淺談工業(yè)設計及計算機技術(shù)在其的應用論文
摘要:工業(yè)設計在現在生產(chǎn)中扮演著(zhù)不可替代的角色，越來(lái)越來(lái)越成為增加工業(yè)產(chǎn)品價(jià)值的重要手段。計算機技術(shù)在工業(yè)設計中的應用主要集中于兩大領(lǐng)域:一是基于網(wǎng)絡(luò )的工業(yè)設計信息系統平臺，二是計算機輔助工業(yè)設計。在計算機技術(shù)高速發(fā)展的今天，工業(yè)設計必然朝著(zhù)數字化、集成化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞:工業(yè)設計;工業(yè)設計教育;工業(yè)設計信息系統平臺;計算機輔助工業(yè)設計
1工業(yè)設計概念及其發(fā)展
1.1工業(yè)設計的內涵及其發(fā)展歷史
工業(yè)設計是20世紀初發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新性質(zhì)的綜合性學(xué)科，其廣義概念延伸到產(chǎn)品包裝、平面設計、廣告設計等視覺(jué)傳達設計領(lǐng)域和室內外環(huán)境設計領(lǐng)域，也包括了人體工程學(xué)、市場(chǎng)學(xué)、環(huán)境工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科，更是擴展到包括產(chǎn)品在內的服務(wù)系統，全面關(guān)注人類(lèi)社會(huì )、環(huán)境、文化的所有方面。它把技術(shù)與藝術(shù)結合起來(lái)，滿(mǎn)足人們的物質(zhì)功能和精神功能的雙重追求。
現今，工業(yè)設計不但促進(jìn)了市場(chǎng)競爭，也影響了人類(lèi)社會(huì )生活的各個(gè)方面�，F代工業(yè)大批量的生產(chǎn)模式和市場(chǎng)的激烈競爭促進(jìn)了工業(yè)設計，其設計對象是以工業(yè)化批量生產(chǎn)的產(chǎn)品�，F代社會(huì )的人類(lèi)生活正是受到了各種工業(yè)產(chǎn)品的影響，構成了一種廣泛的物質(zhì)文化，同時(shí)工業(yè)設計也極大促進(jìn)了商品經(jīng)濟的繁榮，推動(dòng)了社會(huì )的進(jìn)步。
工業(yè)設計誕生于工業(yè)革命以后，從時(shí)間來(lái)劃分大致可以劃分為三個(gè)階段:第一階段是18世紀下半葉到二十世紀初，這是工業(yè)設計的醞釀和探索階段。18世紀末蒸汽機的發(fā)明，世界進(jìn)人到一個(gè)快速發(fā)展的軌道，催生了人類(lèi)的第一次產(chǎn)業(yè)革命，由于社會(huì )生產(chǎn)的分工，設計與制造剝離開(kāi)來(lái)，傳統的手工藝設計邁步向工業(yè)設計過(guò)渡，為現代工業(yè)設計的發(fā)展探索出道路;第二階段是第一和第二世界大戰期間，這時(shí)期電力的應用使人類(lèi)社會(huì )進(jìn)行了第二次產(chǎn)業(yè)革命，這時(shí)期工業(yè)設計理論得到了系統的發(fā)展，反過(guò)來(lái)，也促進(jìn)了人類(lèi)社會(huì )工業(yè)化的進(jìn)程，更重要的是工業(yè)設計逐漸深入人心，得到了廣泛的傳播;第三階段即二戰之后，這一時(shí)期工業(yè)設計與工業(yè)生產(chǎn)和各種先進(jìn)科技技術(shù)和生產(chǎn)理念緊密結合，相互促進(jìn)，尤其是隨著(zhù)以計算機技術(shù)為支柱的信息技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品不僅僅是以其功能，更是以其創(chuàng )新性、外觀(guān)性、環(huán)保性、人文性等因素影響消費者。這時(shí)期，企業(yè)把面向產(chǎn)品的工業(yè)設計提高到了一個(gè)新的高度，對其研究有了進(jìn)一步的突破，以提高企業(yè)產(chǎn)品設計水平、企業(yè)形象和市場(chǎng)競爭力。
今后，工業(yè)設計的發(fā)展必將緊緊依靠科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷吸收新的設計理念，更加關(guān)注人文，關(guān)懷綠色環(huán)保等等�？梢灶A言，未來(lái)的工業(yè)設計必將朝著(zhù)如下方向發(fā)展:①高技術(shù)高人性化設計:設計利用各種新技術(shù)新方法，新工藝，新材料，符合人體工程學(xué)，操作方便，人機交換良好，產(chǎn)品便于維護和開(kāi)發(fā)。②綠色環(huán)保設計:強調生態(tài)保護，節約能源資源，使產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內減少對環(huán)境的負面影響，促進(jìn)人類(lèi)社會(huì )的可持續發(fā)展。③全球化與多元文化設計:在經(jīng)濟全球化背景下工業(yè)設計更加珍惜傳統文化和民族文化，傳統文化中蘊藏著(zhù)豐富的設計元素，把這些設計元素正確的提取出來(lái)并加以運用，會(huì )使工業(yè)設計獨具一格。
