国内外研究现状及趋势概述

目前国内外专家和学者对鞋类数字化技术做了大量的研究，分为以下五个方面：鞋类产品生命周期的研究、鞋服大数据的研究、制鞋CAD/CAM技术的研究、虚拟展示技术的研究以及数字化设计平台的研究。

产品的生命周期（Product Life Cycle）是指由投入期、成长期、成熟期和衰退期四个时期构成的产品生命历程；而针对生命周期及过程的管理，称为产品生命周期管理（Product Life Cycle Management）。基于互联网和信息化变革的背景之下，需要首先梳理产品生命周期的特点，并开展系统性研究，才能够掌握产品研发和销售的趋势及规律，从而取得产品在市场中的领先优势。

英国的Gompertz（龚伯兹）参考某类产品的原型和国内外类似产品的销售统计记录，用数学的方法和类比的方法，把产品生命周期的研究与生物老化现象的规律（成长曲线）结合起来，提出了Gompertz曲线模型。Gompertz曲线的出现标志着产品生命周期理论的研究从定性研究转变为定量研究。而以美国市场营销大师菲利普·科特勒^[1]为主的学者们用产品生命周期概念描述出各阶段主要营销挑战的特性，并提出企业应实行的可供选择的营销战略。随着经济的进一步发展，国际间的交流越来越频繁，产品的需求不断扩散，使得产品的生命周期在时间和空间广度上实现了延长。基于国际间的贸易，Vernon^[2]对此进行了深入研究，形成了以研究国际贸易为核心的产品生命周期理论。随着信息技术革命和全球的互联网化，产品生命周期在技术创新中获得了新的生命，衍生出了技术生命周期理论、技术S曲线等。

虽然我国在生命周期理论研究方面起步晚，但现有的研究已经构建出了有中国特色的产品生命周期体系。汪兴东^[3]针对数码产品生命周期短的特点，建立模型来描述数码产品的生命周期；李锐娟^[4]以短生命周期产品的库存和价格折扣问题为出发点，描述短生命周期产品的变质现象，并提出了建立库存模型的三种方法：①以变质率为基础提出假设，将时间和产品变质率作为变量，建立了变质率与时间的关系模型；②考虑到短生命周期产品单位库存成本不断增加，价格将不断下降，其持有时间越长、风险越大等特点，建立了时间与风险的关系模型；③考虑到短生命周期产品价格持续下降，产品价格的不断下降造成无形变质，建立了短生命周期产品的价格与时间的关系模型。最后，她将三个模型结合建立了新的库存模型。类似的，王琦^[5]围绕短生命周期产品的价格折扣问题进行讨论，由于短生命周期产品有特定的属性，使得产品的经销商经常降价销售来避免产品过分贬值。他们通过对价格折扣时机的抉择和价格折扣额度的确定两大部分展开讨论，最终提出一个简单的模型来帮助我国短生命周期产品经销商定量的掌握产品价格折扣时机选择的科学方法。

在产品设计领域，张建超^[6]利用产品生命周期对产品设计过程的指导作用，将“产品生命周期概念”引入色彩设计，探讨色彩与产品生命周期之间的联系，运用营销学、色彩学、哲学、流行色等理论和方法，归纳总结了基于产品生命周期的色彩营销与产品色彩设计方法。同时，何秋霞^[7]和杨雨雨^[8]针对服装产品生命周期短的特点，研究了服装各品类的产品生命周期模型，并基于四家大型服装企业的部分销售数据，建立了相关服装产品生命周期模型。

