計算機技術(shù)與工業(yè)設(shè)計融合

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1工業(yè)設(shè)計的內(nèi)涵及其發(fā)展歷史

工業(yè)設(shè)計是伴隨著工業(yè)革命與產(chǎn)業(yè)革命而形成了一門學(xué)科，其覆蓋的內(nèi)容廣闊：產(chǎn)品的平面設(shè)計、產(chǎn)品的包裝、產(chǎn)品的廣告設(shè)計、產(chǎn)品推廣設(shè)計等諸多領(lǐng)域，同時還涉及到市場營銷學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、人體學(xué)等諸多學(xué)科知識?？傮w而言，工業(yè)設(shè)計是一個綜合性的系統(tǒng)學(xué)科，涉及到了社會、人文、環(huán)境等于人們生活相關(guān)的各個方面，對于提升人們物質(zhì)與精神生活具有巨大的促進作用。在社會發(fā)展進步過程中，產(chǎn)品的設(shè)計與產(chǎn)品的生產(chǎn)之間發(fā)生了分離，而在科技的發(fā)展推動下促使傳統(tǒng)的手工設(shè)計方式專項為技術(shù)含量更高的工業(yè)設(shè)計，成為了現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的開山之篇；第二階段：在經(jīng)歷了兩次世界大戰(zhàn)之后，工業(yè)技術(shù)得到了極大發(fā)展而且電力的運用成為了時代的標(biāo)志之一，工業(yè)設(shè)計相關(guān)理論不斷豐富并推動了工業(yè)產(chǎn)品日益受到市場的青睞且深入人心；第三階段，在世界大戰(zhàn)結(jié)束之后，工業(yè)的發(fā)展與工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計之間的聯(lián)系日益緊密，彼此之間相互促進。尤其是隨著計算機技術(shù)發(fā)展與運用，工業(yè)設(shè)計逐步與計算機技術(shù)發(fā)生了交集，工業(yè)水平得到了迅速提升，不論是質(zhì)量還是科技含量均得到了前所未有的提升。在市場經(jīng)濟環(huán)境下，工業(yè)設(shè)計同樣受到市場競爭的影響但也反過來促進了行業(yè)競爭的發(fā)展，而且工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計對于人們生活的影響日益深遠，人們的社會生活已經(jīng)被深深的烙下工業(yè)設(shè)計的影子而且曰益緊密。工業(yè)設(shè)計在豐富了人們物質(zhì)生活的同時也不斷繁榮了社會經(jīng)濟，是社會進步中旳力量之一。隨著時代的發(fā)展，在未來時間內(nèi)工業(yè)設(shè)計必然會與計算機技術(shù)緊密結(jié)合，在科技的發(fā)展之下不斷更新與完善設(shè)計思路或理念，環(huán)保、綠色、生態(tài)是研究發(fā)展的趨勢。據(jù)此，可以預(yù)測工業(yè)設(shè)計的方向可能會往以下方向發(fā)展：其一，高技術(shù)高人性化設(shè)計：設(shè)計利用各種新技術(shù)新方法，新工藝，新材料，符合人體工程學(xué)，操作方便，人機交換良好，產(chǎn)品便于維護和開發(fā)；其二，綠色環(huán)保設(shè)計：強調(diào)生態(tài)保護，節(jié)約能源資源，使產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)減少對環(huán)境的負(fù)面影響，推動了社會的穩(wěn)定發(fā)展；其三，在全球化的影響下，產(chǎn)品設(shè)計更具多元化。在全球化的推動下，世界各國之間的文化交流更為廣闊，民族文化之間的融合更為緊密，不斷豐富了產(chǎn)品設(shè)計的可用元素，創(chuàng)造出了獨具一格的設(shè)計之風(fēng)。我國工業(yè)發(fā)展歷程較短而工業(yè)設(shè)計的起步則更慢，在上世紀(jì)80年代才逐步開始了相關(guān)的研究，但由于并未像世界發(fā)達國家那般經(jīng)歷了產(chǎn)業(yè)革命致使我國的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計不具備先天優(yōu)勢。我國的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計在沒有經(jīng)歷完整的產(chǎn)業(yè)革命以及未形成完善的市場經(jīng)濟體制之下的環(huán)境中緩步發(fā)展起來的，綜合其發(fā)展歷程主要分為三個主要階段：首先，是拿來主義，表現(xiàn)為直接照搬國外的產(chǎn)品并未有所謂的工業(yè)設(shè)計；其次，是模仿階段，工業(yè)設(shè)計先行者開始對國外引進的產(chǎn)品進行模仿設(shè)計；再次，創(chuàng)新階段，企業(yè)開始意識到創(chuàng)新設(shè)計已成為產(chǎn)品的核心競爭力，于是企業(yè)有意識的開始建立自身的技術(shù)人才系統(tǒng)，加大產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計力度，社會更加意識到工業(yè)創(chuàng)新設(shè)計的重要性。