1.2我國的工業(yè)設計
我國的工業(yè)設計真正起步于20世紀80年代，其背景沒(méi)有進(jìn)過(guò)世界發(fā)達國家和發(fā)達地區的完整產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展的沉淀，所以顯得有些先天不足。與發(fā)達國家和地區伴隨著(zhù)一次次科技技術(shù)重大變革和激烈競爭的消費市場(chǎng)一步步發(fā)展過(guò)來(lái)的工業(yè)設計，我國的工業(yè)設計卻開(kāi)始于一個(gè)沒(méi)有現代化工業(yè)和成熟市場(chǎng)機制的背景。其中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段:第一階段:拿來(lái)階段，主要是引進(jìn)國外落后、即將淘汰的產(chǎn)品，純粹是照搬，不存在真正意義上的設計;第二階段:模仿階段，這時(shí)企業(yè)開(kāi)始有意識的對引進(jìn)的產(chǎn)品進(jìn)行模仿設計;第三階段:創(chuàng )新階段，企業(yè)開(kāi)始意識到創(chuàng )新設計已成為產(chǎn)品的核心競爭力，于是企業(yè)有意識的開(kāi)始建立自身的技術(shù)人才系統，加大產(chǎn)品的創(chuàng )新設計力度，社會(huì )更加意識到工業(yè)創(chuàng )新設計的重要性。
實(shí)際上，我國的工業(yè)設計遠遠滯后于發(fā)達國家和地區，主要表現在:①工業(yè)設計受重視的程度不夠，大部分中國企業(yè)對工業(yè)設計的認識只停留在抄襲模仿國外的產(chǎn)品，在設計創(chuàng )新上缺乏投資意識，結果造成“引進(jìn)一一模仿—落后—再引進(jìn)”的惡性循環(huán)，工業(yè)設計人才得不到重視，往往改行于其他的行業(yè)，使其人才大量流失。②我國的工業(yè)設計教育不完善，由于工業(yè)設計在我國起步較遲，發(fā)展不完善，缺乏大量具備深厚理論和實(shí)踐經(jīng)驗的教育者和管理者，影響了對工業(yè)設計的提高。招生的擴大化又引起了師資力量的不足、教學(xué)質(zhì)量不高，同時(shí)學(xué)生的素質(zhì)良芳不齊，理論和科學(xué)實(shí)踐不足。③企業(yè)的知識產(chǎn)權意識和品牌意識不足，我國已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的大國，但還不是工業(yè)生產(chǎn)的強國。國內許多企業(yè)沒(méi)有意思到產(chǎn)品創(chuàng )新設計的重要性，對產(chǎn)品的品牌也沒(méi)有足夠的認識。盡管“MadeInChina’’很出名，但在其他發(fā)達國家和地區的眼里卻是技術(shù)含量不高，無(wú)品牌，勞動(dòng)密集型產(chǎn)品的代名詞。隨著(zhù)我國的外貿出口的增長(cháng)，我國面臨的經(jīng)濟糾紛越來(lái)越多，究其原因就是沒(méi)有很好的知識產(chǎn)權意識和形成品牌意識。
在市場(chǎng)經(jīng)濟的全球化大潮中，我國企業(yè)要提升競爭力，獲得競爭優(yōu)勢，重視和發(fā)展工業(yè)設計是必須的，筆者認為主要有以下幾個(gè)方面:①改革設計教育，提高設計人才素質(zhì):工業(yè)設計進(jìn)步關(guān)鍵在于人才，我國的設計教育應進(jìn)一步轉變觀(guān)念，增強對人才綜合素質(zhì)和創(chuàng )新能力的培養。②政府應予以大力支持:我國的工業(yè)設計起步晚，起點(diǎn)低，又面臨著(zhù)國外對手的強有力競爭，政府應通過(guò)一系列政策鼓勵支持企業(yè)在工業(yè)設計方面給予重視，在政策，稅收上優(yōu)先扶持設計水平高、素質(zhì)好的企業(yè)進(jìn)一步增強參與國際競爭的能。③加強企業(yè)的創(chuàng )新能力，提升知識產(chǎn)權、品牌意識:企業(yè)不能只是一味的抄襲模仿別人的產(chǎn)品，而是要花更多的精力在創(chuàng )新設計上，培養自身創(chuàng )造品牌能力，提升產(chǎn)品的附加值，企業(yè)還應系統的制定符合自身實(shí)際情況的目標和策略，增強國際觀(guān)念，發(fā)展創(chuàng )新能力。
2計算機技術(shù)的應用