鞋类产品属于短生命周期产品，具有较高的换代频率。其生命周期也具有特定的特点。现有的方法是将鞋类产品周期与鞋类销售变动情况相互结合，通过建立鞋类产品生命周期模型，来提高鞋类产品销售预测的精度。同时，鞋类产品生命周期也是受消费者需求偏好所支配的需求转移过程，研究鞋类产品生命周期也需要对研究消费者需求转移的影响进行评价。正常情况下，需求变动会促进产品的更新换代。现有的理论指出，新一代产品对老一代产品的替代率越高，则老一代产品的“老化”程度就越高；当替代率到达100%，老产品就退出市场。随之也会影响到旧产品的销售情况，但旧产品的销售情况也与市场容量的变化有关，因此，产品销量和销量增长率无法完全准确地反映出产品需求的变动，也不能作为研究产品生命周期的唯一参考因素。同时，现有的认识也指出，鞋类产品生命周期适用于特定的细分市场，具有独特性和不可替代性。不同的细分市场侧重点各有不同，这也直接导致鞋类产品在不同的细分市场中，产品生命周期不一样。此外，鞋类产品的生命周期受到季节更替、潮流走向、科学技术等外在因素的影响，产品生命周期曲线呈现出各种各样的形式，因而，鞋类产品生命周期的研究是一个复杂的科学和管理课题。

在互联网和信息化背景下，新型的产品生命周期不仅仅包括产品从开始到结束的过程，同时，更加注重产品生命周期内涵的延伸。一方面，运用大数据的思想构建产品信息的采集平台、分析平台和共享平台，并在流行趋势、产品研发方面开展研究；另一方面，结合数字化设计和虚拟渲染的方式实现产品的展示，定义新的消费者体验，从而对生命周期内涵进行补充。因此，在本书中，我们结合了传统与未来的产品生命周期的方法原理对鞋类产品的生命周期特点和规律做出详细的分析。

随着Web2.0时代的到来和云计算、物联网、移动互联网的快速发展，实时性应用产生了海量的流数据^[9]。在大数据时代，数据的利用能力和信息的发现能力决定了商业价值的成败，快速高效地从数据中挖掘和发现有用的信息越来越显得重要，因此，大数据的研究成为各行各业的热点话题。目前国内外针对大数据的研究分为三个方面：针对大数据的基础理论研究、针对大数据挖掘方法的研究以及大数据在不同行业的应用。

现有的研究将大数据定义为：“所涉及资料的数据量规模是巨大的，并且已经膨胀到无法通过当前主流软件工具在合理时间内完成获取、管理、处理以及整理成帮助决策者做出更好决策的有效信息的程度。大数据的另一个含义是指下一代新的数据分析技术和框架，可以被用于支持高速的数据海量获取、高效存储和实时分析^[10]。”更多的国内外研究则针对大数据对世界的改变。在2011年5月，麦肯锡全球研究机构发布的《大数据：创新、竞争和生产力的下一个前沿领域》^[11]中表示，充分利用大数据可使得客户、企业等能够获得可观的利益：个人定位服务提供商可以增加价值高达6000亿美元的营业收入；大数据同样也可以帮助美国医疗保健行业每年提升3000亿美元产值，并可帮助美国零售业获得60%以上净利润的增长；Hey等^[12]主编的《第四范式：数据密集型的科学发现》从研究模式转变的角度分析“大数据”及其带来的革命性影响。人们已经不只是关心数据建模、分析和科学数据等基础设施的构建知识，同时也越来越关心对广泛的网络和海量数据的有效利用，以构造基于数据的相关研究，因此诞生了数据密集型的知识发现，即科学研究的第四范式。迈尔·舍恩伯格在《大数据时代》^[13]一书中指出，大数据给我们生活带来信息风暴的影响，大数据不仅影响了工作、生活和思维，而且在新的数据时代引起思维变革、商业变革和管理变革。

我国虽然在大数据研究领域起步晚，但是发展迅速，并已成为我国信息技术革命的驱动力。李国杰院士在《大数据研究：未来科技及经济社会发展的重大战略领域——大数据的研究现状与科学思考》^[14]中介绍了大数据时代的特征，也描述了大数据的一些挑战：高效处理非结构化数据或半结构化数据、新型数据表示方式、数据融合等，提出在大数据时代下的战略需求以及数据处理方式都需要进行重新思考和研究，并试图引起广大研究者针对基于大数据的科学研究。

