計算機輔助工業(yè)設計的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

包 玉

（重慶財經(jīng)學院新媒體藝術學院 重慶 401320）

1 引言

近些年，我國的科技水平得到了很大的提升，計算機也在各領域當中得到了廣泛的應用，在改變?nèi)藗兩a(chǎn)生活方式的同時，也讓工業(yè)生產(chǎn)活動變得更加便捷，尤其是在工業(yè)設計方面，計算機儼然已經(jīng)成為了不可或缺的一部分，利用計算機對工業(yè)設計活動進行輔助，不僅能夠提高相關設計的工作效率，還能使工業(yè)設計的質(zhì)量得到顯著的提升。因此，計算機輔助工業(yè)設計的發(fā)展也成了相關領域重點關注的內(nèi)容，而針對相關內(nèi)容加強研究，對于工業(yè)領域的發(fā)展有著非常重要的現(xiàn)實意義。

2 淺析計算機輔助工業(yè)設計及其發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 計算機輔助工業(yè)設計

所謂的計算機輔助工業(yè)設計，從本質(zhì)上來看，就是一種以計算機為基礎，利用相關工業(yè)設計軟件落實工業(yè)設計活動的一種方法，可以將其看做是CAD技術的一種衍生品。一直以來，CAD技術都是高校工科專業(yè)的基礎學科，在工業(yè)領域的應用非常廣泛，涉及到汽車、機械制造、工業(yè)設計、路橋工程以及建筑設計等諸多領域。而計算機輔助工業(yè)技術則是以CAD技術為基礎，延伸而來的一種技術手段，其中融合了多種現(xiàn)代技術，如多媒體技術、CAD技術、虛擬現(xiàn)實技術以及人工智能技術等，通過計算機輔助工業(yè)設計能夠推動人類自身優(yōu)勢與計算機優(yōu)勢的有效結合，其對于工業(yè)設計領域的發(fā)展有著至關重要的作用。

2.2 當前計算機輔助工業(yè)設計發(fā)展的基本情況

2.2.1 智能技術

對于工業(yè)設計而言，其主要是由相關設計人員經(jīng)過思考、設計以及創(chuàng)造獲得的成果，在工作實踐當中，相關設計人員想要將一個產(chǎn)品設計繪制成草圖，并逐漸形成完整的圖紙，往往需要經(jīng)歷一個漫長又復雜的過程。而為了進一步提高這個設計過程的效率和質(zhì)量，相關人員進行了深入的研究，通過對大量設計方案進行匯總，并利用大數(shù)據(jù)技術對相關設計人員的設計理念及經(jīng)驗進行整合、分析和總結，進而獲得了智能化的判斷數(shù)據(jù)，使得相關人員在進行工業(yè)設計活動的過程中能夠?qū)χ悄芗夹g進行有效的應用，從而為設計活動的有序開展提供支持。目前，在計算機輔助工業(yè)設計當中，這種智能技術已經(jīng)得到了廣泛的應用，而隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，其在計算機輔助工業(yè)設計當中的應用價值也將得到不斷的提升[1]。

2.2.2 人機交互技術

在計算機輔助工業(yè)設計當中，涉及到的人機交互技術主要包含人機界面技術以及虛擬仿真技術等，其在近些年得到了快速的發(fā)展，尤其是在多媒體技術以及虛擬現(xiàn)實技術逐漸發(fā)展和成熟的情況下，如今的人機交互界面已經(jīng)得到了有效的完善，再加上虛擬仿真技術以及配套軟硬件設施的發(fā)展，使得虛擬仿真技術在計算機輔助工業(yè)設計當中的應用頻率和應用效果也在逐步提升。目前，虛擬仿真技術已經(jīng)成為相關領域發(fā)展過程中不可或缺的前沿技術，越來越多的企業(yè)開始消耗大量的資源用于該項技術的研究，也使該項技術成為了社會各界關注的焦點。而將虛擬仿真技術應用在計算機輔助工業(yè)設計中，不僅能夠?qū)I(yè)產(chǎn)品設計之后的效果進行模仿，還能對設計以及制作的過程進行展示，確保相關人員能夠?qū)I(yè)設計的過程進行深入的分析研究，從而有效提高相關設計工作的質(zhì)量[2]。

2.2.3 輔助造型設計

與CAD建模較為相似，計算機輔助造型設計能夠?qū)I(yè)設計產(chǎn)品的各項特點進行全面、直觀的展示。通常情況下，工業(yè)產(chǎn)品造型設計主要涉及到草圖設計和自由曲面設計等內(nèi)容，而這也是計算機輔助造型設計的主要研究領域。在現(xiàn)實當中，產(chǎn)品造型直接影響著人們對于產(chǎn)品的認知情況，甚至會影響到產(chǎn)品的銷售情況，因此，造型設計一直都是工業(yè)設計領域較為關注的問題。但產(chǎn)品造型在正式出爐以前，涉及到草圖設計等諸多環(huán)節(jié)，利用草圖設計能夠?qū)⒐I(yè)設計以及計算機輔助設計間的空白有效填補。而對于計算機輔助造型設計來說，人機交互以及草圖重建是最為核心的技術手段，關系到設計系統(tǒng)對于設計師手繪過程的模擬。而自由曲面設計顧名思義就是對產(chǎn)品外形實施自由曲面設計。在落實該項設計工作時，必須要對曲面特征進行合理的應用。該項工作涉及到基本表面、串通圖形以及移動特征等內(nèi)容。可以說草圖設計以及自由曲面設計都是影響產(chǎn)品市場前景的重要因素，所以這兩項設計也是目前計算機輔助工業(yè)設計領域重點研究的內(nèi)容[3]。

