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淺談工業(yè)設計及計算機技術在其的應用論文
摘要:工業(yè)設計在現(xiàn)在生產(chǎn)中扮演著不可替代的角色，越來越來越成為增加工業(yè)產(chǎn)品價值的重要手段。計算機技術在工業(yè)設計中的應用主要集中于兩大領域:一是基于網(wǎng)絡的工業(yè)設計信息系統(tǒng)平臺，二是計算機輔助工業(yè)設計。在計算機技術高速發(fā)展的今天，工業(yè)設計必然朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡化、智能化方向發(fā)展。
關鍵詞:工業(yè)設計;工業(yè)設計教育;工業(yè)設計信息系統(tǒng)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(nèi)涵及其發(fā)展歷史
工業(yè)設計是20世紀初發(fā)展起來的一門新性質(zhì)的綜合性學科，其廣義概念延伸到產(chǎn)品包裝、平面設計、廣告設計等視覺傳達設計領域和室內(nèi)外環(huán)境設計領域，也包括了人體工程學、市場學、環(huán)境工程學等相關學科，更是擴展到包括產(chǎn)品在內(nèi)的服務系統(tǒng)，全面關注人類社會、環(huán)境、文化的所有方面。它把技術與藝術結合起來，滿足人們的物質(zhì)功能和精神功能的雙重追求。
現(xiàn)今，工業(yè)設計不但促進了市場競爭，也影響了人類社會生活的各個方面。現(xiàn)代工業(yè)大批量的生產(chǎn)模式和市場的激烈競爭促進了工業(yè)設計，其設計對象是以工業(yè)化批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。現(xiàn)代社會的人類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，同時工業(yè)設計也極大促進了商品經(jīng)濟的繁榮，推動了社會的進步。
工業(yè)設計誕生于工業(yè)革命以后，從時間來劃分大致可以劃分為三個階段: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，世界進人到一個快速發(fā)展的軌道，催生了人類的第一次產(chǎn)業(yè)革命，由于社會生產(chǎn)的分工，設計與制造剝離開來，傳統(tǒng)的手工藝設計邁步向工業(yè)設計過渡，為現(xiàn)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(zhàn)期間，這時期電力的應用使人類社會進行了第二次產(chǎn)業(yè)革命，這時期工業(yè)設計理論得到了系統(tǒng)的發(fā)展，反過來，也促進了人類社會工業(yè)化的進程，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(zhàn)之后，這一時期工業(yè)設計與工業(yè)生產(chǎn)和各種先進科技技術和生產(chǎn)理念緊密結合，相互促進，尤其是隨著以計算機技術為支柱的信息技術的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品不僅僅是以其功能，更是以其創(chuàng)新性、外觀性、環(huán)保性、人文性等因素影響消費者。這時期，企業(yè)把面向產(chǎn)品的工業(yè)設計提高到了一個新的高度，對其研究有了進一步的突破，以提高企業(yè)產(chǎn)品設計水平、企業(yè)形象和市場競爭力。
今后，工業(yè)設計的發(fā)展必將緊緊依靠科學技術的不斷發(fā)展，不斷吸收新的設計理念，更加關注人文，關懷綠色環(huán)保等等�？梢灶A言，未來的工業(yè)設計必將朝著如下方向發(fā)展:①高技術高人性化設計:設計利用各種新技術新方法，新工藝，新材料，符合人體工程學，操作方便，人機交換良好，產(chǎn)品便于維護和開發(fā)。②綠色環(huán)保設計:強調(diào)生態(tài)保護，節(jié)約能源資源，使產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)減少對環(huán)境的負面影響，促進人類社會的可持續(xù)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(tǒng)文化和民族文化，傳統(tǒng)文化中蘊藏著豐富的設計元素，把這些設計元素正確的提取出來并加以運用，會使工業(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，其背景沒有進過世界發(fā)達國家和發(fā)達地區(qū)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(qū)伴隨著一次次科技技術重大變革和激烈競爭的消費市場一步步發(fā)展過來的工業(yè)設計，我國的工業(yè)設計卻開始于一個沒有現(xiàn)代化工業(yè)和成熟市場機制的背景。其中，大致經(jīng)歷了三個階段:第一階段:拿來階段，主要是引進國外落后、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，這時企業(yè)開始有意識的對引進的產(chǎn)品進行模仿設計;第三階段:創(chuàng)新階段，企業(yè)開始意識到創(chuàng)新設計已成為產(chǎn)品的核心競爭力，于是企業(yè)有意識的開始建立自身的技術人才系統(tǒng)，加大產(chǎn)品的創(chuàng)新設計力度，社會更加意識到工業(yè)創(chuàng)新設計的重要性。
