導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇工業(yè)及產(chǎn)品設(shè)計，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.114

數(shù)字媒體技術(shù)是科技信息技術(shù)與藝術(shù)高度結(jié)合的綜合交叉學(xué)科，它在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用顯現(xiàn)出得天獨厚的技術(shù)優(yōu)勢。目前，數(shù)字媒體技術(shù)已全面滲透到工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的整個制作過程，它使工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計具有更強的生命力和更廣闊的創(chuàng)作空間。

1 數(shù)字媒體技術(shù)與工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)系

隨著人們生活水平的提高，消費逐年增加，消費者對工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計有了更高的要求，正是因為數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計師才能根據(jù)消費者的需求設(shè)計出更加符合消費者滿意的產(chǎn)品?，F(xiàn)階段產(chǎn)品設(shè)計在漸已成熟的軟件技術(shù)幫助下，產(chǎn)品的表現(xiàn)力、造型的真實度、視覺效果等方面，與傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計相比，都呈現(xiàn)出無可比擬的優(yōu)勢。由此我們可以看出，數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展提供了技術(shù)支持，然而工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計需要，也促使數(shù)字媒體技術(shù)不斷滿足產(chǎn)品設(shè)計的需要[2]。

2 現(xiàn)階段數(shù)字媒體技術(shù)在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的具體應(yīng)用

2.1 在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計前期階段的應(yīng)用

工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計前期，必要的準備工作，將為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)，而數(shù)字媒體技術(shù)介入使工業(yè)設(shè)計師節(jié)約了前期準備時間，提高了準備效率。與以往早期的傳統(tǒng)動畫電影不同的是，在進行動畫創(chuàng)作的過程中，我們除了進行必要的策劃、紙上繪圖創(chuàng)作之外，我們可以采用一些數(shù)字媒體技術(shù)作為支撐，可以通過Ps、Sai等二維圖形繪畫軟件進行繪制，便于進行二次調(diào)整和修改，避免了紙質(zhì)手稿的局限性，提高工作效率。

2.2 在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中期制作階段的具體應(yīng)用

工業(yè)產(chǎn)品中期制作階段是整個產(chǎn)品制作的中心環(huán)節(jié)。數(shù)字媒體技術(shù)中三維制作軟件具有真實性、精確性和無限可操作性的特點。在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中期，我們可以將之前的創(chuàng)意圖利用數(shù)字媒體三維軟件對圖像進行處理，制作出立體效果，使產(chǎn)品設(shè)計更加直觀、更加生動逼真。由此可見，數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展豐富了工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的表現(xiàn)形式，更適合工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品的定型和后續(xù)改進。

2.3 在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計后期制作階段的具體應(yīng)用

在工業(yè)設(shè)計后期的處理階段，數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用顯現(xiàn)出得天獨厚的技術(shù)優(yōu)勢。數(shù)字媒體技術(shù)通過三維建模、貼膜、燈光及渲染，使產(chǎn)品效果更具有生動的表現(xiàn)力，避免了單純手繪中難以實現(xiàn)的真實效果；設(shè)計師還可以利用數(shù)字媒體技術(shù)給產(chǎn)品附加動畫效果，使產(chǎn)品更具有表現(xiàn)力，真正使得數(shù)字媒體技術(shù)服務(wù)于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計[3]。

3 數(shù)字媒體技術(shù)在未來工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的發(fā)展趨勢

3.1 工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計更加體現(xiàn)以人為本

未來的工業(yè)設(shè)計中，數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛和全面。它將深刻地影響著工業(yè)設(shè)計的創(chuàng)作觀念和表現(xiàn)形式，同時也為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的情感的表達、感情的抒發(fā)及影片的思考，提供了新的發(fā)展空間。設(shè)計者可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，讓消費者體驗設(shè)計產(chǎn)品，做到身臨其境，與產(chǎn)品的內(nèi)容進行情感互動，實現(xiàn)“所及即所得”。我們可以利用數(shù)字媒體技術(shù)大大加強了電影的創(chuàng)作空間，使工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計不再受限于技術(shù)的制約，工業(yè)產(chǎn)品將會產(chǎn)生新的變革。

3.2 制作平臺更加便捷

以犀牛、3D等為代表的三維產(chǎn)品制作軟件將會推動工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計不斷前進；大量的跨平臺交互設(shè)計軟件的推出和更新，從虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實到全方位，全時段的沉浸式設(shè)備的應(yīng)用，都將促使工業(yè)產(chǎn)品更具交互性、開放性、共享性[5]；設(shè)計師和工程師之間將不斷加強交流與溝通，簡化操作程序，設(shè)計出更加便捷、迅速、人性化的數(shù)字軟件，簡潔的操作及制作將在大眾面前得以推廣，甚至能滿足消費者個性化定制的需要。

4 結(jié)束語

以數(shù)字媒體技術(shù)特別是三維技術(shù)為代表的科技應(yīng)用，已經(jīng)使工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)作發(fā)生了質(zhì)的飛躍。數(shù)字媒體技術(shù)賦予了工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計越來越多的表現(xiàn)形式和傳播媒介，從而觸發(fā)了工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)作更加廣闊的思考空間、創(chuàng)作空間及其表現(xiàn)空間。

參考文獻：

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[3]邵健偉.產(chǎn)品設(shè)計新紀元 [M].北京理工大學(xué)出版社，2009（01）.

篇2

1.1保護、傳承中國的傳統(tǒng)文化銅鼓已有2700多年的歷史，是一種集冶煉、鑄造、雕刻、繪畫、裝飾、音樂、舞蹈、宗教于一身的西南民族文化的物質(zhì)載體形式[2]，是中國西南少數(shù)民族先民的生產(chǎn)生活、民族習(xí)俗、圖騰崇拜、價值觀念等方面的真實寫照。對銅鼓造型在現(xiàn)代設(shè)計中的應(yīng)用進行研究，有利于銅鼓文化的傳承和發(fā)展。研究銅鼓的造型美學(xué)在工業(yè)產(chǎn)品中的設(shè)計應(yīng)用，就是為了通過越來越多的銅鼓工業(yè)產(chǎn)品的流通，傳達銅鼓文化神韻，秉承古老的中原文化，并推動西南地方經(jīng)濟的發(fā)展，提高其在全國甚至全球的經(jīng)濟地位。

1.2改變工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計無創(chuàng)意的現(xiàn)象眾所周知，工業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀并不樂觀，其中熱衷仿造、創(chuàng)新力不足是工業(yè)設(shè)計中存在的一大問題。由于工業(yè)設(shè)計在中國推廣不夠深入，許多企業(yè)為追求效益，不惜抄襲、模仿外國的先進產(chǎn)品[3]。這種現(xiàn)象已經(jīng)阻礙了我國產(chǎn)品走向世界和經(jīng)濟的增長。在中國加入WTO后，迫切要求企業(yè)加強投入開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品方面的力度。只有把中國傳統(tǒng)文化與工業(yè)產(chǎn)品結(jié)合起來，才能生產(chǎn)出具有中國特色的工業(yè)產(chǎn)品。銅鼓的造型在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用研究，正是為改變工業(yè)產(chǎn)品無創(chuàng)意的現(xiàn)象作出努力。

2銅鼓造型美學(xué)原則

2.1銅鼓的造型與功能合二為一

2.1.1作為樂器的銅鼓銅鼓是一種打擊樂器，鼓面和鼓心形成共振腔，鼓心和鼓邊厚度有顯著的差異，所以敲擊銅鼓的鼓面中心和鼓面邊緣，可以發(fā)出2個不同的音。再加上聲音的強弱、節(jié)奏的快慢，與其他樂器配合，就會創(chuàng)造出豐富多彩的銅鼓音樂。銅鼓的設(shè)計可以正置于地，可以側(cè)置于臺，用繩索系住銅鼓的一只耳或相鄰的兩只耳，還可以懸于架上進行演秦，小巧的銅鼓還可以掛在身上，不同的置鼓方式又可以配合不同的舞姿,使得音樂和舞蹈融為一體，欣賞性極強。

2.1.2作為神器的銅鼓銅鼓的主要社會功能之一是用于祭祀。銅鼓上的裝飾花紋，也多是原始宗教意識的反映。如雕塑中的青蛙、龜、鳥，畫像中的翔鷺等，傳說中都是通神的靈物。裝飾圖案中的太陽紋、云雷紋、水波紋等，是自然崇拜的遺跡。畫像裝飾中的龍舟競渡、羽人舞蹈等，都是祭祀活動中的項目[4]。銅鼓紋飾：翔鷺、龜、太陽紋、羽人，見圖1，都是銅鼓紋飾中充滿宗教意識的代表紋飾。

2.1.3作為重器的銅鼓銅鼓也是所有者身份和地位及財富的象征，所以形體之大，以至鼓唯高大為貴，甚至有的直徑超過1m以上。廣西民族博物館擺放一面世界上最大的銅鼓，直徑達到165cm，質(zhì)量達到300kg，堪稱銅鼓王。

2.2銅鼓的造型與紋飾的渾然一體

銅鼓是由面、胸、腰、足、耳5個部分組成的。鼓面圓而平，下接鼓身，連接部分略外凸，形成球狀弧度為胸。腰部略細，內(nèi)收如束腰。往下鼓身又擴大，呈喇叭口部分為足。鼓身兩側(cè)各有2個半環(huán)形的耳。鼓面主體紋飾為太陽紋，太陽紋周圍有許多層稱“弦”的同心線條，弦數(shù)多少不等，弦與弦之間由寬窄不等的圖案組成，稱為暈圈。鼓身四周的表面，也有多數(shù)平行的暈圈，暈圈中鑄出的紋飾圖案絢麗多彩，有蟲魚、鳥獸、花卉、舟船和人物等，工致纖巧，別具風(fēng)采。造型與紋飾的統(tǒng)一見圖2，可以稱得上是天工之作。作為樂器、神器、重器的銅鼓，它所隱喻的內(nèi)涵和價值是神圣、不可估量的；它的造型美、紋飾美是獨一無二的。對這種優(yōu)良傳統(tǒng)文化的傳承和發(fā)揚，也是人們義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。在這里主要研究銅鼓造型元素在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的運用方法。

