CBD为核心的网络计算机辅助工业设计分析

祝铭泽

摘要：ICAID系统也即网络计算机辅助工业设计系统，在当今的工业产品设计中已经得到了充分的运用，而基于案例为核心的设计更为用户的设计提供了众多案例资源作为设计的参考。用户在该系统中可根据需求检索出符合需求的案例，进而对自身的设计方案加以改善。本文就此加以分析，并针对ICAID系统的五大板块进行针对性的分析。

关键词：网络计算机辅助设计；基于案例的设计；工业设计

1 基于案例的设计概述

ICAID工业设计是在互联网技术的基础之上，并通过CAID系统的辅助之下开展工业产品设计的创造性活动，已经在当今的工业设计行业中起到了举足轻重的作用。在工业产品设计中，其目的在于解决人造物以及人之间的关系问题，通过设计产品以满足人们的生活与生产需求。然而，在影响工业设计方面主要有主体与客体两方面的因素，前者指的是设计师的经验、技术等；后者指的是现有的科学技术、市场的发展状况、产品的功能需求等。对于两方面的应用需求，均可以通过以案例为核心的设计方法（CBD）在ICAID系统加以运用。

2 CBD应用于CAID系统的可行性分析

CBD方法的运用是基于现有案例的基础之上，进行再模拟、运用、修改、整合、完善等的设计手法也即其最终的设计方案是在已经的设计案例基础上的再加工。它以认知活动中的记忆结构和心理机制刺激与反应的模式研究为基础，已经在建筑设计、机械设计等领域得到了成功的实践，而CBD技术在计算机辅助设计（CAD）领域中应用的可能性也已经得到了验证。

在工业设计中并非一次性的创造而是多样化选择的过程，在实际设计中不均有着动态性的特征而且其资源数据库具有动态性。例如，在对某一个问题进行设计时，需要设计师根据自身的经验进而予以选择并确定最终的方案。然而，如何将这个方案通过一定方式表现出来却面临较大的阻碍，在丰富智能化设计资源库中该问题一直未得到有效的解决。而运用ICAID系统时还面临着另一大难题也即如何解决用户提升知识运用过程中的困难。根据现有研究理论认为：知识的运用是人们基于当前的综合素质的前提下对系统的一种描述，但是该系统的用户主要是入行不久或经验不够丰富的设计人员，此类用户的设计知识相对较为缺乏。这对系统提出了2个方面的要求：其一，设计知识的表达，即如何使用最直观和最恰当的方式把设计知识传达给使用者；其二，设计知识的运用。上述问题通过使用CBD的方法即可得到解决。因为使用CBD的方式，能够避免在设计过程中需要对规则进行提炼，进而简化了设计中的流程，问题的解决也就变得更加简单。然而，在工业产品设计之中，对于较少的固定规则的设计还依赖于设计师自身的丰富经验以及灵感，但采用CBD方法却提升了设计的可操作性以及设计的合理性。

在设计知识的表达方面，CBD的引入能够使系统的使用者一直观和快速地获得丰富的设计知识，案例是集成造型知识、色彩知识以及人机知识等要素的最好的载体。在设计知识的运用方面，CBD符合心理刺激机制，而且已经的成功案例能够为设计师以及其他用提供足够的可用资源，可通过对这些资源的整理、分析、模拟等运用到其他产品的设计之中进而不断优化自身的产品设计，以根据设计思路获取到最佳的设计方案。

3 CBD在ICAID系统中的应用模式

3.1 功能模块和工作流程

案例推理法在一定程度上等同于类比推理法，具体使用流程主要有案例的表达、案例库检索、修正相似案例的解及问题案例的学习等。完整的基于案例的辅助设计系统必然包括4个基本模块：案例库、案例检索模块、案例推理模块和咨询解释模块。结合工业设计一般性过程研究，可以为ICAID系统的功能模块和工作流程做出基本规划，如图1所示。

