計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

包 玉

（重慶財(cái)經(jīng)學(xué)院新媒體藝術(shù)學(xué)院 重慶 401320）

1 引言

近些年，我國(guó)的科技水平得到了很大的提升，計(jì)算機(jī)也在各領(lǐng)域當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用，在改變?nèi)藗兩a(chǎn)生活方式的同時(shí)，也讓工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)變得更加便捷，尤其是在工業(yè)設(shè)計(jì)方面，計(jì)算機(jī)儼然已經(jīng)成為了不可或缺的一部分，利用計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)進(jìn)行輔助，不僅能夠提高相關(guān)設(shè)計(jì)的工作效率，還能使工業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量得到顯著的提升。因此，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展也成了相關(guān)領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，而針對(duì)相關(guān)內(nèi)容加強(qiáng)研究，對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 淺析計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)及其發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)

所謂的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)，從本質(zhì)上來(lái)看，就是一種以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，利用相關(guān)工業(yè)設(shè)計(jì)軟件落實(shí)工業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)的一種方法，可以將其看做是CAD技術(shù)的一種衍生品。一直以來(lái)，CAD技術(shù)都是高校工科專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科，在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，涉及到汽車、機(jī)械制造、工業(yè)設(shè)計(jì)、路橋工程以及建筑設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域。而計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)技術(shù)則是以CAD技術(shù)為基礎(chǔ)，延伸而來(lái)的一種技術(shù)手段，其中融合了多種現(xiàn)代技術(shù)，如多媒體技術(shù)、CAD技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及人工智能技術(shù)等，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)能夠推動(dòng)人類自身優(yōu)勢(shì)與計(jì)算機(jī)優(yōu)勢(shì)的有效結(jié)合，其對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

2.2 當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的基本情況

2.2.1 智能技術(shù)

對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)而言，其主要是由相關(guān)設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)思考、設(shè)計(jì)以及創(chuàng)造獲得的成果，在工作實(shí)踐當(dāng)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員想要將一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)繪制成草圖，并逐漸形成完整的圖紙，往往需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)又復(fù)雜的過(guò)程。而為了進(jìn)一步提高這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的效率和質(zhì)量，相關(guān)人員進(jìn)行了深入的研究，通過(guò)對(duì)大量設(shè)計(jì)方案進(jìn)行匯總，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行整合、分析和總結(jié)，進(jìn)而獲得了智能化的判斷數(shù)據(jù)，使得相關(guān)人員在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)的過(guò)程中能夠?qū)χ悄芗夹g(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，從而為設(shè)計(jì)活動(dòng)的有序開(kāi)展提供支持。目前，在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，這種智能技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，而隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，其在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用價(jià)值也將得到不斷的提升[1]。

2.2.2 人機(jī)交互技術(shù)

在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，涉及到的人機(jī)交互技術(shù)主要包含人機(jī)界面技術(shù)以及虛擬仿真技術(shù)等，其在近些年得到了快速的發(fā)展，尤其是在多媒體技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸發(fā)展和成熟的情況下，如今的人機(jī)交互界面已經(jīng)得到了有效的完善，再加上虛擬仿真技術(shù)以及配套軟硬件設(shè)施的發(fā)展，使得虛擬仿真技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用頻率和應(yīng)用效果也在逐步提升。目前，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)成為相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展過(guò)程中不可或缺的前沿技術(shù)，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始消耗大量的資源用于該項(xiàng)技術(shù)的研究，也使該項(xiàng)技術(shù)成為了社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。而將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中，不僅能夠?qū)I(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)之后的效果進(jìn)行模仿，還能對(duì)設(shè)計(jì)以及制作的過(guò)程進(jìn)行展示，確保相關(guān)人員能夠?qū)I(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程進(jìn)行深入的分析研究，從而有效提高相關(guān)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量[2]。

2.2.3 輔助造型設(shè)計(jì)

與CAD建模較為相似，計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)能夠?qū)I(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的各項(xiàng)特點(diǎn)進(jìn)行全面、直觀的展示。通常情況下，工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)主要涉及到草圖設(shè)計(jì)和自由曲面設(shè)計(jì)等內(nèi)容，而這也是計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)的主要研究領(lǐng)域。在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，產(chǎn)品造型直接影響著人們對(duì)于產(chǎn)品的認(rèn)知情況，甚至?xí)绊懙疆a(chǎn)品的銷售情況，因此，造型設(shè)計(jì)一直都是工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域較為關(guān)注的問(wèn)題。但產(chǎn)品造型在正式出爐以前，涉及到草圖設(shè)計(jì)等諸多環(huán)節(jié)，利用草圖設(shè)計(jì)能夠?qū)⒐I(yè)設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)間的空白有效填補(bǔ)。而對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，人機(jī)交互以及草圖重建是最為核心的技術(shù)手段，關(guān)系到設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于設(shè)計(jì)師手繪過(guò)程的模擬。而自由曲面設(shè)計(jì)顧名思義就是對(duì)產(chǎn)品外形實(shí)施自由曲面設(shè)計(jì)。在落實(shí)該項(xiàng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須要對(duì)曲面特征進(jìn)行合理的應(yīng)用。該項(xiàng)工作涉及到基本表面、串通圖形以及移動(dòng)特征等內(nèi)容?？梢哉f(shuō)草圖設(shè)計(jì)以及自由曲面設(shè)計(jì)都是影響產(chǎn)品市場(chǎng)前景的重要因素，所以這兩項(xiàng)設(shè)計(jì)也是目前計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域重點(diǎn)研究的內(nèi)容[3]。