3銅鼓造型在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用方法

3.1直接模仿直接模仿也就是仿真銅鼓的制作，大多數(shù)體現(xiàn)在銅鼓小禮品的制作上。西南地區(qū)是中國銅鼓的發(fā)源地，集中了中國大多數(shù)的銅鼓。如云南、廣西等地，銅鼓種類齊全，數(shù)量眾多，鑄造精美。因為銅鼓也是重器，所以很多人認為收藏一面銅鼓，會給人帶來力量、吉祥和幸福。云南、廣西等地也是全國的旅游勝地，所以在這些地區(qū)制作仿真小銅鼓，具有相當(dāng)重要的意義。既能帶動當(dāng)?shù)氐穆糜萎a(chǎn)業(yè)，又能發(fā)揚本地的優(yōu)秀文化傳統(tǒng)。直接模仿還體現(xiàn)在大型的銅鼓景觀雕塑設(shè)計上，能直觀的體現(xiàn)本地的城市形象和精神面貌。在制作仿真銅鼓時，可以把表面材質(zhì)通過特殊工藝處理成仿青銅質(zhì)感，體現(xiàn)銅鼓的真實性和歷史悠久及滄桑之感。也可以采用不同材料改變其質(zhì)感，比如采用銀銅、水晶、實木、青花瓷等材料進行制作，來提高產(chǎn)品的經(jīng)濟價值和收藏價值。銀銅鑄金材質(zhì)的小銅鼓見圖3，青花瓷質(zhì)感的小銅鼓見圖4。比起青銅器銅鼓，少了些許的滄桑，而增添了些許的秀美，更具裝飾性和收藏價值，為小銅鼓禮品制作又開辟了一塊新的天地。

3.2間接模仿間接模仿是指不同類產(chǎn)品之間造型設(shè)計上的相互模仿，把銅鼓的造型運用到其他工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計上，來增加銅鼓類工業(yè)產(chǎn)品的流通量，提高經(jīng)濟價值，擴大傳統(tǒng)文化的宣傳力度，加大城市形象的宣傳和提升知名度。比如生活用品、家具、玩具、照明產(chǎn)品、飾品甚至服裝的設(shè)計，都可以采用銅鼓造型元素進行創(chuàng)作。廣西銅鼓魂茶具見圖5，就是采用銅鼓造型元素進行的設(shè)計，銅鼓形茶葉罐、茶壺、茶杯、茶盤，造型美觀，形制獨特，把茶道和銅鼓2種廣西傳統(tǒng)文化結(jié)合起來，充分體現(xiàn)廣特的個性和特征，有著濃厚的廣西文化氣息。除了運用到其他產(chǎn)品的造型設(shè)計上之外，還可以把銅鼓的造型運用到產(chǎn)品的包裝造型設(shè)計中。產(chǎn)品的包裝造型設(shè)計首先要考慮包裝造型應(yīng)具有鮮明的個性，以便快速傳遞給人們所需要的信息，并使人們迅速建立起對產(chǎn)品的深刻印象，以獲得對產(chǎn)品的認同[5]。把銅鼓造型運用到廣西特產(chǎn)的包裝造型設(shè)計上，無疑是傳遞廣西地域特征的最好選擇，同時銅鼓造型的包裝效果能給人留下深刻的印象，從而產(chǎn)生購買欲。酒類銅鼓造型包裝見圖6，用銅鼓的造型元素作包裝造型設(shè)計，銅鼓造型的使用價值得到延伸，同時又別具一格，具有濃厚的廣西本土特色。這種直接模仿和間接模仿在很大程度上保持了銅鼓原有的表現(xiàn)形態(tài)，能夠直觀體現(xiàn)銅鼓所隱喻的價值和意義。這2種方法很多都是運用于禮品的設(shè)計制作上，由于銅鼓是權(quán)力和財富的向征，因此成為西南地區(qū)游客選購禮品的首選之一，有利于提高西南地區(qū)的知名度和促進旅游經(jīng)濟的發(fā)展。模仿是一種常見的自然現(xiàn)象，也是一種普遍的社會現(xiàn)象，產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)充分利用模仿的方法，以創(chuàng)造出更多符合現(xiàn)代生活需求的產(chǎn)品，來提高人們的生活質(zhì)量，并促進現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的進一步發(fā)展和完善[6]。

3.3替代設(shè)計替代設(shè)計就是在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計中，用某一事物替代另一事物的設(shè)計[7]。首先可以采取材料替代的方法對鼓銅樂器產(chǎn)品進行設(shè)計。銅鼓是音樂器材，這種優(yōu)秀的音樂功能可以再加以運用和改良。改變銅鼓的材質(zhì)來制作鼓，看看有什么音質(zhì)效果，以此產(chǎn)生更多更優(yōu)秀的樂器。另一種替代設(shè)計就是同類產(chǎn)品之間采用造型互相替代的方法進行設(shè)計，也就是把銅鼓造型運用到其他的時尚音樂產(chǎn)品中。比如耳機、MP5等的造型設(shè)計上，讓傳統(tǒng)文化在年青人一代中進行傳播和交流。銅鼓首先是作為樂器的，替代設(shè)計是對銅鼓作為樂器的發(fā)揚光大，對銅鼓文化的傳承和發(fā)揚具有很重要的意義。在這方面還有很大的研究和開發(fā)空間，是需要音樂家及商家和設(shè)計師共同關(guān)注和努力的。

篇3

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）20-0107-03

市場經(jīng)濟催生了競爭，全球化使競爭愈加激烈。在產(chǎn)品市場，消費者不再主要追求功能，而更注重新穎、時尚、個性和品位?，F(xiàn)代工業(yè)設(shè)計正是融合藝術(shù)美學(xué)、工程技術(shù)與現(xiàn)代科技，利用計算機輔助設(shè)計工具，通過創(chuàng)造性思維，將審美、時尚、流行元素與人機工程學(xué)、材料學(xué)、心理學(xué)、市場學(xué)、環(huán)境學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)有機結(jié)合，孵化出一個琳瑯滿目、新潮時尚的產(chǎn)品市場。

一個工業(yè)設(shè)計者首先應(yīng)具備藝術(shù)靈性，同時掌握材料學(xué)、心理學(xué)、市場學(xué)、環(huán)境學(xué)、工業(yè)設(shè)計、工業(yè)制造等方面的知識，具備科學(xué)思維和創(chuàng)新意識。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，SolidWorks、Pro/E、UG、CATIA等這些三維輔助設(shè)計軟件的應(yīng)用，已使工業(yè)設(shè)計更加準確、便利，與生產(chǎn)制造設(shè)備的無縫連接，使設(shè)計者的意圖更易于真實實現(xiàn)。熟練掌握三維設(shè)計軟件，是一個產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計者需要具備的技能。

一項新的產(chǎn)品項目必須著眼于市場，滿足客戶需求。在競標過程中，一項好的工業(yè)設(shè)計方案，是贏得競標成功的有力武器。本文介紹一個工業(yè)設(shè)計的案例，注重于過程和計算機輔助設(shè)計的應(yīng)用。

1 產(chǎn)品設(shè)計輸入

1.1 產(chǎn)品基本定義

汽車音響，汽車電子類產(chǎn)品，符合汽車生產(chǎn)商產(chǎn)品功能、造型要求。

1.2 產(chǎn)品功能、外觀造型要求

功能：Radio（收音機）、CD、MP3播放，USB數(shù)據(jù)接口，AUX接口（音頻輸入播放）。

顯示：LCD液晶字段顯示。

面板：按照汽車生產(chǎn)商提供的汽車儀表板3D數(shù)據(jù)模型，考慮整體協(xié)調(diào)性、美觀性、新穎性，設(shè)計外觀造型方案。圖1是客戶提供的汽車儀表板3D數(shù)據(jù)模型外觀。

2 產(chǎn)品造型效果設(shè)計

2.1 結(jié)構(gòu)分析及造型布局

①結(jié)構(gòu)分析及面板主體材料選擇。從汽車生產(chǎn)商提供的汽車儀表板3D數(shù)據(jù)模型外觀可以看出，此汽車音響面板是一個左右對稱弧面結(jié)構(gòu)。面板主體選用與汽車儀表板一致的塑料結(jié)構(gòu)，材質(zhì)可為耐高溫ABS或PC+ABS，以滿足汽車耐沖擊、耐候等性能要求。面板主體材料決定了結(jié)構(gòu)造型的方向，采用塑料結(jié)構(gòu)可以在遵循塑料產(chǎn)品設(shè)計原則前提下，充分發(fā)揮設(shè)計師的想象力，隨意地實現(xiàn)各種設(shè)計造型，采用多種修飾手段，制造成型方便。

