計算機輔助工業設計技術發展狀況與趨勢

摘要：隨著現代科學技術的發展，計算機設備已經在各行各業得到了廣泛的應用。而其在工程設計方面也逐漸占據了主要地位。該項技術的應用不僅能夠滿足客戶需求，而且在提高工業產品的設計方面也具有一定的優勢。對此本文在計算機輔助工業設計技術發展工作方面展開了分析。

關鍵詞：計算機;輔助工業設計;發展狀況;趨勢

計算機輔助設計近年來已經成為各個領域技術工作取得突破性進展的重要手段，也是當今科技發展的熱門話題，尤其是近年來行業內部的競爭逐漸激烈，各行業之間的發展也存在著不可切割的聯系，這就使得計算機輔助工業設計被大眾所關注。而隨著國內工業生產設計地位的提升，在這方面的技術要求也越來越高，迫于這種高速發展的形勢，在工業設計方面引入計算機輔助技術已經成為行業發展的一項新趨勢，這一技術的引用無論是對于工業設計的創新工作亦或是技術發展的革新都將會帶來質的飛越。對此在我國的工業設計領域廣泛應用計算機技術也將會為該領域注入新鮮的血液，這樣對于我國工業朝著更加專業和更具有科學性的發展具有十分重要的意義。

一、計算機輔助工業設計的意義

當今社會知識競爭激烈，對于工業生產來說，把握住知識就能夠掌握未來的發展，因此在技術發展方面若想能取得更好的成績以及發展應當著手于工業技術的突破以及技術創新工作。而這一技術的提升在當下新興產業技術下，可以依賴于計算機輔助工業技術，只有這樣才不會在激烈的市場競爭中遭受淘汰。計算機輔助工業設計往往涉及到眾多領域，譬如法學、人工工程學、人工智能技術、CAD技術以及認知與思維學等多種學科的知識，就目前的發展形勢來看，計算機輔助作用已經在工業設計技術方面得到了有效的運用，并取得了相關的成績，對此強化該項技術的功能，優化該項技術的設計對于未來科技以及市場經濟的發展具有十分重要的意義

二、計算機輔助工業設計技術有效發展

1、計算機輔助工業設計中的并行工程

并行工程施工技術是指利用相關核心技術對當前市場數據進行整理歸納并深入分析，并將適當的產品設計模式應用于產品的生產和開發的系統。該項技術的應用，可以提高產品設計的質量，降低產品的細節設計的失敗率[1]。同時，出色的設計還可以節省開發過程中的時間，增加了對資源的有效利用，降低生產成本。需要注意的是在該項技術實施的過程中，需要對產品進行調查。設計工作人員應仔細分析工業開發新產品制造生產過程中的每一個細節，并充分考慮關鍵細節之間的相關關系，以此提高產品開發的效率，保障公司的整體經濟效益和社會效益。

2、虛擬現實技術

對于現階段的技術發展而言，可以有效的將信息技術與多媒體技術相結合具有十分重要的意義，而在計算機輔助工業設計方面的虛擬現實技術在這面則具有突出的表現。而虛擬技術的這一項突出表現，非常有利于產業發展階段設計成果的進一步發展。虛擬現實技術的實現必須依賴于強大的網絡技術支持，包括人類語言、文化和設計概念等巨大的信息資源，以實現人機集成，設置過程極其繁瑣且困難。這就意味著在對虛擬現實技術進行開發以及突破工作上需要做好基礎信息的錄入，以保障后續工作的正常開展。然而在實際的研發工作上，該項技術的核心技術在發展上收到多方因素的限制，比如資金方面，這就使得該項技術無法在短期內得到有效的發展。同時針對該項技術的發展缺少更為專業的技術人員，使得這一技術無法從根本上得到質的飛躍，從而使其在多領域上不能擁有非常完整的應用系統。

