王兰敏，肖爱民，徐 红，王红敏，古丽加依达尔·革命别克，第那拉·黄太，陈 伶

(1.新疆大学 纺织与服装学院，新疆 乌鲁木齐 830046； 2.郑州大学 信息工程学院，河南 郑州 450001)

女性青睐于能展现优美曲线的裤装，王朔[1]通过对197位青年女性的调查发现,61.9%青年女性对所购买的裤装提臀效果不满意，并运用正交法对贴体女裤裆部结构进行了细化研究。严燕连等[2]针对扁平臀型的合体裤装结构进行了优化设计，并进行了主观评价。屠华[3]运用对样裤拓版的方法得出影响提臀效果的结构设计参数并进行实验研究，得出随着总裆宽的减小，后上裆倾斜角的增大，前后裆宽比减小，裤子提臀效果变好的规律。钱瑶婷等[4]对国内提高牛仔裤臀部塑性的方法进行了总结，并指出关于提臀牛仔裤的结构研究较少，实现具有优良提臀效果的结构有待进一步研究。目前对于裤装提臀效果的研究较少且不系统全面，提臀效果及舒适度是人们购买裤装时重要参考指标之一，因此关于裤子提臀性能的结构研究十分必要。

田口实验设计方法(简称田口实验方法)是由日本的田口玄一博士提出，该方法是利用正交表来挑选实验条件和安排实验的方法，相对于传统正交试验极大地减少了实验次数，是一种低成本、高效益的实验方法。田口实验方法注重“源流”管理理念，即开发设计环节是保证产品质量的源流，即为上游，制造和检验阶段是下游，上游是决定产品质量的关键。本文运用田口实验方法，从裤子结构设计的源头进行控制处理，以提高裤子提臀效果的稳定性。运用田口实验方法不仅能减少实验中的试错次数，而且能设计出满足顾客使用需求的最优化裤子结构。

1 提臀效果的信号因素及水平

裤子臀部结构见图1。示出了影响裤子提臀性的主要因素，横裆线以上部分是裤子结构设计的重点，总裆宽占臀围百分比(简称总裆宽占比)、前后裆宽比、后上裆倾斜角、起翘量的大小是影响裤子提臀效果的关键因素。

图1 裤子臀部结构

总裆宽取决于人体臀胯部的厚度，对裤子的适体性具有显著的影响。在理论上总裆宽超过净臀围的12%就能满足人体的需求，但在设计裤子结构时，一般选择总裆宽占比为14%～16%[3]。

前后裆宽比分别对应小裆弯和大裆弯在横裆线上的水平投影[5]。前后裆宽比越小，即后裆宽占总裆宽的比例越大，满足臀部上翘的量越多，裆部贴体性越好。一般裤子前后裆宽比约为1∶2[6]，总裆宽越小，臀部越紧身相当于对臀部施加了轻度压力，使臀部曲线自然托高，达到提臀效果[3]。

臀凸点高及臀腰差的大小影响后上裆倾斜角。臀凸-及臀腰差越大后上裆倾斜角越大，反之越小。 弹性面料满足合体裤型的后裆倾斜角一般选择10°～15°，无弹性面料选择12.5°～15.0°[7]。

起翘量的设置是为了弥补人体在进行弯腰、下蹲、跳跃等动作时伴随人体体表皮肤的牵伸而引起后上裆量的不足。熊晓光[8]研究指出合体裤的起翘量设置在1.5～3.0 cm能满足人体需要。

依据参考文献[6-8]，选取显著影响裤子提臀效果的总裆宽占比、前后裆宽比、后上裆倾斜角、起翘量作为信号因素，每个因素选取4个水平,田口实验信号因素水平表见表1。

表1 田口实验信号因素水平表

2 实验部分

2.1 样裤规格

本文实验选用白坯布制作贴体裤裤型，依照贴体裤的放松量原则确定腰围放松量为2 cm，臀围放松量为4 cm。样裤规格为：裤长94 cm、腰围70 cm、脚口围22 cm。

