淺談工業設計及計算機技術在其的應用論文
摘要:工業設計在現在生產中扮演著不可替代的角色，越來越來越成為增加工業產品價值的重要手段。計算機技術在工業設計中的應用主要集中于兩大領域:一是基于網絡的工業設計信息系統平臺，二是計算機輔助工業設計。在計算機技術高速發展的今天，工業設計必然朝著數字化、集成化、網絡化、智能化方向發展。
關鍵詞:工業設計;工業設計教育;工業設計信息系統平臺;計算機輔助工業設計
1工業設計概念及其發展
1.1工業設計的內涵及其發展歷史
工業設計是20世紀初發展起來的一門新性質的綜合性學科，其廣義概念延伸到產品包裝、平面設計、廣告設計等視覺傳達設計領域和室內外環境設計領域，也包括了人體工程學、市場學、環境工程學等相關學科，更是擴展到包括產品在內的服務系統，全面關注人類社會、環境、文化的所有方面。它把技術與藝術結合起來，滿足人們的物質功能和精神功能的雙重追求。
現今，工業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。現代工業大批量的生產模式和市場的激烈競爭促進了工業設計，其設計對象是以工業化批量生產的產品。現代社會的人類生活正是受到了各種工業產品的影響，構成了一種廣泛的物質文化，同時工業設計也極大促進了商品經濟的繁榮，推動了社會的進步。
工業設計誕生于工業革命以后，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，這是工業設計的醞釀和探索階段。18世紀末蒸汽機的發明，世界進人到一個快速發展的軌道，催生了人類的第一次產業革命，由于社會生產的分工，設計與制造剝離開來，傳統的手工藝設計邁步向工業設計過渡，為現代工業設計的發展探索出道路;第二階段是第一和第二世界大戰期間，這時期電力的應用使人類社會進行了第二次產業革命，這時期工業設計理論得到了系統的發展，反過來，也促進了人類社會工業化的進程，更重要的是工業設計逐漸深入人心，得到了廣泛的傳播;第三階段即二戰之后，這一時期工業設計與工業生產和各種先進科技技術和生產理念緊密結合，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展，工業產品不僅僅是以其功能，更是以其創新性、外觀性、環保性、人文性等因素影響消費者。這時期，企業把面向產品的工業設計提高到了一個新的高度，對其研究有了進一步的突破，以提高企業產品設計水平、企業形象和市場競爭力。
今后，工業設計的發展必將緊緊依靠科學技術的不斷發展，不斷吸收新的設計理念，更加關注人文，關懷綠色環保等等。可以預言，未來的工業設計必將朝著如下方向發展: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，產品便于維護和開發。②綠色環保設計:強調生態保護，節約能源資源，使產品在整個生命周期內減少對環境的負面影響，促進人類社會的可持續發展。③全球化與多元文化設計:在經濟全球化背景下工業設計更加珍惜傳統文化和民族文化，傳統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，會使工業設計獨具一格。
1.2我國的工業設計
我國的工業設計真正起步于20世紀80年代，其背景沒有進過世界發達國家和發達地區的完整產業革命發展的沉淀，所以顯得有些先天不足。與發達國家和地區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展過來的工業設計，我國的工業設計卻開始于一個沒有現代化工業和成熟市場機制的背景。其中，大致經歷了三個階段: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，這時企業開始有意識的對引進的產品進行模仿設計;第三階段:創新階段，企業開始意識到創新設計已成為產品的核心競爭力，于是企業有意識的開始建立自身的技術人才系統，加大產品的創新設計力度，社會更加意識到工業創新設計的重要性。
實際上，我國的工業設計遠遠滯后于發達國家和地區，主要表現在:①工業設計受重視的程度不夠，大部分中國企業對工業設計的認識只停留在抄襲模仿國外的產品，在設計創新上缺乏投資意識，結果造成“引進一一模仿—落后—再引進”的惡性循環，工業設計人才得不到重視，往往改行于其他的行業，使其人才大量流失。②我國的工業設計教育不完善，由于工業設計在我國起步較遲，發展不完善，缺乏大量具備深厚理論和實踐經驗的教育者和管理者，影響了對工業設計的提高。招生的擴大化又引起了師資力量的不足、教學質量不高，同時學生的素質良芳不齊，理論和科學實踐不足。③企業的知識產權意識和品牌意識不足，我國已經成為工業生產的大國，但還不是工業生產的強國。國內許多企業沒有意思到產品創新設計的重要性，對產品的品牌也沒有足夠的認識。盡管“MadeInChina’’很出名，但在其他發達國家和地區的眼里卻是技術含量不高，無品牌，勞動密集型產品的代名詞。隨著我國的外貿出口的增長，我國面臨的經濟糾紛越來越多，究其原因就是沒有很好的知識產權意識和形成品牌意識。
在市場經濟的全球化大潮中，我國企業要提升競爭力，獲得競爭優勢，重視和發展工業設計是必須的，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:工業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和創新能力的培養。②政府應予以大力支持:我國的工業設計起步晚，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在工業設計方面給予重視，在政策，稅收上優先扶持設計水平高、素質好的企業進一步增強參與國際競爭的能。③加強企業的創新能力，提升知識產權、品牌意識:企業不能只是一味的抄襲模仿別人的產品，而是要花更多的精力在創新設計上，培養自身創造品牌能力，提升產品的附加值，企業還應系統的制定符合自身實際情況的目標和策略，增強國際觀念，發展創新能力。
2計算機技術的應用
