計算機輔助工業設計現狀及發展

吳翔

摘? 要：在當前形勢下，由于人們實際生活和信息化工作的需求，要求科學信息技術必須迅速更新和加速發展。計算機作為實現信息化工程的主要載體和重要方式，其重要地位更加凸顯。計算機的重要地位的體現在工業設計領域，工業設計的實現非常依賴于計算機技術。這就要求深入探析計算機輔助工業設計未來發展的狀況和趨勢，希望通過研究計算機對工業設計發展的輔助性作用，可以促進工業設計領域的快速全面發展[1]。

關鍵詞：計算機輔助;工業設計;發展狀況與趨勢

中圖分類號：TP391? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

計算機技術為人們的工作生活帶來了便利，有利于人們通信交流，有利于帶來更好的視聽享受，以及在網絡中共享知識。對于工業設計來說，計算機技術的發展能夠簡化減輕設計運算量，減少重復計算工作，還能擴展設計人員的想象力，提升設計能力。近年來，計算機技術的發展隨著CAD和CAID的逐步應用，對工業設計領域的作用更加凸顯，在工業設計領域輔助性設備中占有重要地位，探析計算機輔助工業設計發展狀況與趨勢對工業設計領域的發展具有積極意義。

1 計算機輔助性技術和工業設計介紹

1.1 CAD介紹

CAD是指利用計算機相關圖形處理軟件協助工業設計人員進行產品設計工作。在設計過程中，設計人員需要用計算機處理軟件對各類產品設計進行大篇幅的核算、然后對計算結果進行分析和比較，最終確定最優方案;類型多樣的設計數據，無論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能在極短時間內進行檢索;設計人員最初設計一般采用人工草圖，將草圖變為正式設計圖的復雜工作就可以交給計算機輔助軟件完成;通過計算機自動生成的的設計結果，可以快速畫出設計圖形，方便設計人員及時對設計做出判斷和修改;利用計算機還能進行所需圖形的編輯，具有放大、縮小、平移、復制和旋轉等相關編輯功能[2]。

1.2 CAID介紹

CAID技術是在CAD技術的基礎上，隨著CAD技術的發展而產生的新型計算機輔助技術。CAID與數控加工、快速成型、模型制作和模具生產等工藝相結合，綜合設計已成為當今設計中的流行趨勢，計算機輔助工業設計將向著專業化和綜合化方向發展。CAID作為新型科學技術，相比其他輔助性技術，存在自身缺陷，功能不夠完善，還不能較好地適用于工業設計領域。目前CAID存在3個問題。1）理論基礎不夠穩定，目前的工業設計主要向現代化發展，需要從設計產品本身出發，用相似且準確的方式對整個研發過程進行研究，才能為CAID在工業設計領域打下基礎。2）創新功能的缺失，現代工業設計要求在遵循設計基本原則的情況下升級創新功能，必須掌握產品設計創新方式和創新技術。3）智能化程度不足，工業產品的研究過程越來越傾向于智能化設計，對科學技術的智能程度有了更高的要求，需要覆蓋整個過程和所有環節的智能系統進行技術支持[3]。

1.3 工業設計介紹

工業設計主要利用先進的現代科學技術，在符合合理成本的條件下，生產出有一定使用功能且與環境、與人及社會和諧的產品。早期對于工業設計的目標主要是具有功能性的產品，目前，工業設計除了具有功能性還加入了美學的思想，使工業設計產品不僅是功能性產品，更是工藝精美的產品。這就要求現代工業設計師必須通過計算機輔助技術，既考慮到產品的功能性，又對產品的工藝和美觀進行衡量，以高標準嚴格要求自己。工業設計理念一般是指系統團隊的活動，既然是團隊性質的活動，要求在工業設計過程中配合默契，在相當長一段時間里，工業設計團隊具有分散性和不連貫性，設計師對產品進行設計，生產部門生產產品，營銷部門銷售產品，互相之間沒有溝通和交流，在各個環節相對脫節，導致生產出的產品不具有系統性和整體性的理念，屬于品質較為低劣的類別?，F代工業技術則要求整個產品的開發、設計與生產具有連貫性，環環相扣，密切溝通，這樣生產出的工業產品具有更高品質和更強的競爭力。

