智能制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用探討

摘要：工業(yè)設(shè)計工作帶有很高的專業(yè)性要求，復(fù)雜性也較高，需要持續(xù)通過新技術(shù)、新方法提供輔助，包括智能技術(shù)在內(nèi)。以智能制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用場景為切入點，在此基礎(chǔ)上以室內(nèi)設(shè)計為例，分析其應(yīng)用方式，分別就確定參數(shù)、設(shè)計模型、參數(shù)代入、設(shè)計調(diào)整等內(nèi)容進行論述，最后就技術(shù)未來應(yīng)用進行展望，以發(fā)揮智能制造技術(shù)優(yōu)勢，服務(wù)工業(yè)設(shè)計活動。

關(guān)鍵詞：智能制造技術(shù)工業(yè)設(shè)計零部件設(shè)計設(shè)計模型技術(shù)聯(lián)動

中圖分類號：TB47

ExplorationoftheApplicationofIntelligentManufacturingTechnologyinIndustrialDesign

LIUQingfuGUYang

LianyungangJariAutomationCo.，Ltd.，LianyungangCity，JiangsuProvince，222000China

Abstract：Industrialdesignworkhashighprofessionalrequirementsandcomplexity，requiringcontinuous assistancethroughnewtechnologiesandmethods，includingintelligenttechnology.Thisarticletakestheapplicationscenariosofintelligentmanufacturingtechnologyinindustrialdesignasthestartingpoint.Basedonthis，takinginteriordesignasanexample，itanalyzesitsapplicationmethods，andrespectivelydiscussesthedeterminationofparameters，designmodels，parametersubstitution，designadjustments，andothercontents.Finally，itlooksforwardtothefutureapplicationoftechnology，inordertoleveragetheadvantagesofintelligentmanufacturingtechnologyandserveindustrialdesignactivities.

KeyWords：Intelligentmanufacturingtechnology;Industrialdesign;Componentdesign;Designmodels;Technicallinkage

工業(yè)設(shè)計（industrialdesign）指以工學(xué)、美學(xué)、經(jīng)濟學(xué)為基礎(chǔ)對工業(yè)產(chǎn)品進行設(shè)計，包括造型設(shè)計、機械設(shè)計、服裝設(shè)計、環(huán)境規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計、平面設(shè)計、包裝設(shè)計、廣告設(shè)計等?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計更趨復(fù)雜、多樣，客觀要求從技術(shù)角度尋求突破，這為智能制造技術(shù)的應(yīng)用提供了空間。從一般特點上看，智能制造技術(shù)可以替代或部分替代傳統(tǒng)人工模式，提高工業(yè)設(shè)計活動的效率和質(zhì)量[1]。從行業(yè)發(fā)展角度出發(fā)，智能化也可視作工業(yè)設(shè)計的一般趨勢，分析其應(yīng)用場景、方式等，具有一定的現(xiàn)實意義。

1智能制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用場景

1.1零部件設(shè)計中的應(yīng)用

在各企業(yè)的零部件設(shè)計中，智能制造技術(shù)應(yīng)用較廣泛，其主要用于零部件的性能、尺寸、使用模式方面的分析。例如：嵌入式、嚙合類零部件，要求其尺寸與其他工件高度匹配，可通過對常規(guī)工作參數(shù)的收集、整體，形成分析模型，再借助智能制造技術(shù)確定模型尺寸，并通過添加模擬參數(shù)的方式，評估不同材料的力學(xué)性能、抗屈服強度等，分析其是否滿足該零部件的工作需要。以智能制造技術(shù)為支撐，零部件設(shè)計的效率更高，也能提升一般設(shè)計質(zhì)量，減少反復(fù)進行簡單基礎(chǔ)性設(shè)計的麻煩，如一鍵代入成熟模型、一鍵調(diào)取既有資料服務(wù)設(shè)計等[2]。