②2D造型布局。使用塑料結(jié)構(gòu)必須按照安裝位置選擇恰當(dāng)?shù)某瞿７较?，沿出模方向安排設(shè)計布局。圖2是在三維環(huán)境中沿出模方向從汽車儀表板3D數(shù)據(jù)模型中提取的汽車音響面板輪廓，并用AutoCAD制作的初步設(shè)計布局。按照產(chǎn)品功能、顯示要求結(jié)合汽車音響面板輪廓選擇：將CD進碟口、LCD顯示屏由上向下置中放置，在操作時便于觀察；將USB數(shù)據(jù)接口，AUX接口放置于下部翻轉(zhuǎn)活門內(nèi)，可以避免安全隱患，同時便于外觀處理；將音量旋鈕、電臺搜索旋鈕放置于下部左右兩角；各功能按鍵沿著面板兩側(cè)輪廓及LCD顯示屏底布置。整個布局結(jié)合美術(shù)透視原理，采用左右對稱形式，符合中國人習(xí)慣的審美觀念。

2.2 3D外觀造型

可以制作3D造型的軟件有好幾種，各有優(yōu)點，本文使用汽車制造業(yè)使用最為廣泛的CATIA軟件，它涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計、工業(yè)造型、三維建模、分析仿真、生產(chǎn)加工的全過程，當(dāng)今這個軟件功能最為強大，其曲面造型功能、渲染功能無與倫比。首先建立產(chǎn)品文件AutoAudio-ASM.CATproduct（以下簡稱AudioASM）產(chǎn)品文件，將客戶提供的汽車儀表板3D數(shù)據(jù)模型Auto-PanelFrame.CATPart（以下簡稱AutoFrame）裝配其中；在裝配中再建立汽車音響面板文件AutoAudio-Panel.CATPart（以下簡稱AudioPanel）。

在裝配AudioASM中對AudioPanel進行設(shè)計造型。可以將用AutoCAD制作的初步設(shè)計布局導(dǎo)入到AudioPanel，但這樣不便于后續(xù)修改。這里在3D環(huán)境中，利用AutoFrame所提供的邊界面，繪制各項設(shè)計元素。

①創(chuàng)建汽車音響面板外形輪廓面。汽車音響面板輪廓面必須與汽車儀表板3D數(shù)據(jù)模型面重合并曲率連續(xù)，這是汽車曲面設(shè)計的一般原則，這里必須堅持這一原則，以消除反光不連續(xù)。使用CATIA軟件，從AutoFrame提取汽車音響面板外輪廓線，并將其改為曲率連續(xù)，用此曲線制作填充包絡(luò)面，并與AutoFrame的3D數(shù)據(jù)模型表面曲率連續(xù)，從而得到汽車音響面板輪廓正面（圖3），從圖中不難看出正面反光的連續(xù)；從AutoFrame汽車音響面板邊界向填充包絡(luò)面投影，向內(nèi)偏移出0.6間隙并取不小于0.5°的出模角，掃描出汽車音響面板輪廓側(cè)面，將兩曲面聯(lián)合修剪、倒角，得到汽車音響面板外形輪廓面（圖4）。

②汽車音響面板細部造型及渲染。完成了汽車音響面板外形輪廓面，就可以以此為基礎(chǔ)，按照AutoCAD制作的初步設(shè)計布局創(chuàng)建面板細部造型。創(chuàng)建面板細部造型涉及環(huán)境學(xué)、審美學(xué)、塑料結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、產(chǎn)品功能及操作要求、CATIA軟件使用技巧等知識和技能，要真實細致地體現(xiàn)出面板造型結(jié)構(gòu)和功能特征，創(chuàng)建過程這里不做詳細介紹。CATIA軟件具有強大的渲染功能，可以定義部件的材質(zhì)、顏色、表面紋理、亮度、反光度，定義場景、照明等，圖5是用CATIA渲染的汽車音響面板造型圖。

2.3 汽車音響面板功能效果圖

①汽車音響面板細部效果修飾。為了使汽車音響面板效果更加生動逼真，我們將汽車音響面板造型渲染圖在Photoshop軟件中進行細部效果修飾?？梢愿鶕?jù)產(chǎn)品所處環(huán)境、所使用材料、表面處理工藝來調(diào)整產(chǎn)品表面的顏色、亮度對比度、反光效果、紋飾等，使用濾鏡增加雜色獲得塑料面板蝕紋后的質(zhì)感（圖6）。

②汽車音響面板功能造型效果圖制作。汽車音響面板細部效果修飾完成后，使用CorelDRAW軟件結(jié)合AutoCAD來定義按鍵功能、LCD顯示、LOGO、標識等。文本文件可直接在CorelDRAW中輸入，但圖形標識最好在AutoCAD中按比例繪制好，再導(dǎo)入CorelDRAW中加色，圖7是完成的汽車音響面板功能造型效果圖。到此我們可以使用功能造型效果圖，配置產(chǎn)品說明進行應(yīng)標。

3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于汽車音響面板造型使用CATIA 三維軟件制作，在完成了面板功能造型效果確認后，我們就可以利用先前的模型進行產(chǎn)品細部結(jié)構(gòu)設(shè)計，方便實現(xiàn)了效果設(shè)計與實體結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)制造的對接。圖8是最終完成的汽車音響設(shè)計效果圖，所有部件都在CATIA 三維環(huán)境中完成，數(shù)據(jù)模型可直接使用于模具制造、生產(chǎn)加工。

4 結(jié) 語

一項好的工業(yè)設(shè)計，出自于設(shè)計者對產(chǎn)品的深刻理解以及設(shè)計者所具備的藝術(shù)素質(zhì)、創(chuàng)新意識和設(shè)計技巧。借助計算機輔助設(shè)計平臺，設(shè)計者可以充分發(fā)揮自己的想象力，方便地將自己的構(gòu)思轉(zhuǎn)化為設(shè)計方案；我們可以實現(xiàn)造型效果設(shè)計與實體結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)制造的無縫對接。

參考文獻：

[1] 黃毓瑜.現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

篇4

“必須在軟件、硬件、云三個方面達到平衡，也就是在產(chǎn)品設(shè)計的過程中一體化考慮，有整體觀?！狈蕉Y勇舉了幾個例子，“筆記本電腦強調(diào)整體性能，Kindle突出電子書閱讀功能，iPad則把重心放在了娛樂上，這種產(chǎn)品導(dǎo)向的差別也就決定了它們設(shè)計上的巨大差異?！边@就體現(xiàn)了電子產(chǎn)品設(shè)計理念的改變——由以硬件為載體變?yōu)橐詰?yīng)用為導(dǎo)向。

在平板電腦這個競爭激烈的市場，E人E本憑借手寫輸入的優(yōu)勢占據(jù)了一席之地?！斑@是我們分析用戶習(xí)慣后作出的決定。人們從小到大形成的手寫習(xí)慣很牢固，在思考和構(gòu)思的過程中，人們常常會有手寫記錄的習(xí)慣。這些手寫的內(nèi)容可以稱為不規(guī)則的信息，壹人壹本做的就是以便捷的方式體現(xiàn)這些不規(guī)則的信息，展現(xiàn)它們的價值，提升創(chuàng)造力和輸入效率，可以說，手寫方式很有前途。”

三星利潤創(chuàng)新高的一個重要原因就是它推出了將手寫方式做到極致的Galaxy Note系列產(chǎn)品，方禮勇說到這里頗為自豪：“三星在手寫輸入方面參考了E人E本的經(jīng)驗?！?/p>

以E人E本為例，手寫方式帶來了多個工業(yè)設(shè)計過程中需要考量的因素，如手寫筆的大小和擺放位置。方禮勇還表示，E人E本的發(fā)展理念是在保持自身特色的基礎(chǔ)上再進行綜合發(fā)展，會考慮在后續(xù)產(chǎn)品中融合觸摸和手寫兩種功能，當(dāng)然，隨之而來的工業(yè)設(shè)計要考慮的點就更多了。

篇5

1.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循自頂向下的裝配思路，通常畫出裝配草圖。先簡單畫出零件功能造型，經(jīng)裝配后再修改成實際形狀。創(chuàng)建標準零件庫，可重復(fù)地使用庫里的零件，也可通過修改參數(shù)做出一個新零件，提高了設(shè)計效率。

1.2干涉檢查是三維設(shè)計軟件最大的優(yōu)點，非常實用與方便，其目的是減小設(shè)計過程中的疏忽。運行干涉檢查，可在本裝配中以警告色顯示干涉處，也可在不同的剖切面直觀顯示，檢查移動零件有無碰撞情況，修改好零部件直到?jīng)]有出現(xiàn)干涉。

1.3按設(shè)計要求模擬出機構(gòu)的動作，提高設(shè)計的成功率。通過運動模擬，可以擺脫大量的復(fù)雜計算，避免了重復(fù)的制圖，減少了設(shè)計人員的勞動。曲軸與給進刀架簡化運動分析結(jié)果如圖3所示。圖中的曲軸以500r／min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，進刀架按水平方向做往返運動。通過運動分析及綜合模擬情況的反饋，進一步地調(diào)整結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品設(shè)計更合理。

1.4靜態(tài)應(yīng)力分析，其歸屬于有限元分析，是軟件的高級應(yīng)用。如圖4所示為數(shù)控插針機上部的圓盤支架中心軸靜態(tài)應(yīng)力分析配置圖。指定中心軸為普通碳鋼（屈服強度為220MPa，密度為7800kg／m3），固定好約束面，對中心軸施加1000N的靜態(tài)壓力，網(wǎng)格化分析零件（網(wǎng)格尺寸5mm×5mm，網(wǎng)格公差±0．25mm）。圖5所示為分析的結(jié)果圖，最大應(yīng)力處在中心軸的根部為32．7MPa，最大位移處在中心軸的頭部0．02mm處。分析結(jié)果符合使用要求。工程材料的力學(xué)性能有屈服強度、塑性性能、硬度等參數(shù)，他們是設(shè)計結(jié)構(gòu)與選用材料的主要依據(jù)，關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量與使用壽命。在實際設(shè)計中設(shè)計人員時常是通過對相同材料、形狀相近的樣件與設(shè)計件進行比較，記錄好數(shù)據(jù)，來提高對結(jié)構(gòu)的判定能力與選擇材料的經(jīng)驗。