2 計算機輔助工業設計系統的案例分析

利用計算機輔助軟件設計工業輔助管理系統，讓公司員工在管理平臺上進行相應的溝通和技術的交流，能夠提高設計人員的創造性和工作積極性。以下展示的是某個公司通過計算機輔助設計的管理系統的整體框架。

從以上框架上可以快速找到各個部門管理人員和各類工作的工作人員。框架中一共包括3個板塊，分別是客戶咨詢中心、資源整合中心以及創意整合中心，每個板塊下又包括了不同的分支進行不同程度的分工?？蛻糍Y訊中心主要是對客戶資料、客戶需求進行分析總結，與客戶進行密切溝通，聯絡新老客戶群體，盡量提高客戶滿意度;資源整合中心主要是對企業內部供應鏈、系統資源、設計資料以及人資資料進行管理，為公司經營提供內部數據;創意整合中心主要是對設計人員的創意進行交流分析和總結，對比各類創意選擇最佳方案，是公司經營發展的核心。通過劃分管理、資源和設計功能，有利于領導做正確的決策和對下級員工的考核，還能保證整個公司系統有序有效地順利經營。

3 計算機輔助工業設計發展狀況

3.1 具有系統性和綜合性的并行工程

在市場國際化的背景下，國際經濟快速發展要求企業也必須跟進步伐，快速創新自身技術，提高自身國際競爭力。企業如果能對未來技術的發展進行預判，并根據自身的長遠預見對企業發展模式和技術進行調整以符合市場經濟發展趨勢，這樣企業將獲得最新的科學技術、得到預期的經濟效益。在此背景下，要求計算機輔助技術具有系統性和綜合性，于是并行工程應運而生，并行工程對設計產品及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行處理、通過集成化手段而生成系統方法和綜合技術。

并行工程應用于工業設計過程中，能夠有效處理相關數據，并通過系統性分析對產品制造提供技術支持，從而對產品進行并行設計。并行工程的產生，對于提高產品設計品質、加速產品開發、減少產品開發投入等具有積極作用。并行工程的應用對于工業設計師的要求也較高，設計師必須具有整體性和綜合性思維，從產品的多個角度去進行并行處理，這樣才能最有效地進行并行工程，才能發揮其綜合性和系統性的作用，提高產品開發效率，確保企業實現經濟利益最大化。

3.2 具有與社會實際相契合性的虛擬現實技術

互聯網的發展勢頭越來越好，多媒體技術的呈現也是日新月異，這些技術的發展和人們生活和工作需求不斷增多有著千絲萬縷的聯系，是社會實際的需要產生，才使得互聯網和多媒體技術的產生，因此與社會實際相契合的虛擬現實技術得以產生。無論是在大眾娛樂方面，還是在軍事應用方面，都盡情體現了虛擬現實技術的重要功能。然而反觀虛擬現實技術在工業設計領域的應用，體現的功能性不盡如人意。虛擬現實技術在工業設計領域應用不夠廣泛的原因在于應用成本較高，因此應用于本身造價較高的航天航空工業設計方面。尤其應該關注的一方面是目前的虛擬現實技術中包含各類人工智能以及人機多維界面等新型高科技技術，因而虛擬現實技術才能對信息空間進行構建，對人類的手勢語言和聽覺進行辨認識別，從而應用到設計技術中。構建的這種信息空間還具有一個特點，既實現行為、人、機一體化的功能。綜上所述，目前的虛擬現實技術是非常成熟飽滿的，不僅能夠直觀看到設計效果，更能使設計圖呈現動態模式。虛擬現實技術也在隨著社會實際的變化進行改變和更新，未來將會成長為更加適用于設計領域的輔助性技術[4]。

