計算機輔助工業(yè)設(shè)計發(fā)展的狀況和趨勢研究

劉友江

摘? ?要：近些年來，計算機已經(jīng)成為人們生產(chǎn)和生活必不可少的一部分，大大提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生活的方便性。對于工業(yè)設(shè)計而言，計算機更是不可或缺的一項設(shè)備，伴隨著計算機輔助工業(yè)設(shè)計的發(fā)展，其作用更是凸顯了出來。文章論述了計算機輔助工業(yè)設(shè)計的概念、發(fā)展的狀況及其發(fā)展的趨勢。期望文章能夠為我國計算機輔助工業(yè)設(shè)計的相關(guān)研究提供一些有意義的參考價值。

關(guān)鍵詞：計算機;工業(yè)設(shè)計;狀況;趨勢

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，人們也越來越重視個體的物質(zhì)需求和精神需求。在這樣的背景下，我們的工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計就需要不斷地發(fā)展和完善。有的人更注重外觀、有的人更注重價格、有的人更注重文化內(nèi)涵、有人更注重產(chǎn)品的質(zhì)地等。計算機輔助工業(yè)設(shè)計（Computer-aided Industrial Design，CAID）[1]可以有效地將計算機和人類的不同功能特點相結(jié)合，促進工業(yè)設(shè)計的發(fā)展。只有對當前的計算機輔助工業(yè)設(shè)計的發(fā)展狀況和趨勢有清楚的認識，才可能做出正確的判斷和選擇，才能有效地促進計算機輔助工業(yè)設(shè)計的發(fā)展和完善。

1? ? 計算機輔助工業(yè)設(shè)計

計算機輔助工業(yè)設(shè)計一般是指依托于計算機，在計算機輔助工業(yè)設(shè)計軟件的幫助下進行的工業(yè)設(shè)計活動。其本質(zhì)是計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design，CAD）的衍生品。CAD是我國高校當前各工科專業(yè)必學的一門基礎(chǔ)課，廣泛應(yīng)用于我國的建筑、公路、橋梁、工業(yè)設(shè)計、機械制造、汽車等行業(yè)，對我國各行業(yè)的現(xiàn)代化起到了重大的輔助作用。計算機輔助工業(yè)設(shè)計是對CAD技術(shù)的一種延伸，它融合了人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，VR）技術(shù)、CAD技術(shù)和多媒體技術(shù)等。計算機輔助工業(yè)設(shè)計可以有效地將計算機和人類的不同功能特點相結(jié)合，以有效促進工業(yè)設(shè)計的發(fā)展。

2? ? 計算機輔助工業(yè)設(shè)計發(fā)展的狀況

2.1? 計算機輔助工業(yè)設(shè)計中的人機交互技術(shù)

人機交互技術(shù)從誕生到興起僅有幾十年的歷史，對于計算機輔助工業(yè)設(shè)計來說，人機交互技術(shù)主要指虛擬仿真技術(shù)和人機界面技術(shù)。曾經(jīng)在電視里看到的人機交互現(xiàn)如今已經(jīng)走入了我國的計算機輔助工業(yè)設(shè)計。特別是近些年來，由于多媒體技術(shù)的不斷成熟和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展，人機交互界面和之前相比已經(jīng)有了非常大的進步和完善。同時，計算機的虛擬仿真技術(shù)也不斷發(fā)展成熟，尤其是在配套的硬件和軟件不斷發(fā)展的背景下，計算機輔助工業(yè)設(shè)計中的虛擬仿真技術(shù)得到有力、有效的應(yīng)用。當前我國整個社會對虛擬仿真技術(shù)都十分熱衷，很多企業(yè)紛紛投入巨大財力和人力進行研究，大眾對此也有著很高的熱情和關(guān)心。對于計算機輔助工業(yè)設(shè)計來說，虛擬仿真技術(shù)可以有效模仿工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計完成后的效果，也可以展示設(shè)計過程、制作過程，以有效研究其發(fā)展的程度和過程，并且當前也形成了一些較為成熟的產(chǎn)品。

