計算機輔助工業設計發展的狀況和趨勢研究

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

　　關鍵詞：計算機;工業設計;狀況;趨勢

　　隨著我國經濟發展水平的不斷提高，人們也越來越重視個體的物質需求和精神需求。在這樣的背景下，我們的工業產品的設計就需要不斷地發展和完善。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涵、有人更注重產品的質地等。計算機輔助工業設計(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合，促進工業設計的發展。只有對當前的計算機輔助工業設計的發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設計的發展和完善。

　　1 計算機輔助工業設計

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

　　2 計算機輔助工業設計發展的狀況

　　2.1 計算機輔助工業設計中的人機交互技術

　　人機交互技術從誕生到興起僅有幾十年的歷史，對于計算機輔助工業設計來說，人機交互技術主要指虛擬仿真技術和人機界面技術。曾經在電視里看到的人機交互現如今已經走入了我國的計算機輔助工業設計。特別是近些年來，由于多媒體技術的不斷成熟和虛擬現實技術的不斷發展，人機交互界面和之前相比已經有了非常大的進步和完善。同時，計算機的虛擬仿真技術也不斷發展成熟，尤其是在配套的硬件和軟件不斷發展的背景下，計算機輔助工業設計中的虛擬仿真技術得到有力、有效的應用。當前我國整個社會對虛擬仿真技術都十分熱衷，很多企業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心。對于計算機輔助工業設計來說，虛擬仿真技術可以有效模仿工業產品設計完成后的效果，也可以展示設計過程、制作過程，以有效研究其發展的程度和過程，并且當前也形成了一些較為成熟的產品。

　　2.2 計算機輔助工業設計中的智能技術

　　工業設計是設計師的思維、思考、設計和創造的結果。在實際的工業設計中，設計師要把一個設計產品形成草圖要經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計師的這種從概念到草圖的設計過程。同時，一些計算機輔助工業設計研究者開始研究設計方法，重點考慮的是物體的色彩、形狀、結構等，以形成智能的判斷數據。最后，計算機輔助工業設計系統運用大量的設計方案，通過大數據整合以總結工業設計師的設計經驗、設計理念，為工業設計創作提供智能技術服務。智能技術已經成為計算機輔助工業設計中不可或缺的一項重要技術，并且隨著科技的發展不斷完善，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的應用

　　就像CAD的建模一樣，計算機的輔助造型設計可以有效、全面展現工業設計產品的特點[2]。一般說的工業產品造型設計是指自由曲面設計和草圖設計。草圖設計與自由曲面設計代表了計算機輔助造型技術的主要設計研究，產品造型是人們對該產品的直觀認識，造型決定著商機。因此，造型技術的提高也是設計者們的不斷追求，在產品造型出爐前，必須經過草圖設計，草圖設計可以有效填補計算機輔助設計技術與工業設計之間的空白。草圖重建和人機交互是該技術的關鍵，即設計系統如何模擬出經過設計者手繪的設計。在計算機輔助工業設計中，自由曲面的設計其實就是對產品外形進行自由曲面設計。自由曲面設計時，曲面特征的應用是一項必要流程.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。這兩個元素對產品將來在市場上的受歡迎程度有著重要的影響，工業設計業內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，企業之間的競爭變得更加激烈，企業不但要考慮和其他企業的競爭，還要考慮、預測和分析未來的市場形勢，并及時作出調整和應對，尤其是對于工業產品的相關行業更是如此，包括工業產品的生產企業和工程產品的設計企業。在這種背景下，并行工程出現并且得到了迅速的發展。對并行工程的應用，可以極大提升產品設計質量，縮短產品開發的周期，同時，能夠有效降低設計成本。由此可見，并行并集成化處理產品的調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用時，要求設計師應從產品生產整個過程入手，加大對細節的綜合思考力度，同時，在同其他機構建立緊密聯系的過程中，有效形成通信和信任機制，這樣一來，設計修改的次數將有效降低，產品開發的效率得以提升，企業的經濟效益將有所增加，可以更有效地促進企業的發展和進步，增加員工的收入。

　　3 計算機輔助工業設計發展的趨勢

　　3.1 工業設計發展的趨勢

　　我國在改革開放前，經濟發展較為薄弱，大眾對工業設計的需求水平也較低，大家用的是統一化的工業設計產品。隨著改革開放的深入，人們的需求和認知也在不斷發生著變化，人們對商品的需求更加趨向于個性化，體現著自己的特點。對于工業設計來說，要滿足人們不同的個性化需求，就需要對工業設計所涉及的硬件和軟件進行升級，以適應需求的變化。工業產品的設計就需要不斷發展和完善以滿足大眾的個性化需求。創新技術是工業設計中極為重要的一個因素，它不僅涉及產品的外觀的創新，還涉及制造原理和制造過程的創新。當然，這種升級是一個系統化的升級，目前來說最為重要的就是計算機輔助工業設計即CAID的發展和完善，通過這種模式可以更高效地促進工業設計的個性化發展，大大提高了工業設計個性化發展的效率[3]。

　　推薦閱讀：《計算機應用》創刊于1981年，是中國計算機學會會刊。以介紹計算機應用技術為重點，以推動經濟發展和科技進步為宗旨，以促進計算機開發應用創新為目標。