計算機輔助系統(tǒng)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

張雅莉

（河北省承德市雙灤區(qū)職業(yè)技術(shù)教育中心，河北 承德 067101）

引言

信息化社會的快速發(fā)展和人文理念的廣泛普及，賦予了工業(yè)產(chǎn)品新的文化內(nèi)涵。傳統(tǒng)工業(yè)制品的生產(chǎn)，重點突出成本控制和生產(chǎn)技術(shù)的革新，以生產(chǎn)效益的提升為主要目的。而隨著審美、環(huán)保等現(xiàn)代思潮在工業(yè)領(lǐng)域的拓展，工業(yè)產(chǎn)品的價值衡量，不再局限于產(chǎn)品性能，而是綜合體現(xiàn)在性能參數(shù)、外觀特色和對環(huán)保理念的響應(yīng)等多個方面。社會需求的變化，促使設(shè)計人員在應(yīng)用計算機輔助系統(tǒng)進行工業(yè)設(shè)計時，必須合理兼顧具體工業(yè)產(chǎn)品的實用性和創(chuàng)新性。

1 工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的計算機輔助系統(tǒng)

1.1 我國工業(yè)設(shè)計發(fā)展歷程

根據(jù)過去50年的制造業(yè)發(fā)展軌跡，我國工業(yè)設(shè)計歷程可以分為三個階段。

1）接觸階段。在20世紀70年代末期，工業(yè)設(shè)計理念和設(shè)計方式從海外傳入國內(nèi)。當時的工業(yè)設(shè)計并非以制造業(yè)發(fā)展水平為基礎(chǔ)，大部分企業(yè)沒有對工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)人員和設(shè)計方案產(chǎn)生需求。脫離市場需求的工業(yè)設(shè)計秉持理論先行的主要原則，在沒有企業(yè)需求的情況下進入了認識并接觸理論研究的階段。一些國內(nèi)院校也響應(yīng)號召，在工業(yè)設(shè)計專業(yè)中實行“先理論后實踐”的教育模式，為國內(nèi)的工業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了首批專業(yè)人才。

2）起步階段，20世紀90年代，國內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展速度和發(fā)展水平取得喜人成績，我國與別國的貿(mào)易交流日益活躍，并逐漸成為全球產(chǎn)業(yè)鏈中必不可少的一環(huán)。隨著市場經(jīng)濟體系的完善，越來越多的國內(nèi)企業(yè)開始重視工業(yè)設(shè)計，與工業(yè)設(shè)計相關(guān)的科研、量產(chǎn)以及經(jīng)營銷售等項目也受到了前所未有的關(guān)注。我國的工業(yè)設(shè)計在這一時期得到了推廣和普及。

3）進入21世紀以來的快速發(fā)展階段。伴隨著全球產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合和經(jīng)濟一體化的全面發(fā)展，我國成為全球首屈一指的制造業(yè)大國，工業(yè)設(shè)計逐漸成為直接關(guān)聯(lián)企業(yè)競爭力的核心要素。在這一階段，國內(nèi)的工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域取得了長足的發(fā)展，從國內(nèi)高校的專業(yè)數(shù)量以及國內(nèi)知名企業(yè)的設(shè)計成果來分析，工業(yè)設(shè)計行業(yè)取得了值得肯定的成績。經(jīng)過這一時期的飛速發(fā)展，我國的工業(yè)設(shè)計發(fā)展初具規(guī)模，并逐步形成產(chǎn)業(yè)鏈體系。

1.2 計算機輔助系統(tǒng)

計算機輔助設(shè)計的簡稱是CAID，具有依托數(shù)字技術(shù)、信息化等特征。在工業(yè)設(shè)計過程中采用計算機輔助功能，是以提高設(shè)計科學性和設(shè)計效果為目的的現(xiàn)代化手段。CAD技術(shù)的應(yīng)用，使程序化的工業(yè)設(shè)計和計算機技術(shù)在算力、立體模擬等方面的優(yōu)勢充分融合，顯著改善了工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、制作和批量化生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的設(shè)計效果，提高了生產(chǎn)效率。近年來，國內(nèi)的設(shè)計行業(yè)和制造業(yè)加大了對計算機輔助技術(shù)的重視程度，多家高校將計算機輔助系統(tǒng)納入人才培養(yǎng)計劃，眾多企業(yè)加大對此項技術(shù)的投資和科研力度。目前，計算機技術(shù)在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)深入現(xiàn)代生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，在計算機技術(shù)的輔助下，工業(yè)設(shè)計發(fā)展越來越趨向科學化、智能化、可視化。隨著計算機技術(shù)的進一步發(fā)展和成熟，AR技術(shù)也將逐漸參與到未來工業(yè)設(shè)計項目當中，為企業(yè)的自主研發(fā)與產(chǎn)品生產(chǎn)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[1]。

2 計算機輔助系統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計優(yōu)勢

2.1 優(yōu)化工業(yè)設(shè)計

工業(yè)設(shè)計概念化是未來企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的主要發(fā)展方向之一，同時也是工業(yè)設(shè)計核心。概念設(shè)計關(guān)系到企業(yè)對于產(chǎn)品理論、組成部分以及功能的把握和應(yīng)用，在對資源和材料的重新組合于再利用的基礎(chǔ)之上，技術(shù)人員能夠成功分析出工業(yè)設(shè)計的雛形和設(shè)計理念，使計算機輔助系統(tǒng)成為工業(yè)設(shè)計流程的主要技術(shù)依托和最大保障。特別是目前處于領(lǐng)先地位的逆向技術(shù)和仿真算法，都需要以計算機技術(shù)作為支撐，解決工業(yè)設(shè)計過程中的數(shù)據(jù)以及分析問題，為產(chǎn)品設(shè)計帶來全方位優(yōu)化。