大数据的核心是预测。在互联网行业，利用大数据进行专业分析可以为企业制定完善的经营策略提供决策支持，社交网络、电子商务网站以及搜索引擎通过挖掘海量社交数据、在线交易数据和搜索关键词数据来进行用户细分，使广告投放更精准有效，从而实现利益最大化；在金融业，基于大数据的行业分析可以帮助金融机构做出科学高效的决策；在电信业，对大数据的分析可以提高营销的精确性、优化产品设计方案，以最快的速度对消费者的反馈做出反应，提高客户满意度；在零售业，对大数据的分析可以掌握实时市场动态，及时调整产品结构，抓住促销时机，作为全球最大的零售企业——沃尔玛，就是结合客户交易数据、天气数据等创造高营业额的行业典范。

Jiawei Han等人在《数据挖掘——概念与技术》^[15]一书中，将大数据的分析流程分为数据清理和集成、数据仓库、数据挖掘、模式、评估和表现；同时对大数据的挖掘理论和挖掘方法进行了介绍。U. Fayyad等^[16]提出了广为使用的KDD框架，KDD包含一系列的过程：数据选择（Data Selection）、预处理（Preprocessing）、转换（Transformation）、数据挖掘（Data Mining）和解析（Interpretation）。而I. Geist^[17]从三层的角度对KDD的过程建模：模型角度（Model View）、数据角度（Data View）、过程角度（Process View）。Yao等^[18]则提出了一个三层架构：哲学层（Philosophy Layer）、技术层（Technical Layer）、应用层（Application Layer）。

经过前面两个部分的基础研究，大数据终于得以在各行各业落地开花。本书重点针对大数据在鞋服行业的应用情况做介绍。国外最为著名的大数据应用公司Editd通过twitter、Facebook来收集消费者把某一元素积极的或是消极的情绪转化为数据，并且可以观察随着时间的推进，人们对此元素的喜爱程度如何发生变化，从而整理出流行单品的商品配置、促销策略、定价、顾客情绪以及新兴趋势，Editd也能从大数据中提取观点和分析提供给客户，这些都是普通趋势网站所不能实现的^[19]。陈灵哲的报道指出^[20]，大数据对创意行业有着深刻的改变，这种改变发生在前所未有的信息获取、有用户感知和参与度的设计创新、实时互动评价的协同创新。曹红奎^[21]应用大数据的神经网络模型，构建了产品设计（包括产品造型设计师、原理与结构设计工程师）、制造、销售、消费者（用户）和主管部门5类人群，根据每类人群对产品认知的角度、侧重点以及专业背景的不同，制定对应的评价指标体系，使得每个评价群体都能在其认知范围内对产品设计方案进行准确（或较准确）的评价。

根据现有国内外的研究报道，虽然大数据在制鞋行业的应用已经逐渐从数据流深入到图片、视频等复杂数据的分析方面，然而就目前的文献报道，制鞋行业的应用水平与互联网行业、汽车行业等成熟产业在应用大数据获取商业价值方面有一定的差距，这些差距主要体现在以下几个方面：①对消费者消费行为研究上，较少采用多维度的参数描绘消费者与鞋类产品以及产品成交率之间的关系；②产品开发的大数据化欠缺，由于产品开发所基于的流行趋势主要是图片，针对图片的处理能力和自动化能力的不足，使得大数据对于实际开发的指导有限；③在营销策略上，目前制鞋行业的营销分析在很大程度上属于基础性的“描述分析”，缺乏“预测性分析及分析模型的应用”。因此，综合以上三点，制鞋行业面临着全面大数据的准备期和适应期，需要加快建立所适用的大数据处理、分析方法和分析模型的研究。

大数据的思想在制鞋行业的未来发展和转型中起着至关重要的作用，对于企业产品的开发，能够更加精准地满足不同类型消费者的需求；对企业的营销，能够更加具有策略性，更加有针对性地制定营销方案；对企业的销售终端、产品布置等方面，大数据能够帮助经营者更加吸引消费者的注意力，从而将消费者的兴趣转化成为购买行为。因而，可以推测大数据决定着未来制鞋行业的成败。

