計算機輔助工業設計系統的設計與研究

摘 要：計算機輔助工業設計系統是現代計算機產業發展的一個分支，主要是將各類工業技術和現代化產業結合在一起，為其他工業設計工作提供輔助。因此，系統設計者應該注重對整個系統框架的研究，利用三維圖像提升設計的表達效果，在滿足計算機輔助工業設計系統升級的同時，促進工業產業化轉型。主要研究計算機輔助工業設計系統的實際應用問題。

關鍵詞：計算機；輔助工業；設計系統；設計與研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.121

0 前言

隨著電子信息技術的發展，工業產品的組裝和更新方式也發生了改變，消費者在購物過程中，除了考慮產品性能之外，還關注產品的外形和是否環保等因素。因此，在工業產品開發的過程中，設計人員需要利用計算機輔助系統，注重對產品實用性和創新性的設計，在環保理念的驅使下，大力提升工業產品質量，從而實現企業的加速發展和進步。

1 計算機輔助技術在工業設計中的應用特點

1.1 強化對產品的概念設計

追求產品結構、原理和作用的相互融合，是產品概念設計的核心觀點。設計人員只有資源組合利用，才能還原工業產品的最初形態和設計機構等。在此過程中，需要設計者充分發揮創新思維能力，利用技術支撐產品設計的整個流程。尤其是當前出現的反向工程、遺傳算法等設計，都需要利用計算機輔助技術，解決設計中遇到的分析結果和數據處理等問題，從而提升系統設計的工作效率。

1.2 從二維向三維的過渡

隨著信息時代的到來，計算機輔助系統設計已經從傳統的二維計算方法向現代三維甚至是四維方向轉變，設計師通過處理電腦系統和程序代碼，可以更加便捷地位工業產品設計海報和張貼廣告等，甚至可以通過系統復制的方式，借助數據流量，向目標群體傳遞產品信息，形成精準對流，從而為設計產品的可視化提供便利。

1.3 設計流程向智能化方向發展

現代工業技術的發展，已經不需要通過傳統作坊，集結人力資源來完成，通過借助計算機輔助技術，設計者通過構建知識庫和專家系統，對工業產品的結構、基本信息和設計過程進行分析和統計，從推理、比較中得到最科學的計算和設計方法，使電子智能轉化為人工智能，對設計流程中的一些模糊信息進行高效化處理，從而不斷提升工業產品的生產效率。

2 計算機輔助工業設計技術的發展現狀和趨勢分析

2.1 逐漸拓展工業產品的新形態

計算機輔助系統需要操作人員基于計算機系統的基本結構，拓展產品新形態，其中包括操作性、規則性以及功能型三個類別。首先，功能型的產品設計形態與計算機輔助技術方法基本是一致的；其次，操作型產品設計主要是指，設計師通過對原有的工業產品進行變形和維護，從而使其產生一種新的形態；最后，規則型產品形態主要通過語義驅動和人工智能等形式，使產品設計流程更加人性化，滿足當前目標群眾的需求。這類產品一般都風格獨特，需要進行個別設計。

2.2 設計面向思想的產品信息模型

基于這一思想理念，設計者通過對產品信息進行包裝，從而將產品的信息功能和結構結合在一起，促進整個設計流程的公式化模塊化，甚至可以分享原有模型，提升工作效率。對于工業產品設計而言，設計小組一開始有一個專業的產品信息共享模型，可以整合已有信息資源，有效劃分產品信息的功能、結構和系統，提升產品信息模型的質量。就目前來說，針對一些病態的信息數據，大多會采取模糊人工智能和神經網絡技術處理，效果良好，可以保留。但是針對一些精確信息，卻不能用模糊處理手段，只能通過人工篩查或計算機輔助處理，以提升工業產品信息的處理質量[1]。

2.3 派生新的設計方案

根據原有的實際方法，設計者可以根據產品需求和設計目標，選擇不同的信息數據和產品族群，以供客戶挑選。同時，為了控制產品設計方案的真實性和先進性，當前采取的方法大多是神經系統網絡和形態差異算法等，其中前者應用更為廣泛。初次之外，設計者還應該采取計算機輔助功能，以支持工業產品的全流程設計，其中包括外觀設計、布局設計、包裝設計、環保設計、產品生命周期設計以及創新思維設計，等等。用心傾聽客戶需求，在滿足產品設計質量的情況下，確保設計流程的先進性。