2知識擴展

知識擴展對設(shè)計人員也很重要，只有學(xué)到這方面的知識，才能設(shè)計出真正的產(chǎn)品，才能正確加工設(shè)計件，使結(jié)構(gòu)設(shè)計得以成功實現(xiàn)。工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中常用的知識如下。

2.1鈑金知識鈑金歸屬于沖模，如圖6所示為機床前蓋的外形與鈑金展開圖。在實際應(yīng)用中，可通過修改折彎系數(shù)（K因子）與軟件內(nèi)置計算表，來提高展開尺寸的準確度，通過調(diào)整鈑金件的形狀，來改善實際生產(chǎn)中的合理排料。級進模設(shè)計有Logopress插件，UG為Pro－gressive、Die、Wizard，軟件中的模擬程序可方便地計算沖模的中心重力點、材料的使用率及需要的沖床壓力噸位。特別是Logopress插件，正確裝配好模具零件后，在軟件中設(shè)定好進料步距、沖頭行程、卸料行程，可以模擬出沖孔、翻邊、拉深等各個工位狀態(tài)的動畫。

2.2模具知識模具廣泛應(yīng)用于汽車、家用電器等領(lǐng)域。工程塑料具有質(zhì)量輕，耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點，設(shè)計合理的塑料件可代替復(fù)雜加工的金屬件。隨著高分子工程塑料的性能提高，更多的金屬零件被塑料零件所代替。如圖7所示是本機器內(nèi)部電器盒的模具分解圖，在圖中可以看到產(chǎn)品、已分開的靜模腔、動模芯、銅極及側(cè)抽芯。此產(chǎn)品的材料為阻燃聚碳酸酯，可順利脫模，模具工藝正確，設(shè)計件符合注塑加工。注塑模、壓鑄模設(shè)計有Imold插件，UG為Moldwizord，包括設(shè)計初始化、模具修補、分型、標圖7電器盒的模具分解圖準模架的添加、標準件的添加和管理、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計等。

2.3測量知識測量要依據(jù)機械制圖的繪圖原理，合理選擇基準面與參照點。在測量各零部件的尺寸中，遇到難以測量的配合尺寸，要制作專用量具或必要時剖切產(chǎn)品來測量。對高精度的曲面可借助三坐標測量儀。

篇6

對于農(nóng)村的建設(shè)和發(fā)展來說，農(nóng)機產(chǎn)品的作用是不可替代的，因為農(nóng)村發(fā)展經(jīng)濟的過程中，無論是養(yǎng)殖業(yè)還是種植業(yè)的發(fā)展都是離不開農(nóng)機產(chǎn)品的，由此可見其重要性。隨著國家對新農(nóng)村的建設(shè)與發(fā)展越來越重視，對農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計的關(guān)注程度自然就高了一些。我國很早就已經(jīng)具備了農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)的技術(shù)，經(jīng)過多年的發(fā)展，這些技術(shù)也在不斷完善，但是現(xiàn)如今農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計上仍然存在許多問題，農(nóng)機產(chǎn)品的質(zhì)量以及其他條件相對來說還是相對落后的，需要對其不斷進行完善。為此本文針對這一問題進行了較為詳細的分析和介紹，并且根據(jù)這些問題提出了相應(yīng)的解決辦法，在農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中運用工業(yè)設(shè)計，能夠在很大程度上提升農(nóng)機的品質(zhì)。

1農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中存在的問題

1.1農(nóng)機產(chǎn)品的外觀

農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計現(xiàn)在已經(jīng)受到相關(guān)行業(yè)的高度關(guān)注，當(dāng)前農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計水平一直都在不斷地提高當(dāng)中，但是仍然存在許多的不足之處，其中外觀設(shè)計上的不足就是比較容易被發(fā)現(xiàn)的一個問題。農(nóng)機產(chǎn)品重要的是其實用性，于是長久以來我們的農(nóng)機形象就是“傻、大、笨、粗”，而且市場經(jīng)濟發(fā)展到今天，我們農(nóng)機產(chǎn)品的外觀才有所改觀。我們這里所說的外觀并不只是停留在給我們的產(chǎn)品上“描龍畫鳳”，而是將農(nóng)機產(chǎn)品進行整體合理的布局，進而模塊化、系列化。我們的農(nóng)機品牌很多，農(nóng)機制造行業(yè)之間的競爭也很激烈，但是現(xiàn)在往往很多不同品牌的農(nóng)機產(chǎn)品在外觀上沒有明顯的區(qū)別，缺少各自的特點，同一系列的農(nóng)機產(chǎn)品在外觀方面應(yīng)當(dāng)有很好的連貫性。相同行業(yè)之間進行競爭，除了質(zhì)量和價格外，外觀以及操作舒適度也是非常重要的，而且目前正規(guī)的農(nóng)機產(chǎn)品制造企業(yè)之間在產(chǎn)品質(zhì)量上沒有較大的差別，這是與我國當(dāng)前農(nóng)機產(chǎn)品制造技術(shù)的先進性有關(guān)的，各個制造企業(yè)都是采用相同的先進技術(shù)，如果不出現(xiàn)一些其他方面的問題，在質(zhì)量上基本不會有較大的差別，為此就需要在外觀形態(tài)及使用舒適度上進行比較。結(jié)合這些問題來看，對于農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計來說，外觀形態(tài)就顯得尤為重要，為了使農(nóng)機產(chǎn)品制造行業(yè)更好的發(fā)展，必須重視農(nóng)機產(chǎn)品外觀形態(tài)設(shè)計的問題。

1.2欠缺環(huán)保理念

環(huán)保已經(jīng)成為了一個世界性的問題，我國近幾年也加大了對環(huán)境污染的治理，在很多產(chǎn)品的設(shè)計以及使用過程中都提倡重視環(huán)保理念，但是農(nóng)機產(chǎn)品在環(huán)保方面的設(shè)計有所欠缺。主要體現(xiàn)在一些農(nóng)機產(chǎn)品在使用過程中會對環(huán)境造成一定的污染，例如：農(nóng)機在使用中排放的廢氣，污染濃度就比汽車要高出很多，這與環(huán)保理念是截然相反的，另外，農(nóng)機產(chǎn)品的許多零件都不具有回收性能，這既是污染也是對資源所造成的一種浪費。在全世界都在提倡環(huán)保的當(dāng)今時代，我們在設(shè)計中也要注意這些問題，因此在設(shè)計時必須注重環(huán)保。

1.3農(nóng)機產(chǎn)品的安全性能存在問題

一些需要人為操作的農(nóng)機產(chǎn)品在使用過程中是具有一定的危險性的，農(nóng)機產(chǎn)品會造成的傷害包：操作者對自己造成的傷害以及操作者對他人造成的傷害。操作者對自己的傷害，多數(shù)存在于工作環(huán)境對操作者造成的長期損害或潛在性的不安全因素使農(nóng)機對操作者形成傷害，例如：工作環(huán)境色彩使用不當(dāng)造成視覺疲勞從而引發(fā)事故的發(fā)生；座椅及操作空間設(shè)計的不符合人機工程原理，容易造成人體疲勞損傷等。傷害他人，一般是指操作者在操作農(nóng)機產(chǎn)品時由于操作者的原因，或者他人未能注意到危險而形成的傷害。例如：安全標示不明確或不夠完善；操作者的操作界面不夠合理造成的誤操作等。所以在設(shè)計當(dāng)中如果安全性能出現(xiàn)問題，對人體所造成的傷害是非常巨大的，甚至有可能會威脅到生命安全，因此這一問題是農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中最為重要的一個問題。

2運用工業(yè)設(shè)計解決農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中問題的辦法

2.1提高農(nóng)機產(chǎn)品的外觀設(shè)計

國家重視農(nóng)村的建設(shè)與發(fā)展，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了很多惠農(nóng)政策，對于對于農(nóng)機產(chǎn)品來說是機遇，也是挑戰(zhàn)。農(nóng)機產(chǎn)品的質(zhì)量是占第一位的，所以我國當(dāng)前許多農(nóng)機產(chǎn)品制造行業(yè)都很注重農(nóng)機產(chǎn)品的質(zhì)量，卻往往忽視了除質(zhì)量之外的其他問題，這其實是不正確的。農(nóng)機產(chǎn)品的外觀就是其中一項被忽略的問題，也是現(xiàn)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)品品牌間能拉開品牌差異的重要因素之一，而差異性才會讓品牌間行程良性競爭，才能使這一行業(yè)快速發(fā)展并且不斷進步。農(nóng)機產(chǎn)品的外觀設(shè)計運用工業(yè)設(shè)計理念，對農(nóng)機產(chǎn)品全方位的合理化設(shè)計，更能加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代。工業(yè)設(shè)計是工業(yè)革命的產(chǎn)物，是科學(xué)技術(shù)和文化藝術(shù)多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，其核心任務(wù)就是產(chǎn)品造型設(shè)計，所以將工業(yè)設(shè)計融入到農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計中就能夠有效地解決農(nóng)機產(chǎn)品外觀設(shè)計的問題。在設(shè)計時需要注重其色彩搭配、外觀形態(tài)等多方面的因素，不同企業(yè)之間也需要有各自獨特的標志，對于同一系列的產(chǎn)品，要能夠表達出其設(shè)計理念，在外觀上要有連貫性。