1.2整體設(shè)計中的應(yīng)用

智能制造技術(shù)可以應(yīng)用于整體設(shè)計，包括機械設(shè)計、平面設(shè)計、廣告設(shè)計、包裝設(shè)計等，這些設(shè)計可以分解為若干部分，也可以作為一個整體，借助智能制造技術(shù)一體完成設(shè)計[3]。例如：平面廣告，部分設(shè)計軟件、設(shè)計公司可以調(diào)取既有資源，或?qū)W(wǎng)絡(luò)資源進行實時感知和采集，將其一鍵用于平面廣告設(shè)計中，包括不同設(shè)計要素的比例調(diào)配、色彩配置、位置更換等。與零部件設(shè)計、機械局部設(shè)計不同，整體設(shè)計中的智能制造技術(shù)更關(guān)注智能化，以統(tǒng)計學(xué)、智能決策、關(guān)聯(lián)思索等技術(shù)為基礎(chǔ)，其工作效率很高[4]。

1.3外觀設(shè)計中的應(yīng)用

外觀設(shè)計是工業(yè)設(shè)計的常見類別，如包裝設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計等，在此類設(shè)計工作中，智能制造技術(shù)可以用于調(diào)整設(shè)計思路、更新設(shè)計風(fēng)格，以改善設(shè)計的總體理念和視覺效應(yīng)。例如：室內(nèi)設(shè)計中常用的CAD軟件、圓方軟件，圓方軟件具有很強的模擬能力，在組織室內(nèi)設(shè)計時，將有關(guān)方案代入軟件資源庫中，能夠反復(fù)調(diào)用、搭配，一鍵調(diào)取資源進行組合即可，智能化水平很高。智能CAD技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用也比較廣泛，如室內(nèi)瓷磚鋪貼方案、外包裝的比例設(shè)計等，以智能記憶的方式服務(wù)設(shè)計，效率和質(zhì)量均得到一定保證[5]。

1.4模擬調(diào)整中的應(yīng)用

在工業(yè)設(shè)計過程中，由于部分設(shè)計要素、設(shè)計對象很少得到應(yīng)用，缺乏經(jīng)驗和可以借鑒的成熟模型，可能需要反復(fù)進行模擬調(diào)整，在此過程中，智能制造技術(shù)的應(yīng)用價值更為突出。

圖1所示的零件模型屬于定制件，不能常規(guī)借助傳統(tǒng)參數(shù)、模型進行設(shè)計，在設(shè)計過程中，需要反復(fù)代入?yún)?shù)，確定零件尺寸，再通過模擬其工作場景的方式，了解老化速度、零件整體強度，不斷予以優(yōu)化，直到零件的強度、尺寸等能夠滿足模擬模型要求，再用于制造和生產(chǎn)。

2智能制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用方式

2.1確定參數(shù)和模型

室內(nèi)設(shè)計工作中，智能制造技術(shù)的應(yīng)用比較普遍，其應(yīng)用過程中，需要首先確定工作參數(shù)，即室內(nèi)設(shè)計范圍的空間、尺寸等，同時了解設(shè)計需求方對室內(nèi)設(shè)計的一般要求，形成基于設(shè)計理念的總體思路，如室內(nèi)瓷磚鋪貼方案設(shè)計。

在CAD技術(shù)支持下，將室內(nèi)瓷磚鋪貼區(qū)域的面積大小、尺寸以及設(shè)計要求等參數(shù)代入計算機，一鍵代入瓷磚尺寸參數(shù)，可以形成與圖2相似的若干設(shè)計方案，包括橫向鋪貼、斜式鋪貼等。其重點在于確定室內(nèi)空間參數(shù)、瓷磚大小參數(shù)，結(jié)合圖2信息可以發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)空間參數(shù)在模型生成前已經(jīng)做好標(biāo)注，橫向和縱向的尺寸均為3600mm（即3.6m），瓷磚鋪貼方面，采用的是300mm*300mm的小型地磚，可以完整鋪滿區(qū)域空間。原則上主要規(guī)格參數(shù)收集合理得當(dāng)，鋪貼方案設(shè)計往往可借助智能制造技術(shù)便捷完成。