2計算機輔助工業(yè)設(shè)計涵義

2．1CAID的含義

計算機輔助工業(yè)設(shè)計CAID指的是在計算機輔助工業(yè)設(shè)計軟件的支持下，進行工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的各類設(shè)計工作。計算機輔助工業(yè)設(shè)計以工業(yè)設(shè)計知識為主體，以計算機網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)為輔助工具，實現(xiàn)產(chǎn)品的真實化描述，從而更好地設(shè)計出經(jīng)濟而美觀的創(chuàng)新產(chǎn)品，以進一步豐富人們的生活中所需的產(chǎn)品以及滿足時展的需求。同時，在工業(yè)設(shè)計中引入計算機輔助技術(shù)是社會進步的必然，與傳統(tǒng)手工設(shè)計方式想必不僅提升了工作效率而且優(yōu)化了產(chǎn)品的質(zhì)量。

2．2CAID與CAD的區(qū)別

計算機輔助工業(yè)設(shè)計CAID是采用計算機進行設(shè)計的CAD的一種，特別是指能夠進行包含工業(yè)設(shè)計的系統(tǒng)。CAD的運用主要用于設(shè)計產(chǎn)品的零部件而非整體性的設(shè)計，但CAID的運用確是針對產(chǎn)品的整體而言的，而且CAID系統(tǒng)在使用中已經(jīng)提供了諸多設(shè)計完備的產(chǎn)品模型。

3計算機技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

計算機技術(shù)與工業(yè)設(shè)計的結(jié)合主要表現(xiàn)在計算機輔助造型技術(shù)、計算機輔助工業(yè)設(shè)計中的人機交互、智能技術(shù)和新型技術(shù)。

3．1計算機輔助造型技術(shù)

計算機輔助造型技術(shù)是研究物體形狀的一種數(shù)學(xué)模型，即研究計算機環(huán)境下物體形狀的幾何表示、分析和綜合。計算機輔助造型技術(shù)經(jīng)過將近30年的發(fā)展，已經(jīng)逐步走向特征造型、變量化設(shè)計階段，而這一進步也使得實體模型逐步轉(zhuǎn)向產(chǎn)品模型。此外，近年來加強對產(chǎn)品模型周期內(nèi)信息之間的共享以及何時數(shù)據(jù)間的相互轉(zhuǎn)換方面的研究，而且在科技日益進度的前提下，對此方面的研究正在逐步加強，而對于計算機輔助造型的研究還集中在自由曲面的設(shè)計與產(chǎn)品的草圖設(shè)計層面。對于產(chǎn)品的自由曲面設(shè)計是該行業(yè)內(nèi)的重點研究方向，是基于傳統(tǒng)設(shè)計方式的弊端而發(fā)展起來的。在以往的設(shè)計中，設(shè)計師采用的是手繪設(shè)計但難以將其設(shè)計方式與理念通過計算機語言表達出來，當(dāng)然亦是受限于當(dāng)時的計算機技術(shù)的不夠發(fā)達。當(dāng)今，自由曲面設(shè)計得到了極大提升，其設(shè)計的質(zhì)量與人們的審美視覺直接相關(guān)，影響著產(chǎn)品的市場認(rèn)可度，設(shè)計內(nèi)容針對的是產(chǎn)品的表面設(shè)計、移動特性的設(shè)計、串通圖形等。根據(jù)設(shè)計理念與設(shè)計要求，最佳的自由曲面設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)360度的旋轉(zhuǎn)且具備流暢的線條，給予用戶別具一新且眼前一亮之感。