2.2在設(shè)計時注重環(huán)保理念

工業(yè)設(shè)計的設(shè)計目標就是以人為本，而從以人為本的基礎(chǔ)上得出“環(huán)境-人-工業(yè)產(chǎn)品”的有機統(tǒng)一，從而實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。在設(shè)計中要做到以下幾點:a.環(huán)境互利;b.零件可回收;c.最大限度利用材料資源;d.產(chǎn)品可拆卸及可維護性;e.可重復(fù)利用和可交叉利用;f.應(yīng)用節(jié)能技術(shù)。我們要堅持可持續(xù)性發(fā)展，將環(huán)保理念加入到設(shè)計中去，農(nóng)機以后的發(fā)展趨勢必定是綠色生產(chǎn)，高效節(jié)能的。

2.3加強農(nóng)機產(chǎn)品的安全性能設(shè)計

每一個產(chǎn)品的設(shè)計都應(yīng)當(dāng)是以人為本的，要考慮到使用人員在進行使用時是否舒適、方便，另外，使用過程是否安全，這是最重要的一點。所以，我們將工業(yè)設(shè)計運用到設(shè)計中去，設(shè)計農(nóng)機產(chǎn)品時也要以人為本，加強其安全性能的設(shè)計，將安全事故發(fā)生的幾率降到最低，除此之外，也需要有相應(yīng)的保護措施，當(dāng)安全事故發(fā)生的同時，最大程度地保護人員的生命安全。這是當(dāng)今農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中所缺乏的，在今后的設(shè)計當(dāng)中依然是重中之重。

3結(jié)論

通過本文的簡單介紹，可以了解到我國當(dāng)前農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計中所存在的問題，這些問題對農(nóng)機產(chǎn)品制造行業(yè)的發(fā)展造成了巨大的阻礙，將工業(yè)設(shè)計應(yīng)用到農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計中能夠有效解決這些問題。

作者:王芳 馮冠軍 單位:中國一拖集團有限公司特專車廠

參考文獻

篇7

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 22-0000-01

一、引言

當(dāng)今世界，工業(yè)設(shè)計水平的高低是衡量國家和地區(qū)工業(yè)創(chuàng)新能力和競爭能力的重要指標。工業(yè)設(shè)計中人們運用科技知識和方法，創(chuàng)造構(gòu)思出各種各樣的產(chǎn)品，幾乎涉及到人類活動的全部領(lǐng)域。概念設(shè)計作為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，越來越受到人們的重視。

二、工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中的概念設(shè)計

（一）工業(yè)設(shè)計

工業(yè)設(shè)計（Industrial Design，簡稱ID）又叫工業(yè)造型設(shè)計。當(dāng)今世界各國已將工業(yè)設(shè)計作為本國的基本國策，成為促進經(jīng)濟快速發(fā)展的一項重要措施。日本依靠工業(yè)設(shè)計為研發(fā)方向，開發(fā)出輕薄短小、設(shè)計新穎、符合用戶審美觀念的商品，從而使其立足于競爭激烈的國際市場。一個國家或者企業(yè)的工業(yè)設(shè)計水平直接決定了其新產(chǎn)品能否被社會、被市場、被消費者所接受。

（二）工業(yè)產(chǎn)品概念設(shè)計

隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，設(shè)備和產(chǎn)品的功能與結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，產(chǎn)品設(shè)計在整個生命周期內(nèi)占有越來越重要的位置。概念設(shè)計具有十分廣泛而深刻的內(nèi)涵，我們不能將其簡單地理解為過去的方案設(shè)計。概念設(shè)計的過程是一個發(fā)散思維和創(chuàng)新設(shè)計的過程，是一個滿足各項指標的過程，并且當(dāng)存在多種備選方案時，通過概念設(shè)計這一環(huán)節(jié)可以給出一個最優(yōu)的方案。在概念設(shè)計的設(shè)計過程中，要求設(shè)計人員具備先進制造技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計方法、專業(yè)理論、商用運作等方面知識。

（三）概念設(shè)計作用和特性

概念設(shè)計的最主要作用在于產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)新，如果沒有新的創(chuàng)意，概念設(shè)計也就失去了它的意義；概念設(shè)計具有提升企業(yè)形象的作用，因為它可以代表未來產(chǎn)品的流行趨勢，具有一定的超前性，使人很容易聯(lián)想到設(shè)計它的企業(yè)所具有的產(chǎn)品研發(fā)實力，所以有些企業(yè)開發(fā)概念產(chǎn)品用于企業(yè)的廣告宣傳，以達到提升企業(yè)整體形象的目的；概念設(shè)計還有方便企業(yè)內(nèi)部各部門在新產(chǎn)品上市前的協(xié)調(diào)與溝通的作用，從而降低新產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險。

概念設(shè)計具有如下特性：（1）創(chuàng)新性。概念設(shè)計真正靈魂是創(chuàng)新。提高企業(yè)以及設(shè)計人員的創(chuàng)新能力才有可能得到、結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)良的工業(yè)產(chǎn)品，從而提高用戶支持率，為企業(yè)創(chuàng)造效益。（2）層次性。對于概念設(shè)計的層次性主要體現(xiàn)在下述兩個方面：功能層以及載體結(jié)構(gòu)層是概念設(shè)計的作用對象，并且在物理結(jié)構(gòu)層上完成映射。例如，功能層上功能有功能定義以及功能分解，而結(jié)構(gòu)層上的功能包括結(jié)構(gòu)修改、結(jié)構(gòu)變異，由于存在的映射關(guān)系，將兩層聯(lián)系在一起；功能層和結(jié)構(gòu)層上存在相對獨立的層次關(guān)系。結(jié)構(gòu)的層次性受功能的層次性限制，不同層次的功能對應(yīng)著不同層次的功能。例如，功能從某一個層次向其下一個遞進就是功能分解。（3）多樣性。產(chǎn)品多樣性的設(shè)計路徑以及設(shè)計結(jié)果充分體現(xiàn)了多樣性的概念設(shè)計。根據(jù)定義功能、分解功能以及工作原理的不同，會產(chǎn)生完全不同的設(shè)計思路和設(shè)計方法，從而在功能載體的設(shè)計上產(chǎn)生完全不同的解決方案。例如變速器的設(shè)計有兩種完全不同的設(shè)計結(jié)果，即手動式和自動式。

三、概念設(shè)計三要素

當(dāng)完成概念設(shè)計初步工作時，還要考慮能否進行詳細的制造設(shè)計以及日后能否投入市場為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益等方面因素。設(shè)計師設(shè)計出來的概念產(chǎn)品與市場也許有許多差距，如何縮短這樣的差距，解決這樣的難題，最關(guān)鍵的是要具有創(chuàng)新點，能被市場上的消費者接受。所以，本文提出概念設(shè)計的三要素為創(chuàng)新性技術(shù)、創(chuàng)造性思維以及計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)在設(shè)計過程中的應(yīng)用。

（一）創(chuàng)新性技術(shù)

概念設(shè)計中技術(shù)創(chuàng)新是指由于現(xiàn)有產(chǎn)品不能滿足用戶的需求，激發(fā)設(shè)計者發(fā)現(xiàn)新事物、提出新思想，從而產(chǎn)生新穎的構(gòu)思與創(chuàng)見。單純的技術(shù)創(chuàng)新毫無意義，當(dāng)技術(shù)與產(chǎn)品結(jié)合在一起，才會創(chuàng)造出其應(yīng)有的經(jīng)濟效益。所以，產(chǎn)品設(shè)計初級階段就要進行技術(shù)創(chuàng)新。

（二）創(chuàng)造性思維

創(chuàng)造性思維，是一種具有開創(chuàng)意義的思維活動，即開拓人類認識新領(lǐng)域、開創(chuàng)人類認識新成果的思維活動。要設(shè)計就要有創(chuàng)新，而創(chuàng)新正是設(shè)計人員進行創(chuàng)造性思維的結(jié)果。在工業(yè)設(shè)計中，設(shè)計人員要以感知、思維、思考、聯(lián)想、理解等能力為基礎(chǔ)，善于捕捉思維的閃光點，合理大膽的聯(lián)想，這樣才有可能設(shè)計出獨特、新穎、有創(chuàng)意的產(chǎn)品。

（三）計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

目前，計算機輔助設(shè)計已經(jīng)深入發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用，如果僅僅依靠設(shè)計人員進行概念設(shè)計，將會制約它的進展和應(yīng)用。為了充分發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造性，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)，將概念設(shè)計和虛擬現(xiàn)實技術(shù)有效結(jié)合，利用豐富直觀地交互手段，在虛擬環(huán)境中進行概念設(shè)計。如采用“頭腦風(fēng)暴法”進行方案創(chuàng)意，可以針對不同的用戶需求，在不同的虛擬環(huán)境中融入體驗設(shè)計思想，讓用戶可以體驗修改模型的感受，從而根據(jù)用戶的“真實”感受和建議，對模型進行更加合理的修改及完善，達到最優(yōu)化的目的。

四、小結(jié)

產(chǎn)品體現(xiàn)著用戶對某些功能的需求，產(chǎn)品設(shè)計的目的就是實現(xiàn)產(chǎn)品的功能，而功能的載體是產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)。作為設(shè)計者要駕馭物理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與功能兩者之間的關(guān)系，使其能更好的表達給用戶。這就是概念設(shè)計所要解決的問題。概念設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計中最重要的一環(huán)，也是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和提高企業(yè)競爭力的主要手段。為改善我國工業(yè)設(shè)計落后、缺乏競爭力的被動局面，必須重視產(chǎn)品的概念設(shè)計。

參考文獻：

[1]劉艷.淺談工業(yè)產(chǎn)品概念設(shè)計[M].安陽：安陽工學(xué)院學(xué)報，2006，10（5）.3-4頁.

