劉友江

摘? ?要：近些年來，計(jì)算機(jī)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(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)而言，計(jì)算機(jī)更是不可或缺的一項(xiàng)設(shè)備，伴隨著計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，其作用更是凸顯了出來。文章論述了計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的概念、發(fā)展的狀況及其發(fā)展的趨勢(shì)。期望文章能夠?yàn)槲覈?guó)計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)研究提供一些有意義的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī);工業(yè)設(shè)計(jì);狀況;趨勢(shì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，人們也越來越重視個(gè)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(jì)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(jià)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(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)（Computer-aided Industrial Design，CAID）[1]可以有效地將計(jì)算機(jī)和人類的不同功能特點(diǎn)相結(jié)合，促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展。只有對(duì)當(dāng)前的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)有清楚的認(rèn)識(shí)，才可能做出正確的判斷和選擇，才能有效地促進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展和完善。

1? ? 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)一般是指依托于計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件的幫助下進(jìn)行的工業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)。其本質(zhì)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，CAD）的衍生品。CAD是我國(guó)高校當(dāng)前各工科專業(yè)必學(xué)的一門基礎(chǔ)課，廣泛應(yīng)用于我國(guó)的建筑、公路、橋梁、工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、汽車等行業(yè)，對(duì)我國(guó)各行業(yè)的現(xiàn)代化起到了重大的輔助作用。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)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(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）技術(shù)、CAD技術(shù)和多媒體技術(shù)等。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)可以有效地將計(jì)算機(jī)和人類的不同功能特點(diǎn)相結(jié)合，以有效促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展。

2? ? 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的狀況

2.1? 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中的人機(jī)交互技術(shù)

人機(jī)交互技術(shù)從誕生到興起僅有幾十年的歷史，對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)來說，人機(jī)交互技術(shù)主要指虛擬仿真技術(shù)和人機(jī)界面技術(shù)。曾經(jīng)在電視里看到的人機(jī)交互現(xiàn)如今已經(jīng)走入了我國(guó)的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)。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(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，人機(jī)交互界面和之前相比已經(jīng)有了非常大的進(jìn)步和完善。同時(shí)，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中的虛擬仿真技術(shù)得到有力、有效的應(yīng)用。當(dāng)前我國(guó)整個(gè)社會(huì)對(duì)虛擬仿真技術(shù)都十分熱衷，很多企業(yè)紛紛投入巨大財(cái)力和人力進(jìn)行研究，大眾對(duì)此也有著很高的熱情和關(guān)心。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)來說，虛擬仿真技術(shù)可以有效模仿工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后的效果，也可以展示設(shè)計(jì)過程、制作過程，以有效研究其發(fā)展的程度和過程，并且當(dāng)前也形成了一些較為成熟的產(chǎn)品。

2.2? 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中的智能技術(shù)

工業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師的思維、思考、設(shè)計(jì)和創(chuàng)造的結(jié)果。在實(shí)際的工業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師要把一個(gè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品形成草圖要經(jīng)歷一個(gè)十分復(fù)雜和困難的過程。一些科學(xué)研究者就是專門從事研究設(shè)計(jì)師的這種從概念到草圖的設(shè)計(jì)過程。同時(shí)，一些計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)研究者開始研究設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)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(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)用大量的設(shè)計(jì)方案，通過大數(shù)據(jù)整合以總結(jié)工業(yè)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)理念，為工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)作提供智能技術(shù)服務(wù)。智能技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中不可或缺的一項(xiàng)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(huì)在未來更加不斷地凸顯出來。