3 計算機輔助工業設計系統的創新研究

3.1 支持工業產品的概念性設計

對工業產品進行概念性設計，主要是為了滿足產品結構和功能之間相互融合，以達到最優的組合方式。因此，整個設計流程也應該是設計者發揮想象力的過程。計算機輔助技術，能夠為工業產品的概念性設計提供技術支持，有利于豐富設計者的思想，從而設計出更符合客戶需求的工業產品。基于此，計算機輔助技術對于工業產品的支持依然停留在創新階段上，借助計算機強大的數據存儲系統和處理能力，檢測產品設計過程中的人為漏洞，從而提升設計質量。具體來說，設計者的創新理念都會通過三維設計圖展示出來，雖然后期維護不太便利，但是卻可以減少設計者繁重的構圖工作，因此更適合現代工業產品的生產[2]。

3.2 促進產品設計流程的交互性發展

隨著經濟的發展和技術的進步，現代工業產品設計已經脫離了傳統以人力為主的設計形式，但是對其中的審美需求、交互信息以及設計結構等內容卻提出了更嚴格的要求。因此在具體的工業設計流程中，需要將不同設計背景和不同領域的設計師綜合起來，使其協同作業，為工業產品的設計提供原始的智力支持。同時，計算機輔助技術還可以利用異步或同步技術，解決來自不同領域技術人員共同進行開發設計過程中產生的意見摩擦問題，讓設計者能夠隨時分享靈感和意見，提升工作效率。

3.3 促進工業設計產品的人性化

現代工業技術在發展的過程中，除了要滿足產品的性能需求之外，還應該根據客戶的需求，促進產品設計流程和最終成果的人性化。這就需要設計者在實際參與工業產品的開發和設計中，合理采取計算機輔助技術，對產品功能各要素進行更新和篩選，制定科學合理的設計方法。提升對產品外觀、整體結構、包裝以及材質等部分的設計感，同時還應該在客戶允許的條件下，注重色彩搭配的問題。除此之外，為了順應當下綠色環保的生態觀，在設計過程中要盡量采取清潔能源和可再生能源，增加材料回收再利用的頻率，大力提升資源的利用效率[3]。

3.4 建立工業產品設計知識庫

跟大數據統計信息資源類似，在工業行業的發展過程中，相關企業可以建立引領行業發展的工業產品知識庫。設計者通過采取計算機

輔助技術，將不同領域專家所具備的設計經驗整合在一起，其中包括對產品外觀和設計感的考量、對產品性能的分析和創造、對生產加工流程的精細化處理、對智能化生產技術和加工技術的分析和利用等，通過將這些經驗和信息整合在一起，為其他工業產品的設計提供原始依據，從而促進整個工業產業的發展，為人類的進步奠定堅實的物質基礎。但需要注意的是，資源整合過程中需要分門別類，各類信息資源需要統一各家觀點，做好必要的統籌工作，不能籠統概述、存在歧義，這樣只能加大從業人員的疑惑。

4 總結

綜上所述可知，計算機輔助技術，輔助工業設計系統，不僅能夠促進工業產業的發展，而且還能加速社會轉型。因此在實際的產品設計中，設計者要合理采取計算機輔助技術，支持工業產品的概念性設計，促進產品設計流程的交互性發展，促進工業設計產品的人性化，建立工業產品設計知識庫，在全面提升工業產品性能和設計感的同時，貫徹落實環保理念，從而為整個產業發展提供技術依據。

參考文獻：

[1]張天成.計算機輔助工業設計系統的設計與研究[J].遼寧科技學院學報，2016，18（04）：7-9.

[2]毛洋.計算機輔助工業設計系統體系結構研究[J].工業設計，2015（12）：63-64.

[3]黨倩.基于ASP技術的計算機輔助工業設計系統的設計與研究[J].自動化與儀器儀表，2014（07）：8-10.

作者簡介：司曉瓊（1987-），女，河南鄭州人，本科，助教，研究方向：工業設計。