2.2參數(shù)代入

完成模型建設(shè)后，可進一步借助智能制造技術(shù)進行方案模擬，以改善設(shè)計效果。按圖2所示，區(qū)域內(nèi)使用了橫向鋪貼方案，雖然可以較為規(guī)范地完整鋪貼，但從裝飾效果角度上看，橫向鋪貼的觀感并不高，可以采用參數(shù)代入的方式不斷進行新方案的生產(chǎn)、分析。以智能CAD軟件的操作為例，可進入資源庫，調(diào)取已經(jīng)輸入完成的瓷磚尺寸信息、區(qū)域大小信息，做新的組合嘗試。為提升美感，對鋪貼區(qū)域邊緣進行了處理。

鍵入“300mm*600mm”參數(shù)，系統(tǒng)對資源庫信息進行檢索，以智能對照的方式獲取“300mm*600mm”瓷磚信息，發(fā)現(xiàn)該信息已經(jīng)存入信息庫，直接將其調(diào)取。鍵入“平鋪”指令，可將“300mm*600mm”瓷磚完全鋪貼在目標(biāo)范圍內(nèi)，鍵入“斜鋪”指令，系統(tǒng)可以根據(jù)智能程序給出斜式鋪貼方案。結(jié)合圖2信息可以發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)依然采用了橫向鋪貼模式，但在室內(nèi)邊緣區(qū)域以“300mm*600mm”瓷磚進行鋪貼，中心區(qū)域以“300mm*300mm”瓷磚進行鋪貼，形成了錯落有致的層次感。該鋪貼方案可以在CAD軟件內(nèi)借助智能技術(shù)直接生成，設(shè)計者下達一鍵指令即可。

2.3設(shè)計調(diào)整

大部分室內(nèi)設(shè)計方案需要經(jīng)過甲方同意才能用于施工，當(dāng)甲方對設(shè)計方案提出異議時，則需要乙方設(shè)計人員進行調(diào)整，設(shè)計調(diào)整工作也可以借助智能制造技術(shù)有序進行。例如：甲方認為當(dāng)前室內(nèi)設(shè)計方案不完善，色調(diào)過于陰暗，希望更改設(shè)計思路，改變室內(nèi)色彩配置，應(yīng)用暖色調(diào)。設(shè)計人員可以利用圓方軟件進行模擬調(diào)整。基本步驟為：鍵入素材形成數(shù)據(jù)庫—調(diào)整素材配比—形成默認模式（智能記憶）—調(diào)取模式形成新的方案。在此過程中，基于素材特色的智能記憶是設(shè)計調(diào)整的關(guān)鍵。包括圓方軟件在內(nèi)，其針對素材特色的記憶是以默認程序為支持主動進行的，設(shè)計人員并不需要干預(yù)程序設(shè)計，鍵入記憶指令、加以保存即可。智能技術(shù)支持下，圓方軟件支持多種方案的同步呈現(xiàn)和一鍵更換，以滿足設(shè)計人員和甲方人員需求。

2.4核心環(huán)節(jié)重復(fù)分析

室內(nèi)設(shè)計工作的一些核心環(huán)節(jié)，需要通過重復(fù)修正的方式尋求完善，包括室內(nèi)風(fēng)格切換、室內(nèi)色彩搭配等，上述工作也可以借助智能技術(shù)完成。以室內(nèi)色彩搭配為例，可以通過關(guān)鍵詞一鍵提煉的方式，對色彩進行微調(diào)。默認黃色的標(biāo)準(zhǔn)色彩強度為W，其可變強度往往圍繞W上下變化，包括橘黃、金黃、淺黃色等類別，可將其以代碼的形式存入工作軟件中，形成一個數(shù)據(jù)集：

[WS；WE0-；WG；W；8WE；HW；Y-W]

