模块化设计到集成化服装的发展浅析

吴朝伦

（郑州轻工业大学 艺术设计学院，河南 郑州 450000）

目前，模块化设计主要存在于有固定规格的工业产品设计中，随着人们对服装属性要求的提高以及新技术的不断问世，模块化思想也被运用到了服装设计当中。如今，无论是在影视、时尚、文学作品等各种艺术行业里，还是在日常生活中，人们都能看到未来服装、智能服装、可穿戴设备的广泛应用。服装作为人类的“第二皮肤”，在未来的发展中必然会成为科技设备的载体。模块化设计可以用种类、数量有限的模块组成尽可能多的种类、规格、性能、功能各异的产品，更好地满足市场需求。

1 服装模块化设计的功效

1962 年，模块化设计概念第一次被提出。模块化设计是在一定数量模块的基础上，通过应用系统的分解、组合原理，完成不同模块之间的动态整合以满足市场需求的一种设计方法[1]。服装模块化设计的功效主要有两类：（1）以功能需求为划分依据，即根据产品的功能需求进行模块化设计，准确把握每一模块所具有的功能后进行模块的动态整合。（2）以产品结构为划分依据，即以服装为载体，研究每一模块与其结合的方式，以标准规格的接口对各个结构进行连接，保证模块的互换性[2]。

1.1 以功能基础为划分依据

以功能基础为划分依据的服装模块化设计能够满足某种职业的特性和需求，与以往单纯被动的辅助有一定差别，这种产品的设计有着模块化特点和主动辅助功效，例如俄罗斯研发的Ratnik-3“未来士兵”系统就是一套以功能基础为划分依据的设计产品。士兵可通过带有电动机和电池的主动外骨骼进行单手持枪精准射击。头盔中配备的瞄准系统能够自动计算目标距离以及所有变量，如风速、风向，空气的温度、湿度等，结合弹道数据计算目标点。此外，系统中的终端设备能够将士兵的各项数据实时传送至指挥中心，必要时可用电流刺激士兵大脑。

1.2 以产品结构为划分依据

以产品结构为划分依据的服装模块化设计同样具有重要的设计功效。例如Fendi在2020年时装秀中推出的“组合西装夹克”，这一系列服装可以根据需要来组合变换，通过调节绳索、拉链、纽扣等，让服装随意组合起来，有效地满足了人们的环保诉求。这种“可拆解服装”与以往“一衣多穿”的不同之处在于，用户可以根据需要自行调节服装结构，从而达到改变服装种类的功效。

2 集成化服装设计现状

技术研究和分析公司Gartner的研究报告显示，随着服装企业的智能化升级以及人们对环保的诉求不断提高，可穿戴设备的热度将进一步提升，集成化服装能够有效地使两者动态结合。

2.1 集成化服装材料

集成化服装材料一般选择功能性材料和服装面料，根据服装的特定功能要求选择相应的智能纺织品，利用织造和粘接的方式将其加工到服装中。目前，已经研发出的智能纺织品主要分为两类，一类是织物本身具有固有属性的材料，包括形状记忆材料、相变材料、变色材料等；另一类是引入传感技术、信息技术、微电子技术且具有偶有属性的织物材料，相关材料和技术包括应用导电材料、低功耗芯片技术、柔性传感器、低功耗无线通信技术等[3]。两种类型的材料各有所长，人们对服装性能要求的不断提高对未来电子类服装的发展有决定性影响。

2.1.1 固有属性材料

固有属性材料织物的功效有智能温控、形状记忆、防水透湿和智能抗菌4个方面。智能温控材料能够对织物温度进行控制，根据其反应方式可分为3类，分别是保温织物、降温织物和调温织物。其中，调温织物的科技含量最高、适用范围最广，在智能运动服、智能内衣等智能服装中都有广泛应用。形状记忆材料能够将具有形状记忆功能的材料利用织造等方式嵌入织物中，以此来实现形状记忆、变形恢复和抗震减压等功效。防水透湿材料具有防水和透湿的功能，在一定压力下具有良好的防水性，人体所散发的汗气可以透过织物扩散或传导到织物之外，且水分不会在体表或织物之间冷凝。智能抗菌材料能够对细菌进行选择性控制，在保证人体体表微生物生长繁殖的同时，能够起到杀菌的功效。智能抗菌织物主要以智能凝胶纤维为基础，把湿纺中的凝胶浸泡在抗菌溶液中，再将浸泡后的凝胶植入织物内部，从而达到抗菌的目的。

2.1.2 偶有属性材料

偶有属性材料织物一般通过新型智能织物及电路工艺，将触摸层、柔性电路等内置到衣物中，赋予织物更方便的远程、手势设备控制等功能。例如谷歌的Project Jacquard和面料电路板（Fabric PCBs）都是偶有属性材料。制作偶有属性材料的主要技术有硬件柔性化技术、电路植入技术、绝缘技术和电路与面料的连接技术。这些技术可以从根本上提高服装的性能，但也对其电学性能提出了更高的要求。

