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浅谈工业设计及计算机技术在其的应用论文
摘要:工业设计在现在生产中扮演着不可替代的角色，越来越来越成为增加工业产品价值的重要手段。计算机技术在工业设计中的应用主要集中于两大领域:一是基于网络的工业设计信息系统平台，二是计算机辅助工业设计。在计算机技术高速发展的今天，工业设计必然朝着数字化、集成化、网络化、智能化方向发展。
关键词:工业设计;工业设计教育;工业设计信息系统平台;计算机辅助工业设计
1工业设计概念及其发展
1.1工业设计的内涵及其发展历史
工业设计是20世纪初发展起来的一门新性质的综合性学科，其广义概念延伸到产品包装、平面设计、广告设计等视觉传达设计领域和室内外环境设计领域，也包括了人体工程学、市场学、环境工程学等相关学科，更是扩展到包括产品在内的服务系统，全面关注人类社会、环境、文化的所有方面。它把技术与艺术结合起来，满足人们的物质功能和精神功能的双重追求。
现今，工业设计不但促进了市场竞争，也影响了人类社会生活的各个方面。现代工业大批量的生产模式和市场的激烈竞争促进了工业设计，其设计对象是以工业化批量生产的产品。现代社会的人类生活正是受到了各种工业产品的影响，构成了一种广泛的物质文化，同时工业设计也极大促进了商品经济的繁荣，推动了社会的进步。
工业设计诞生于工业革命以后，从时间来划分大致可以划分为三个阶段:第一阶段是18世纪下半叶到二十世纪初，这是工业设计的酝酿和探索阶段。18世纪末蒸汽机的发明，世界进人到一个快速发展的轨道，催生了人类的第一次产业革命，由于社会生产的分工，设计与制造剥离开来，传统的手工艺设计迈步向工业设计过渡，为现代工业设计的发展探索出道路;第二阶段是第一和第二世界大战期间，这时期电力的应用使人类社会进行了第二次产业革命，这时期工业设计理论得到了系统的发展，反过来，也促进了人类社会工业化的进程，更重要的是工业设计逐渐深入人心，得到了广泛的传播;第三阶段即二战之后，这一时期工业设计与工业生产和各种先进科技技术和生产理念紧密结合，相互促进，尤其是随着以计算机技术为支柱的信息技术的发展，工业产品不仅仅是以其功能，更是以其创新性、外观性、环保性、人文性等因素影响消费者。这时期，企业把面向产品的工业设计提高到了一个新的高度，对其研究有了进一步的突破，以提高企业产品设计水平、企业形象和市场竞争力。
今后，工业设计的发展必将紧紧依靠科学技术的不断发展，不断吸收新的设计理念，更加关注人文，关怀绿色环保等等。可以预言，未来的工业设计必将朝着如下方向发展:①高技术高人性化设计:设计利用各种新技术新方法，新工艺，新材料，符合人体工程学，操作方便，人机交换良好，产品便于维护和开发。②绿色环保设计:强调生态保护，节约能源资源，使产品在整个生命周期内减少对环境的负面影响，促进人类社会的可持续发展。③全球化与多元文化设计:在经济全球化背景下工业设计更加珍惜传统文化和民族文化，传统文化中蕴藏着丰富的设计元素，把这些设计元素正确的提取出来并加以运用，会使工业设计独具一格。
1.2我国的工业设计
我国的工业设计真正起步于20世纪80年代，其背景没有进过世界发达国家和发达地区的完整产业革命发展的沉淀，所以显得有些先天不足。与发达国家和地区伴随着一次次科技技术重大变革和激烈竞争的消费市场一步步发展过来的工业设计，我国的工业设计却开始于一个没有现代化工业和成熟市场机制的背景。其中，大致经历了三个阶段:第一阶段:拿来阶段，主要是引进国外落后、即将淘汰的产品，纯粹是照搬，不存在真正意义上的设计;第二阶段:模仿阶段，这时企业开始有意识的对引进的产品进行模仿设计;第三阶段:创新阶段，企业开始意识到创新设计已成为产品的核心竞争力，于是企业有意识的开始建立自身的技术人才系统，加大产品的创新设计力度，社会更加意识到工业创新设计的重要性。