CAD（Computer Aided Design）是一种用计算机硬软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法与技术，包括设计、绘图、工程分析与文档制作等设计活动，它是一种新的设计方法，也是一门多学科综合应用的新技术。CAD技术的核心和基础是计算机图形处理技术。因此，CAD技术的发展与计算机图形学的发展密切相关，并伴随计算机及其外围设备的发展而发展。20世纪50年代，第一台图形显示器由美国麻省理工学院（MIT）发明，但因其只能进行显示输出，故称之为“被动式”图形处理。随后，MIT林肯实验室又开发出具有指挥和控制功能的CRT显示器，使用者可以用光笔进行简单的图形交互操作，这预示着交互式计算机图形处理技术的诞生和CAD技术雏形的出现。从20世纪60年代开始，美国的一些大公司和实验室开展了计算机图形学的大规模研究，CAD这个术语也被人提出。在这个时期，开始出现具有实用功能的CAD系统，如美国通用汽车公司用于汽车车身设计的DAC-1系统，洛克希德飞机制造公司集设计、分析、制造于一体的CAD/CAM系统，贝尔电话公司用于印刷电路设计的GRAPHIC-1系统等。由于当时计算机软硬件设备的巨大和昂贵，无法大面积地推广，故而CAD技术的应用仅限于高科技产业、实验室与军事工业^[22]。

由于这个时期CAD软件的发展受软硬件技术的限制，处理和运算的功能较为简单，大多是采用线框建模技术来进行产品设计工作。采用这种技术的软件，仅能表现出设计对象大致的几何造型，对于外观或结构复杂的模型就无法胜任。这种模型仅是有限空间里点与线的组合，无法给予足够的定义，就无法对对象特点做出明确的定义，在造型上也会产生不确定性，这就给设计制造工作带来很大的困难。

20世纪70年代，工业技术急速发展，尤其是交通方面的产业。对速度的追求与流体力学的关注，使得人们对于外观曲面呈流线形产品的需求大幅增加。此时计算机辅助设计逐渐被大众所认知，但这个时期的硬件设备与软件技术尚未达到一定的规模，CAD软件仍旧以线框建模为主。但法国人贝塞尔（Bézier）提出一种以其命名的算法，使得计算机在运算曲线及曲面造型上更为光滑，带动了曲面建模（Surface Model）技术的发展，也影响了计算机辅助制造在处理对象表面加工方面的技术，使产品制造能够与设计理念更为精密准确的契合^[22]。

20世纪80年代是CAD技术的快速发展期，得到广泛应用的AutoCAD就是于1982年由美国的AutoDesk公司所研发。此时2D与3D软件竞相发展，对象建模的模式也由曲面建模（Surface Model）转变为实体建模（Solid Model），这种技术将基本几何造型的元素预先建置于软件内，配合布尔运算来建构出完整的产品形态，被称为Constructive Solid Geometry（简称CSG）构造实体几何^[22]。这种技术有效缩短了建构模型的时间，简化了程序，并且加入动态尺寸标示模式使得产品造型的修改更为方便。同时也解决了以往无法计算产品的质心、重心、惯性矩等问题，减少了设计与实际工作上所发生的冲突。然而这种实体建模技术也存在着一些缺点，就是设计师在建模时，必须有着清晰的设计概念并能够赋予计算机明确的尺寸数据，如果产品设计需要改变，就必须按步骤重新建构所需外形，也就是说这种方式在模型修改方面受到了较大的限制。到了80年代中期，一群致力于改善现有CAD技术的人创立Parametric Technology Corp（PTC）参数科技公司。他们研究开发出以输入参数的方式对模型进行尺寸修改的软件，即现在大家所熟悉的参数化设计，其代表软件为Pro/E。这时计算机在软硬件技术上也日渐成熟，这种以实体造型技术加上可设定参数的改良软件迅速席卷了CAD软件市场，并广泛应用于运动学分析、物理特性计算、装配干涉检验、有限元分析等方面。