進(jìn)人21世紀，高科技的發(fā)展為工業(yè)設計提供了許多現代花的設計手段和方法，尤其是以計算技術(shù)的應用使工業(yè)設計進(jìn)人了一個(gè)新的歷史階段。隨著(zhù)計算機技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò )化、信息化，企業(yè)的信息化程度加深，產(chǎn)品的工業(yè)化設計的內涵、方法都發(fā)生了深刻的變化。計算機的軟硬技術(shù)不斷的發(fā)展成熟，網(wǎng)絡(luò )化信息化的不斷推進(jìn)，工業(yè)設計信息系統，計算機圖形學(xué)，計算機輔助設計，虛擬人機交換等技術(shù)的進(jìn)一步深人，現代工業(yè)設計的理論和方法發(fā)生了質(zhì)的飛躍。筆者看來(lái)，計算機技術(shù)在工業(yè)設計中的應用主要集中于兩大領(lǐng)域:一是基于網(wǎng)絡(luò )的工業(yè)設計信息系統平臺，二是計算機輔助工業(yè)設計。
2.1于網(wǎng)絡(luò )的工業(yè)設計信息系統平臺在當今的信息時(shí)代以龐大知識系統的存在為背景的現代工業(yè)設計將是復雜、多變、自由化、個(gè)性化和人性化的，因此企業(yè)有必要建立這樣一個(gè)綜合信息系統平臺，它以信息管理為主，可以實(shí)現設計項目，相關(guān)知識和信息的管理，檢索，交流，以及虛擬實(shí)現產(chǎn)品設計展示等功能。通過(guò)這個(gè)平臺，可以為企業(yè)提供工業(yè)設計信息服務(wù)，把客戶(hù)和企業(yè)聯(lián)系起來(lái)，使工業(yè)設計信息系統平臺起到為設計者提供最新設計流行趨勢、設計知識、市場(chǎng)動(dòng)態(tài)等數據，為企業(yè)提供設計資源，人才，設計活動(dòng)信息等的作用。
工業(yè)設計信息系統平臺應具有良好的通用性，安全性，可移植性，支持信息的發(fā)布和更改，具有強大的數據庫支持，可以實(shí)現信息交互功能，支持各種商業(yè)活動(dòng)，功能模塊安全性能好，維護簡(jiǎn)單，大體上工業(yè)設計信息系統平臺可分為三個(gè)主要功能模塊，即綜合查詢(xún)，網(wǎng)絡(luò )服務(wù)和數據庫管理。綜合查詢(xún):是工業(yè)設計信息系統平臺的主體，也是
其基本功能。包括制造業(yè)信息，市場(chǎng)活動(dòng)需求，工業(yè)設計知識等。并根據各類(lèi)信息建立相關(guān)數據庫，最大限度的滿(mǎn)足需求者的信息輔助要求。網(wǎng)絡(luò )服務(wù):通過(guò)提供搜索引擎方便查詢(xún)相關(guān)信息，動(dòng)態(tài)地發(fā)布企業(yè)信息，進(jìn)行信息共享，交流，促進(jìn)不同人員的協(xié)同工作，進(jìn)行電子商務(wù)活動(dòng)等。
數據庫管理:主要對整個(gè)系統進(jìn)行日常維護和定時(shí)管理，如添加，修改，刪除信息資料，更新業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)，對客戶(hù)進(jìn)行權限分組，增添、刪除、修復客戶(hù)信息。
2.2計算機輔助工業(yè)設計《CAIO)
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì )信息化，商品化的到來(lái)，人們對產(chǎn)品的需求趨于多品種，小批量，個(gè)性化。而傳統的設計模式周期長(cháng)，滿(mǎn)足不了人們的上述要求。因此，基于計算技術(shù)的CAID得到了發(fā)展。CAID(ComputerAided玩dustrialDesign計算機輔助工業(yè)設計)是工業(yè)設計理論和CAD技術(shù)的結合，涉及到眾多的科學(xué)領(lǐng)域:CAD技術(shù)、人工智能技術(shù)、虛擬現實(shí)技術(shù)、人機工程學(xué)等。CAID適應了由生產(chǎn)型工業(yè)設計到營(yíng)銷(xiāo)型、策略性工業(yè)設計的轉變。利用CAm技術(shù)，設計人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )收集設計信息，協(xié)同進(jìn)行設計活動(dòng)。通過(guò)各種工業(yè)設計軟件如CoreIDRAW，Photoshop，3dMax尹m壓，Solidwo改s等建立產(chǎn)品的二維或三維模型，以獲得高質(zhì)量的效果圖，可以迅速的將設計創(chuàng )意轉變?yōu)閷?shí)物，在智能的基礎上實(shí)現數字化設計和生產(chǎn)。CAfD還體現了系統工程的思想，將產(chǎn)品的整個(gè)生命周期的所有環(huán)節納人設計人員的考慮過(guò)程中，利用網(wǎng)絡(luò )與其他平臺相連，及時(shí)了解各環(huán)節的沖突，充分調動(dòng)了參與者的積極性與創(chuàng )造性。