4 計算機輔助工業設計發展趨勢分析

4.1 工業設計發展趨勢分析

科技信息化時代的到來是人類文明的進步，國家的興盛必須靠科學技術的發展，企業的長久不衰也必須靠科技技術的創新。只有在科學技術上占有主導地位，創新新型高科技技術產品，提高企業自身產品的開發設計能力才能在國際競爭中占有一席之地，才能在科技發展的急流中生存下去。創新科學技術必須有個性化特點，目前社會已經不足以滿足基本需求，更加要求實現高端個性化需求定制，產品開發和設計要根據不同客戶的個性化需求定制。創新科學技術必須要有多元化的特點，單一的功能已經成為產品競爭的薄弱之處，開發多元多功能的產品才能成為企業核心競爭力，當然在產品多元化的過程中一定要堅守產品自身特色功能的底線。由此可見，無論是計算機技術還是工業設計都需要繼續發展和進步，CAID輔助性技術體現了將CAID技術與虛擬技術相互結合的必然性，這樣才能保證工業設計有堅實穩定的技術基礎。在未來的工業設計發展中，必然要求工業設計師對于設計理念有更全新的認識，形成高端設計思維。通過設計師和技術軟件達到無縫配合，人機互助方式將達到自然通透的境界，產品開發和設計的方式也將更有效率和更切合實際所需。綜上所述，工業產品必須要結合新型技術進行設計和開發，用科技手段激發設計師的設計潛能，提高設計師創新水平和設計水平。

4.2 CAID發展趨勢分析

工業設計的未來趨勢是優化處理各類設計方案，那么使用計算機輔助性技術顯得尤為重要。CAID技術工具的功能在現階段工業設計的應用中體現得不夠充分，利用率不高，主要還是應用于造價本身較高、資金實力雄厚的行業，例如航天航空以及軍事領域，未來發展趨勢肯定是要向多方領域應用發展。新時代工業設計必然要依賴CAUD技術向著個性化、多元化進行創新發展。所以，CAID未來發展必須要構建巨大的數據庫系統，通過應用包含多個生產設計以及營銷售后環節的系統，真正地實現產品設計、產品生產和產品應用一體化，利用CAID實現設計直觀化和動態化來激發工業設計師的想象力和創造力。使工業設計師能夠在人工智能的條件下，及時得到數據反饋，促進生產開發和生產設計的有效優化。在這種條件下設計的產品具有可控性，也具有較高的質量，促進企業營銷管理。CAID發展趨勢必然是向個性化、智能化、系統化轉變[5]。

5 結語

從計算機輔助工業設計的發展狀況以及發展趨勢分析，現代新型高科技技術迅猛發展，CAID技術在不久的將來要實現自身良好發展和優化，而CAID技術的優化又能更好地實現對工業設計的輔助性作用，這與技術的發展是環環相扣的。必須進行科學技術的創新，掌握核心競爭力，提高產品開發和設計效率，優化產品品質和服務。計算機輔助技術在未來向個性化、系統化、多元化發展，對于工業設計方面的進步有著重大意義，對國家提升制造業國際競爭力有舉足輕重的作用。

參考文獻

[1]劉亞輝.計算機輔助工業設計發展現狀與趨勢[J].信息與電腦（理論版），2019（13）：7-8.

[2]劉友江.計算機輔助工業設計發展的狀況和趨勢研究[J].無線互聯科技，2019，16（12）：114-115.

[3]呂紹瑞.計算機輔助工業設計發展狀況與趨勢[J].通訊世界，2019，26（1）：100-101.

[4]莊亞非.計算機輔助工業設計發展狀況與趨勢[J].山東工業技術，2018（14）：41，49.

[5]任娟.計算機輔助工業設計發展狀況與趨勢探析[J].才智，2017（16）：263.