計算機技術(shù)與工業(yè)設計融合

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1工業(yè)設計的內(nèi)涵及其發(fā)展歷史

工業(yè)設計是伴隨著工業(yè)革命與產(chǎn)業(yè)革命而形成了一門學科，其覆蓋的內(nèi)容廣闊：產(chǎn)品的平面設計、產(chǎn)品的包裝、產(chǎn)品的廣告設計、產(chǎn)品推廣設計等諸多領(lǐng)域，同時還涉及到市場營銷學、環(huán)境工程學、人體學等諸多學科知識?？傮w而言，工業(yè)設計是一個綜合性的系統(tǒng)學科，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)的手工設計方式專項為技術(shù)含量更高的工業(yè)設計，成為了現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設計的開山之篇；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志之一，工業(yè)設計相關(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)設計的影子而且曰益緊密。工業(yè)設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，可以預測工業(yè)設計的方向可能會往以下方向發(fā)展：其一，高技術(shù)高人性化設計：設計利用各種新技術(shù)新方法，新工藝，新材料，符合人體工程學，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)品設計的可用元素，創(chuàng)造出了獨具一格的設計之風。我國工業(yè)發(fā)展歷程較短而工業(yè)設計的起步則更慢，在上世紀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)品設計不具備先天優(yōu)勢。我國的工業(yè)產(chǎn)品設計在沒有經(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)設計；其次，是模仿階段，工業(yè)設計先行者開始對國外引進的產(chǎn)品進行模仿設計；再次，創(chuàng)新階段，企業(yè)開始意識到創(chuàng)新設計已成為產(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)新設計力度，社會更加意識到工業(yè)創(chuàng)新設計的重要性。

2計算機輔助工業(yè)設計涵義

2．1CAID的含義

計算機輔助工業(yè)設計CAID指的是在計算機輔助工業(yè)設計軟件的支持下，進行工業(yè)設計領(lǐng)域的各類設計工作。計算機輔助工業(yè)設計以工業(yè)設計知識為主體，以計算機網(wǎng)絡等信息技術(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)設計CAID是采用計算機進行設計的CAD的一種，特別是指能夠進行包含工業(yè)設計的系統(tǒng)。CAD的運用主要用于設計產(chǎn)品的零部件而非整體性的設計，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)提供了諸多設計完備的產(chǎn)品模型。

3計算機技術(shù)在工業(yè)設計中的應用

計算機技術(shù)與工業(yè)設計的結(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計與產(chǎn)品的草圖設計層面。對于產(chǎn)品的自由曲面設計是該行業(yè)內(nèi)的重點研究方向，是基于傳統(tǒng)設計方式的弊端而發(fā)展起來的。在以往的設計中，設計師采用的是手繪設計但難以將其設計方式與理念通過計算機語言表達出來，當然亦是受限于當時的計算機技術(shù)的不夠發(fā)達。當今，自由曲面設計得到了極大提升，其設計的質(zhì)量與人們的審美視覺直接相關(guān)，影響著產(chǎn)品的市場認可度，設計內(nèi)容針對的是產(chǎn)品的表面設計、移動特性的設計、串通圖形等。根據(jù)設計理念與設計要求，最佳的自由曲面設計能夠?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)設計中的人機交互

當前，人機交互提升工業(yè)設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)，前者指的是設計者與計算機之間的操作界面，是設計的基礎。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)品的設計、驗收等工作。

3．3計S；機輔助工業(yè)設計中的智能技術(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)品設計方面，智能化技術(shù)能夠是人機之間的交互，對于設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)品設計中，設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”即可而且極其復雜的，不僅需要設計師具備良好計算機基礎知識而且還需要熟練的操作。當計算機能夠根據(jù)設計師的思路完成草圖的繪制后，設計師再結(jié)合草圖加以修改和完善，無疑極大的提升了設計師的工作效率。

3．4計算機輔助設計中的新技術(shù)

目前，隨著對計算機技術(shù)與工業(yè)設計技術(shù)結(jié)合研究的進一步深入，虛擬現(xiàn)實、神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法等新技術(shù)以及并行設計、輔助設計等設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，進而在此基礎之上開展相應的工作，在當今的設計行業(yè)中運用較廣。神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)同理是基于計算機技術(shù)來模擬動物的審計脈絡進而對獲取到的信息加以計算形成數(shù)學模型，雖然該技術(shù)的運用負責度較高，需要建獲取的信息轉(zhuǎn)化為相應的計算機符號并據(jù)此加以分析，在當今的工程設計中已經(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)設計中運用計算機技術(shù)已經(jīng)是當今行業(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)品設計中勢必會發(fā)揮出巨大的作用。作為工業(yè)產(chǎn)品設計師，應當充分認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