在組織室內(nèi)色彩設(shè)計前，設(shè)計人員鍵入上述數(shù)據(jù)，要求工作軟件保存并完整記憶。進行室內(nèi)色彩設(shè)計時，設(shè)計人員鍵入“W”，室內(nèi)一鍵形成以標(biāo)準(zhǔn)色為核心的色彩設(shè)計模式。設(shè)計人員鍵入“WG”，系統(tǒng)根據(jù)默認信息進行檢索和二次調(diào)取，提供新的色彩設(shè)計模式。設(shè)計人員鍵入“WQ”，系統(tǒng)進行檢索發(fā)現(xiàn)并且存入有關(guān)信息，可提示人員選取接近色或錄入對應(yīng)色彩以服務(wù)室內(nèi)設(shè)計，以智能制造技術(shù)服務(wù)核心環(huán)節(jié)的設(shè)計調(diào)整，形成理想的設(shè)計方案、結(jié)果。

3智能制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用展望

3.1多技術(shù)聯(lián)動

未來智能制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用，將呈現(xiàn)出多技術(shù)聯(lián)動的趨勢，該趨勢下，智能制造技術(shù)可以與其他技術(shù)共同使用，以改善技術(shù)應(yīng)用的綜合效應(yīng)。例如：智能制造技術(shù)和可視化技術(shù)的聯(lián)動，在工業(yè)設(shè)計現(xiàn)場工作中，以可視化技術(shù)服務(wù)現(xiàn)場工作跟蹤，智能制造技術(shù)對現(xiàn)場工作的干預(yù)、現(xiàn)場工作出現(xiàn)的變化和波動等，均一體通過可視化設(shè)施提供給工作人員，便于后者了解現(xiàn)場工作情況，對智能制造技術(shù)進行調(diào)整；可視化技術(shù)也可以服務(wù)遠程控制，大型企業(yè)的工業(yè)設(shè)計現(xiàn)場工作內(nèi)容較多，借助智能制造技術(shù)提供支持，同時于遠程端配置可視化設(shè)施和控制設(shè)備，能在了解現(xiàn)場工作的同時，進行更多干預(yù)操作，改善工業(yè)設(shè)計質(zhì)量。

3.2備份復(fù)用

工業(yè)設(shè)計中智能制造技術(shù)的應(yīng)用并不少見，考慮到工業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的基本趨勢，未來還應(yīng)重視智能制造技術(shù)有關(guān)資源的備份復(fù)用。實際工作中，可以加強大數(shù)據(jù)技術(shù)運用，在工業(yè)設(shè)計模塊添加備份單元，所有智能制造技術(shù)的應(yīng)用信息、工業(yè)設(shè)計的成果信息，均一體利用備份單元進行讀取、記錄，形成能夠服務(wù)長期工作的大數(shù)據(jù)資料，復(fù)用于相似的工業(yè)設(shè)計工作中，減少重復(fù)進行設(shè)計的困擾。相關(guān)信息也可以直接予以更新智能制造技術(shù)，使其在精度、覆蓋效應(yīng)等方面獲取突破。

4結(jié)語

綜上所述，智能制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用具有一定優(yōu)勢，實際工作中應(yīng)給予更多關(guān)注。目前零部件設(shè)計、設(shè)備整體設(shè)計、外觀設(shè)計、模擬調(diào)整等環(huán)節(jié)可以利用智能制造技術(shù)提供支持，改善設(shè)計效果。結(jié)合室內(nèi)設(shè)計工作，建議在應(yīng)用智能制造技術(shù)時，首先確定零部件參數(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計模型，再通過參數(shù)代入的方式完成一輪智能制造技術(shù)應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用結(jié)果做設(shè)計調(diào)整，并對核心環(huán)節(jié)重復(fù)進行分析，還可3D打印設(shè)計圖，指導(dǎo)后續(xù)工作。未來智能制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用可嘗試多技術(shù)聯(lián)動，組織信息備份復(fù)用，改善其應(yīng)用的綜合價值。

參考文獻

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