篇8

仿生設(shè)計理念起源于仿生學(xué)。這是把生物自然界的特點、原理應(yīng)用于人類社會，解決人類問題的一門學(xué)科。仿生設(shè)計本質(zhì)是對所有事物“形式”、“結(jié)構(gòu)”、“顏色”、“功能”、“聲音”等多方面的研究，將新方法新創(chuàng)意運用到設(shè)計中去，從而改變改善人們的生活。仿生設(shè)計研究的主要類別有形態(tài)仿生、功能仿生、結(jié)構(gòu)仿生等。現(xiàn)代仿生設(shè)計由于其具有符合人們需求、獨特的設(shè)計理念得到廣泛的運用，而未來仿生設(shè)計將會秉承科學(xué)可持續(xù)的理念，探索和改善人與自然關(guān)系，促使人、自然和社會和諧統(tǒng)一，這也是仿生設(shè)計的發(fā)展趨勢與最終目的。

一、仿生設(shè)計在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀

盧吉•科拉尼（德國著名設(shè)計師）曾說：“設(shè)計應(yīng)該以大自然生命所呈現(xiàn)的真理為基礎(chǔ)”，這句話顯示出了自然界蘊含著無限的設(shè)計秘訣。而仿生設(shè)計就是人們長期研究探索大自然、學(xué)習(xí)模仿大自然的過程。經(jīng)過經(jīng)驗的積累，通過科學(xué)家仿生學(xué)的相關(guān)研究理論，將仿生設(shè)計加入到工業(yè)設(shè)計中，以滿足人們的精神需求和物質(zhì)需求。[1]應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的仿生主要有以下幾個方面。

（一）形態(tài)仿生。一些設(shè)計師在設(shè)計過程中會借鑒自然界動植物的形態(tài)，從而獲得設(shè)計的靈感與理念，形態(tài)仿生是從自然界汲取生物形態(tài)靈感并建立在視覺效應(yīng)上的設(shè)計，讓產(chǎn)品更加適應(yīng)市場需求。小到我們?nèi)粘５娘L(fēng)箏、鼠標———仿造鳥類、老鼠的形體加以進化而成，大到車輛中模仿鯊魚身體的流線型設(shè)計的寶馬還有模仿甲殼蟲形態(tài)設(shè)計的大眾甲殼蟲汽車。而在眾多形態(tài)仿生設(shè)計中，根據(jù)不同的仿生方法與仿生程度，可以將形態(tài)仿生分為具象形態(tài)仿生與抽象形態(tài)仿生。[2]（1）具象形態(tài)仿生。具象形態(tài)仿生，顧名思義，就是直接模仿自然界生物的形象體態(tài)，設(shè)計出來的工業(yè)產(chǎn)品與此生物很相似，人們能直接輕易的辨別出來。當(dāng)然，具象形態(tài)仿生并不是直接簡單的仿照，而是運用夸張或者抽象的藝術(shù)手法對生物形態(tài)的特點進行歸納與概括，引起人們的聯(lián)想與對產(chǎn)品的好奇心，使設(shè)計的新產(chǎn)品不僅要惟妙惟肖，而且要風(fēng)格獨到，具有創(chuàng)意。目前，具象形態(tài)仿生的例子更是數(shù)不勝數(shù)：2008年北京奧運會的鳥巢就是仿照真實的鳥巢而建；蜜蜂的蜂房已經(jīng)被運用到許多領(lǐng)域，大小相同緊密相連的蜂巢連接在一起，具有節(jié)省材料、固定性強、空間占用少的優(yōu)勢，紙漿盒子就是模仿蜂房的構(gòu)造用以運輸包裝禽蛋。（2）抽象形態(tài)仿生。抽象形態(tài)仿生也是模仿自然生物的形態(tài)，卻不僅僅是直觀的模仿，此類仿生無法輕易被認出，但是經(jīng)過描述解釋，人們還是能夠迷糊的辨認出所模仿的事物的大致輪廓，這是抽象形態(tài)仿生的主要特點。在抽象仿生的過程中，設(shè)計者要對模仿的事物進行概括與歸納，充分提取其主要特征，運用各種藝術(shù)手法與設(shè)計方式對所要模仿的內(nèi)容進行處理與加工，將其從生物整體抽離出來，保留所模仿事物的特點與神韻，提高藝術(shù)美感，增加產(chǎn)品本身的吸引力與創(chuàng)新力。抽象形態(tài)防生不局限于模塊化，重點在于如何抽象化、抽象到何種程度。[3]例如：LGWD-N12410D滾筒洗衣機就是一款采用了抽象形態(tài)仿生設(shè)計理念的產(chǎn)品，該機器采用了仿生的魚尾提升筋，洗衣機運行時提升器就像魚尾板波動衣物，給予衣物柔和而有力的拍打力，洗凈衣物的同時降低磨損度。形態(tài)仿生廣泛應(yīng)用于服裝、包裝、工業(yè)以及其他各方面。這類產(chǎn)品易于讓人們接受的，同時又具有新奇的吸引力，藝術(shù)來源于生活，設(shè)計師根據(jù)日常觀察到的現(xiàn)象與生物特征，加以聯(lián)想、創(chuàng)新，最終通過模仿與改進制造出別具一格的產(chǎn)品。（3）意象形態(tài)仿生。意象形態(tài)仿生與具象形態(tài)仿生相似，都有對事物表面形態(tài)的模仿，但是此類仿生在對具體事物進行模仿的同時，還會賦予產(chǎn)品一種蘊含的含義與意境，人們通過產(chǎn)品的形態(tài)，不僅能夠猜測出其所模仿的事物，而且可以體察出其中體現(xiàn)出來的內(nèi)涵，所以，意象形態(tài)仿生不僅具有了所模仿生物的外在影子，還會讓設(shè)計出的產(chǎn)品擁有一種特殊意象或者象征，這是仿生的高級階段，對設(shè)計者的要求也很高，要求設(shè)計師不只擁有超凡的設(shè)計能力，而且還有多方面的知識及豐富的想象力。如此，設(shè)計師才能察覺所設(shè)計的產(chǎn)品與所模仿的事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。例如：前面所提的奧運會“鳥巢”與水立方，兩者結(jié)合充分體現(xiàn)出了“天圓地方”的中國傳統(tǒng)文化理念。再有，文藝復(fù)興時期，人體造像經(jīng)常成為建筑的裝飾，線條剛直的多立克柱往往象征男性，而相對柔美的愛奧尼柱則代表女子，兩種柱經(jīng)常出現(xiàn)于同一建筑中意味著陰陽平衡，天地合一，這些建筑修飾不僅僅使人聯(lián)想起男女的形象，也代表了男性女性的性格特點，蘊含了特別的含義。

（二）功能仿生。功能仿生就是設(shè)計者利用生物的某種功能或者特性來制造工業(yè)產(chǎn)品。這需要科學(xué)家與設(shè)計師兩者共同的努力。科學(xué)家要充分發(fā)揮自己特長，認準自己職能，將各生物的功能結(jié)構(gòu)分析透徹、包括自然有機體的“形”、“色”、“音”、“動”和特征規(guī)律，認真研究總結(jié)成系統(tǒng)的理論，然后設(shè)計者通過掌握這些理論、結(jié)合市場需要來發(fā)明出實時的工業(yè)產(chǎn)品。當(dāng)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計不僅要滿足質(zhì)量與人們的使用需求，還要與人的精神心理相匹配。例如：光感鬧鐘，這是利用不同色彩具有不同功能，對人們心理產(chǎn)生不同影響的原理制造的。普通的鬧鐘是利用高分貝急促的聲音叫醒人們，而此類產(chǎn)品是模仿天亮?xí)r分的色彩變化，利用慢慢變亮的鵝黃色柔光使人們漸漸適應(yīng)周圍環(huán)境，從而逐漸蘇醒。設(shè)計師充分利用了視覺，制作出了符合人們生理要求適應(yīng)人的生活經(jīng)驗的產(chǎn)品。

（三）結(jié)構(gòu)與材料仿生。自然界生物除卻外形和功能可以用于仿生之外，很多事物的結(jié)構(gòu)也具有獨特的用處，令人驚嘆。例如前面所提到的蜂巢，除卻可用于運輸包裝禽蛋之外，它的菱形結(jié)構(gòu)不僅可以形成內(nèi)部空間大的效果，并且蜂巢的材質(zhì)質(zhì)量輕，而且可以隔音。隨著科技進步，人們生活水平的提高，現(xiàn)代生活對科技進步的要求也與日俱增，許多新的科技產(chǎn)品都需要新型材料———仿生材料就是新型材料類型之一。自然界許多生物存在天然材料，明顯優(yōu)于人造材料?？茖W(xué)家及工業(yè)產(chǎn)品制造者可以通過研究生物的特點特征，可以制造現(xiàn)在市場需求的材料。例如：人工冷光就是利用螢火蟲發(fā)光制造。還有一種自清潔玻璃，是利用荷葉表面多尺度結(jié)構(gòu)和表皮生物蠟的存在起到清潔的目的而制成。荷葉表面是由很多密集排列的突起組成，它們之間存在納米級的微小的空隙，而在此之上還存在更為細小的突起，形成雙重的結(jié)構(gòu)突起。水滴在荷葉上極易滾動，與此同時帶走塵埃細菌，利用此材料制造超疏水性自清潔玻璃，在冬季，這種自清潔玻璃還有很好的防結(jié)冰作用。