3 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于工業(yè)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是最為核心的內(nèi)容，同時(shí)也是產(chǎn)品核心理念的重要表現(xiàn)，而產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的核心理念主要涉及以下幾個(gè)方面：第一，產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程各環(huán)節(jié)是具有密切關(guān)聯(lián)的，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在滿足用戶實(shí)際需求的前提下，對(duì)設(shè)計(jì)的形式以及功能進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，盡可能地落實(shí)以人為本的理念，實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化設(shè)計(jì)體系的有效構(gòu)建，以此來(lái)推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的有效融入。第二，占據(jù)市場(chǎng)份額是每個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的終極目標(biāo)，所以，為了更好地適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)的發(fā)展形勢(shì)，還需要相關(guān)領(lǐng)域?qū)π录夹g(shù)、新設(shè)備以及新能源進(jìn)行大力的開(kāi)發(fā)，并在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)當(dāng)中進(jìn)行合理的應(yīng)用，不斷提高其工業(yè)設(shè)計(jì)的價(jià)值。第三，想要在眾多的設(shè)計(jì)當(dāng)中凸顯出來(lái)，在落實(shí)相關(guān)設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，必須要對(duì)創(chuàng)新思維進(jìn)行有效的應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)問(wèn)題能夠得到有效的解決，如此才能確保相關(guān)領(lǐng)域的平穩(wěn)發(fā)展。

一是，雖然目前很多工業(yè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)生產(chǎn)期間，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助，已經(jīng)能夠提供一定的人機(jī)交互功能，但由于我國(guó)對(duì)于相關(guān)技術(shù)的研究時(shí)間相對(duì)較短，在互動(dòng)期間受到客觀原因或者是人為因素的影響，往往會(huì)出現(xiàn)計(jì)算機(jī)死機(jī)的情況，而這不僅會(huì)對(duì)人機(jī)互動(dòng)的流暢性造成影響，還會(huì)影響到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率，因此，在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中，還需要對(duì)高新技術(shù)進(jìn)行積極的引入，包括神經(jīng)技術(shù)、遺傳技術(shù)等，將其與傳統(tǒng)交互方式進(jìn)行有效的結(jié)合，通過(guò)不斷的鉆研，在提高人機(jī)交互功能完善性的同時(shí)，使人機(jī)交互的流暢性得到相應(yīng)的保證[4]。

二是，協(xié)同、并行以及生命周期問(wèn)題。隨著信息化的發(fā)展以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制的發(fā)展，企業(yè)面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)變得越來(lái)越激烈，而企業(yè)想要在這種情況下更好地生存及發(fā)展，除了要考慮同類企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，還要對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展形勢(shì)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，以此為基礎(chǔ)，對(duì)相關(guān)措施進(jìn)行合理的應(yīng)用。如并行工程，合理地應(yīng)用并行工程，并對(duì)生命周期技術(shù)加強(qiáng)研究，能夠使產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量得到顯著的提升，在減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間的同時(shí)，有效減少設(shè)計(jì)工作的成本投入。但在對(duì)并行工程進(jìn)行具體應(yīng)用的過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)人員以產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)各項(xiàng)細(xì)節(jié)進(jìn)行充分的考慮，并且要在與其他機(jī)構(gòu)加強(qiáng)協(xié)調(diào)的過(guò)程中，建立相應(yīng)的通信機(jī)制和信任機(jī)制，這樣可以有效減少設(shè)計(jì)的修改次數(shù)，使產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)效率得到相應(yīng)的保證，在增加企業(yè)收益的同時(shí)，為其發(fā)展提供支持。

第三，設(shè)計(jì)創(chuàng)新及方法。未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，相關(guān)領(lǐng)域?qū)τ谟?jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)工作應(yīng)該逐漸向著創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)域深化，要對(duì)各種類型的工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行研究，總結(jié)這些產(chǎn)品的外觀理念及設(shè)計(jì)方法，逐步建立起相應(yīng)的行業(yè)準(zhǔn)則，為工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展指明方向。與此同時(shí)，為了進(jìn)一步扎實(shí)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的理論基礎(chǔ)，相關(guān)領(lǐng)域還應(yīng)該對(duì)新方法加強(qiáng)研究，對(duì)于精確、有效的設(shè)計(jì)方法及原理要進(jìn)行積極的共享，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步具有非常重要的作用，因此，相關(guān)領(lǐng)域一定要對(duì)該項(xiàng)技術(shù)保持高度的重視，要結(jié)合實(shí)際對(duì)其進(jìn)行深入的研究與應(yīng)用，使該項(xiàng)技術(shù)能夠得到不斷的改進(jìn)和完善，有效保證其應(yīng)用效果。