第五次变革则是由复合式建模与变量式建模的发展带来的。复合式建模从名称上可知是集合线框建模、曲面建模与实体建模技术为一体的技术，软件以模块化的方式将其建模功能融入软件设计中，并采用部分参数化的设计。但部分以参数控制的建模方式，仍旧存在缺点。因为将模型的尺寸定义放宽，也常导致在文档格式转换时数据资料的流失。而变量式设计则是以参数式建模为基础发展出的新技术，这种技术完全摆脱了以尺寸作为定义的模式，给设计者提供了更加灵活的可弹性修改的空间，这种技术也被称为VGX（Variational Geometry Extended），即超变量化几何。较著名的软件如UG、CATIA、I-DEAS与Solid Works皆采用这类技术^[22]。

第六代CAD技术被称为行为建模（Behavioral Model），这也是新一代PTC的Pro/Engineer核心。这种建模技术的强大功能体现在三个方面：智能模型、目标驱动的设计能力和开放的可扩展的开发环境。行为建模包括构造设计、灵敏度分析、可行性分析、多目标设计和用户自定义特征等内容。借助行为建模器（Behavioral Modeler），设计师可以迅速抓住设计理念，定义好设计参数，规划出最好的解决方案，然后由计算机在短时间内计算出最佳结果，不必浪费大量时间在重复的操作和计算分析上。可以说，行为建模技术将成为三维设计的最好助手。

总结上述CAD软件技术的发展历程，共可分为六个阶段，如图1-1所示，可清楚地了解其发展演变的过程。

图1-1 CAD软件技术的发展历程

在国外，制鞋行业发达的意大利、法国、英国、美国等1970年就开始了鞋类数字化的研究和应用，自1976年第一台制鞋CAD系统在欧美问世以来，在发达国家此类系统的普及率几乎达到90%以上^[23]，尤其是在鞋楦设计、样板设计、生产制造自动化等方面实力雄厚^[24]。比较主流的系统如英国的Delcam Crispin系统，意大利的Torielli公司Shoemaster系统和法国LECTRA系统^[24]等。英国Delcam公司推出的Delcam CRISPIN是一款基于PC运行的专业制鞋CAD/CAM解决方案，是公认的全球领先、为制鞋行业提供数字化全面解决方案的软件系统^[25]。该系统包含了从鞋楦、鞋款设计到2D样板工程、级放和鞋片切割、鞋底鞋模配件设计与加工、检测、逆向工程等多个软件模块，为制鞋企业各设计部门、开发部门、制造部门和供应商提供了统一的工作平台，使得鞋类2D和3D设计、造型、逆向工程、放码、制造（包括工艺）能够高效实现。

早在20个世纪90年代初期，国内制鞋业CAD/CAM的研究和应用就已经开始，回顾中国CAD/CAM发展20年，出现了百花齐放的局面，有众多的高校、科研院所、国营企事业单位参与研究，“但由于众多的原因，如体制机制、开发人员不懂制鞋或远离制鞋基地脱离实际需求等，均未成功实施数字化，并逐渐在行业中销声匿迹^[26]。但是在行业中的中小型企业，却凭着对市场的敏锐感知和数年的执着和坚守，成为鞋类计算机辅助设计/辅助制造的佼佼者”。(www.xing528.com)

在国内制鞋CAD/CAM的技术研究方面，以国家七五科技攻关专题“CAD/CAM在鞋楦鞋帮设计加工中的应用”以及八五科技攻关专题“皮鞋CAD/CAM集成系统的开发和应用”最具代表性^[23]，这两项研究课题的成果为鞋类数字化设计的理论研究和软件开发奠定了基础。此外，邱飞岳研究了鞋样部件CAD及优化排样系统的设计与实现，并开发了Shoesmart系统，该系统是一个集鞋样部件缩放、优化排样与数据库管理于一体的实用性制鞋软件^[27]；陈俊华等人研究的鞋楦逆向设计及制造方法，开发了相关的应用软件^[28]。然而，国内的研究更多集中于2D领域，对于3D及其核心技术仍然缺乏。