2.2 实验设计思路

实验共设计18条样裤，第1条根据原型纸样制作，称为原型版裤，第2～17条根据田口实验方法设计的参数制作实验版裤，第18条为根据最优化试验方案制作的优化版样裤。最终通过原型版裤、实验版裤、优化版样裤的评价判定田口实验方法的价值。

2.3 田口实验方案

田口实验设计方法具有正交性，即每个因素的各水平与其他因素的各水平组合1次，具有均匀分散性和整齐可比性。“均匀分散性”指在每一列中不同水平出现的次数相同，“整齐可比性”指任意2列中各水平的排列方式齐全且均衡。本文采用田口实验方法，进行4因素4水平的实验，以确定裤子提臀效果最优的设计方案。

2.4 主客观评价指标

提臀效果好的裤子具有臀凸感明显、臀凸点高，后浪与人体贴合度良好的特征，因此将臀凸角和臀凸点高定为评判提臀效果的客观指标。主观评价为穿着者及观察者对裤子提臀效果的主观评价指标。主观评价由穿着者和观察者进行评判。穿着者评判依据是穿着时在弯腰、蹲、跨、跳、走、坐等动作时是否有牵扯感和紧绷感，程度大小用紧、略紧、正好、略松、非常松表示。观察者的评判依据为裆部线条与臀沟的契合程度、臀凸感、臀部是否有褶皱。穿着者及观察者主观评价指标分为1～5级，1级最差、5级最好。

3 实验结果分析

3.1 原型版样裤分析

运用原型纸样依据样裤规格进行打板，得到的裤子臀凸角为18°，臀凸点高为84.17 cm，主观评价为3级。说明原型版裤子提臀效果并不理想，因此进行优化实验研究。

3.2 实验版样裤分析

3.2.1 实验结果

信噪比是表征产品性能稳健性的指标[9]，本文实验将臀凸角、臀凸点高度和主观评价作为裤子提臀性能的响应数据。信噪比越大，表示该实验的提臀性能越优。田口实验正交分析见表2。其中臀凸角、臀凸点高度、主观评价数据为6位专业人士对同一模特穿着实验样裤进行客观及主观评价的平均值。可以看出，第13组实验的提臀效果最好，第1组实验的提臀效果最差。

3.2.2 信号因素对提臀性影响程度判定

信噪比响应表可以反映各信号因素对提臀效果的影响程度，是对指标均值的一种响应。通过信噪比响应表可以推断出每个因子的最佳水平。通常田口实验设计的目标是实现标准差最小化，信噪比最大化，均值尽可能大。本文实验的信噪比响应表见表3。其中Delta是信噪比的极差值[10]，Delta越大表示该因素对裤子的提臀效果影响越显著。排秩与Delta相对应，Delta中最大的对应排秩中的1，次之的对应排秩中的2，依此类推，最小的对应排秩中数值最大的。由表3可以得出，起翘量对裤子提臀效果影响显著，4个因素对提臀效果的影响程度依次为：起翘量>后上裆倾斜角>总裆宽占比>前后裆宽比。

表2 田口实验正交分析

表3 信噪比响应表

3.2.3 最优因素水平确定

通过Minitab统计软件中的DOE(实验设计)田口实验法可以做出表3对应的信噪比主效应图，见图2。采用图2可以检查一个或多个因子水平均值之间的差值。因子的每个水平以相同方式影响响应，且不同水平对响应的影响不同。图2还可以反映各因素对提臀效果影响的趋势，各个因素的斜率根据不同的指标产生变化。信噪比越高表示该因素该水平输出的性能稳健性越好，其预测误差越小。其中后上裆倾斜角的斜率较大，对裤子提臀性的影响显著。由图2可以得出，达到最优提臀性能的因素水平为A4B2C4D2,即总裆宽占比16%，前后裆宽比 1∶2.7，后上裆倾斜角15.5°，起翘量为2 cm。

残差图一般用于检验回归方差分析及拟合优度问题。图3为信噪比残差图。

图2 信噪比主效应图

图3 信噪比残差图

图3(a)显示了实验样本残差的累积频率分布与理论正态分布的累积概率分布之间的关系，可以看出实验样本残差的分布不成一条直线，说明影响提臀效果的结构信号因子不成正态分布；图3(b)中”拟合值” 表示信噪比预测值，残差随机分布在0值上下两侧，说明信号因子满足方差分析；图3(c)中“频率”表示残差值在实验中出现的次数，图3(d)中“观测值顺序”为田口实验编号，从图3(c)(b)可以看出假设评价指标误差稳定，无畸变点出现。