3．2計算機輔助工業(yè)設(shè)計中的人機交互

當(dāng)前，人機交互提升工業(yè)設(shè)計方面日益受到重視而且發(fā)揮出了巨大的功效，雖然人機交互的的研發(fā)和投入運用的歷史較短，但卻在工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域內(nèi)得到了肯定而且運用范圍及其廣泛。人機交互的運用主要包括人際交互界面以及虛擬仿真技術(shù)，前者指的是設(shè)計者與計算機之間的操作界面，是設(shè)計的基礎(chǔ)。機界面由傳統(tǒng)的DOC界面發(fā)展到現(xiàn)在的圖形用戶界面，未來人機交互界面將向著自然和諧的人機交互界面發(fā)展；后者是指利用計算機軟硬件系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實的世界，設(shè)計是可以通過這個虛擬的世界通過人機交互完成產(chǎn)品的設(shè)計、驗收等工作。

3．3計S；機輔助工業(yè)設(shè)計中的智能技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，智能技術(shù)巳經(jīng)在人們的生活中發(fā)揮了巨大的作用，如智能手機、智能汽車、智能機器人等的運用極大的便捷了人們的生活。在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計方面，智能化技術(shù)能夠是人機之間的交互，對于設(shè)計師而言無疑起到了巨大的幫助作用，其意義重大。在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中，設(shè)計師的思路與理念的展現(xiàn)需要通過草圖來體現(xiàn)，在轉(zhuǎn)化的過程中并非簡單的“手繪”即可而且極其復(fù)雜的，不僅需要設(shè)計師具備良好計算機基礎(chǔ)知識而且還需要熟練的操作。當(dāng)計算機能夠根據(jù)設(shè)計師的思路完成草圖的繪制后，設(shè)計師再結(jié)合草圖加以修改和完善，無疑極大的提升了設(shè)計師的工作效率。

3．4計算機輔助設(shè)計中的新技術(shù)

目前，隨著對計算機技術(shù)與工業(yè)設(shè)計技術(shù)結(jié)合研究的進一步深入，虛擬現(xiàn)實、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等新技術(shù)以及并行設(shè)計、輔助設(shè)計等設(shè)計方法逐漸成為又一大熱點。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的作用在于通過計算機設(shè)備與技術(shù)將現(xiàn)實環(huán)境虛擬到計算機硬件之中，進而在此基礎(chǔ)之上開展相應(yīng)的工作，在當(dāng)今的設(shè)計行業(yè)中運用較廣。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同理是基于計算機技術(shù)來模擬動物的審計脈絡(luò)進而對獲取到的信息加以計算形成數(shù)學(xué)模型，雖然該技術(shù)的運用負(fù)責(zé)度較高，需要建獲取的信息轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的計算機符號并據(jù)此加以分析，在當(dāng)今的工程設(shè)計中已經(jīng)得到了廣泛運用。遺傳算法是基于模擬自然環(huán)境下的進化過程，進而探索最佳的解法，想必其他算法更為簡單。

4結(jié)束語

綜上所述，在工業(yè)設(shè)計中運用計算機技術(shù)已經(jīng)是當(dāng)今行業(yè)中的主流趨勢之一而且隨著計算機輔助技術(shù)的不斷發(fā)展，其在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展前景越加廣闊，在促進工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中勢必會發(fā)揮出巨大的作用。作為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計師，應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識到之一趨勢并加強自身綜合素質(zhì)的提升，以進一步強化兩者之間的結(jié)合。

作者：孫勇 單位：天津一汽夏利產(chǎn)品開發(fā)中心