随着CAD技术的进一步发展，数字化设计中除了CAD部分外，还包括虚拟数字化部分。虚拟数字化指的是虚拟渲染和虚拟现实。

渲染技术可以分为真实感渲染和非真实感渲染。真实感渲染是模拟生活中各种真实存在的视觉现象，力求最大程度还原其真实感；而非真实感渲染并不追求真实感，而是追求一个艺术效果。目前，虚拟渲染技术已经得到大力发展并应用于游戏场景、虚拟产品设计之中。决定渲染质量的是计算机的图形处理器（GPU）。随着硬件技术的不断发展，GPU的处理能力也极大提高，人们对于图像的质量要求也不断提高，要提高图像渲染的质量，需要不断发展渲染技术，并充分利用GPU的并行计算能力，实现更高质量图像的处理。结合GPU的计算衍生出了众多品牌的渲染软件，其中分为专业型，如Vary、Maya；通用型，如Keyshot、3Dmax。Vary和Maya主要应用在电影效果制作、汽车设计方面；Keyshot主要应用于工业设计产品中；3Dmax更多地应用于室内设计或是建筑设计方面。在鞋类产品的渲染中，应用较为广泛的是Keyshot和Vary。

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，也是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合。虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像；感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知，除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等；自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势或其他人体行为动作，由计算机来处理和参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入做出实时响应，并分别反馈到用户的五官；传感设备是指三维交互设备。虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段：有声形动态的模拟是蕴含虚拟现实思想为第一阶段（1963年以前）；虚拟现实萌芽为第二阶段（1963—1972年）；虚拟现实概念的产生和理论初步形成为第三阶段（1973—1989年）；虚拟现实理论进一步的完善和应用为第四阶段（1990—2004年）。

VR的主要特征有：多感知性（指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至还包括味觉感知、嗅觉感知等）；存在感（指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度）；交互性（指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度）；自主性（指虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度）。

目前虚拟渲染技术已经用于社会生活中的方方面面。如在医疗领域的应用，康复训练包括身体康复训练和心理康复训练，是指有各种运动障碍（动作不连贯、不能随心所动）和心理障碍的人群，通过在三维虚拟环境中做自由交互以达到能够自理生活、自由运动、解除心理障碍的训练。传统的康复训练不但耗时耗力，单调乏味，而且训练强度和效果得不到及时评估，很容易错失训练良机，而结合三维虚拟与仿真技术的康复训练就很好地解决了这一问题。在身体训练过程中，使用者通过输入设备（如数据手套、动作捕捉仪）把自己的动作传入计算机，并从输出反馈设备得到视觉、听觉或触觉等多种感官反馈，最终达到最大限度地恢复患者部分或全部机体功能的训练活动。这种训练方法，不但大大节约了训练的人力和物力，而且有效增加了治疗的趣味性，激发了患者参与治疗的积极性，变被动治疗为主动治疗，提高治疗的效率。在心理训练过程中，采用患者的脑电信号控制虚拟人的行为，通过分析虚拟人的表现实现对患者心理的分析，从而实现对患者的治疗。

在工业设计领域，如室内设计，虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具。它以视觉形式反映了设计者的思想，比如装修房屋之前，你首先要做的事是对房屋的结构、外形做细致的构思，为了使之定量化，你还需设计许多图纸，当然这些图纸只能内行人读懂，虚拟现实可以把这种构思变成看得见的虚拟物体和环境，使以往只能借助传统的设计模式提升到数字化的即看即所得的完美境界，大大提高了设计和规划的质量与效率。运用虚拟现实技术，设计者可以完全按照自己的构思去构建装饰“虚拟”的房间，并可以任意变换自己在房间中的位置，去观察设计的效果，直到满意为止。既节约了时间，又节省了做模型的费用。

在制鞋行业，通过虚拟渲染和虚拟现实技术，能够实现鞋类产品的虚拟设计和仅限于外观的虚拟试穿体验，如Delcam的虚拟试穿系统。基于3D虚拟鞋款的试穿系统，让体验者直接通过手势随意选择鞋款和鞋码，屏幕中显示的是用户试穿新鞋款的效果，同时，还可以随意转动，观察各个角度，犹如我们站在镜子前面欣赏自己的穿鞋效果。用户也可以通过ShoeMaker系统定制配色自己喜欢的3D鞋款，然后实时通过虚拟试穿系统直观地观察试穿效果。