实际上，我国的工业设计远远滞后于发达国家和地区，主要表现在:①工业设计受重视的程度不够，大部分中国企业对工业设计的认识只停留在抄袭模仿国外的产品，在设计创新上缺乏投资意识，结果造成“引进一一模仿—落后—再引进”的恶性循环，工业设计人才得不到重视，往往改行于其他的行业，使其人才大量流失。②我国的工业设计教育不完善，由于工业设计在我国起步较迟，发展不完善，缺乏大量具备深厚理论和实践经验的教育者和管理者，影响了对工业设计的提高。招生的扩大化又引起了师资力量的不足、教学质量不高，同时学生的素质良芳不齐，理论和科学实践不足。③企业的知识产权意识和品牌意识不足，我国已经成为工业生产的大国，但还不是工业生产的强国。国内许多企业没有意思到产品创新设计的重要性，对产品的品牌也没有足够的认识。尽管“MadeInChina’’很出名，但在其他发达国家和地区的眼里却是技术含量不高，无品牌，劳动密集型产品的代名词。随着我国的外贸出口的增长，我国面临的经济纠纷越来越多，究其原因就是没有很好的知识产权意识和形成品牌意识。
在市场经济的全球化大潮中，我国企业要提升竞争力，获得竞争优势，重视和发展工业设计是必须的，笔者认为主要有以下几个方面:①改革设计教育，提高设计人才素质:工业设计进步关键在于人才，我国的设计教育应进一步转变观念，增强对人才综合素质和创新能力的培养。②政府应予以大力支持:我国的工业设计起步晚，起点低，又面临着国外对手的强有力竞争，政府应通过一系列政策鼓励支持企业在工业设计方面给予重视，在政策，税收上优先扶持设计水平高、素质好的企业进一步增强参与国际竞争的能。③加强企业的创新能力，提升知识产权、品牌意识:企业不能只是一味的抄袭模仿别人的产品，而是要花更多的精力在创新设计上，培养自身创造品牌能力，提升产品的附加值，企业还应系统的制定符合自身实际情况的目标和策略，增强国际观念，发展创新能力。
2计算机技术的应用
进人21世纪，高科技的发展为工业设计提供了许多现代花的设计手段和方法，尤其是以计算技术的应用使工业设计进人了一个新的历史阶段。随着计算机技术的进步带来的网络化、信息化，企业的信息化程度加深，产品的工业化设计的内涵、方法都发生了深刻的变化。计算机的软硬技术不断的发展成熟，网络化信息化的不断推进，工业设计信息系统，计算机图形学，计算机辅助设计，虚拟人机交换等技术的进一步深人，现代工业设计的理论和方法发生了质的飞跃。笔者看来，计算机技术在工业设计中的应用主要集中于两大领域:一是基于网络的工业设计信息系统平台，二是计算机辅助工业设计。
2.1于网络的工业设计信息系统平台在当今的信息时代以庞大知识系统的存在为背景的现代工业设计将是复杂、多变、自由化、个性化和人性化的，因此企业有必要建立这样一个综合信息系统平台，它以信息管理为主，可以实现设计项目，相关知识和信息的管理，检索，交流，以及虚拟实现产品设计展示等功能。通过这个平台，可以为企业提供工业设计信息服务，把客户和企业联系起来，使工业设计信息系统平台起到为设计者提供最新设计流行趋势、设计知识、市场动态等数据，为企业提供设计资源，人才，设计活动信息等的作用。
工业设计信息系统平台应具有良好的通用性，安全性，可移植性，支持信息的发布和更改，具有强大的数据库支持，可以实现信息交互功能，支持各种商业活动，功能模块安全性能好，维护简单，大体上工业设计信息系统平台可分为三个主要功能模块，即综合查询，网络服务和数据库管理。综合查询:是工业设计信息系统平台的主体，也是
其基本功能。包括制造业信息，市场活动需求，工业设计知识等。并根据各类信息建立相关数据库，最大限度的满足需求者的信息辅助要求。网络服务:通过提供搜索引擎方便查询相关信息，动态地发布企业信息，进行信息共享，交流，促进不同人员的协同工作，进行电子商务活动等。
数据库管理:主要对整个系统进行日常维护和定时管理，如添加，修改，删除信息资料，更新业务动态，对客户进行权限分组，增添、删除、修复客户信息。
2.2计算机辅助工业设计《CAIO)
