鞋所具有護足保健作用。因此，鞋的設計制造一定要將其穿著實用性和護足保健性放在首位，同時兼顧款式設計美觀大方、時尚新穎。這樣的鞋才能讓消費者獲得良好的穿著體驗，才能抓住消費者的心，讓他們真心喜歡，才會真正適銷、暢銷。

如果鞋產(chǎn)品的品質(zhì)不高，單靠銷售推介、廣告宣傳、明星代言、網(wǎng)紅代銷、線上線下開店，即使投入再多，也很難使產(chǎn)品適銷、暢銷，更無法像以重視鞋產(chǎn)品合腳舒適、環(huán)保、衛(wèi)生等設計制造技術而著稱的國際品牌“愛步”那樣，成為消費者認可與喜愛的有價值的品牌產(chǎn)品。

設計制造合腳舒適的高品質(zhì)鞋類產(chǎn)品，主要應掌握及擁有以下五大關鍵性技術：

(1)鞋楦底型設計適合大多數(shù)人群的腳底形態(tài)，可以均勻分布因人體重量而在鞋底、鞋墊上所產(chǎn)生的壓力，有效提升鞋產(chǎn)品的合腳舒適性;

(2)鞋楦后身和腰部的合腳性、包腳性設計要好，而鞋楦前掌外側寬度數(shù)據(jù)要適當加寬，確保穿著者在行走過程中腳前掌受力時，腳趾得到適當外展而不受擠壓，獲得更好的舒適感受;

(3)鞋墊設計符合腳底形態(tài)，且材料軟硬度適當及吸濕透氣性、環(huán)保衛(wèi)生性優(yōu)良，讓腳底均衡地承載人體重量的同時，進一步提升合腳舒適感;

(4)無膠水的環(huán)保成型制造工藝，如連幫注塑工藝，不僅在制造環(huán)節(jié)實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，且使成鞋更加健康環(huán)保、吸濕透氣，合腳舒適性也得到提升;

(5)鞋底上表面、下底面設計選擇符合大多數(shù)人群的腳底部形態(tài)的中間值數(shù)據(jù)，這要求設計人員在掌握中國人群腳型規(guī)律的基礎上，科學合理地設定鞋楦各部位尺寸數(shù)據(jù)，使鞋墊、鞋底、楦底完全吻合，進一步提升鞋產(chǎn)品的合腳舒適性，這才是企業(yè)研發(fā)、應用鞋楦數(shù)字化技術的最終目的。

鞋底造型尺寸數(shù)據(jù)設計是否符合行走過程中腳部形態(tài)變化及受力規(guī)律，除了受到鞋楦底型設計是否合理的影響以外，鞋底后蹺高度、前掌著地部位、鞋底前蹺高度的合理設計對提升鞋產(chǎn)品合腳舒適性的影響也非常重要。

3 腳型數(shù)據(jù)是鞋楦數(shù)字化依據(jù)

原中國輕工業(yè)部制鞋工業(yè)科學研究所幾十年來對中國人群腳型調(diào)查研究所獲得的行走、運動狀態(tài)下中國人群的腳型數(shù)據(jù)，為相關國家標準制修訂提供參考依據(jù)。然而，人口結構、生活方式的變化，新型鞋楦、制鞋材料的出現(xiàn)，流行時尚潮流的影響，傳統(tǒng)制鞋產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化轉型升級壓力的加大，要求制鞋行業(yè)相關機構、骨干企業(yè)應在做好技術傳承的同時，加強對現(xiàn)代中國人群腳型與楦型、楦型與鞋型、鞋型與鞋產(chǎn)品合腳舒適度之間辯證統(tǒng)一關系的研究。

當今時代，隨著數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展，為賦能制鞋產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，提供更多實現(xiàn)途徑，可以說“得數(shù)據(jù)者得天下”。

任何行業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計以后，它的歷史軌跡會告訴人們行業(yè)下一步發(fā)展的方向。也就是說通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，可以總結經(jīng)驗、積累知識，從而找到相關行業(yè)技術發(fā)展的客觀規(guī)律。如通過腳型調(diào)查研究，得到500成年男性人群的腳型數(shù)據(jù)，從中找到符合255 mm腳長、二型半跖圍腳型范圍的有175人， 并計算175人腳型數(shù)據(jù)中的“中間值”，同時結合相關受調(diào)查人群對鞋產(chǎn)品合腳舒適性的具體要求，作為研究制訂鞋楦標準的依據(jù)，并為實現(xiàn)鞋楦、鞋產(chǎn)品數(shù)字化設計與制作提供支撐。只要樣本人群數(shù)量足夠大，所獲得的數(shù)據(jù)符合大多數(shù)人群腳型規(guī)律，再結合多年來的實際設計工作經(jīng)驗及目標客戶對合腳舒適性的具體要求，通過驗證試驗，就可以最終確定鞋楦、鞋產(chǎn)品具體設計尺寸數(shù)據(jù)。

4 標準制修訂與時代發(fā)展同步

早在1965年，在輕工業(yè)部和化學工業(yè)部的直接領導下，開始組織相關部門對鞋楦標準化技術進行科技攻關，并集聚國內(nèi)制鞋專家及相關科技人員，成立 “四鞋辦公室”，先后收集了德國、英國、捷克、意大利、日本、蘇聯(lián)等制鞋先進國家的鞋楦設計技術相關資料，進行學習研究。

