計算機技術與工業設計融合

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1工業設計的內涵及其發展歷史

工業設計是伴隨著工業革命與產業革命而形成了一門學科，其覆蓋的內容廣闊：產品的平面設計、產品的包裝、產品的廣告設計、產品推廣設計等諸多領域，同時還涉及到市場營銷學、環境工程學、人體學等諸多學科知識。總體而言，工業設計是一個綜合性的系統學科，涉及到了社會、人文、環境等于人們生活相關的各個方面，對于提升人們物質與精神生活具有巨大的促進作用。在社會發展進步過程中，產品的設計與產品的生產之間發生了分離，而在科技的發展推動下促使傳統的手工設計方式專項為技術含量更高的工業設計，成為了現代工業產品設計的開山之篇；第二階段：在經歷了兩次世界大戰之后，工業技術得到了極大發展而且電力的運用成為了時代的標志之一，工業設計相關理論不斷豐富并推動了工業產品日益受到市場的青睞且深入人心；第三階段，在世界大戰結束之后，工業的發展與工業產品設計之間的聯系日益緊密，彼此之間相互促進。尤其是隨著計算機技術發展與運用，工業設計逐步與計算機技術發生了交集，工業水平得到了迅速提升，不論是質量還是科技含量均得到了前所未有的提升。在市場經濟環境下，工業設計同樣受到市場競爭的影響但也反過來促進了行業競爭的發展，而且工業產品設計對于人們生活的影響日益深遠，人們的社會生活已經被深深的烙下工業設計的影子而且曰益緊密。工業設計在豐富了人們物質生活的同時也不斷繁榮了社會經濟，是社會進步中旳力量之一。隨著時代的發展，在未來時間內工業設計必然會與計算機技術緊密結合，在科技的發展之下不斷更新與完善設計思路或理念，環保、綠色、生態是研究發展的趨勢。據此，可以預測工業設計的方向可能會往以下方向發展：其一，高技術高人性化設計：設計利用各種新技術新方法，新工藝，新材料，符合人體工程學，操作方便，人機交換良好，產品便于維護和開發；其二，綠色環保設計：強調生態保護，節約能源資源，使產品在整個生命周期內減少對環境的負面影響，推動了社會的穩定發展；其三，在全球化的影響下，產品設計更具多元化。在全球化的推動下，世界各國之間的文化交流更為廣闊，民族文化之間的融合更為緊密，不斷豐富了產品設計的可用元素，創造出了獨具一格的設計之風。我國工業發展歷程較短而工業設計的起步則更慢，在上世紀80年代才逐步開始了相關的研究，但由于并未像世界發達國家那般經歷了產業革命致使我國的工業產品設計不具備先天優勢。我國的工業產品設計在沒有經歷完整的產業革命以及未形成完善的市場經濟體制之下的環境中緩步發展起來的，綜合其發展歷程主要分為三個主要階段：首先，是拿來主義，表現為直接照搬國外的產品并未有所謂的工業設計；其次，是模仿階段，工業設計先行者開始對國外引進的產品進行模仿設計；再次，創新階段，企業開始意識到創新設計已成為產品的核心競爭力，于是企業有意識的開始建立自身的技術人才系統，加大產品的創新設計力度，社會更加意識到工業創新設計的重要性。

2計算機輔助工業設計涵義

2．1CAID的含義

計算機輔助工業設計CAID指的是在計算機輔助工業設計軟件的支持下，進行工業設計領域的各類設計工作。計算機輔助工業設計以工業設計知識為主體，以計算機網絡等信息技術為輔助工具，實現產品的真實化描述，從而更好地設計出經濟而美觀的創新產品，以進一步豐富人們的生活中所需的產品以及滿足時展的需求。同時，在工業設計中引入計算機輔助技術是社會進步的必然，與傳統手工設計方式想必不僅提升了工作效率而且優化了產品的質量。

2．2CAID與CAD的區別

計算機輔助工業設計CAID是采用計算機進行設計的CAD的一種，特別是指能夠進行包含工業設計的系統。CAD的運用主要用于設計產品的零部件而非整體性的設計，但CAID的運用確是針對產品的整體而言的，而且CAID系統在使用中已經提供了諸多設計完備的產品模型。