實際上，我國的工業(yè)設計遠遠滯后于發(fā)達國家和地區(qū)，主要表現(xiàn)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“引進一一模仿—落后—再引進”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、教學質(zhì)量不高，同時學生的素質(zhì)良芳不齊，理論和科學實踐不足。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(nèi)許多企業(yè)沒有意思到產(chǎn)品創(chuàng)新設計的重要性，對產(chǎn)品的品牌也沒有足夠的認識。盡管“MadeInChina’’很出名，但在其他發(fā)達國家和地區(qū)的眼里卻是技術含量不高，無品牌，勞動密集型產(chǎn)品的代名詞。隨著我國的外貿(mào)出口的增長，我國面臨的經(jīng)濟糾紛越來越多，究其原因就是沒有很好的知識產(chǎn)權意識和形成品牌意識。
在市場經(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方面:①改革設計教育，提高設計人才素質(zhì):工業(yè)設計進步關鍵在于人才，我國的設計教育應進一步轉變觀念，增強對人才綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。②政府應予以大力支持:我國的工業(yè)設計起步晚，起點低，又面臨著國外對手的強有力競爭，政府應通過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(yǎng)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(tǒng)的制定符合自身實際情況的目標和策略，增強國際觀念，發(fā)展創(chuàng)新能力。
2計算機技術的應用
進人21世紀，高科技的發(fā)展為工業(yè)設計提供了許多現(xiàn)代花的設計手段和方法，尤其是以計算技術的應用使工業(yè)設計進人了一個新的歷史階段。隨著計算機技術的進步帶來的網(wǎng)絡化、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(nèi)涵、方法都發(fā)生了深刻的變化。計算機的軟硬技術不斷的發(fā)展成熟，網(wǎng)絡化信息化的不斷推進，工業(yè)設計信息系統(tǒng)，計算機圖形學，計算機輔助設計，虛擬人機交換等技術的進一步深人，現(xiàn)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，計算機技術在工業(yè)設計中的應用主要集中于兩大領域:一是基于網(wǎng)絡的工業(yè)設計信息系統(tǒng)平臺，二是計算機輔助工業(yè)設計。
2.1于網(wǎng)絡的工業(yè)設計信息系統(tǒng)平臺在當今的信息時代以龐大知識系統(tǒng)的存在為背景的現(xiàn)代工業(yè)設計將是復雜、多變、自由化、個性化和人性化的，因此企業(yè)有必要建立這樣一個綜合信息系統(tǒng)平臺，它以信息管理為主，可以實現(xiàn)設計項目，相關知識和信息的管理，檢索，交流，以及虛擬實現(xiàn)產(chǎn)品設計展示等功能。通過這個平臺，可以為企業(yè)提供工業(yè)設計信息服務，把客戶和企業(yè)聯(lián)系起來，使工業(yè)設計信息系統(tǒng)平臺起到為設計者提供最新設計流行趨勢、設計知識、市場動態(tài)等數(shù)據(jù)，為企業(yè)提供設計資源，人才，設計活動信息等的作用。
工業(yè)設計信息系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫支持，可以實現(xiàn)信息交互功能，支持各種商業(yè)活動，功能模塊安全性能好，維護簡單，大體上工業(yè)設計信息系統(tǒng)平臺可分為三個主要功能模塊，即綜合查詢，網(wǎng)絡服務和數(shù)據(jù)庫管理。綜合查詢:是工業(yè)設計信息系統(tǒng)平臺的主體，也是
其基本功能。包括制造業(yè)信息，市場活動需求，工業(yè)設計知識等。并根據(jù)各類信息建立相關數(shù)據(jù)庫，最大限度的滿足需求者的信息輔助要求。網(wǎng)絡服務:通過提供搜索引擎方便查詢相關信息，動態(tài)地發(fā)布企業(yè)信息，進行信息共享，交流，促進不同人員的協(xié)同工作，進行電子商務活動等。
數(shù)據(jù)庫管理:主要對整個系統(tǒng)進行日常維護和定時管理，如添加，修改，刪除信息資料，更新業(yè)務動態(tài)，對客戶進行權限分組，增添、刪除、修復客戶信息。
2.2計算機輔助工業(yè)設計《CAIO)