知识的获取是该系统中最为基础的模块；案例知识库是该系统得以运用的主体；案例检索模块，案例推理模块是系统的核心；咨询解释模块是对于系统本身和设计中相关知识的补充。在该模块中，用户根据自己的思路对产品进行描述而系统则会通过内部既定的算法进行匹配，进而为用户筛选出符合需求的案例。用户根据系统提供的案例中分析其描述进而加以分析和整理，进而从中获取到一定的知识进而为自身的设计提供参考，产生更为清晰的认识。要实现这种更为清晰的认识，通过案例推理是其中重要的途径之一，用户可以通过选择一个与预期目标或要求之间较为相似的案例。进而在此基础之上对局部参数加以调整和修改，进而形成如何需求的设计方案。此外，在设计过程中，用户随时可以就其中的问题进行咨询并需求只是帮助。

3.2 知识获取与案例知识库的构建

知识的获取是CAD系统的关键技术之一。在以往时期，设计师获取知识的途径是基于设计实践但随着智能化技术的不断发展，对于知识的获取提出了更高的要求。例如，机器学习与识别、半自动化技术以及数据挖掘技术等已经成为了该系统中可供知识获取的方式。在运用ICAID过程中用户对方案的智能化过滤以及保存是获取知识的另一个途径，而该系统中的推理程序则会将用户已经完善后的方案翻译为计算机内部的语言，并经过智能化程序将之过滤并保存在案例知识库中。

案例知识库是该系统运用中最为重要的关键部分之一，而建设该系统库需要解决两个重要的问题：如何对案例进行分类，确定分类规则以及如何对案例进行描述。对于案例的分类是基于产品而定的，根据产品的特性、功能、结构等加以分析并据此进行分类。同时，对于以形式感存在并在市场中进行营销的产品，可根据其受众人群、需求意向等进分类。案例的描述在构建案例知识库中占据了重要地位，在描述阶段必须要符合以下两个需求：其一，全面准确的表达出案例所蕴含的内容，包括案例的颜色、尺寸、特点等；其二。制定符合案例检索所需的条件以便于用户根据自身的需求检索出案例。虽然有些案例的描述相对较弱容易，但对于隐形方面的内容还必须要加以深入的分析。因为用户在检索案例过程中。首先是需求根据相应的规则进行描述以从大量的案例库中进行查找，案例知识库根据预先设定的算法予以匹配并从中找到类似的解。用户在检索与案例匹配之间属于“一对多”的关系。系统为用户提供多样化的选择，主要用户才能可供选择的案例中加以分析与整理，以实现优化设计的目的。

3.3 案例的检索

案例推理的运用在从大量的案例知识库中筛选出最佳的案例，进而为用户设计中的案例提供修改的信息参考。因此也就决定了，案例检索的算法对于筛选出最佳案例的至关重要，直接影响到筛选的效率以及可用性。ICAID系统中案例知识库在进行案例检索过程中。需要用户事先对所需的案例进行描述，因此用户必须根据产品的相关特性并结合自身意向加以描述。在此过程中可采用意象尺度法，该方法包含了实驗与统计计算，通过分析人们对事物的需求诉求以达到减低了其认知维度的目的，进而准确的获取到其意象尺度图。而用户在产品设计中都具备一定的意向，不论是产品的外形还是功能等方面都会形成一个处于的意向。通过使用意象尺度法即可分析用户的意向或需求，进而通过以形容词的方式来描述ICAID系统中用户的具体意向，进而在此基础上来确定案例检索的入口。

3.4 案例的推理

案例推理是ICAID系统中重要组成部分。是对案例进行优化调整的一个过程，在该过程中知识不断被获取有不断被重组。因此，在建立案例推理模块时，可根据产品特性相关的因素加以确定。例如，产品的颜色、产品的尺寸、产品的构建等等。如下图2所示：

3.5 咨询解释模块

该模块的作用在于解答用户在该系统运用过程中遇到的困难，并根据其检索的相关内容提供相应的知识解答。该模块由三大板块构成：其一。知识咨询解释，可以使用户直接从中学习造型、色彩、人机等知识；其二，系统咨询解释，可以为用户提供使用帮助；其三，案例咨询解释，可以提供针对具体案例的造型手法、意向描述、造型特点等相关资料。

4 结语

综上所述，工业产品设计中CBD方法的运用对于提升产品设计的效率与质量起到了巨大的促进作用。本文首先了阐述了CBD方法的相关知识并在此基础之上分析了在ICAID系统使用中的可行性；其次，对ICAID系统先进详细解析，分五进行详细的解析帮由此合理的实现方法进而验证改系统在工业产品设计中的意义。