計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計與研究

摘 要：計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)是現(xiàn)代計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個分支，主要是將各類工業(yè)技術(shù)和現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)結(jié)合在一起，為其他工業(yè)設(shè)計工作提供輔助。因此，系統(tǒng)設(shè)計者應(yīng)該注重對整個系統(tǒng)框架的研究，利用三維圖像提升設(shè)計的表達效果，在滿足計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)升級的同時，促進工業(yè)產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型。主要研究計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)的實際應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞：計算機；輔助工業(yè)；設(shè)計系統(tǒng)；設(shè)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(shù)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的組裝和更新方式也發(fā)生了改變，消費者在購物過程中，除了考慮產(chǎn)品性能之外，還關(guān)注產(chǎn)品的外形和是否環(huán)保等因素。因此，在工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的過程中，設(shè)計人員需要利用計算機輔助系統(tǒng)，注重對產(chǎn)品實用性和創(chuàng)新性的設(shè)計，在環(huán)保理念的驅(qū)使下，大力提升工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，從而實現(xiàn)企業(yè)的加速發(fā)展和進步。

1 計算機輔助技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用特點

1.1 強化對產(chǎn)品的概念設(shè)計

追求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、原理和作用的相互融合，是產(chǎn)品概念設(shè)計的核心觀點。設(shè)計人員只有資源組合利用，才能還原工業(yè)產(chǎn)品的最初形態(tài)和設(shè)計機構(gòu)等。在此過程中，需要設(shè)計者充分發(fā)揮創(chuàng)新思維能力，利用技術(shù)支撐產(chǎn)品設(shè)計的整個流程。尤其是當(dāng)前出現(xiàn)的反向工程、遺傳算法等設(shè)計，都需要利用計算機輔助技術(shù)，解決設(shè)計中遇到的分析結(jié)果和數(shù)據(jù)處理等問題，從而提升系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)設(shè)計已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維計算方法向現(xiàn)代三維甚至是四維方向轉(zhuǎn)變，設(shè)計師通過處理電腦系統(tǒng)和程序代碼，可以更加便捷地位工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計海報和張貼廣告等，甚至可以通過系統(tǒng)復(fù)制的方式，借助數(shù)據(jù)流量，向目標(biāo)群體傳遞產(chǎn)品信息，形成精準(zhǔn)對流，從而為設(shè)計產(chǎn)品的可視化提供便利。

1.3 設(shè)計流程向智能化方向發(fā)展

現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)不需要通過傳統(tǒng)作坊，集結(jié)人力資源來完成，通過借助計算機輔助技術(shù)，設(shè)計者通過構(gòu)建知識庫和專家系統(tǒng)，對工業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、基本信息和設(shè)計過程進行分析和統(tǒng)計，從推理、比較中得到最科學(xué)的計算和設(shè)計方法，使電子智能轉(zhuǎn)化為人工智能，對設(shè)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(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

2 計算機輔助工業(yè)設(shè)計技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢分析

2.1 逐漸拓展工業(yè)產(chǎn)品的新形態(tài)

計算機輔助系統(tǒng)需要操作人員基于計算機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，拓展產(chǎn)品新形態(tài)，其中包括操作性、規(guī)則性以及功能型三個類別。首先，功能型的產(chǎn)品設(shè)計形態(tài)與計算機輔助技術(shù)方法基本是一致的；其次，操作型產(chǎn)品設(shè)計主要是指，設(shè)計師通過對原有的工業(yè)產(chǎn)品進行變形和維護，從而使其產(chǎn)生一種新的形態(tài)；最后，規(guī)則型產(chǎn)品形態(tài)主要通過語義驅(qū)動和人工智能等形式，使產(chǎn)品設(shè)計流程更加人性化，滿足當(dāng)前目標(biāo)群眾的需求。這類產(chǎn)品一般都風(fēng)格獨特，需要進行個別設(shè)計。

2.2 設(shè)計面向思想的產(chǎn)品信息模型

基于這一思想理念，設(shè)計者通過對產(chǎn)品信息進行包裝，從而將產(chǎn)品的信息功能和結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，促進整個設(shè)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(yè)產(chǎn)品設(shè)計而言，設(shè)計小組一開始有一個專業(yè)的產(chǎn)品信息共享模型，可以整合已有信息資源，有效劃分產(chǎn)品信息的功能、結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，提升產(chǎn)品信息模型的質(zhì)量。就目前來說，針對一些病態(tài)的信息數(shù)據(jù)，大多會采取模糊人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(yè)產(chǎn)品信息的處理質(zhì)量[1]。