進人21世紀，高科技的發展為工業設計提供了許多現代花的設計手段和方法，尤其是以計算技術的應用使工業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絡化、信息化，企業的信息化程度加深，產品的工業化設計的內涵、方法都發生了深刻的變化。計算機的軟硬技術不斷的發展成熟，網絡化信息化的不斷推進，工業設計信息系統，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，現代工業設計的理論和方法發生了質的飛躍。筆者看來，計算機技術在工業設計中的應用主要集中于兩大領域:一是基于網絡的工業設計信息系統平臺，二是計算機輔助工業設計。
2.1于網絡的工業設計信息系統平臺在當今的信息時代以龐大知識系統的存在為背景的現代工業設計將是復雜、多變、自由化、個性化和人性化的，因此企業有必要建立這樣一個綜合信息系統平臺，它以信息管理為主，可以實現設計項目，相關知識和信息的管理，檢索，交流，以及虛擬實現產品設計展示等功能。通過這個平臺，可以為企業提供工業設計信息服務，把客戶和企業聯系起來，使工業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、市場動態等數據，為企業提供設計資源，人才，設計活動信息等的作用。
工業設計信息系統平臺應具有良好的通用性，安全性，可移植性，支持信息的發布和更改，具有強大的數據庫支持，可以實現信息交互功能，支持各種商業活動，功能模塊安全性能好，維護簡單，大體上工業設計信息系統平臺可分為三個主要功能模塊，即綜合查詢，網絡服務和數據庫管理。綜合查詢:是工業設計信息系統平臺的主體，也是
其基本功能。包括制造業信息，市場活動需求，工業設計知識等。并根據各類信息建立相關數據庫，最大限度的滿足需求者的信息輔助要求。網絡服務:通過提供搜索引擎方便查詢相關信息，動態地發布企業信息，進行信息共享，交流，促進不同人員的協同工作，進行電子商務活動等。
數據庫管理:主要對整個系統進行日常維護和定時管理，如添加，修改，刪除信息資料，更新業務動態，對客戶進行權限分組，增添、刪除、修復客戶信息。
2.2計算機輔助工業設計《CAIO)
隨著科學技術的不斷發展，社會信息化，商品化的到來，人們對產品的需求趨于多品種，小批量，個性化。而傳統的設計模式周期長，滿足不了人們的上述要求。因此，基于計算技術的CAID得到了發展。CAID(ComputerAided玩dustrialDesign計算機輔助工業設計)是工業設計理論和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、虛擬現實技術、人機工程學等。CAID適應了由生產型工業設計到營銷型、策略性工業設計的轉變。利用CAm技術，設計人員可以通過網絡收集設計信息，協同進行設計活動。通過各種工業設計軟件如CoreIDRAW，Photoshop，3dMax尹m壓，Solidwo改s等建立產品的二維或三維模型，以獲得高質量的效果圖，可以迅速的將設計創意轉變為實物，在智能的基礎上實現數字化設計和生產。CAfD還體現了系統工程的思想，將產品的整個生命周期的所有環節納人設計人員的考慮過程中，利用網絡與其他平臺相連，及時了解各環節的沖突，充分調動了參與者的積極性與創造性。
當前，CAID發展應用主要體現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過多年的發展，已經發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形成系列。利用成組技術對產品實現模塊化，組合化，縮短設計周期，提高生產效率，提升企業競爭力。同時，CIMS，并行工程，虛擬制造等設計制造模式的發展，也促進了產品生命周期中的信息交流、數據交換和網絡轉移技術的發展。總的來說，計算機輔助造型技術主要體現在兩個方面: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展，滿足了工業設計師傳統的手繪習慣。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。經過十幾年的技術積累，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中得到了廣泛應用。在CAID領域中人機交互技術主要體現在: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、直流調速器、儀表等現場控制設備，利用顯示屏顯示，通過輸人單元(如觸摸屏、鍵盤、鼠標等)寫人工作參數或輸入操作命令，來實現人與機器信息交互。隨著計算機技術的發展，人機交互界面已發生巨大變化，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)技術已有相當的程度的發展，利用計算機支持的協同工作技術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。在工業設計中體現為創造性設計思維l0]，設計文法和創新設計。
(4)CAID中高新技術的運用。CAID領域中引人虛擬實現，神經網絡，遺傳算法等新興技術及并行協同設計等設計方法，并結合傳統的優化設計，模糊技術，智能技術等，來進行研究逐漸得到了發展應用。主要包括了面向并行協同的工業設計，基于VR的產品設計，綠色設計等。
3結語
工業設計是科學技術轉化為產品的橋梁，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展的今天，工業設計必然朝著數字化、集成化、網絡化、智能化方向發展。我國的制造業在經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新，而創新的重點在于企業自主品牌的構建。
其中更是與工業設計的發展息息相關。我國的工業設計必須站在現在工業的基礎上，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修養的復合型人才，真正形成充滿中國特色的產品創新設計。
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