数字化设计平台是包括了设计软件、数据库、用户终端在内的平台系统。在该平台内，设计师能够完成鞋款的三维和二维设计。在平台的构建方面，冯雨果^[29]对数字化设计平台的主要构架、内容进行了研究，并开发出一个基础的数字化设计平台实例。在兼容设计软件方面，李冉冉探讨了通过软件集成技术、软件功能过滤、设计参数库建立、设计命令库建立等工作方法，以实现鞋类数字化设计集成平台系统的开发^[30]。在三维数据库方面，冯粮城^[31]研究了面向数字化制鞋的三维鞋楦资源管理系统的关键技术，并完成了数据库的设计。

纵观我国鞋类生产企业，使用较为广泛的是数字化放板和企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）管理系统，稍微深入些的有2D版样设计及数字化切皮机的结合使用。然而，更加深入的则包括了鞋类前期信息化开发，产品定位，到3D虚拟设计和2D样板制作，自动化成本核算系统，生产ERP管理系统，供应链管理系统，直至零售终端的监管，从而最终实现整个鞋类产品生命周期管理体系，但成功案例却少之又少。正因为如此，中国鞋类数字化设计平台的搭建极具发展潜力，尤其在数字化工具方面。制鞋“CAD/CAM”技术处于快速发展阶段，企业对创新设计、产品研发、高端制造的CAD/CAM系统逐渐表现出刚性需求，越来越多的鞋企正加入到CAD/CAM技术应用队伍中。制鞋“CAD/CAM”技术已经成为中国鞋企乃至整个产业由弱到强的核心利器，通过数字化设计不仅可以增加设计和产品的科技含量，而且能提高企业的快速反应能力、缩短研发周期、减轻劳动强度、改善工作环境、降低研发成本、提高企业的整体设计水平。

改革开放30多年来，中国制造业生产总值已发展成为世界第一，但我国的创造能力却存在着较大不足，提高技术创新能力和产品质量水平成为我国制造业发展的迫切需要，因此，实现从工业大国向工业强国的转变成为国家战略。而加快制造业数字化的变革，推动从“中国制造”到“中国智造”的转型升级，是促使我国经济发展方式发生根本性变化的重要手段。

我国政府组织实施了制造业信息化工程专项，推动设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数字化和企业数字化等方面的发展。数字化制造技术在我国已经取得大量应用：一是计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）/计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE）/计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning，CAPP）/计算机辅助制造（Computer-aided manufacturing，CAM）的推广应用，改变了传统的设计生产、制作模式，已经成为我国现代制造业发展的重要技术特征；二是制造资源计划（Manufacturing Resource Planning，MRP）/企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）的推广应用；三是计算机制造集成系统（Computer Integrated Manufacturing Systems，CIMS）的推广应用；四是网络建设方面，近年来互联网技术的飞速发展，企业网络迅猛发展。

在鞋类产业方面，我国从20世纪90年代开始，就已经开始成为世界鞋类的制造中心，据权威统计，中国鞋类产品年产量达60亿双。随着中国人口红利的逐渐弱化，产业面临着转型和升级的艰巨任务。然而，作为劳动力密集型产业，制鞋行业从业者普遍素质不高，企业管理经验化，自动化机器设备缺失严重，严重制约着鞋类产业数字化的应用和推广。但随着各行业信息化的推进，鞋类行业也需要抓住这宝贵机遇，大力发展数字化。随着鞋类市场向品种多样化、趣味化、个性化发展，鞋类生产也向着小批量、多品种和短周期推进，这些都要求制造企业能够快速开发出高质量的产品，以影响市场，响应市场的需求，提高自身的竞争力。传统的产品设计方法已经不能满足瞬息万变的市场需求，而采用计算机辅助设计是提高效率最有力的方法。计算机网络、高速信息公路、数据库技术和虚拟现实等计算机信息科学技术的发展给鞋类信息化和数字化的发展带来新的契机，今后，鞋类数字化设计的发展方向主要有以下几个方面：

