计算机辅助工业设计技术发展状况与趋势

邓莉萍

摘要：随着计算机的普及其应用领域也日渐广泛，计算机在各行各业中扮演的角色也愈发重要工业产品设计中亦是如此。计算机的加入不仅节约人力成本提高顾客满意度，在一定程度上改善产品质量和性能，也能提高工作效率。由此可以看出在工作过程中不仅要制定详细的产品计划同时也需要了解当下计算机辅助工业产品设计的发展情况与趋势，该文从不同角度对此问题进行浅析，首先对计算机辅助工业及设计技术进行简单的阐述，然后对计算机辅助工业技术发展的现状进行了研究与分析，最后针对计算机辅助工业设计技术发展趋势进行了探索。

关键词：计算机;工业设计;发展现状;发展前景

中图分类号：TP301      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）08-0200-02

1 计算机辅助工业设计简介

21世纪的到来，互联网的兴起和海量数据逐渐兴起，计算机在社会发展中起到了重要的基础作用。计算机技术不断发展的今天，计算机技术已成为社会生活各个领域中不可或缺的一部分，并在社会各个领域中得到了应用。在这一背景下，计算机辅助工业设计也得到了迅速发展，计算机的工业设计（CAID）是一种基于信息技术的数字化、可视化工业设计方法。信息科学、计算机硬件、软件、信息存储、通信协议、外部设备和互联网为科学设计的技术手段，其中它包括信息识别，扫描处理，传输，存储支持，集成和网络技术。

目前为止制造业的发展越来越受到重视，并在工业设计的要求也越来越高，不仅仅是实用、美观、环保，更需要社会各界的支持。许多制造企业开始将计算机技术引入到工业设计和计算机应用领域，为用户提供个性化、多样化、趣味性的工业设计和生产产品。借助于计算机技术，工业设计不仅能大大提高工作效率，而且能保持产品的新颖性和独特性。

截至此时工业设计依然还是计算机辅助工业设计的基础，对传统的工业技术进行创造与革新。与传统的工业技术相比，计算机辅助工业设计要先进的多，此外，在改善产品外观的同时，还对工业产品的性能，操作方式等方面进行了一系列的改进和优化。工业技术發展的核心根本就是要不断对技术进行创新和完善，在现在这个日益激烈的市场竞争环境中，要想产品不被淘汰，就必须在产品的外观和结构以及材质加以创新与改革，使其变得更加具有吸引力，吸引顾客前来购买，这样我们才能在激烈的市场竞争中生存下去，不被其他产品所淘汰。目前，已经有大批的产品通过计算机辅助技术的广泛应用与推广，取得了良好的成果，由此，我们可以看出计算机辅助技术发展，已然成为当下势不可挡的潮流与工业设计的发展形势。

2 计算机辅助工业设计的发展现状

20世纪50年代，计算机主要用于科学计算、语言编程和输出图像。60年代，计算机辅助技术源于MIT研究的交互制图项目。但由于当时的硬件成本过高，实现起来并不容易，到了70年代，计算机图形学的理论知识和应用技术越来越成熟，并在社会发展中得到了广泛应用。20世纪80年代以后，计算机技术迅速发展，90年代以后，计算机技术不断完善，向集成化和网络化方向发展。计算机辅助工业设计（CAID）是多年来工业设计技术与现代技术相结合的产物，它的出现使得工业设计在人类生活的各个领域都得到了迅速发展。利用计算机系统，在工业设计中可以更清晰地表现出一个虚拟的、真实的对象。

鉴于计算机辅助工业设计在工程、美学、经济等方面的巨大贡献，以及计算机辅助技术在图像处理中的重要作用，各高校纷纷开设计算机辅助工业设计专业。他们把电脑技术应用到日常生活中，以提高工作效率。要知道计算机辅助技术并不是独立存在的，它是为了人类社会文明的进步而诞生的，其主要目的就是为了人类社会文明进步服务，因此在设计的过程中，必须做到时刻保持计算机界面的干净与整洁，让每一个客户都有一种眼前一亮开阔舒适的感觉，只有这样才能更好地为客户服务。现在，随着计算机技术的不断发展与革新，人们越来越深刻地认识到计算机辅助工业技术在工业设计中的重要性，于是开始加以学习，并把它们广泛地应用到工业产品的生产中来，比如虚拟用户多角度沟通设计就是其中之一，它高端的辅助技术设计，不仅打破了传统技术下人与机器之间的交流障碍与种种问题，并且还使计算机辅助技术中心的虚拟模拟的技术变得更加真实符合实际。从某种程度上讲也为促进检验产品质量、形成技术系统评价起到了不可或缺的作用。