3 計算機輔助工業(yè)設計未來的發(fā)展趨勢

對于工業(yè)產(chǎn)業(yè)來說，產(chǎn)品設計是最為核心的內(nèi)容，同時也是產(chǎn)品核心理念的重要表現(xiàn)，而產(chǎn)品設計中的核心理念主要涉及以下幾個方面：第一，產(chǎn)品的工業(yè)設計過程各環(huán)節(jié)是具有密切關聯(lián)的，因此，相關設計人員應該在滿足用戶實際需求的前提下，對設計的形式以及功能進行有效的協(xié)調(diào)，盡可能地落實以人為本的理念，實現(xiàn)人機一體化設計體系的有效構建，以此來推動相關技術的有效融入。第二，占據(jù)市場份額是每個產(chǎn)品設計和生產(chǎn)的終極目標，所以，為了更好地適應現(xiàn)代市場的發(fā)展形勢，還需要相關領域?qū)π录夹g、新設備以及新能源進行大力的開發(fā)，并在計算機輔助設計當中進行合理的應用，不斷提高其工業(yè)設計的價值。第三，想要在眾多的設計當中凸顯出來，在落實相關設計工作的過程中，必須要對創(chuàng)新思維進行有效的應用，使計算機輔助工業(yè)設計中的各項問題能夠得到有效的解決，如此才能確保相關領域的平穩(wěn)發(fā)展。

一是，雖然目前很多工業(yè)產(chǎn)品在設計生產(chǎn)期間，利用計算機進行輔助，已經(jīng)能夠提供一定的人機交互功能，但由于我國對于相關技術的研究時間相對較短，在互動期間受到客觀原因或者是人為因素的影響，往往會出現(xiàn)計算機死機的情況，而這不僅會對人機互動的流暢性造成影響，還會影響到產(chǎn)品設計的效率，因此，在未來發(fā)展的過程中，還需要對高新技術進行積極的引入，包括神經(jīng)技術、遺傳技術等，將其與傳統(tǒng)交互方式進行有效的結合，通過不斷的鉆研，在提高人機交互功能完善性的同時，使人機交互的流暢性得到相應的保證[4]。

二是，協(xié)同、并行以及生命周期問題。隨著信息化的發(fā)展以及我國經(jīng)濟體制的發(fā)展，企業(yè)面臨的市場競爭也會變得越來越激烈，而企業(yè)想要在這種情況下更好地生存及發(fā)展，除了要考慮同類企業(yè)的競爭問題，還要對未來市場的發(fā)展形勢進行分析和預測，以此為基礎，對相關措施進行合理的應用。如并行工程，合理地應用并行工程，并對生命周期技術加強研究，能夠使產(chǎn)品設計質(zhì)量得到顯著的提升，在減少產(chǎn)品開發(fā)時間的同時，有效減少設計工作的成本投入。但在對并行工程進行具體應用的過程中，需要設計人員以產(chǎn)品生產(chǎn)過程為出發(fā)點，對各項細節(jié)進行充分的考慮，并且要在與其他機構加強協(xié)調(diào)的過程中，建立相應的通信機制和信任機制，這樣可以有效減少設計的修改次數(shù)，使產(chǎn)品的開發(fā)效率得到相應的保證，在增加企業(yè)收益的同時，為其發(fā)展提供支持。

第三，設計創(chuàng)新及方法。未來發(fā)展過程中，相關領域?qū)τ谟嬎銠C輔助工業(yè)設計的開發(fā)工作應該逐漸向著創(chuàng)新技術領域深化，要對各種類型的工業(yè)產(chǎn)品進行研究，總結這些產(chǎn)品的外觀理念及設計方法，逐步建立起相應的行業(yè)準則，為工業(yè)設計領域的未來發(fā)展指明方向。與此同時，為了進一步扎實計算機輔助技術的理論基礎，相關領域還應該對新方法加強研究，對于精確、有效的設計方法及原理要進行積極的共享，進一步推動工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[5]。

4 結語

綜上所述，計算機輔助工業(yè)設計技術的發(fā)展對于工業(yè)領域的發(fā)展和進步具有非常重要的作用，因此，相關領域一定要對該項技術保持高度的重視，要結合實際對其進行深入的研究與應用，使該項技術能夠得到不斷的改進和完善，有效保證其應用效果。