2.3 派生新的設(shè)計方案

根據(jù)原有的實際方法，設(shè)計者可以根據(jù)產(chǎn)品需求和設(shè)計目標(biāo)，選擇不同的信息數(shù)據(jù)和產(chǎn)品族群，以供客戶挑選。同時，為了控制產(chǎn)品設(shè)計方案的真實性和先進性，當(dāng)前采取的方法大多是神經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和形態(tài)差異算法等，其中前者應(yīng)用更為廣泛。初次之外，設(shè)計者還應(yīng)該采取計算機輔助功能，以支持工業(yè)產(chǎn)品的全流程設(shè)計，其中包括外觀設(shè)計、布局設(shè)計、包裝設(shè)計、環(huán)保設(shè)計、產(chǎn)品生命周期設(shè)計以及創(chuàng)新思維設(shè)計，等等。用心傾聽客戶需求，在滿足產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的情況下，確保設(shè)計流程的先進性。

3 計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)的創(chuàng)新研究

3.1 支持工業(yè)產(chǎn)品的概念性設(shè)計

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

3.2 促進產(chǎn)品設(shè)計流程的交互性發(fā)展

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進步，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)脫離了傳統(tǒng)以人力為主的設(shè)計形式，但是對其中的審美需求、交互信息以及設(shè)計結(jié)構(gòu)等內(nèi)容卻提出了更嚴格的要求。因此在具體的工業(yè)設(shè)計流程中，需要將不同設(shè)計背景和不同領(lǐng)域的設(shè)計師綜合起來，使其協(xié)同作業(yè)，為工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計提供原始的智力支持。同時，計算機輔助技術(shù)還可以利用異步或同步技術(shù)，解決來自不同領(lǐng)域技術(shù)人員共同進行開發(fā)設(shè)計過程中產(chǎn)生的意見摩擦問題，讓設(shè)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(yè)設(shè)計產(chǎn)品的人性化

現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)在發(fā)展的過程中，除了要滿足產(chǎn)品的性能需求之外，還應(yīng)該根據(jù)客戶的需求，促進產(chǎn)品設(shè)計流程和最終成果的人性化。這就需要設(shè)計者在實際參與工業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計中，合理采取計算機輔助技術(shù)，對產(chǎn)品功能各要素進行更新和篩選，制定科學(xué)合理的設(shè)計方法。提升對產(chǎn)品外觀、整體結(jié)構(gòu)、包裝以及材質(zhì)等部分的設(shè)計感，同時還應(yīng)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(yīng)當(dāng)下綠色環(huán)保的生態(tài)觀，在設(shè)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(yè)產(chǎn)品設(shè)計知識庫

跟大數(shù)據(jù)統(tǒng)計信息資源類似，在工業(yè)行業(yè)的發(fā)展過程中，相關(guān)企業(yè)可以建立引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的工業(yè)產(chǎn)品知識庫。設(shè)計者通過采取計算機

輔助技術(shù)，將不同領(lǐng)域?qū)＜宜邆涞脑O(shè)計經(jīng)驗整合在一起，其中包括對產(chǎn)品外觀和設(shè)計感的考量、對產(chǎn)品性能的分析和創(chuàng)造、對生產(chǎn)加工流程的精細化處理、對智能化生產(chǎn)技術(shù)和加工技術(shù)的分析和利用等，通過將這些經(jīng)驗和信息整合在一起，為其他工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計提供原始依據(jù)，從而促進整個工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為人類的進步奠定堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。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(tǒng)一各家觀點，做好必要的統(tǒng)籌工作，不能籠統(tǒng)概述、存在歧義，這樣只能加大從業(yè)人員的疑惑。

4 總結(jié)

綜上所述可知，計算機輔助技術(shù)，輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)，不僅能夠促進工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且還能加速社會轉(zhuǎn)型。因此在實際的產(chǎn)品設(shè)計中，設(shè)計者要合理采取計算機輔助技術(shù)，支持工業(yè)產(chǎn)品的概念性設(shè)計，促進產(chǎn)品設(shè)計流程的交互性發(fā)展，促進工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品的人性化，建立工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計知識庫，在全面提升工業(yè)產(chǎn)品性能和設(shè)計感的同時，貫徹落實環(huán)保理念，從而為整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)依據(jù)。

參考文獻：

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[2]毛洋.計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].工業(yè)設(shè)計，2015（12）：63-64.

[3]黨倩.基于ASP技術(shù)的計算機輔助工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)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(yè)設(shè)計。