3 计算机辅助工业设计的实际应用

伴随着计算机辅助工业设计技术的飞速发展，工业设计和传统工业相比已经存在许多的优势。外观计算机辅助工业设计的出现，深刻地影响着我们的工作和生活。但工业设计的发展不仅依赖于 CAD的类型，还依赖于其他辅助技术，如多媒体技术、人工智能技术、优化技术等，CAD可以将各个设计领域的技术相结合[3]。在我们的生活中，硬件安装工具的工业设计计算机辅助安装工具的应用非常重要。装配工具箱的发展在我国在世界上占有重要地位。但是，传统的装配工装设计过程往往耗时长，但传统的装配工具设计过程往往耗时长、程序复杂、精度低。采用计算机辅助工业设计技术，提高了装配工具设计的精度和效率，弥补了传统工装的不足。工业设计也受到了广泛应用，应用包含建筑设计、水电、街道设计、文物修复等不同领域。

从机械结构上看，用计算机技术对文物的构成进行处理，能直观地反映出预期的效果。在文物修复过程中，可以利用计算机技术的图像技术对虚拟文物进行修复，而计算机辅助文物碎片修复是计算机技术在地质灾害防治和灾后修复中发挥着重要作用，相信在未来，计算机技术覆盖的领域也会越来越多[4]。

与其他发达国家相比，我国对于计算机辅助技术的研究要相对来说薄弱一些，落后一些了。至今也只有大约20年左右，起步远远晚于其他国家。比如说我们现在虽然可以依靠电子信息技术，来建立一些数据模型，但是在虚拟现实技术这一方面和人工智能模型建立这一方面，我们的技术就远远达不到那些发达国家的标准，因此还有待提高。

计算机辅助设计需要迅捷的网络和完善的数据来支撑，只有完善的数据和迅捷的网络才能使生产出来的产品，具有其他产品所不具备的功能和品牌效应，从而给整个计算机辅助流程的设计奠定一个坚实的基础，另外还有一点要说的是，曲面设计的出现也使得工业产品的生产细节方面得到良好的改善[5]。

把计算机辅助工业设计应用到工业产品的生产中来，已经成为工业发展的重要趋势。它不仅大大地超越了以往传统技术的制约，也合理地解决了一些人工操作带来的风险和伤害，对整个工业设计都有着十分重要的作用。

实际操作计算机辅助技术需要一个具有创造性思维的系统来完成，我们不能只是在原来的基础上简单延伸一下就行，要做到适时创新，对每一个生产出来的工业产品都进行仔细的改善和修正，确保每个细节都没有问题，从而让客户对我们的产品更加满意。

4 计算机辅助工业设计的发展趋势

随着科学技术的飞速发展，计算机辅助工业设计已经成为工业设计的有力工具。近年来，以计算机为基础的工业设计技术在各行业中得到了广泛的应用，产品设计是算机辅助设计的核心，而产品设计的概念，则应遵循产品设计应与产品性能相适应，产品设计的最终目标应是产品设计的上市和销售的原则，产品设计应以此为重点，产品开发应成为时代的潮流。它不仅是产品设计理念的要求，更是計算机辅助工业设计的发展方向。但是，CAD的发展应该从人机交互、生命周期、创新和技术发展等方面进行改进，这样才能更好地为工业设计服务[6]。

4.1 人机交互

工业设计 CAD是人机交互和计算机技术相结合的产物。实现工业设计中人与机器的完美结合，并不断完善利用虚拟现实技术进行人机交互，提高了人机交互技术水平。近几年来，人机交互和语言识别技术越来越重要。

诚然，由于我国的该项技术起步比较晚，研究水平和条件又有所约束和不足，因此在人机互动的过程中，也有一些是经常发生的，比如电脑坏了。这种情况的出现，不仅仅限制了手工操作的顺利进行，同时也极大地削减了产品的生产力度和效果，从而导致工业产品生产效率大幅度降低。因此引进VR技术升级三维技术模型，改善人与人机之间的互动方式已经成为必然趋势。

