计算机辅助工业设计的发展状况与趋势

2018-12-20刘世龙山东省菏泽第一中学人民路校区

数码世界 2018年11期

刘世龙山东省菏泽第一中学人民路校区

从历史发展的角度，计算机技术与人类社会发展关系密切，在21世纪经济全球化和知识经济时代背景下，国家和企业竞争力主要体现在科学技术上，计算机辅助工业设计是科学技术转化为创新产品的重要桥梁，必然成为一种流行趋势，也将为人类社会的发展进步起到一定作用。

1.CAD与CAID概述

利用计算机软硬件系统辅助工程完成设计、分析、修改、显示或输出的一门综合应用技术，即计算机辅助设计技术（CAD）。21世纪以来，CAD技术有了很大发展，并且与工业设计（ID）相融合，形成了计算机辅助工业技术（CAID）。长远来说，CAID作为CAD的分支，其定义为互联网技术下，利用设计理念和理论知识的有机结合来进行一系列的创造性活动的智能化系统。

随着人民物质生活的不断满足，大众对产品的人性化功能愈加关注，对工业设计的要求不断提高，因此计算机辅助工业设计技术具有越来越重的意义，具有推动创新发展、缩短产品生产周期、系统化提高生产效率等作用，提供更多具有创新、环保、优质等特性的工业产品，使产品更加直观和自然，降低工业生产和制造的成本，评估产品存在的缺陷，提高企业利润，促进人民绿色化生活发展。

2.CAID的发展状况

2.1 计算机的辅助造型技术

计算机的辅助造型技术通过计算机表示、控制、分析和输出几何实体的技术，其主要研究包括自由曲面技术和草图设计等。现代曲面技术带来的数据资源和设计保障使得工业产品趋于完善，而草图设计可修复传统CAD技术的弊端，展现在工业产品实体造型上，即更佳的设计感，可高效、低耗完成作图。

2.2 计算机的人机交互技术的发展

人机交互技术是借由计算机输入输出设备达到人与计算机有效对话的技术。CAID对社会文明发展裨益良多，在设计过程中应满足客户的变化性、多样性需求，工业产品的生产之中渐渐融入虚拟用户的多角度设计，人机间交流壁垒渐弱，人机交互技术于CAID的应用价值愈加深远。

2.3 人工智能技术的发展

人工智能可用于模拟、延伸和扩展人的智能，将其运用于工业设计中，可提升创新性设计思维，促进高频率、高效率的人机交互。将CAID应用到人工智能领域，可降低传统智能由于人为操作造成的各类风险。此外，CAID还需要具有创造性的设计思维，可适应时代发展进行创新，使产品的细节问题得以完善，操作技术更加流畅，以提升工业产品的设计质量。因此，人工智能技术是CAID不可或缺的重要技术。

2.4 高新技术的发展

目前，高新技术是一个热门，这就要求在计算机辅助设计工业产品的过程中，要有一部分的高新技术的应用，可将遗传技术、虚拟技术、计算机辅助技术进行结合。在许多领域，高新技术使得产品的模型设计功能多样，类型众多，常见用于室内装潢设计、旅游景区卫生、房屋建筑等领域。与此同时，计算机辅助技术可以帮助设计者充分利用资源，顺应了当下绿色环保的发展理念，促进产业发展和转型。

2.5 3D打印技术的发展

利用数字模型文件、可粘合材料逐层打印构造物体的技术即3D打印技术，涵盖种类多样，如铝材料、石膏材料、橡胶类等材料都可以被运用于此技术中，发展前景巨大。二十年前，3D打印技术开始被出现于国内研究中，逐渐发展到工业应用中，对传统制造业的生产模式产生冲击，可将虚拟模型打印为实体3D模型，已被运用于汽车设计、医疗、土木工程等领域，必将成为现代CAID领域的主流技术之一。