3、對工業產品的輔助設計

我國在計算機研究領域方面受到了歷史因素的影響，使其在該項領域的研究方面較晚于發達國家，這在很大程度上制約了當下該項技術的發展。由于對該項工作的認識較晚，使其在發展的過程中不是十分順利。單就虛擬現實技術而言，盡管現階段所采用的技術是依靠電子信息技術來建立數據模型，但是，由于該技術的信息量有限且資源單一，使其無法從根本上滿足虛擬現實技術的發展，這就需要在實際的技術研發工作上加強智能模型的建立，以此來促進計算機輔助工業設計技術更為高效的發展。對于計算機輔助設計而言，復雜的綜合數據以及快速的網絡也是支持該技術高效發展的有效手段，對此，我們可以認為，如果需要在該項領域上取得突破性進展，就需要率先建立健全的綜合數據庫，以保障后續技術研發工作能夠順利的開展。現階段的計算輔助工業設計技術中，獨特的曲面設計已經有了突破性的進展，而且該項技術已經成功應用于工業制造中，這對于改善工業制造過程中的產品細節具有十分重要的意義，也驗證了計算機輔助工業設計技術在當前工業發展中的地位。

4、在人機互動方面的創新發展

現在社會的發展使得人們對于服務質量有了更高的要求，而計算機輔助工業設計技術的應用對于提升服務質量、促進現代文明社會的發展具有十分重要的作用。對此在實際的應用中，要充分考慮客戶的各項合理性建議，使其在實際的操作和應用方面具有一定的獨特性，以保障客戶終端能夠更加多樣性并有效滿足用戶的多種需求。另外對于人機互動的操作界面，要保障其各項功能的前提下，使其更加清潔便于操作，并在設計設計方面及時融入最新的研發成果以及技術創新，使其不斷完善自身的功能。對于現階段的計算機輔助工業技術的發展而言，已經在各項工業產品的生產工作上逐步應用多角度通信設計，尤其是在現階段計算機仿真技術中的核心技術方面，已經占據了主導地位，這對于計算機輔助工程設計而言無疑是一項質的飛越。應用虛擬數據仿真會使得最佳效果更為真實，并逐漸打破人機交互之間的障礙，使其成為人機通信網絡應用的重要手段。

5、人工智能技術發展現狀

現階段科技的發展使得人工智能領域在眾多行業得到廣泛應用，而這項應用能得以有效推廣則依賴于計算機輔助工業設計的突破，與傳統智能技術相比，人工智能技術的應用更具有廣泛性和便捷性，這對于推動整個工業設計具有十分重要的意義，甚至是我們可以認為該項技術的應用更加合理的解決了傳統智能技術方面的問題。對于現階段的計算機輔助工程設計技術而言，有效的解決人工操作所帶來的影響可以作為現階段技術發展的方向，而且該項技術在發展過程中要充分融合各種持續創新的思維模式，并與之系統進行匹配，需要注意的是，該項技術在發展中無法做到在最初的技術基礎上進行擴展。針對此種情況要及時有效的對此技術進行改進，使其可以充分的適應創新的觀念，及時完善和修改工業產品中的各項細節，并通過上述操作手段，使得該項技術在工業生產中能夠更為合理的被應用，起到促進工業生產的作用，以此來提高現階段工業生產的技術水平[2]。

6、在技術方面的成就

當今社會的工業生產已經離不開計算機輔助工程設計技術，尤其是在產品設計中的細節方面，有了該項技術的支持與指導，對于提高產品的質量以及品質具有十分重要的意義，不僅如此，計算機輔助工程設計在虛擬圖像技術、醫學應用等各個領域均以起到十分重要的位置，可以說就目前的技術發展而言是無可取代的。另外，隨著該項技術的應用越來越廣泛，而且在社會各界的關注程度也越來越高，因此其在水電、地質災害防治工作、房地產、橋梁建設、室內裝飾設計以及旅游業等各大利于均有一席之地，這對于未來探索不同的工業設計模式具有非常重要的指導意義。當今社會的發展已經不局限于單純的促進經濟增長，而是從長遠的角度出發，在實現經濟飛速發展的同時，保持人與自然的和諧共處，以此來促進人類社會長久性的可持續發展。對此，在工業生產的各個領用充分應用計算機輔助工業設計技術，可以有效的改善現代工業的運行周期，有效的節約各項工業生產的時間，保障工業的可持續發展，加快工業產業的轉型速度，這對于遵守綠色環保理念，促進人類社會的可持續發展具有非常大的意義。

