计算机辅助工业设计发展的状况和趋势研究

刘友江

摘   要：近些年来，计算机已经成为人们生产和生活必不可少的一部分，大大提高了产品的生产效率和生活的方便性。对于工业设计而言，计算机更是不可或缺的一项设备，伴随着计算机辅助工业设计的发展，其作用更是凸显了出来。文章论述了计算机辅助工业设计的概念、发展的状况及其发展的趋势。期望文章能够为我国计算机辅助工业设计的相关研究提供一些有意义的参考价值。

关键词：计算机;工业设计;状况;趋势

随着我国经济发展水平的不断提高，人们也越来越重视个体的物质需求和精神需求。在这样的背景下，我们的工业产品的设计就需要不断地发展和完善。有的人更注重外观、有的人更注重价格、有的人更注重文化内涵、有人更注重产品的质地等。计算机辅助工业设计（Computer-aided Industrial Design，CAID）[1]可以有效地将计算机和人类的不同功能特点相结合，促进工业设计的发展。只有对当前的计算机辅助工业设计的发展状况和趋势有清楚的认识，才可能做出正确的判断和选择，才能有效地促进计算机辅助工业设计的发展和完善。

1    计算机辅助工业设计

计算机辅助工业设计一般是指依托于计算机，在计算机辅助工业设计软件的帮助下进行的工业设计活动。其本质是计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）的衍生品。CAD是我国高校当前各工科专业必学的一门基础课，广泛应用于我国的建筑、公路、桥梁、工业设计、机械制造、汽车等行业，对我国各行业的现代化起到了重大的辅助作用。计算机辅助工业设计是对CAD技术的一种延伸，它融合了人工智能技术、虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）技术、CAD技术和多媒体技术等。计算机辅助工业设计可以有效地将计算机和人类的不同功能特点相结合，以有效促进工业设计的发展。

2    计算机辅助工业设计发展的状况

2.1  计算机辅助工业设计中的人机交互技术

人机交互技术从诞生到兴起仅有几十年的历史，对于计算机辅助工业设计来说，人机交互技术主要指虚拟仿真技术和人机界面技术。曾经在电视里看到的人机交互现如今已经走入了我国的计算机辅助工业设计。特别是近些年来，由于多媒体技术的不断成熟和虚拟现实技术的不断发展，人机交互界面和之前相比已经有了非常大的进步和完善。同时，计算机的虚拟仿真技术也不断发展成熟，尤其是在配套的硬件和軟件不断发展的背景下，计算机辅助工业设计中的虚拟仿真技术得到有力、有效的应用。当前我国整个社会对虚拟仿真技术都十分热衷，很多企业纷纷投入巨大财力和人力进行研究，大众对此也有着很高的热情和关心。对于计算机辅助工业设计来说，虚拟仿真技术可以有效模仿工业产品设计完成后的效果，也可以展示设计过程、制作过程，以有效研究其发展的程度和过程，并且当前也形成了一些较为成熟的产品。

2.2  计算机辅助工业设计中的智能技术

工业设计是设计师的思维、思考、设计和创造的结果。在实际的工业设计中，设计师要把一个设计产品形成草图要经历一个十分复杂和困难的过程。一些科学研究者就是专门从事研究设计师的这种从概念到草图的设计过程。同时，一些计算机辅助工业设计研究者开始研究设计方法，重点考虑的是物体的色彩、形状、结构等，以形成智能的判断数据。最后，计算机辅助工业设计系统运用大量的设计方案，通过大数据整合以总结工业设计师的设计经验、设计理念，为工业设计创作提供智能技术服务。智能技术已经成为计算机辅助工业设计中不可或缺的一项重要技术，并且随着科技的发展不断完善，这种作用也会在未来更加不断地凸显出来。

2.3  计算机辅助造型技术的应用

就像CAD的建模一样，计算机的辅助造型设计可以有效、全面展现工业设计产品的特点[2]。一般说的工业产品造型设计是指自由曲面设计和草图设计。草图设计与自由曲面设计代表了计算机辅助造型技术的主要设计研究，产品造型是人们对该产品的直观认识，造型决定着商机。因此，造型技术的提高也是设计者们的不断追求，在产品造型出炉前，必须经过草图设计，草图设计可以有效填补计算机辅助设计技术与工业设计之间的空白。草图重建和人机交互是该技术的关键，即设计系统如何模拟出经过设计者手绘的设计。在计算机辅助工业设计中，自由曲面的设计其实就是对产品外形进行自由曲面设计。自由曲面设计时，曲面特征的应用是一项必要流程.移动特征、串通图形、基本表面这3个部分共同组成了曲面特征。这两个元素对产品将来在市场上的受欢迎程度有着重要的影响，工业设计业内人士和研究人员要给予足够的重视。