當前，CAID發(fā)展應用主要體現在計算機輔助造型技術(shù)，人機交換技術(shù)，智能技術(shù)以及新興技術(shù)等方面。
(1)計算機輔助造型技術(shù)。計算機輔助造型技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展到特征造型和參數化，變量化設計階段，建立了多種標準件和基本零件的參數化圖形庫根據設計模型的結構形狀特點(diǎn)形成系列。利用成組技術(shù)對產(chǎn)品實(shí)現模塊化，組合化，縮短設計周期，提高生產(chǎn)效率，提升企業(yè)競爭力。同時(shí)，CIMS，并行工程，虛擬制造等設計制造模式的發(fā)展，也促進(jìn)了產(chǎn)品生命周期中的信息交流、數據交換和網(wǎng)絡(luò )轉移技術(shù)的發(fā)展�？偟膩�(lái)說(shuō)，計算機輔助造型技術(shù)主要體現在兩個(gè)方面:①自由曲面設計:主要采用曲面特征設計，包括了基本表面、移動(dòng)特征和串通圖形三個(gè)部分。②草圖設計:伴隨著(zhù)實(shí)體造型技術(shù)的發(fā)展，滿(mǎn)足了工業(yè)設計師傳統的手繪習慣。重點(diǎn)在于兩個(gè)方面:一是設計過(guò)程中的人機交互技術(shù)，二是草圖重建技術(shù)。
(2)人機交換技術(shù)。經(jīng)過(guò)十幾年的技術(shù)積累，人體的標準數據庫、三維人體模型以及一些人機設計系統在人機交互技術(shù)中得到了廣泛應用。在CAID領(lǐng)域中人機交互技術(shù)主要體現在:①人機界面技術(shù):人機界面就是指連接可編程序控制器(PLC)、變頻器、直流調速器、儀表等現場(chǎng)控制設備，利用顯示屏顯示，通過(guò)輸人單元(如觸摸屏、鍵盤(pán)、鼠標等)寫(xiě)人工作參數或輸入操作命令，來(lái)實(shí)現人與機器信息交互。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，人機交互界面已發(fā)生巨大變化，人機界面模擬、虛擬界面、多感官界面是人機界面技術(shù)的幾個(gè)重要研究方向。②虛擬仿真技術(shù):在計算機軟硬件系統的支持下，可有效地進(jìn)行人機關(guān)系的設計、評估、檢驗等工作，主要體現在觸覺(jué)反饋，壓力反饋等基礎技術(shù)以及人機交互的模擬，人機虛擬環(huán)境的構建方面。
(3)CAID中智能技術(shù)的研究。當前，智能CAll)技術(shù)已有相當的程度的發(fā)展，利用計算機支持的協(xié)同工作技術(shù)CsCw(ComPuterSup卯rtedCooperativeWork)，柔性智能接口技術(shù)等，可對設計過(guò)程提供一體化的計算機技術(shù)支持。在工業(yè)設計中體現為創(chuàng )造性設計思維l0]，設計文法和創(chuàng )新設計。
(4)CAID中高新技術(shù)的運用。CAID領(lǐng)域中引人虛擬實(shí)現，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，遺傳算法等新興技術(shù)及并行協(xié)同設計等設計方法，并結合傳統的優(yōu)化設計，模糊技術(shù)，智能技術(shù)等，來(lái)進(jìn)行研究逐漸得到了發(fā)展應用。主要包括了面向并行協(xié)同的工業(yè)設計，基于VR的產(chǎn)品設計，綠色設計等。
3結語(yǔ)
工業(yè)設計是科學(xué)技術(shù)轉化為產(chǎn)品的橋梁，在社會(huì )競爭中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。在計算機技術(shù)高速發(fā)展的今天，工業(yè)設計必然朝著(zhù)數字化、集成化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化方向發(fā)展。我國的制造業(yè)在經(jīng)濟全球化中面臨的巨大的挑戰，解決的唯一出路就是自主創(chuàng )新，而創(chuàng )新的重點(diǎn)在于企業(yè)自主品牌的構建。
其中更是與工業(yè)設計的發(fā)展息息相關(guān)。我國的工業(yè)設計必須站在現在工業(yè)的基礎上，結合傳統文化精華，培養既具有很強設計能力又有很好藝術(shù)修養的復合型人才，真正形成充滿(mǎn)中國特色的產(chǎn)品創(chuàng )新設計。
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