鞋楦數(shù)字化是鞋類設(shè)計與制造的核心技術(shù)

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

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

摘 要：主要論述了“鞋楦數(shù)字化”是設(shè)計與制造高質(zhì)量鞋類產(chǎn)品的關(guān)鍵核心技術(shù)，及其對鞋楦企業(yè)設(shè)計制造鞋楦、制鞋企業(yè)設(shè)計制造高品質(zhì)鞋產(chǎn)品、提升消費(fèi)者在實(shí)際穿著鞋產(chǎn)品中對其舒適性、時尚性等方面體驗(yàn)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(guān)系，為設(shè)計人員正確掌握和運(yùn)用各類鞋楦的設(shè)計尺寸數(shù)據(jù)、推動鞋楦標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、適時修訂相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，提供參考與依據(jù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;標(biāo)準(zhǔn)化;創(chuàng)新設(shè)計;合腳性;腳型數(shù)據(jù)

引 言

“鞋楦數(shù)字化技術(shù)”是設(shè)計制造高質(zhì)量鞋類產(chǎn)品的關(guān)鍵核心技術(shù)，也是推廣應(yīng)用制鞋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)及數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)。

自20世紀(jì)70年代以來，鞋楦數(shù)字化技術(shù)和制鞋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)就是我國制鞋技術(shù)領(lǐng)域里的研究重點(diǎn)，也取得了一些重要科技成果，為制鞋企業(yè)設(shè)計制造高質(zhì)量鞋類產(chǎn)品提供基礎(chǔ)性技術(shù)支撐。以中國人的腳型規(guī)律為依據(jù)而制定的國家標(biāo)準(zhǔn)《中國鞋楦系列》，是鞋楦數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)。只有不斷提升鞋楦數(shù)字化技術(shù)水平，才能為我國制鞋行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)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(shí)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(shù)，讓國產(chǎn)高質(zhì)量鞋產(chǎn)品服務(wù)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(shè)計制造技術(shù)、技能。制鞋企業(yè)只有著力提升企業(yè)設(shè)計制造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的能力，才能真正做優(yōu)做強(qiáng)我國制鞋產(chǎn)業(yè)，中國才能實(shí)現(xiàn)建設(shè)世界制鞋強(qiáng)國的夢想。

1基礎(chǔ)性技術(shù)研究應(yīng)得到重視

皮革行業(yè)“十四五”高質(zhì)量發(fā)展指導(dǎo)意見指出： 新冠疫情加速了數(shù)字變革，以人工智能技術(shù)為標(biāo)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(guān)鍵性技術(shù)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(hù)足保健康和美觀新穎作為基礎(chǔ)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(shè)計方面，只有善于集成國際先進(jìn)制鞋行業(yè)在設(shè)計制造方面的先進(jìn)技術(shù)，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(shù)進(jìn)步的誤區(qū)。促進(jìn)我國制鞋行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)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(chǔ)性研究。鞋楦生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)人員、設(shè)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(jìn)行鞋楦設(shè)計這一項(xiàng)基本技術(shù)，并以此為前提，加快推進(jìn)鞋楦數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展。只有掌握鞋靴數(shù)字化技術(shù)這一核心技術(shù)，才能進(jìn)一步提高我國制鞋企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力，實(shí)現(xiàn)我國從世界制鞋大國穩(wěn)步邁向世界制鞋強(qiáng)國的目標(biāo)。

要想成為一個現(xiàn)代化的設(shè)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(shù)和制鞋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研發(fā)進(jìn)度，加速自動化、智能化、柔性化制造轉(zhuǎn)型，不斷提升產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新能力，才能更好地順應(yīng)新時代鞋類市場發(fā)展趨勢。此外，企業(yè)還應(yīng)加強(qiáng)提升整體設(shè)計制造技術(shù)、技能，才能在不斷提升鞋產(chǎn)品色彩、款式和造型等外觀設(shè)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(xí)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(shè)計要求按照腳型規(guī)律(《中國鞋楦系列》)并結(jié)合面料延伸性能、款式、造型等因素進(jìn)行綜合考慮，如果鞋型號對應(yīng)的尺寸數(shù)據(jù)設(shè)計得過小，就會因?yàn)樾�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(yīng)的尺寸數(shù)據(jù)設(shè)計得過大，則會因?yàn)樾�過肥而不跟腳，出現(xiàn)行走過程中鞋脫落的尷尬情況，導(dǎo)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?fù)?dān)心鞋會脫落又不會對腳產(chǎn)生擠壓。如果一雙鞋子達(dá)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(shí)用價值的鞋。所以一雙好鞋的價值應(yīng)該是美觀、新穎相融合，而且合腳舒適，讓穿著者在行走、運(yùn)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(hù)足保健作用。因此，鞋的設(shè)計制造一定要將其穿著實(shí)用性和護(hù)足保健性放在首位，同時兼顧款式設(shè)計美觀大方、時尚新穎。這樣的鞋才能讓消費(fèi)者獲得良好的穿著體驗(yàn)，才能抓住消費(fèi)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(shè)計制造技術(shù)而著稱的國際品牌“愛步”那樣，成為消費(fèi)者認(rèn)可與喜愛的有價值的品牌產(chǎn)品。

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

(1)鞋楦底型設(shè)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(shè)計要好，而鞋楦前掌外側(cè)寬度數(shù)據(jù)要適當(dāng)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(dāng)外展而不受擠壓，獲得更好的舒適感受;