随着科学技术的不断发展，社会信息化，商品化的到来，人们对产品的需求趋于多品种，小批量，个性化。而传统的设计模式周期长，满足不了人们的上述要求。因此，基于计算技术的CAID得到了发展。CAID(ComputerAided玩dustrialDesign计算机辅助工业设计)是工业设计理论和CAD技术的结合，涉及到众多的科学领域:CAD技术、人工智能技术、虚拟现实技术、人机工程学等。CAID适应了由生产型工业设计到营销型、策略性工业设计的转变。利用CAm技术，设计人员可以通过网络收集设计信息，协同进行设计活动。通过各种工业设计软件如CoreIDRAW，Photoshop，3dMax尹m压，Solidwo改s等建立产品的二维或三维模型，以获得高质量的效果图，可以迅速的将设计创意转变为实物，在智能的基础上实现数字化设计和生产。CAfD还体现了系统工程的思想，将产品的整个生命周期的所有环节纳人设计人员的考虑过程中，利用网络与其他平台相连，及时了解各环节的冲突，充分调动了参与者的积极性与创造性。
当前，CAID发展应用主要体现在计算机辅助造型技术，人机交换技术，智能技术以及新兴技术等方面。
(1)计算机辅助造型技术。计算机辅助造型技术经过多年的发展，已经发展到特征造型和参数化，变量化设计阶段，建立了多种标准件和基本零件的参数化图形库根据设计模型的结构形状特点形成系列。利用成组技术对产品实现模块化，组合化，缩短设计周期，提高生产效率，提升企业竞争力。同时，CIMS，并行工程，虚拟制造等设计制造模式的发展，也促进了产品生命周期中的信息交流、数据交换和网络转移技术的发展。总的来说，计算机辅助造型技术主要体现在两个方面:①自由曲面设计:主要采用曲面特征设计，包括了基本表面、移动特征和串通图形三个部分。②草图设计:伴随着实体造型技术的发展，满足了工业设计师传统的手绘习惯。重点在于两个方面:一是设计过程中的人机交互技术，二是草图重建技术。
(2)人机交换技术。经过十几年的技术积累，人体的标准数据库、三维人体模型以及一些人机设计系统在人机交互技术中得到了广泛应用。在CAID领域中人机交互技术主要体现在:①人机界面技术:人机界面就是指连接可编程序控制器(PLC)、变频器、直流调速器、仪表等现场控制设备，利用显示屏显示，通过输人单元(如触摸屏、键盘、鼠标等)写人工作参数或输入操作命令，来实现人与机器信息交互。随着计算机技术的发展，人机交互界面已发生巨大变化，人机界面模拟、虚拟界面、多感官界面是人机界面技术的几个重要研究方向。②虚拟仿真技术:在计算机软硬件系统的支持下，可有效地进行人机关系的设计、评估、检验等工作，主要体现在触觉反馈，压力反馈等基础技术以及人机交互的模拟，人机虚拟环境的构建方面。
(3)CAID中智能技术的研究。当前，智能CAll)技术已有相当的程度的发展，利用计算机支持的协同工作技术CsCw(ComPuterSup卯rtedCooperativeWork)，柔性智能接口技术等，可对设计过程提供一体化的计算机技术支持。在工业设计中体现为创造性设计思维l0]，设计文法和创新设计。
(4)CAID中高新技术的运用。CAID领域中引人虚拟实现，神经网络，遗传算法等新兴技术及并行协同设计等设计方法，并结合传统的优化设计，模糊技术，智能技术等，来进行研究逐渐得到了发展应用。主要包括了面向并行协同的工业设计，基于VR的产品设计，绿色设计等。
3结语
工业设计是科学技术转化为产品的桥梁，在社会竞争中扮演着越来越重要的角色。在计算机技术高速发展的今天，工业设计必然朝着数字化、集成化、网络化、智能化方向发展。我国的制造业在经济全球化中面临的巨大的挑战，解决的唯一出路就是自主创新，而创新的重点在于企业自主品牌的构建。
其中更是与工业设计的发展息息相关。我国的工业设计必须站在现在工业的基础上，结合传统文化精华，培养既具有很强设计能力又有很好艺术修养的复合型人才，真正形成充满中国特色的产品创新设计。
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