2.2? 計算機輔助工業(yè)設(shè)計中的智能技術(shù)

工業(yè)設(shè)計是設(shè)計師的思維、思考、設(shè)計和創(chuàng)造的結(jié)果。在實際的工業(yè)設(shè)計中，設(shè)計師要把一個設(shè)計產(chǎn)品形成草圖要經(jīng)歷一個十分復雜和困難的過程。一些科學研究者就是專門從事研究設(shè)計師的這種從概念到草圖的設(shè)計過程。同時，一些計算機輔助工業(yè)設(shè)計研究者開始研究設(shè)計方法，重點考慮的是物體的色彩、形狀、結(jié)構(gòu)等，以形成智能的判斷數(shù)據(jù)。最后，計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)運用大量的設(shè)計方案，通過大數(shù)據(jù)整合以總結(jié)工業(yè)設(shè)計師的設(shè)計經(jīng)驗、設(shè)計理念，為工業(yè)設(shè)計創(chuàng)作提供智能技術(shù)服務(wù)。智能技術(shù)已經(jīng)成為計算機輔助工業(yè)設(shè)計中不可或缺的一項重要技術(shù)，并且隨著科技的發(fā)展不斷完善，這種作用也會在未來更加不斷地凸顯出來。

2.3? 計算機輔助造型技術(shù)的應(yīng)用

就像CAD的建模一樣，計算機的輔助造型設(shè)計可以有效、全面展現(xiàn)工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品的特點[2]。一般說的工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計是指自由曲面設(shè)計和草圖設(shè)計。草圖設(shè)計與自由曲面設(shè)計代表了計算機輔助造型技術(shù)的主要設(shè)計研究，產(chǎn)品造型是人們對該產(chǎn)品的直觀認識，造型決定著商機。因此，造型技術(shù)的提高也是設(shè)計者們的不斷追求，在產(chǎn)品造型出爐前，必須經(jīng)過草圖設(shè)計，草圖設(shè)計可以有效填補計算機輔助設(shè)計技術(shù)與工業(yè)設(shè)計之間的空白。草圖重建和人機交互是該技術(shù)的關(guān)鍵，即設(shè)計系統(tǒng)如何模擬出經(jīng)過設(shè)計者手繪的設(shè)計。在計算機輔助工業(yè)設(shè)計中，自由曲面的設(shè)計其實就是對產(chǎn)品外形進行自由曲面設(shè)計。自由曲面設(shè)計時，曲面特征的應(yīng)用是一項必要流程.移動特征、串通圖形、基本表面這3個部分共同組成了曲面特征。這兩個元素對產(chǎn)品將來在市場上的受歡迎程度有著重要的影響，工業(yè)設(shè)計業(yè)內(nèi)人士和研究人員要給予足夠的重視。

2.4? 并行工程

隨著全世界市場信息化的深入，企業(yè)之間的競爭變得更加激烈，企業(yè)不但要考慮和其他企業(yè)的競爭，還要考慮、預測和分析未來的市場形勢，并及時作出調(diào)整和應(yīng)對，尤其是對于工業(yè)產(chǎn)品的相關(guān)行業(yè)更是如此，包括工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)和工程產(chǎn)品的設(shè)計企業(yè)。在這種背景下，并行工程出現(xiàn)并且得到了迅速的發(fā)展。對并行工程的應(yīng)用，可以極大提升產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期，同時，能夠有效降低設(shè)計成本。由此可見，并行并集成化處理產(chǎn)品的調(diào)研過程是并行工程的主要運行模式特點，值得注意的是，在對并行工程進行應(yīng)用時，要求設(shè)計師應(yīng)從產(chǎn)品生產(chǎn)整個過程入手，加大對細節(jié)的綜合思考力度，同時，在同其他機構(gòu)建立緊密聯(lián)系的過程中，有效形成通信和信任機制，這樣一來，設(shè)計修改的次數(shù)將有效降低，產(chǎn)品開發(fā)的效率得以提升，企業(yè)的經(jīng)濟效益將有所增加，可以更有效地促進企業(yè)的發(fā)展和進步，增加員工的收入。