二、仿生設(shè)計的發(fā)展前景

仿生設(shè)計具有交叉性、創(chuàng)新性與商業(yè)性相結(jié)合的特點，結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計的整體趨勢，仿生設(shè)計未來的發(fā)展前景具有三種特點：人文與技術(shù)相互融合，宏觀與微觀齊頭并進，自然與人工和諧并存。

（一）人文與技術(shù)相互融合?，F(xiàn)代仿生設(shè)計來源于仿生學(xué)和設(shè)計學(xué)，帶有兩種學(xué)科的特點，所以總體來講仿生作品可以分為兩種類型：一種是偏向于技術(shù)層面、注重實用；另一種是偏于自然，注重人文。未來現(xiàn)代仿生設(shè)計的發(fā)展趨勢會呈現(xiàn)適度技術(shù)、人文交叉的情景。例如：2015年設(shè)計師PedroSanin設(shè)計了一款沙漠溫情燈，利用了沙子流動的特性，燈光是暖黃色的與細沙相映成輝，充分加入了人文元素，使人感到溫暖與安逸。另外，還有新型的松樹形、筍形的落地?zé)舻脑O(shè)計，這是一種形態(tài)仿生設(shè)計，松樹、筍形狀的設(shè)計預(yù)示著勃勃生機、節(jié)節(jié)高升，非常有人文特色（如圖1）。

（二）宏觀與微觀齊頭并進。由于當(dāng)代社會的發(fā)展，對仿生設(shè)計的需求越來越大，所以仿生設(shè)計不再局限于個別領(lǐng)域，而是在許多方面都有運用，把這些仿生原理與建筑學(xué)、機器人學(xué)、文化、娛樂等領(lǐng)域相結(jié)合。還包括文化仿生、產(chǎn)品界面仿生等。宏觀與微觀應(yīng)用相結(jié)合，未來仿生設(shè)計會得到更廣更全面的發(fā)展。例如，我國發(fā)明了一種高智能的仿人機器人，通過預(yù)算行為軌跡實現(xiàn)了機器人打乒乓球的突破。

（三）自然與人工和諧并存?，F(xiàn)代設(shè)計的理念與思想重要的一點就是回歸自然，保護自然。注重自然與人的和諧相處，使人類在物質(zhì)與精神上都能接近自然、回歸自然。例如：凱迪拉克Aera概念跑車設(shè)計的車門類似翅膀。在汽車設(shè)計中除了形態(tài)仿生之外，還有色彩防生。有一種叢林色彩汽車，就是因為設(shè)計者觀察蝴蝶時發(fā)現(xiàn)變色蝴蝶，得到啟發(fā)，運用特殊金屬材料加入涂料，所以，從不同角度看汽車會有不同色彩，充分表達了人類向往自然、愛護自然的概念（如圖2）。

參考文獻：

[1]陳天超，韓松蕓.工業(yè)設(shè)計中仿生設(shè)計的應(yīng)用[J].河南科技，2014（01）：11.

篇9

2當(dāng)前職業(yè)高中工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中存在的問題

在當(dāng)前職業(yè)高中工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中，更多關(guān)注的是產(chǎn)品設(shè)計課程的教學(xué)組織，這要求學(xué)生能夠完成至少一個產(chǎn)品開發(fā)或設(shè)計任務(wù)。學(xué)生在產(chǎn)品設(shè)計中，主要包括市場調(diào)查、草圖構(gòu)思、設(shè)計表現(xiàn)，并最終制作成宣傳版面等幾個環(huán)節(jié)。在教學(xué)實踐過程中常常會出現(xiàn)諸多問題。比如，在市場調(diào)查環(huán)節(jié)，學(xué)生對工業(yè)產(chǎn)品的使用環(huán)境、使用者、同類產(chǎn)品的造型、品牌及價格等各方面均進行了調(diào)查，但所有調(diào)查不夠深入，僅浮于事物表面，缺乏必要的調(diào)查分析和思考過程，導(dǎo)致調(diào)查報告和工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的構(gòu)思存在脫節(jié)問題，調(diào)查報告不能對設(shè)計構(gòu)思予以實質(zhì)性的指導(dǎo)，學(xué)生在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計完成之后再補做調(diào)查報告；在草圖構(gòu)思階段，學(xué)生主要采用看圖片資料、尋找靈感的方式開展設(shè)計，使產(chǎn)品設(shè)計缺乏理性思維的過程。這種全憑感覺、嚴重缺乏創(chuàng)意的設(shè)計難以取得良好教學(xué)效果；在設(shè)計表現(xiàn)階段，多數(shù)學(xué)生太過專注于效果表現(xiàn)，在整個教學(xué)過程中，學(xué)生只重視了設(shè)計技能，而非良好設(shè)計思維的培養(yǎng)。

3職業(yè)高中高質(zhì)量開展工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)探析

為了取得較好的教學(xué)效果，在職業(yè)高中工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中，應(yīng)以探索式教學(xué)為主線，使學(xué)生在教師引導(dǎo)之下進行發(fā)現(xiàn)式的學(xué)習(xí)，具體措施如下：

3.1不斷優(yōu)化工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)的內(nèi)容優(yōu)化工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，關(guān)鍵在于合理化選題。結(jié)合學(xué)校所在地區(qū)的地方經(jīng)濟特色，通過合理化選題，引導(dǎo)學(xué)生開展全面而系統(tǒng)的設(shè)計課題研究，把系統(tǒng)化設(shè)計思維和理念融入日常教學(xué)活動當(dāng)中，培養(yǎng)學(xué)生通過獨立思考來解決問題的能力。通過與企業(yè)需求相結(jié)合的手段，使學(xué)生學(xué)會由市場需求和競爭、產(chǎn)品開發(fā)，以及企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略、工程技術(shù)、銷售策略等角度開展工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計。這樣的設(shè)計課題與實踐需求相呼應(yīng)，更可能轉(zhuǎn)為社會效益。

3.2切實豐富工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)的方法首先，采用現(xiàn)場教學(xué)法開展教學(xué)活動。在進行教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)以教學(xué)內(nèi)容節(jié)點要求為依據(jù)，讓學(xué)生深入企業(yè)、市場進行全面的設(shè)計調(diào)查研究和參觀學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得真實的設(shè)計感受與體驗。同時，學(xué)生通過實際動手操作，借助相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)設(shè)計想法，填補自身對工業(yè)產(chǎn)品加工工藝知識的認知。其次，采用案例教學(xué)法。工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的實踐性極強，在教學(xué)活動中，可借助當(dāng)?shù)氐胤浇?jīng)濟特色優(yōu)勢，將教學(xué)活動導(dǎo)入到企業(yè)真實項目中，把刻板枯燥的理論知識融入到多姿多彩的真情實景中。通過真實、可觸摸的現(xiàn)實案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師與企業(yè)設(shè)計師合作完成教學(xué)活動，更能讓學(xué)生切實了解到市場和企業(yè)的實際需求，激勵自我掌握工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計技能及先進的生產(chǎn)知識。再次，討論式教學(xué)法的運用不容忽視。采用討論式教學(xué)法開展教學(xué)，要求教師與學(xué)生均做好充分的課前準備。教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生當(dāng)前的認知水平與心理情感特點，緊貼教學(xué)目標與要求，選擇具有一定的針對性和典型性討論主題，并通過學(xué)生的合作討論形成具有代表性的觀點，進而產(chǎn)生更具價值性的問題，從而激發(fā)學(xué)生探索更廣闊、更深層次領(lǐng)域的欲望。討論法運用得當(dāng)，能更好地發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)活動中的主導(dǎo)地位。教師通過引導(dǎo)學(xué)生思考探究，并對討論過程進行必要的監(jiān)督與引導(dǎo)，能適時糾正錯誤、及時肯定和總結(jié)正確觀點。

3.3不斷完善工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的教學(xué)環(huán)節(jié)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品，具有更新?lián)Q代速度極快，產(chǎn)品設(shè)計與制造周期相對較短的特點，往往幾個月的時間新產(chǎn)品就會上市。而且，工業(yè)產(chǎn)品中塑膠件及沖壓件較多，對整個產(chǎn)品工藝過程和質(zhì)量控制要求也十分嚴格。對現(xiàn)代企業(yè)來講，只有借助于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的力量，方能開創(chuàng)出具有戰(zhàn)略性價值的產(chǎn)品，從而提高市場占有率，提升企業(yè)的品牌競爭力。因此，在教學(xué)過程中，要不斷完善和改進各環(huán)節(jié)教學(xué)活動。如進一步完善設(shè)計調(diào)查環(huán)節(jié)，通過學(xué)生實際調(diào)查深入了解和分析產(chǎn)品，得出工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的要素框架結(jié)構(gòu)圖，并以此結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)著手開展設(shè)計，才能實現(xiàn)設(shè)計目標。

篇10

0前言

在產(chǎn)品設(shè)計中，常見的設(shè)計方法是通過論證分析，得到產(chǎn)品的初步形態(tài)和參數(shù)，然后通過大量的實驗進行性能測試，對產(chǎn)品進行逐步完善，是一種從無到有的過程。不過，這種設(shè)計方法的產(chǎn)品設(shè)計周期較長，而且成本偏高。最近幾年，工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中提出了一種相對于傳統(tǒng)正向設(shè)計的逆向設(shè)計，即從實物樣本到數(shù)字模型的再設(shè)計和重構(gòu)優(yōu)化的過程，在提升產(chǎn)品外觀質(zhì)量，加快產(chǎn)品研發(fā)速度等方面有著良好的推動作用。