3.2.4 信噪比交互作用

影响提臀效果的各因素信噪比交互作用矩阵见图4。可以看出，各因子各水平斜率都相互交叉，总裆宽占比、前后裆宽比、后上裆倾斜角、起翘量4个因素任意2个因素间都有交互作用。如当总裆宽占比13.0%～13.2%时，前后裆宽比为1∶2.5，后上裆倾斜角为13.5°，起翘量为2 cm最优；当总裆宽占比13.2%～14.3%时，前后裆宽比为1∶2.9，后上裆倾斜角为14.5°，起翘量为2 cm最优；当总裆宽占比14.3%～15.5%时，前后裆宽比为1∶2.7，后上裆倾斜角为12.5°，起翘量为2 cm最优；当总裆宽占比15.5%～16%时，前后裆宽比为1∶2.3，后上裆倾斜角为15.5°，起翘量为2 cm最优。同理可以从图4预测并优化不同因子之间的水平，为提高裤子的提臀效果提供依据。同时可以得出在A、B、C合理水平下，起翘量为2 cm总是最优的。

3.2.5 方差分析

图4 信噪比交互作用矩阵图

方差分析用于2个或2个以上样本均数差别的显著性检验[11]，可计算出各信号因子对提臀效果影响的大小。信噪比方差分析见表4。其中p值表示模型及各个因子的显著水平，系统默认值α为0.05。从表4可以看出，起翘量对应的p值<0.05，说明起翘量对提臀效果影响显著，其他3个因子影响相对较小。

表4 信噪比方差分析

注：Seq SS为顺序SS偏差平方和；Adj SS为调整后的偏差平方和；Adj MS为调整后的平均后的偏差平方和；F为2个均方的比值。

3.3 优化版样裤预测及实验

综上所述，通过对信噪比主效应(图2)的分析得到最优提臀性能的因素水平为总裆宽占比16%,前后裆宽比1∶2.7，后上裆倾斜角15.5°，起翘量2 cm，而该组数据并未在表2的16组实验中。利用Minitab统计软件对该组信号因素水平进行预测并进行实验，得出预测的信噪比为-0.906 924，大于表2最优的第13组实验的信噪比(-0.993)，可以预测在该最优信号水平下的提臀效果优于表2第13组实验的结果。在该信号因素水平下做出第18条优化版样裤，并通过6位专业人士对模特穿着的优化版样裤进行客观及主观评价，得到优化版样裤性能指标的平均值为臀凸角23.33°，臀凸点高84.67 cm，主观评价指标为4.33级。验证了在该信号水平对裤子提臀效果进行了更好的优化。

4 结 论

①使用信噪比响应表可判断出后上裆倾斜角对裤子提臀性的影响最显著，4个信号因素对提臀效果的影响程度依次为：起翘量>后上裆倾斜角>总裆宽占比>前后裆宽比。

②采用Minitab统计软件中的DOE田口实验法作出信噪比主效应图，据此得出最优提臀性能的信号因素水平为：总裆宽占比16%，前后裆宽比1∶2.7，后上裆倾斜角15.5°，起翘量2 cm。

③通过影响提臀效果的各因素信噪比交互作用矩阵图可以判断出各信号水平的交互关系，预测并优化不同因子之间的水平，为提高裤子的提臀效果提供依据，并得出起翘量为2 cm是最合理的。

④通过对第18条优化版样裤的测量及主客观评价得出，优化版样裤的臀凸角为23.33°，臀凸点高为84.67 cm，主观评价等级为4.33，与田口实验正交分析表最优的第13组实验结果相比臀凸角基本相同，臀凸点提高0.17 cm，主观评价指标提高0.03个级别。相对于原型版裤的臀凸角提高5.88°，臀凸点高提高0.5 cm，主观指标评价提高1.33个级别。实验结果表明田口实验方法对裤子提臀性的结构优化研究的有效性。