2.2 多維度發(fā)展趨勢

全球信息化的發(fā)展進程使計算機技術(shù)對于工業(yè)設(shè)計的輔助作用提升到新的階段，計算機在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸由以往的二維算法發(fā)展為多維算法。采用三維乃至四維算法的技術(shù)人員只需對程序代碼和計算機系統(tǒng)加以處理，就能夠輕松完成宣傳海報的設(shè)計和推廣工作，在系統(tǒng)復制基礎(chǔ)上，還能夠參考互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)成功鎖定目標用戶，實現(xiàn)設(shè)計和運營的高效化、精準化[2]。

2.3 應(yīng)用方式智能化

以往通過人工手作和傳統(tǒng)流程設(shè)計、生產(chǎn)產(chǎn)品的制造方式逐漸被當下的現(xiàn)代技藝所淘汰，目前的制造業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)能夠應(yīng)用計算機技術(shù)建立知識體系以及技術(shù)人員系統(tǒng)，完成對工業(yè)產(chǎn)品的信息整合和設(shè)計流程，在一系列智能推理和實驗中實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的最優(yōu)化，提升設(shè)計流程中的信息分析效果和企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)出效率。

3 計算機輔助工業(yè)設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 工業(yè)設(shè)計產(chǎn)業(yè)初步形成，創(chuàng)新體系有待加強

國家經(jīng)濟水平和工業(yè)設(shè)計的發(fā)展狀況呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，企業(yè)的工業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新能力正逐步成為市場經(jīng)濟體制下的核心競爭力，工業(yè)設(shè)計水平的高速發(fā)展使得這一行業(yè)成為制造業(yè)的先導和新興領(lǐng)域。當前形勢下的企業(yè)設(shè)計創(chuàng)新競爭實際上是人才的競爭，人才競爭的實質(zhì)是創(chuàng)新思維和創(chuàng)新體系的發(fā)展。目前，我國的工業(yè)設(shè)計產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成規(guī)模，然而國內(nèi)的產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新實力仍然有待加強。為此，國家制定相關(guān)政策方針，旨在加速推進國內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域創(chuàng)新體制的進一步發(fā)展和完善。

3.2 缺乏整體、全面的創(chuàng)新理念

我國的工業(yè)設(shè)計在接近40年的發(fā)展歷程中正逐步縮小和其他國家的距離，同時也暴露出國內(nèi)工業(yè)設(shè)計的不足之處。一直以來的低成本模仿讓部分企業(yè)喪失創(chuàng)新思維和創(chuàng)新積極性，導致我國設(shè)計創(chuàng)新體系和全面理念難以形成，從而使企業(yè)的工業(yè)設(shè)計創(chuàng)新受到較大限制。國內(nèi)企業(yè)缺乏設(shè)計專業(yè)人才和先進設(shè)計理念的狀況使得產(chǎn)品的價值表達受到影響，對比發(fā)達國家的新進設(shè)計水平，國內(nèi)的工業(yè)設(shè)計還有很長一段路要走。特別是從國內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域有待完善和健全的創(chuàng)新理念方面來看，我國的工業(yè)設(shè)計水平仍舊處于發(fā)展期。

4 計算機輔助工業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新應(yīng)用思路

4.1 樹立現(xiàn)代創(chuàng)新設(shè)計理念

現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計，首先要立足行業(yè)標準，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合性能需求，同時還必須與用戶的審美需求、應(yīng)用理念相契合。因此，設(shè)計人員一方面要充分利用計算機輔助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和虛擬空間呈現(xiàn)優(yōu)勢，從架構(gòu)到細節(jié)，充實產(chǎn)品的概念性設(shè)計；另一方面，提升設(shè)計和應(yīng)用環(huán)節(jié)的交互性，加強多領(lǐng)域技術(shù)人員在共同設(shè)計開發(fā)中的協(xié)同性，以使工作效率更好地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品質(zhì)量[3]。

4.2 完善工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)

要推動工業(yè)設(shè)計應(yīng)用的創(chuàng)新，首先應(yīng)在管理層面，推動工業(yè)設(shè)計創(chuàng)新平臺的構(gòu)建。一方面，通過工業(yè)設(shè)計產(chǎn)業(yè)園的合理規(guī)劃，實現(xiàn)工業(yè)設(shè)計機構(gòu)、專業(yè)設(shè)計人才、產(chǎn)業(yè)資金的高度集中，充分發(fā)揮創(chuàng)新資源聚集的輻射效應(yīng)，促進工業(yè)設(shè)計方式轉(zhuǎn)型；與此同時，積極打造區(qū)域工業(yè)設(shè)計創(chuàng)新平臺，通過深化工業(yè)設(shè)計創(chuàng)新交流，促進現(xiàn)代設(shè)計理念的推廣普及，為培養(yǎng)具備優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計應(yīng)用能力的計算機人才，創(chuàng)造良好的條件。

5 結(jié)語

現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計正在經(jīng)歷由純粹的產(chǎn)品生產(chǎn)，向概念生產(chǎn)、創(chuàng)意生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變過程中。要促進計算機輔助系統(tǒng)在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的優(yōu)勢發(fā)揮，相關(guān)設(shè)計人員需要在產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)，秉承人性化設(shè)計和環(huán)保設(shè)計原則。通過工業(yè)產(chǎn)品概念性的凸顯和產(chǎn)品交互性體驗的提升，實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。