1逆向設(shè)計的具體流程

以某跑車油泥模型為例，對工業(yè)產(chǎn)品的逆向設(shè)計進行分析。模型參數(shù)為270mm×140mm，形狀相對復(fù)雜，以油泥為主要材料，在外部噴涂有顯像劑。GeomagicStudio軟件支持曲面重構(gòu)功能，軟件本身在于其他三位軟件進行數(shù)據(jù)的交互時，有著非常嚴格的要求，如果輸出曲面無法滿足設(shè)計需要，則需要在兩個軟件平臺之間進行來回切換，而且無法實現(xiàn)實體及裝配操作。與之相比，CATIA軟件可以同時支持曲線以及曲面的逆向重構(gòu)，本身多工作臺混合式的建模環(huán)境決定了其不需要與其他軟件進行數(shù)據(jù)信息的交換，逆向設(shè)計的基本流程為：在逆向設(shè)計中，首先需要利用三維激光掃描儀，對實物模型進行掃描，得到產(chǎn)品的各項參數(shù)，構(gòu)建數(shù)字化模型，然后運用GeomagicStudio，對得到的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，向CATIA輸送stl文件，開展曲線和曲面的重新構(gòu)筑，生成CAD模型，為產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計和改進創(chuàng)新提供必要的支撐。

2模型數(shù)據(jù)獲取及處理

在對實物模型進行掃描時，一般都會用到掃描儀，常用的包括激光掃描儀和光學(xué)掃描儀，這里選擇ZS－canner600型三維激光掃描儀進行模型數(shù)據(jù)的獲取。在實際操作環(huán)節(jié)，需要首先為模型貼上相應(yīng)的標記點，其位置可以隨意選擇，不過必須確保以此掃描能夠掃到至少4個標記點，可以通過制作輔助板的方式來配合標記點的粘貼。標記點粘貼完成后，在設(shè)置界面將掃描儀的掃描方式選擇為“ScanPositioningTar－gets”，確保一次掃描能夠?qū)⑤o助板和模型上盡可能多的標記點掃描到，模型與輔助板的相對位置不變，根據(jù)掃描到的最初4個定位點，確定相應(yīng)的坐標系。之后，將掃描方式更換為“ScanSurface”，在距離模型20－30cm左右的位置，確?？梢郧宄目吹郊す饩€，然后保持掃描頭勻速移動，使得其可以掃描到至少4個點。掃描過程中對于模型的放置并沒有明確的要求，可以隨意放置，通過調(diào)整視圖來對掃描的結(jié)果進行觀察，待模型全部掃描結(jié)束后，將數(shù)據(jù)進行歸集，以stl格式的文件進行輸出。這種掃描方式的操作相對簡單，可以得到相對完整的模型數(shù)據(jù)，不需要進行數(shù)據(jù)的拼接，掃描效率可以保證。將掃描得到的stl文件輸出到GeomagicStudio軟件中，在菜單中選擇“斷開組件連接”，可以從所有點中選擇與多數(shù)點云存在一定距離的點；而選擇“減少噪聲”，則可以減少掃描環(huán)節(jié)的噪聲點，使得點的排列更加平滑。在數(shù)據(jù)預(yù)處理環(huán)節(jié)，GeomagicStudio還可以對模型的坐標系進行對其操作，為后續(xù)的模型重構(gòu)奠定良好的基礎(chǔ)。具體來講，應(yīng)該首先構(gòu)建兩個相互垂直的平面，將平面與全局模型的某個面進行對應(yīng)，然后點擊菜單中的“對齊到全局”，選擇XY平面，然后浮動選擇某個平面，通過“創(chuàng)建對”選項來創(chuàng)建匹配對。在顯示中打開“全局坐標軸”，結(jié)合不同視圖，能夠?qū)ξ矬w的位置進行查看，從而對坐標系擺正的準確性進行判斷。

3基于CATIA平臺的產(chǎn)品逆向設(shè)計

3．1數(shù)據(jù)輸出與處理

以GeomagicStudio進行預(yù)處理后，可以得到模型的點云數(shù)據(jù)，利用CATIAV5的逆向點群編輯模塊，可以對點云進行分析和處理，實現(xiàn)過濾與降噪?？紤]模型本身的對稱性，可以截取一般的網(wǎng)格面進行數(shù)據(jù)后處理。

3．2曲線構(gòu)建

從跑車曲面的整體走勢出發(fā)，配合曲率分析等相關(guān)工具，可以將模型分割成若干大的曲面，為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計提供便利。曲線的構(gòu)建保羅了特征線創(chuàng)建、點云截面線創(chuàng)建以及邊界線創(chuàng)建三部分，在CATIAV5中，特征線的提取方法多種多樣，比較常用的包括3D曲線、平面交線、曲線投影、交線曲線等，這里主要選擇曲線投影和3D曲線來對模型外表面的線架進行創(chuàng)設(shè)。在進行曲線的構(gòu)建時，對于不同的區(qū)域，應(yīng)該采用不同的方法，創(chuàng)建不同的特征線，如果曲線較為復(fù)雜，則應(yīng)該適當(dāng)增加特征線提取的密度。部分曲面的特征線架構(gòu)如圖1所示。

3．3曲線分析

在完成線架構(gòu)的創(chuàng)建后，需要做好相應(yīng)的光順性檢查，其主要目的是找出其中存在的壞點，在去除壞點的同時，也可以對曲線中的部分數(shù)據(jù)點進行修改和調(diào)整?？梢源蜷_CATIA自由曲面模塊，選擇其中的曲率分析工具，對曲線的曲率分布情況進行檢查，利用長度不同的線段對曲線上的曲率分布狀況進行表示，并以此確定曲線的光順性。對照曲線曲率分布可以看出，構(gòu)建完成的曲線在曲率上的變化相對均勻，不存在明顯的拐點，符合光順性的要求。而在充分保證曲線光順性的前提下，還需要針對曲線的精度進行研究和分析。利用軟件中附帶的距離分析工具，可以對跑車模型中線的精度進行分析，分析結(jié)果顯示，曲線的足最大誤差為0．87mm，可以滿足模型重構(gòu)對于精度的要求。

3．4曲面重構(gòu)

對于一個工業(yè)產(chǎn)品，其外形非常重要，影響著消費者消費體驗。產(chǎn)品外觀數(shù)字模型的構(gòu)建通常是利用多個曲面，經(jīng)延伸、過渡以及裁剪、合并后形成的，在這種情況下，每一個曲面的構(gòu)建在逆向設(shè)計中都發(fā)揮著不容忽視的作用，其不僅需要能夠滿足光順性以及精度方面的要求，還必須可以與相鄰的曲面實現(xiàn)平滑連接，減少突兀性。事實上，不同的平面有著不同的特性，其生成方式也各不相同，如果單純的采用某一種曲面的生成方法，想要實現(xiàn)對模型的重構(gòu)是不可能的。因此，在曲線創(chuàng)建環(huán)節(jié)，需要將收集到的點云分割成若干份，根據(jù)每一份的特點，選擇恰當(dāng)?shù)那嫔煞椒ǎ拍軜?gòu)建出滿足相關(guān)要求的曲面。如果曲面的曲率變化較為均勻，可以利用CATIA軟件中的四點綴面進行曲面的構(gòu)建；反之，如果曲面的曲率變化不均勻，可以利用CATIA軟件中的逆向曲面重構(gòu)模塊，選擇其中的最佳擬合曲面功能，進行曲面的構(gòu)建。

3．5質(zhì)量評價

對曲面的精度進行檢驗，所得結(jié)果如圖2所示。結(jié)合圖2分析，本文構(gòu)建的曲面與網(wǎng)格面之間的距離在0．001mm到0．986mm之間，誤差值存在于允許范圍內(nèi)，表明重構(gòu)曲面能夠滿足工業(yè)設(shè)計的要求。在對曲面的質(zhì)量進行評價時，比較常用的方法包括曲率梳、斑馬線、反射線、高光線等，以斑馬線為例，其分布狀況見圖3。從圖中可以明確，在面積較大的區(qū)域，斑馬線的分布相對均勻，這也表明曲面光滑性良好，而在連接過渡區(qū)域，斑馬線整體呈S型分布，可以滿足G2連續(xù)的要求，因此從整體分析，重構(gòu)得到的曲面在質(zhì)量上能夠滿足設(shè)計需求。

3．6優(yōu)化設(shè)計

在進行逆向設(shè)計的過程中，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是曲線曲面的構(gòu)建以及質(zhì)量分析，一旦產(chǎn)品的曲線和曲面完成了重構(gòu)，也就標志著可以以此為依據(jù)，針對工業(yè)產(chǎn)品進行重新設(shè)計，設(shè)計的對象不僅包括了產(chǎn)品的外形，還包括了整體的功能創(chuàng)新，以本文提到的跑車為例，基于重構(gòu)模型，可以對車輪、標識、車窗、后視鏡等細節(jié)進行優(yōu)化設(shè)計。例如，跑車模型原本的車輪是對柱體進行簡化后形成的，整體缺乏真實性，從強化跑車整體效果的角度，可以利用CATIA裝配設(shè)計工作平臺，對跑車的四個車輪進行優(yōu)化設(shè)計，提升模型的真實性。

4結(jié)語

逆向設(shè)計是相對于正向設(shè)計而言，可以參照實物模型，通過數(shù)據(jù)采集和曲面重構(gòu)，得到全新的數(shù)字化模型，從而對產(chǎn)品進行改進以及優(yōu)化設(shè)計。本文提出了一種有效的模型點云數(shù)據(jù)獲取及處理的方法，配合GeomagicStudio和CATIA，針對某跑車進行了逆向設(shè)計，結(jié)合曲線的光順性檢查和精度檢查，以及曲面的精度與斑馬線分析，得到了有效的分析結(jié)果，實踐證明，本文提出的工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品逆向設(shè)計方法有著良好的實用性，值得進行推廣。

參考文獻

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