2.2 集成化服装粘接技术

集成化服装的粘接技术是关系其发展的重要方面。目前，集成化服装粘接技术主要分为两类：电子设备或电路通过模块化设计制成具备特定功效的单体，各单体之间可以自由组合，称为单元组合；以服装为主体将电子设备或电路置入织物中，称为整体融合。两种技术并行发展，各有所长。前者的技术较为传统、电学性能较为稳定、灵活性较强，但服用性能较差。后者的服用性能有所提高，但电学性能较差、灵活性较弱，技术实现也相对困难。因此，第一类技术的重点在于提升服装的服用性能，第二类技术的重点在于提高服装的电学性能。

2.2.1 单元组合技术

电子设备和电路通过缝纫、粘贴等方式将织物结合设计为各个单体，各个单体之间也可以用卡扣、拉链等特殊构造进行组合及互换。提升服装的服用性能主要可以从舒适性和耐用性两个方面考虑，可以运用人机功能学对单体的大小、形状、位置进行系统设计，提升服装的舒适性。耐用性方面主要考虑服装的可水洗性，一般采用可拆卸技术，在洗涤服装时将电子设备取出，从而延长产品的使用周期。

2.2.2 整体融合技术

整体融合技术并非是简单地将模块和服装结合，而是通过运用电子器件柔化技术、面料电路板技术、服装与电子元件结合技术和绝缘技术等将电子元件融入服装。以服装为主要载体，通过线路将各个元件相互联通，从末端收集信息至始端微型计算机进行数据分析，再由计算机下达指令至终端设备，线路作出反应后形成闭合回路，从而使各个元件相辅相成，进一步提升服装的功能性和专业性。

3 集成化服装的发展前景

3.1 集成化服装的服用性

集成化服装应当具有服装的基本性能和舒适性能，满足消费者在日常生活中的使用需求。在进行设计时，要充分考虑人体的结构、心理、力学等与产品和外界环境之间的协调关系，对硬件的大小、位置进行科学划分，从而满足人身心活动的要求[4]。技术上主要体现在硬件部分的微型化、柔性化处理，研发出高能效、低功耗的电子元件，提升产品的续航能力。

3.2 集成化服装的实用性

集成化服装应具备一定的实用性能，而非现阶段市面上仅有的简单功能。用户对产品的新奇感比较短暂，因此，在产品设计中要先了解用户需求，重点解决用户关注的核心问题，提高产品的专业化程度，才能够真正达到提升工作效率的目的，使产品具有一定的用户黏度。

3.3 人机交互技术

未来集成化服装在交互方式上具有多元性的特征，诸如触摸式交互、语音识别技术、体感技术、增强现实技术、无声识别技术等。用户在接收信息后，使用简单的方式对产品进行操纵，对提高工作效率和生活质量具有很大帮助[5]。随着科技的不断进步，交互技术层出不穷，新的交互技术变得越来越智能和便捷，但无论何时，交互系统的设计始终要本着“以人为本”的设计理念，设计之初应考虑穿着者的生理和心理需求，确保用户在使用时能够掌握主动权，使产品变得更智能、更人性化。

3.4 集成化服装的循环设计

在集成化服装的设计、生产过程中，模块的配置是细致而庞大的工程。功能多样的服装在设计之初就应对其回收、替换过程中可能采用的再造手法进行规划，主要包括款式结构、面料、色彩和工艺4个方面的循环设计。通过循环设计可以提升服装的多样性，消费者在选配服装时会有更大的自由度，从而满足不同消费者的不同需求[6]。同时，循环设计在延长服装生命周期和环保方面也起到了积极作用。

3.5 集成化服装的产业链

集成化服装在生产方式中涉及众多环节，以产业分工的不同可以将其分为3个部分：（1）关键电子元件的生产与研发；（2）交互系统的技术和方法；（3）产品的集成设计和后续服务。当集成化服装的产业链不够完善时，硬件开发公司会对电子元件的性能和功效进行大量研究，容易忽视其产品在服装中的服用性。而软件公司也会注重交互软件的持续开发，忽略硬件的生产与服务，从而导致集成化服装产业链断裂的情况。

4 结语

在集成化服装的设计之中运用模块化设计思维，不仅体现了模块化设计方法，也为服装设计领域带来了创造性和便捷性。“中国制造”2025将智能服装作为具体战略的组成部分，预示着服装产业走向智能化势在必行，也体现了服装市场的发展趋势。未来集成化服装必然会以科技为动力、以市场为导向、以用户为中心，朝着舒适化、智能化和专业化的方向不断发展。只有如此，中国服装才能在今后国际市场的激烈竞争中立于不败之地。