3計算機技術在工業設計中的應用

計算機技術與工業設計的結合主要表現在計算機輔助造型技術、計算機輔助工業設計中的人機交互、智能技術和新型技術。

3．1計算機輔助造型技術

計算機輔助造型技術是研究物體形狀的一種數學模型，即研究計算機環境下物體形狀的幾何表示、分析和綜合。計算機輔助造型技術經過將近30年的發展，已經逐步走向特征造型、變量化設計階段，而這一進步也使得實體模型逐步轉向產品模型。此外，近年來加強對產品模型周期內信息之間的共享以及何時數據間的相互轉換方面的研究，而且在科技日益進度的前提下，對此方面的研究正在逐步加強，而對于計算機輔助造型的研究還集中在自由曲面的設計與產品的草圖設計層面。對于產品的自由曲面設計是該行業內的重點研究方向，是基于傳統設計方式的弊端而發展起來的。在以往的設計中，設計師采用的是手繪設計但難以將其設計方式與理念通過計算機語言表達出來，當然亦是受限于當時的計算機技術的不夠發達。當今，自由曲面設計得到了極大提升，其設計的質量與人們的審美視覺直接相關，影響著產品的市場認可度，設計內容針對的是產品的表面設計、移動特性的設計、串通圖形等。根據設計理念與設計要求，最佳的自由曲面設計能夠實現360度的旋轉且具備流暢的線條，給予用戶別具一新且眼前一亮之感。

3．2計算機輔助工業設計中的人機交互

當前，人機交互提升工業設計方面日益受到重視而且發揮出了巨大的功效，雖然人機交互的的研發和投入運用的歷史較短，但卻在工業設計等領域內得到了肯定而且運用范圍及其廣泛。人機交互的運用主要包括人際交互界面以及虛擬仿真技術，前者指的是設計者與計算機之間的操作界面，是設計的基礎。機界面由傳統的DOC界面發展到現在的圖形用戶界面，未來人機交互界面將向著自然和諧的人機交互界面發展；后者是指利用計算機軟硬件系統虛擬現實的世界，設計是可以通過這個虛擬的世界通過人機交互完成產品的設計、驗收等工作。

3．3計S；機輔助工業設計中的智能技術

隨著科技的發展，智能技術巳經在人們的生活中發揮了巨大的作用，如智能手機、智能汽車、智能機器人等的運用極大的便捷了人們的生活。在工業產品設計方面，智能化技術能夠是人機之間的交互，對于設計師而言無疑起到了巨大的幫助作用，其意義重大。在工業產品設計中，設計師的思路與理念的展現需要通過草圖來體現，在轉化的過程中并非簡單的“手繪”即可而且極其復雜的，不僅需要設計師具備良好計算機基礎知識而且還需要熟練的操作。當計算機能夠根據設計師的思路完成草圖的繪制后，設計師再結合草圖加以修改和完善，無疑極大的提升了設計師的工作效率。

3．4計算機輔助設計中的新技術

目前，隨著對計算機技術與工業設計技術結合研究的進一步深入，虛擬現實、神經網絡、遺傳算法等新技術以及并行設計、輔助設計等設計方法逐漸成為又一大熱點。虛擬現實技術的作用在于通過計算機設備與技術將現實環境虛擬到計算機硬件之中，進而在此基礎之上開展相應的工作，在當今的設計行業中運用較廣。神經網絡技術同理是基于計算機技術來模擬動物的審計脈絡進而對獲取到的信息加以計算形成數學模型，雖然該技術的運用負責度較高，需要建獲取的信息轉化為相應的計算機符號并據此加以分析，在當今的工程設計中已經得到了廣泛運用。遺傳算法是基于模擬自然環境下的進化過程，進而探索最佳的解法，想必其他算法更為簡單。

4結束語

綜上所述，在工業設計中運用計算機技術已經是當今行業中的主流趨勢之一而且隨著計算機輔助技術的不斷發展，其在工業設計領域內的發展前景越加廣闊，在促進工業產品設計中勢必會發揮出巨大的作用。作為工業產品設計師，應當充分認識到之一趨勢并加強自身綜合素質的提升，以進一步強化兩者之間的結合。

作者：孫勇 單位：天津一汽夏利產品開發中心