此后，《中國鞋號和中國鞋楦系列》標準被定為“六五”國家科技攻關項目，由輕工業(yè)部制鞋工業(yè)科學研究所(成立于1973年)、化工部上海膠鞋研究所 (成立于1981年)共同承擔完成GB 3293—1982《中國鞋號及鞋楦系列》標準制定。從那時開始，我國就有了自己的鞋號標準、鞋楦系列標準。

2004年全國制鞋標準化技術委員會組織專家對GB 3293—1982標準進了修訂，2007年完成修訂工作，并頒布實施GB 3293—2007《中國鞋楦系列》國家標準。2012年，全國制鞋標準化技術委員會成立IS0/TC 137WG1工作組(本文作者任該工作組組長)對GB 3293—2007標準進行了近四年的修訂工作，于2016年完成修訂工作，并頒布實施GB/T 3293—2017《中國鞋楦系列》。

“中國鞋楦系列數(shù)據(jù)尺寸”標準體系的構建，歷經(jīng)了我國三代制鞋科技人員的不懈努力和幸勤勞動，相關國家標準是由我國制鞋科技的一項基礎性科研成果轉化而制定形成的，并已轉化為我國制鞋產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實生產(chǎn)力。幾十年來，這項科技成果為我國制鞋工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻�？梢哉f沒有國家的力量是很難完成這項基礎性制鞋科研工作的。

5 鞋楦數(shù)字化與鞋企智能制造

依據(jù)《中國鞋楦系列》國家標準的具體內(nèi)容，圍繞腳型規(guī)律與鞋楦造型之間、鞋楦造型與鞋產(chǎn)品各部件尺寸數(shù)據(jù)設計及鞋產(chǎn)品合腳舒適性之間辯證關系的研究，鞋楦數(shù)字化技術和鞋楦標準化技術的具體內(nèi)容可以涵蓋皮鞋、休閑鞋、一般運動鞋、布鞋、軍用鞋、專業(yè)運動鞋、專業(yè)工作鞋和勞動保護鞋品類相關的男、女、童各種鞋楦的三維立體系列尺寸數(shù)據(jù)化等。

鞋楦三維立體尺寸數(shù)據(jù)包括：鞋楦底部造型設計需要的鞋楦底部形態(tài)尺寸數(shù)據(jù)、鞋楦各部位寬度尺寸數(shù)據(jù)、鞋楦各部位高度尺寸數(shù)據(jù)。這三組數(shù)據(jù)是實現(xiàn)鞋楦三維立體造型設計制作數(shù)字化技術應用的主要依據(jù)。

現(xiàn)代鞋款設計中，可通過三維立體掃描儀，將鞋楦掃描后生成的數(shù)據(jù)輸入電腦，使用專業(yè)軟件在鞋楦建模上進行幫樣三維設計，并在電腦中生成鞋款三維立體效果圖像，將幫樣三維設計圖像文件輸入切割機，級放切割成套幫面樣版。同時可獲取幫面樣版尺寸數(shù)據(jù)，為后續(xù)幫樣設計與裁切數(shù)字化技術創(chuàng)新，提供數(shù)據(jù)支持。另外還有各種鞋底三維立體造型設計尺寸數(shù)據(jù)、鞋墊三維立體造型設計尺寸數(shù)據(jù)、鞋跟三維立體造型設計尺寸數(shù)據(jù)、成型中底三維立體造型尺寸數(shù)據(jù)，這些鞋產(chǎn)品造型設計尺寸的數(shù)字化是企業(yè)實現(xiàn)高品質(zhì)鞋產(chǎn)品智能制造的關鍵。

6 結束語

鞋楦數(shù)字化技術的研發(fā)、應用、推廣是制鞋科技的一項系統(tǒng)工程，需要得到政府、行業(yè)、企業(yè)的大力支持，因為該項工程需要一定的科技資金投入，更重要的是需要專業(yè)科技團隊和專業(yè)人員耗費一定的時間和投入足夠力量才能完成。如需要來自行業(yè)協(xié)會、科研機構、大專院校的專業(yè)人士及鞋楦專家、鞋類產(chǎn)品設計師、高技能技師等人員的參與，并得到科技領先鞋楦設計制造企業(yè)的支持，才能使鞋楦數(shù)字化技術成果實現(xiàn)成功轉化，并通過科技領先制鞋企業(yè)，將“數(shù)字化鞋楦”轉化為高質(zhì)量鞋類產(chǎn)品，完成鞋產(chǎn)品合腳舒適性驗證工作。

此外，鞋楦數(shù)字化技術成果的轉化和應用，還需要包括鞋底廠、鞋墊廠、中底廠、半托底廠、鞋跟廠等在內(nèi)的制鞋產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)的協(xié)同配合、共同努力，通過一批優(yōu)秀鞋企的先行先試以取得足夠的經(jīng)驗，再帶動更多企業(yè)推廣、應用該項技術，為市場提供更多不同品類的美觀新穎、合腳舒適、環(huán)保衛(wèi)生、護足保健的中國名優(yōu)、名牌鞋類產(chǎn)品，從而推動中國實現(xiàn)向制鞋強國的歷史性跨越。