2.4  并行工程

随着全世界市场信息化的深入，企业之间的竞争变得更加激烈，企业不但要考虑和其他企业的竞争，还要考虑、预测和分析未来的市场形势，并及时作出调整和应对，尤其是对于工业产品的相关行业更是如此，包括工业产品的生产企业和工程产品的设计企业。在这种背景下，并行工程出现并且得到了迅速的发展。对并行工程的应用，可以极大提升产品设计质量，缩短产品开发的周期，同时，能够有效降低设计成本。由此可见，并行并集成化处理产品的调研过程是并行工程的主要运行模式特点，值得注意的是，在对并行工程进行应用时，要求设计师应从产品生产整个过程入手，加大对细节的综合思考力度，同时，在同其他机构建立紧密联系的过程中，有效形成通信和信任机制，这样一来，设计修改的次数将有效降低，产品开发的效率得以提升，企业的经济效益将有所增加，可以更有效地促进企业的发展和进步，增加员工的收入。

3     计算机辅助工业设计发展的趋势

3.1  工业设计发展的趋势

我国在改革开放前，经济发展较为薄弱，大众对工业设计的需求水平也较低，大家用的是统一化的工业设计产品。随着改革开放的深入，人们的需求和认知也在不断发生着变化，人们对商品的需求更加趋向于个性化，体现着自己的特点。对于工业设计来说，要满足人们不同的个性化需求，就需要对工业设计所涉及的硬件和软件进行升级，以适应需求的变化。工业产品的设计就需要不断发展和完善以满足大众的个性化需求。创新技术是工业设计中极为重要的一个因素，它不仅涉及产品的外观的创新，还涉及制造原理和制造过程的创新。当然，这种升级是一个系统化的升级，目前来说最为重要的就是计算机辅助工业设计即CAID的发展和完善，通过这种模式可以更高效地促进工业设计的个性化发展，大大提高了工业设计个性化发展的效率[3]。

3.2  计算机辅助工业设计发展的趋势

随着计算机技术的普及和发展，越来越多的人开始重视设计效率和设计效果。在当前的工业设计形势下，业内必须对CAID给予足够的重视，并且要不断完善。但是，我国当前的计算机辅助工业设计还处于发展期，存在诸多的缺点和不足。CAID亟需将工业设计的大数据进行整合和分析，积极建立人工智能的数据库，将涉及人机、形态、销售、管理以及服务等各个环节，实现一体化的产品设计、生产和应用，促使设计师的创造力得到更加深入的挖掘。工业设计师可以依托计算机辅助工业设计系统，对每一次设计结果进行反馈，以达到不断优化设计的结果。这样会直接或者间接促进工业设计的高品质、高效率的发展[4-6]。

4     结语

随着社会的不断发展，人们对工业设计水平的要求也越来越高，对工业设计涉及的各因素要求也越来越高。在这样的背景下，消费者的需求必然会导致工业设计的创新和进步，计算机辅助工业设计的研究也就更深入。越来越多的专业人才也更愿意投入到计算机辅助工业设计的研究和应用中，进而才能更有效地促进工业设计的发展。政府和高校要有统筹观念，加大对计算机辅助工业设计的资金支持和人才支持。只有在这两大因素的投入下，我国的计算机辅助工业设计才能走得更长远。我国要及早建立高标准的、统一化的技术模型，利用当前的有效技术手段为计算机辅助工业设计进行服务。

[参考文献]

[1]陈雨.以模型研究为导向的计算机辅助工业设计课程内容研究[J].工业设计，2017（11）：115-116.

[2]范劲松，安军.计算机辅助工业设计课程教学改革探究[J].高教論坛，2017（6）：17-19.

[3]易熙琼，何风梅.计算机辅助工业设计教学模式及其策略研究[J].家具与室内装饰，2015（12）：100-101.

[4]曹坤.计算机辅助工业设计技术发展状况与趋势[J].中国科技博览，2009（7）：90-100.

[5]罗海玉.计算机辅助工业设计技术综述[J].甘肃科技，2003（7）：41-42.

[6]孙守迁，黄琦，潘云鹤，等.数字化艺术与设计研究进展[J].中国机械工程，2004（12）：1115-1120.

Status and trend of computer-aided industrial design development

Liu Youjiang

（School of Medical Information Engineering， Zunyi Medical University， Zunyi 563000， China）

Abstract：In recent years， the computer has become an essential part of peoples production and life. Which greatly improves the production efficiency and the convenience of the life of the product. As for industrial design， the computer is an indispensable equipment， with the development of the computer-aided industrial design， its effect is also highlighted. This paper discusses the concept of computer-aided industrial design， the state of computer-aided industrial design and the computer-aided industry. The trend of design and development. It is expected that this paper can provide some valuable reference for the relevant research of computer-aided industrial design in our country.

Key words：computer; industrial design; condition; trend