三、計算機輔助工業設計發展趨勢

1、搭建計算機輔助工業設計環境

就目前國內外關于計算機輔助工業技術設計工作的開展情況來開，主要的研究領域集中在該項技術的建模工作上，即對該項技術的概念功能以及概念形狀設計的建模。對此我們可以認為在接下來的工作中，將繼續針對計算機輔助工業設計技術的建模工作進行展開研究。這一工作主要包括兩個方面：一方面是對支持概念設計的計算機技術進行展開研究，這一工作還包括對計算機輔助概念設計信息建模技術的研究以及與其相關的推理技術方面的研究;另一方面則是對計算機輔助工業設計技術中的概念設計與其他設計階段集成的研究，主要包括在概念設計與結構設計、詳細設計以及工藝設計等之間形成無縫集成，計算機輔助概念設計與其他計算機輔助工具之間的集成工作，以此來搭建支持從概念設計到工藝設計乃至整個設計過程的計算機輔助設計環境，進而促進計算機輔助工業設計技術的有效發展，實現從根本上助力于現代工業技術的發展。

2、建立統一的設計模型

現階段的工業發展中，計算機輔助設計作為工業產品設計的重要組成部分，其自身的發展速度必然要與現階段的工業發展速度相匹配，以此來發揮其自身的作用。因此，在現階段的計算機輔助工業技術設計發展方面，建立統一的設計模型將是發展該項技術的重點研究內容之一，這項技術的突破將會為未來工業的發展提供更優質的服務。目前來看，在計算機輔助工業技術中的集成研究領域方面，實現該項技術手段主要依賴于數據庫這一中間環節或者是采用映射的方式。有效的提高該項工程技術對于在日后實現計算機輔助設計與工業生產之間的其他各項設計進行無縫連接具有十分重要的意義。另外，該項技術的引用，對于核算工業設計中的誤差減少以及提升工業設計效率終將具有重大意義。現在工業在發展中不斷地進行技術突破的核心目的是提高產品質量，降低企業成本，對此在工業設計中有效的結合計算機輔助工業設計對于降低工業制造以及設計成本，提高產品質量起著至關重要的作用，同時該項技術的應用也有助于在不同的設計領域、不同的設計者之間協同發展，這樣的發展理念也終將會在計算機輔助工業設計的幫助下得以實現。

3、人機集成的設計理念

對于不同領域的工業發展來說，其核心技術是產品的設計以及日常管理工作，因此在針對各項產品設計時應當遵照這一設計理念，在滿足客戶需求的前提下，人機集成，以人為本，設計出高質量的工業產品，現在計算機輔助技術被用于工業制成品中產品的生產和加工處理，并且已經實現了一些人機交互功能。但是，由于該技術在中國的發展較晚以及缺乏研究水平，在交互過程中由于人為問題或客觀原因而導致計算機崩潰的情況并不少見。對此，在未來的設計發展方面應當充分結合人機集成的設計理念，改善現階段該項技術的弊端，以保該項技術在工業發展中能夠得到有效的應用。

4、綠色環保的設計理念

現階段的各行各業發展都應當充分保障人與自然之間能夠和諧共處，因此在開展該項技術設計方面依然要本著綠色環保的設計理念，充分結合現階段各領域的新能源以及新設備，采用新技術，完善設計中所存在的弊端，祛除不健全的設計理念，尤其是影響青少年身心發展的行為思想，簡化設計中的操作步驟，簡化操作流程。以此來實現綠色環保理念在該項技術中的合理應用。

四、結束語

隨著物質生活水平的提高，人們對產品的需求不再停留在實用性和質量水平上，從外觀和創新思想的突破著眼于產品的設計，并對工廠生產和工業的設計提出了更高的要求。因此，將計算機輔助工業設計技術應用于產品設計中，可以實現產品成本和資源的優化，減少了產品開發的難度，并使經濟利益最大化。

參考文獻：

[1]景韶宇.王展.余隋懷等.基于ASP模式的計算機輔助工業設計系統研究[J].計算機集成制造系統，2014，10（10）：1184～1190.

[2]王可.余隋懷.樂萬德等.面向計算機輔助工業設計的色彩設計系統[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2014，16（10）：1425～1429.

作者簡介：賈梅宵（1992-12-16）女，河北省新樂人，畢業于河北工業大學工業工程專業，碩士研究生，研究方向：工業工程及設計。