（1）网络化

据最新发布的《中国移动互联网数据盘点与2015年预测专题报告》数据显示，在2014年，中国移动互联网用户规模达到7.3亿人，与2013年相比增长11.8%，继续保持着超越PC端用户量的态势。在信息技术飞速发展的同时，传统制造行业也在发生剧变。就制鞋行业而言，流行周期越来越短，企业能否及时获取信息，准确快速把握市场动向，已是当今世界制鞋行业在激烈竞争中能否取得胜利的关键所在。流行信息库、网络信息技术、远程通信技术正受到制鞋行业越来越广泛的重视。随着数字化设计技术的发展，远程设计和协同设计使得消费者DIY设计成为可能，同时虚拟设计的网络化也为CIMS的实现创造了必要条件。因此，建立分布式或开放式的网络数字化设计平台将成为主要的发展趋势。

（2）立体化

到目前为止，鞋类数字化设计的基本数学模型都是基于平面二维模型。虽然三维设计技术有一定的难度，但这无疑是鞋类数字化设计的一大发展方向。相比2D鞋样设计和手工设计，3D设计直接给鞋厂带来好处，主要有：鞋样配色、配材的效果；方便异地沟通、远程沟通（不需要做出实板邮寄）；减少重复制作样品的材料、人力、时间的浪费；修改方便，易于保存等。

（3）集成化

未来的数字化设计不仅仅包括设计模块，还包括逆向工程、数字化制造，以及数据信息的汇总、生产和销售等模块，从而构成CIMS平台。平台化的思维是未来企业对鞋类的设计、生产、销售整个经营过程进行全局管理和控制所需要具备的基本素质。

（4）虚拟现实

虚拟现实技术在制鞋行业有着广阔的应用前景。通过结合虚拟设计和渲染技术，使得消费者或是鞋类设计人员能够在第一时间体验到鞋类产品的试穿效果；同时通过这种方式来拉近消费者与产品的距离，实现消费者在产品开发过程中的参与感。而参与感正是互联网经济中的重要表现，消费者和厂家或设计师并不是孤立存在的个体，通过互联互通变成了有机的结合体。消费者的观点与设计师的思想相互影响，并通过论坛、微博的形式进行传播，从而颠覆传统产品设计的思路，打造出更为创新的产品设计方式。

鞋类数字化是长期的“升级”过程，也是一场长期的改革，主要的制约因素在于：一是鞋类3D模型的可制造化（3D打印的普及和应用尚需时日，普通的鞋类企业并不能负担3D打印所需要的设备及人员配套）；二是鞋类3D设计向3D工艺的转换（缺乏专业的研究机构和企业从事这个领域，目前市场上的软件和系统均为国外垄断，产品价格较高）；三是鞋类3D产品工艺信息向制造作业的传递（这需要企业的系统不仅能够兼容3D格式数据，同时也要求流水线具有可视化的功能）；四是鞋类制造作业现场的数字化数据采集和反馈；五是鞋类数字化智能和依从性文档的管理。

此外，鞋类数字化制造的核心软件和关键设备的自主品牌不足，推广成本巨大。我国缺乏自主品牌的数字化制造软件和关键设备，核心软件和关键设备仍然主要依赖国外。现阶段，数字化制造对于大多数国内企业而言，采购软件和装备的投资成本是要靠增量效益来消化的，作为普通低附加值的制鞋行业难以承受，软件和设备难以得到广泛应用，亟待发展自主品牌的数字化制造软件和设备，提高国内产品的质量水平和可靠性，发展能够大规模推广的数字化制造软件和装备。

同时，制鞋行业缺乏基础数据资源和共享管理机制，专业化、标准化任务艰巨，是中国制鞋行业推广数字化制造技术的难点。当前，我国鞋类数字化专业化、标准化等方面仍存在以下难点：第一，构成鞋类产品生产产业链的众多企业没有统一的、相互认可的数据标准，这是中国制造业数字化进程中的主要阻碍；第二，缺乏丰富的数据资源是鞋类数字化的基础，而现有数据资源的可利用率不高，降低了鞋类数字化的实用价值；第三，缺少统一规划和认证，各行业系统数据之间缺乏统一标准，形成了众多的“信息孤岛”，数据开放度低，给制造业数字化发展造成阻碍。