2.3? 計(jì)算機(jī)輔助造型技術(shù)的應(yīng)用

就像CAD的建模一樣，計(jì)算機(jī)的輔助造型設(shè)計(jì)可以有效、全面展現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的特點(diǎn)[2]。一般說的工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)是指自由曲面設(shè)計(jì)和草圖設(shè)計(jì)。草圖設(shè)計(jì)與自由曲面設(shè)計(jì)代表了計(jì)算機(jī)輔助造型技術(shù)的主要設(shè)計(jì)研究，產(chǎn)品造型是人們對(duì)該產(chǎn)品的直觀認(rèn)識(shí)，造型決定著商機(jī)。因此，造型技術(shù)的提高也是設(shè)計(jì)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(jì)，草圖設(shè)計(jì)可以有效填補(bǔ)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)與工業(yè)設(shè)計(jì)之間的空白。草圖重建和人機(jī)交互是該技術(shù)的關(guān)鍵，即設(shè)計(jì)系統(tǒng)如何模擬出經(jīng)過設(shè)計(jì)者手繪的設(shè)計(jì)。在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中，自由曲面的設(shè)計(jì)其實(shí)就是對(duì)產(chǎn)品外形進(jìn)行自由曲面設(shè)計(jì)。自由曲面設(shè)計(jì)時(shí)，曲面特征的應(yīng)用是一項(xiàng)必要流程.移動(dòng)特征、串通圖形、基本表面這3個(gè)部分共同組成了曲面特征。這兩個(gè)元素對(duì)產(chǎn)品將來在市場(chǎng)上的受歡迎程度有著重要的影響，工業(yè)設(shè)計(jì)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(chǎng)信息化的深入，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)變得更加激烈，企業(yè)不但要考慮和其他企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，還要考慮、預(yù)測(cè)和分析未來的市場(chǎng)形勢(shì)，并及時(shí)作出調(diào)整和應(yīng)對(duì)，尤其是對(duì)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(jì)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(duì)并行工程的應(yīng)用，可以極大提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期，同時(shí)，能夠有效降低設(shè)計(jì)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(yùn)行模式特點(diǎn)，值得注意的是，在對(duì)并行工程進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要求設(shè)計(jì)師應(yīng)從產(chǎn)品生產(chǎn)整個(gè)過程入手，加大對(duì)細(xì)節(jié)的綜合思考力度，同時(shí)，在同其他機(jī)構(gòu)建立緊密聯(lián)系的過程中，有效形成通信和信任機(jī)制，這樣一來，設(shè)計(jì)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(jì)效益將有所增加，可以更有效地促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，增加員工的收入。

3? ? ?計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)

3.1? 工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)

我國(guó)在改革開放前，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為薄弱，大眾對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的需求水平也較低，大家用的是統(tǒng)一化的工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。隨著改革開放的深入，人們的需求和認(rèn)知也在不斷發(fā)生著變化，人們對(duì)商品的需求更加趨向于個(gè)性化，體現(xiàn)著自己的特點(diǎn)。對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)來說，要滿足人們不同的個(gè)性化需求，就需要對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)所涉及的硬件和軟件進(jìn)行升級(jí)，以適應(yīng)需求的變化。工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就需要不斷發(fā)展和完善以滿足大眾的個(gè)性化需求。創(chuàng)新技術(shù)是工業(yè)設(shè)計(jì)中極為重要的一個(gè)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(dāng)然，這種升級(jí)是一個(gè)系統(tǒng)化的升級(jí)，目前來說最為重要的就是計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)即CAID的發(fā)展和完善，通過這種模式可以更高效地促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)的個(gè)性化發(fā)展，大大提高了工業(yè)設(shè)計(jì)個(gè)性化發(fā)展的效率[3]。

3.2? 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)

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

4? ? ?結(jié)語

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)水平的要求也越來越高，對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)涉及的各因素要求也越來越高。在這樣的背景下，消費(fèi)者的需求必然會(huì)導(dǎo)致工業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的研究和應(yīng)用中，進(jìn)而才能更有效地促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展。政府和高校要有統(tǒng)籌觀念，加大對(duì)計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的資金支持和人才支持。只有在這兩大因素的投入下，我國(guó)的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)才能走得更長(zhǎng)遠(yuǎn)。我國(guó)要及早建立高標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一化的技術(shù)模型，利用當(dāng)前的有效技術(shù)手段為計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行服務(wù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]陳雨.以模型研究為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)課程內(nèi)容研究[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2017（11）：115-116.

[2]范勁松，安軍.計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探究[J].高教論壇，2017（6）：17-19.

[3]易熙瓊，何風(fēng)梅.計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式及其策略研究[J].家具與室內(nèi)裝飾，2015（12）：100-101.

[4]曹坤.計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)[J].中國(guó)科技博覽，2009（7）：90-100.

[5]羅海玉.計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)綜述[J].甘肅科技，2003（7）：41-42.

[6]孫守遷，黃琦，潘云鶴，等.數(shù)字化藝術(shù)與設(shè)計(jì)研究進(jìn)展[J].中國(guó)機(jī)械工程，2004（12）：1115-1120.

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