3? ? ?計算機輔助工業(yè)設(shè)計發(fā)展的趨勢

3.1? 工業(yè)設(shè)計發(fā)展的趨勢

我國在改革開放前，經(jīng)濟發(fā)展較為薄弱，大眾對工業(yè)設(shè)計的需求水平也較低，大家用的是統(tǒng)一化的工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品。隨著改革開放的深入，人們的需求和認知也在不斷發(fā)生著變化，人們對商品的需求更加趨向于個性化，體現(xiàn)著自己的特點。對于工業(yè)設(shè)計來說，要滿足人們不同的個性化需求，就需要對工業(yè)設(shè)計所涉及的硬件和軟件進行升級，以適應(yīng)需求的變化。工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計就需要不斷發(fā)展和完善以滿足大眾的個性化需求。創(chuàng)新技術(shù)是工業(yè)設(shè)計中極為重要的一個因素，它不僅涉及產(chǎn)品的外觀的創(chuàng)新，還涉及制造原理和制造過程的創(chuàng)新。當然，這種升級是一個系統(tǒng)化的升級，目前來說最為重要的就是計算機輔助工業(yè)設(shè)計即CAID的發(fā)展和完善，通過這種模式可以更高效地促進工業(yè)設(shè)計的個性化發(fā)展，大大提高了工業(yè)設(shè)計個性化發(fā)展的效率[3]。

3.2? 計算機輔助工業(yè)設(shè)計發(fā)展的趨勢

隨著計算機技術(shù)的普及和發(fā)展，越來越多的人開始重視設(shè)計效率和設(shè)計效果。在當前的工業(yè)設(shè)計形勢下，業(yè)內(nèi)必須對CAID給予足夠的重視，并且要不斷完善。但是，我國當前的計算機輔助工業(yè)設(shè)計還處于發(fā)展期，存在諸多的缺點和不足。CAID亟需將工業(yè)設(shè)計的大數(shù)據(jù)進行整合和分析，積極建立人工智能的數(shù)據(jù)庫，將涉及人機、形態(tài)、銷售、管理以及服務(wù)等各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)一體化的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用，促使設(shè)計師的創(chuàng)造力得到更加深入的挖掘。工業(yè)設(shè)計師可以依托計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)，對每一次設(shè)計結(jié)果進行反饋，以達到不斷優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果。這樣會直接或者間接促進工業(yè)設(shè)計的高品質(zhì)、高效率的發(fā)展[4-6]。

4? ? ?結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展，人們對工業(yè)設(shè)計水平的要求也越來越高，對工業(yè)設(shè)計涉及的各因素要求也越來越高。在這樣的背景下，消費者的需求必然會導致工業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新和進步，計算機輔助工業(yè)設(shè)計的研究也就更深入。越來越多的專業(yè)人才也更愿意投入到計算機輔助工業(yè)設(shè)計的研究和應(yīng)用中，進而才能更有效地促進工業(yè)設(shè)計的發(fā)展。政府和高校要有統(tǒng)籌觀念，加大對計算機輔助工業(yè)設(shè)計的資金支持和人才支持。只有在這兩大因素的投入下，我國的計算機輔助工業(yè)設(shè)計才能走得更長遠。我國要及早建立高標準的、統(tǒng)一化的技術(shù)模型，利用當前的有效技術(shù)手段為計算機輔助工業(yè)設(shè)計進行服務(wù)。

[參考文獻]

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Status and trend of computer-aided industrial design development

Liu Youjiang

（School of Medical Information Engineering， Zunyi Medical University， Zunyi 563000， China）

Abstract：In recent years， the computer has become an essential part of peoples production and life. Which greatly improves the production efficiency and the convenience of the life of the product. As for industrial design， the computer is an indispensable equipment， with the development of the computer-aided industrial design， its effect is also highlighted. This paper discusses the concept of computer-aided industrial design， the state of computer-aided industrial design and the computer-aided industry. The trend of design and development. It is expected that this paper can provide some valuable reference for the relevant research of computer-aided industrial design in our country.

Key words：computer; industrial design; condition; trend