(3)鞋墊設(shè)計符合腳底形態(tài)，且材料軟硬度適當(dāng)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(jìn)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(shí)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(shè)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(shè)計人員在掌握中國人群腳型規(guī)律的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理地設(shè)定鞋楦各部位尺寸數(shù)據(jù)，使鞋墊、鞋底、楦底完全吻合，進(jìn)一步提升鞋產(chǎn)品的合腳舒適性，這才是企業(yè)研發(fā)、應(yīng)用鞋楦數(shù)字化技術(shù)的最終目的。

鞋底造型尺寸數(shù)據(jù)設(shè)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(shè)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(shè)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(xué)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(yùn)動狀態(tài)下中國人群的腳型數(shù)據(jù)，為相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂提供參考依據(jù)。然而，人口結(jié)構(gòu)、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(zhuǎn)型升級壓力的加大，要求制鞋行業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)、骨干企業(yè)應(yīng)在做好技術(shù)傳承的同時，加強(qiáng)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(guān)系的研究。

當(dāng)今時代，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(shí)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(jié)經(jīng)驗(yàn)、積累知識，從而找到相關(guān)行業(yè)技術(shù)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(jié)合相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)，并為實(shí)現(xiàn)鞋楦、鞋產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)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(jié)合多年來的實(shí)際設(shè)計工作經(jīng)驗(yàn)及目標(biāo)客戶對合腳舒適性的具體要求，通過驗(yàn)證試驗(yàn)，就可以最終確定鞋楦、鞋產(chǎn)品具體設(shè)計尺寸數(shù)據(jù)。

4 標(biāo)準(zhǔn)制修訂與時代發(fā)展同步

早在1965年，在輕工業(yè)部和化學(xué)工業(yè)部的直接領(lǐng)導(dǎo)下，開始組織相關(guān)部門對鞋楦標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)進(jìn)行科技攻關(guān)，并集聚國內(nèi)制鞋專家及相關(guān)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(jìn)國家的鞋楦設(shè)計技術(shù)相關(guān)資料，進(jìn)行學(xué)習(xí)研究。

此后，《中國鞋號和中國鞋楦系列》標(biāo)準(zhǔn)被定為“六五”國家科技攻關(guān)項(xiàng)目，由輕工業(yè)部制鞋工業(yè)科學(xué)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(dān)完成GB 3293—1982《中國鞋號及鞋楦系列》標(biāo)準(zhǔn)制定。從那時開始，我國就有了自己的鞋號標(biāo)準(zhǔn)、鞋楦系列標(biāo)準(zhǔn)。

2004年全國制鞋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織專家對GB 3293—1982標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)了修訂，2007年完成修訂工作，并頒布實(shí)施GB 3293—2007《中國鞋楦系列》國家標(biāo)準(zhǔn)。2012年，全國制鞋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了近四年的修訂工作，于2016年完成修訂工作，并頒布實(shí)施GB/T 3293—2017《中國鞋楦系列》。

“中國鞋楦系列數(shù)據(jù)尺寸”標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)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(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)是由我國制鞋科技的一項(xiàng)基礎(chǔ)性科研成果轉(zhuǎn)化而制定形成的，并已轉(zhuǎn)化為我國制鞋產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。幾十年來，這項(xiàng)科技成果為我國制鞋工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)�？梢哉f沒有國家的力量是很難完成這項(xiàng)基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)計及鞋產(chǎn)品合腳舒適性之間辯證關(guān)系的研究，鞋楦數(shù)字化技術(shù)和鞋楦標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的具體內(nèi)容可以涵蓋皮鞋、休閑鞋、一般運(yùn)動鞋、布鞋、軍用鞋、專業(yè)運(yùn)動鞋、專業(yè)工作鞋和勞動保護(hù)鞋品類相關(guān)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(shè)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(shí)現(xiàn)鞋楦三維立體造型設(shè)計制作數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的主要依據(jù)。

現(xiàn)代鞋款設(shè)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(jìn)行幫樣三維設(shè)計，并在電腦中生成鞋款三維立體效果圖像，將幫樣三維設(shè)計圖像文件輸入切割機(jī)，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(shè)計與裁切數(shù)字化技術(shù)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(shè)計尺寸數(shù)據(jù)、鞋墊三維立體造型設(shè)計尺寸數(shù)據(jù)、鞋跟三維立體造型設(shè)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(shè)計尺寸的數(shù)字化是企業(yè)實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)鞋產(chǎn)品智能制造的關(guān)鍵。

6 結(jié)束語

鞋楦數(shù)字化技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用、推廣是制鞋科技的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要得到政府、行業(yè)、企業(yè)的大力支持，因?yàn)樵擁?xiàng)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(tuán)隊(duì)和專業(yè)人員耗費(fèi)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(jī)構(gòu)、大專院校的專業(yè)人士及鞋楦專家、鞋類產(chǎn)品設(shè)計師、高技能技師等人員的參與，并得到科技領(lǐng)先鞋楦設(shè)計制造企業(yè)的支持，才能使鞋楦數(shù)字化技術(shù)成果實(shí)現(xiàn)成功轉(zhuǎn)化，并通過科技領(lǐng)先制鞋企業(yè)，將“數(shù)字化鞋楦”轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量鞋類產(chǎn)品，完成鞋產(chǎn)品合腳舒適性驗(yàn)證工作。

此外，鞋楦數(shù)字化技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)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(yàn)，再帶動更多企業(yè)推廣、應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，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(hù)足保健的中國名優(yōu)、名牌鞋類產(chǎn)品，從而推動中國實(shí)現(xiàn)向制鞋強(qiáng)國的歷史性跨越。