4.2 生命周期、产品构造并行

技术研究要考虑到过程中的精细研究，产品的生产和成本，以及过程相关生命周期的研究。设计师应协同学习不同领域的设计技能。工业设计 CAD可以提供计算机辅助的内容，利用造型技术、人工智能多媒体技术进行交互、协作等多种技术。提升工业产品设计质量的核心就是要保障产品的使用周期和延长产品的使用寿命，只有这样才能让我们生产出来的工业产品得以最大限度的使用。

对产品的研制成本和技术类型进行深入研究与探讨，联合各个领域的专家对工业产品进行发展与创新，延长工业产品的生命周期，共同分享成功的经验和成果，积极促进智能技术的实施与应用，是计算机辅助工业设计提升产品和技术研发价值的核心所在[7]。

4.3 人工智能

计算机辅助工业设计需要人工智能。人工智能在工业设计领域具有独特的优势，而作为一种技术，设计人员必须具备一定的开放性思维和创造性思维，才能通过人机协作完成设计任务。设计师应该运用计算机技术，构思自己的创意，使抽象的东西变得可见。

4.4 发展与创新

随着新时代的到来，我国经济水平得到了提高，而计算机技术已经在各个领域中得到了应用，并且计算机CAD已经在各个方面都取得了很好的成绩，但是随着社会的不断进步和发展，CAD在设计方法和设计过程中还存在着一定的问题，所以我们要不断的发展和创新，计算机技术作为工业设计的有力工具之一，在某些方面有其局限性。所以， CAD既是设计创新的必然，又是工业设计发展的最终目标，从而保证了计算机辅助设计的可持续性发展。

在未来的计算机辅助工业设计开发中，设计者应深入到技术创新领域，及时、必要地总结出各类产品的设计方法和设计原则，为未来工业设计和计算机辅助设计打下基础。而后形成一个系统的行业准则，这样才能更好地确定未来工业设计的发展方向是什么。为了得到更为准确和全面的计算机辅助工业设计技术理论基础，我们应该及时关注计算机辅助工业技术新方法的研究与开发，共享精确的设计原理和数据，这样才能促进工业产业的发展[8]。

对产品的设计和管理是工业技术发展的核心。设计者应该在充分的满足了客户的需求之后，保持产品设计与理念的高度统一，做到以人为本，使用人机一体化系统，设计出高质量的工业产品，这才是每一位设计者都应当做到的。除此之外，为了加速工业产品市场的流通，也为了贯彻和落实中央绿色环保的发展理念，设计者应当加速开发一些无污染新能源设备和工业产品，这样既满足了工业产品质量，也不污染环境。

5 结束语

综上所述，随着人们现在生活需求的不断提高，工业产品的开发和设计也在不断的提高，这就意味着我们需要不断地提升工业产品外观和性能，延长产品的生命周期和使用周期，来满足当今客户的多样化需求。将人工智能技术和高新技术更多的应用融入工业产品的设计中来，这样不仅能促进计算机辅助工业设计的质量，也能促进工业化产业向新型化产业靠拢。也会吸引更多专业人才参与到计算机辅助工业设计研究当中，进而可以促进工业设计的持续良好发展。另外，对于政府和高校而言，要在计算机辅助工业设计研究方面投入更多的资金和精力，并且要提供这方面的专业人才支持，最终为计算机辅助工业设计的持续发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 李宁.计算机辅助概念设计研究现状和发展趋势[J].工程技术，2016，2（7）：284.

[2] 黄嘉乐.计算机辅助工业设计的现状与前景[J].科技传播，2018，10（18）：116-117.

[3] 杜刚佶.浅谈工业设计及计算机技术的应用[J].工业设计，2015（4）：111-112.

[4] 关哲，李一丁.浅谈计算机辅助工业设计技术的发展[J].经济技术协作信息，2006（19）：70.

[5] 马瑞辰.基于计算机辅助工业设计（CAID）技术的分析与研究[J].工业设计，2016（11）：169-170.

[6] 任娟.计算机辅助工业设计发展状况与趋势探析[J].才智，2017（16）：263.

[7] 惠琪勋.计算机辅助工业设计中的人机交互[J].电脑知识与技术，2012，8（17）：4244-4245，4267.

[8] 刘友江.计算机辅助工业设计发展的状况和趋势研究[J].无线互联科技，2019，16（12）：114-115.

【通联编辑：谢媛媛】