基于设计流程的产品数字化设计研究

产品设计流程随着数字科技的不断发展发生了根本性的变化，如今数字化设计应用如CAD/CAM技术已经盛行于世。通过整合数字化设计应用的原理和设计流程可以极大程度上改进和优化设计方案，不断提高设计效率，缩短设计周期，提升企业效益。许多的数字化设计流程往往更加关注设计周期的调整：一方面对各个环节的时间进行有效把控，不断提高技术革新；另一方面加大设计环节升级，全面提升设计水平、优化设计模式。目前很多产品数字化技术例如图形显示技术、数控加工技术等，都进行了统一的组合。随着数字化在产品设计流程中的不断优化，如何更好地完善设计环节，现代产品设计的流程主要包括产品预研、造型设计、结构设计、模具加工几个重要的关键点。在产品预研方面，在设计的环节中必须提前进行设计流程的定位，这样进行事先的预判可以更加准确地把握产品客户群体，了解不同消费需求，同时也要关注设计的各项功能特点、应用环境等，以便于在市场的推广和宣传过程中可以更好的定位，创造出更加符合市场需求的产品。

在刘夫云编写的《产品数字化设计理论与方法》 （2016年1月清华大学出版社出版）一书中对当前大批量定制生产方式及其面临的挑战提出了疑问，从技术革命与生产方式变迁的形势出发，提出了应对大批量定制面临的挑战时，当前传统开发设计技术存在的不足，并就其中几个关键性的问题进行探讨，帮读者分析和理解其中的意义。就当前复杂网络的产品结构管理与优化等问题，编者提出了算法和体系构建方面的观点，首先介绍了复杂网络理论与算法，还有机械产品网络理论与方法体系结构等问题，指出了其简单路径搜索算法，并就产品结构网络问题的特性、网络构建方法、统计参数计算等方面进行深入探讨，对产品结构网络应用中的零部件通用性分析、零部件用量預测展开全面的分析和讨论。关于数据中的零件变型设计技术问题，书中描述了零件尺寸参数分析、零件变型设计方法和过程等，对行为建模技术的零件变型设计方法、参数化技术的变型设计中存在的问题、行为建模技术的变型设计方法和过程进行了应用举例。

该书汇集了编者多年的教学经验，借鉴了目前众多的数字化设计领域的理论成果和丰富经验，汇总而成了一部通用的数字化设计流程教材。全书对相关的零件变型设计、装配件变型设计等常见问题进行了一一解答，还对产品族零部件管理以及产品配置设计中的疑难点进行了解读和分析，并通过一些实际案例对上述关键技术进行应用验证，该书对于众多从事数字化设计人员来说是一部难得的佳作。编者对装配件变型设计技术中的参数化技术提出了设计方法，解读了参数化技术的装配件变型设计原理，对产品零部件尺寸参数进行分析，改进装配件变型设计方法和过程。书中对产品配置设计关键技术方面提出了自己的观点，从如何配置模块选择辅助决策依据到如何扩展产品主结构，从开展关联系数计算到相关的配置模块选择方法，该配置模块选择辅助决策系统的体系结构和系统开发与实现，都是当前科技化设计路线的重要发展方向。要实现掌握产品模块化设计关键技术，必须充分运用产品模块化程度比较方法，解决无标度模型及其限制条件，并处理好分布规律与产品模块化程度之间的关系。在采用产品模块化程度定量评价方法中，对模块分解与尺寸编码方法、尺寸约束关系网络方法、模块化程度定量评价方法等进行展开。最后作者还引用了产品数字化快速设计系统开发的基本方法，并以龙门铣床快速设计系统开发和钢板弹簧快速设计系统开发作为产品数字化快速设计系统开发实例，为读者提供了详细的案例参考。

数字化技术路线对当前的产品起到了重要的推动作用，这种技术变革为我们带来了完全与众不同的设计思路和行为指南。数字化产品路线是全方位 的，对现代设计理念提出了独特的文化语境，数字化的出现和发展为当前的设计风格和设计理念都带来了全新的认识，突破了传统的设计美学特征，为产品的设计风格带来了更加全景化的美学视野，可以说，数字化技术不但为产品设计提供了全新的设计理念，还为产品设计开拓了新思路。我们可以观察到，如今众多的设计环境和界面都被数字化的技术风格所影响，透过数字化的技术分析和测算，设计者不再局限于传统的产品本身，而是更加关注客户群体的文化观念和精神需求，这对于当前的设计行业无疑是全新的挑战和机遇。

（佗鹏莺/硕士，大连工业大学艺术设计学院讲师）endprint