隨著科學技術的不斷發(fā)展，社會信息化，商品化的到來，人們對產(chǎn)品的需求趨于多品種，小批量，個性化。而傳統(tǒng)的設計模式周期長，滿足不了人們的上述要求。因此，基于計算技術的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技術的結合，涉及到眾多的科學領域:CAD技術、人工智能技術、虛擬現(xiàn)實技術、人機工程學等。CAID適應了由生產(chǎn)型工業(yè)設計到營銷型、策略性工業(yè)設計的轉變。利用CAm技術，設計人員可以通過網(wǎng)絡收集設計信息，協(xié)同進行設計活動。通過各種工業(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)閷嵨�，在智能的基礎上實現(xiàn)數(shù)字化設計和生產(chǎn)。CAfD還體現(xiàn)了系統(tǒng)工程的思想，將產(chǎn)品的整個生命周期的所有環(huán)節(jié)納人設計人員的考慮過程中，利用網(wǎng)絡與其他平臺相連，及時了解各環(huán)節(jié)的沖突，充分調(diào)動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(xiàn)在計算機輔助造型技術，人機交換技術，智能技術以及新興技術等方面。
(1)計算機輔助造型技術。計算機輔助造型技術經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展到特征造型和參數(shù)化，變量化設計階段，建立了多種標準件和基本零件的參數(shù)化圖形庫根據(jù)設計模型的結構形狀特點形成系列。利用成組技術對產(chǎn)品實現(xiàn)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，CIMS，并行工程，虛擬制造等設計制造模式的發(fā)展，也促進了產(chǎn)品生命周期中的信息交流、數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡轉移技術的發(fā)展�？偟膩碚f，計算機輔助造型技術主要體現(xiàn)在兩個方面:①自由曲面設計:主要采用曲面特征設計，包括了基本表面、移動特征和串通圖形三個部分。②草圖設計:伴隨著實體造型技術的發(fā)展，滿足了工業(yè)設計師傳統(tǒng)的手繪習慣。重點在于兩個方面:一是設計過程中的人機交互技術，二是草圖重建技術。
(2)人機交換技術。經(jīng)過十幾年的技術積累，人體的標準數(shù)據(jù)庫、三維人體模型以及一些人機設計系統(tǒng)在人機交互技術中得到了廣泛應用。在CAID領域中人機交互技術主要體現(xiàn)在:①人機界面技術:人機界面就是指連接可編程序控制器(PLC)、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等現(xiàn)場控制設備，利用顯示屏顯示，通過輸人單元(如觸摸屏、鍵盤、鼠標等)寫人工作參數(shù)或輸入操作命令，來實現(xiàn)人與機器信息交互。隨著計算機技術的發(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的幾個重要研究方向。②虛擬仿真技術:在計算機軟硬件系統(tǒng)的支持下，可有效地進行人機關系的設計、評估、檢驗等工作，主要體現(xiàn)在觸覺反饋，壓力反饋等基礎技術以及人機交互的模擬，人機虛擬環(huán)境的構建方面。
(3)CAID中智能技術的研究。當前，智能CAll)技術已有相當?shù)某潭鹊陌l(fā)展，利用計算機支持的協(xié)同工作技術CsCw(ComPuterSup卯rtedCooperativeWork)，柔性智能接口技術等，可對設計過程提供一體化的計算機技術支持。在工業(yè)設計中體現(xiàn)為創(chuàng)造性設計思維l0]，設計文法和創(chuàng)新設計。
(4)CAID中高新技術的運用。CAID領域中引人虛擬實現(xiàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡，遺傳算法等新興技術及并行協(xié)同設計等設計方法，并結合傳統(tǒng)的優(yōu)化設計，模糊技術，智能技術等，來進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
工業(yè)設計是科學技術轉化為產(chǎn)品的橋梁，在社會競爭中扮演著越來越重要的角色。在計算機技術高速發(fā)展的今天，工業(yè)設計必然朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡化、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(zhàn)，解決的唯一出路就是自主創(chuàng)新，而創(chuàng)新的重點在于企業(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。我國的工業(yè)設計必須站在現(xiàn)在工業(yè)的基礎上，結合傳統(tǒng)文化精華，培養(yǎng)既具有很強設計能力又有很好藝術修養(yǎng)的復合型人才，真正形成充滿中國特色的產(chǎn)品創(chuàng)新設計。
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