計算機輔助工業(yè)設(shè)計的應(yīng)用

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1CAID與CAD的區(qū)別

計算機輔助工業(yè)設(shè)計（CAID）是采用計算機進行設(shè)計的CAD的一種，特別是指能夠進行包含工業(yè)設(shè)計的系統(tǒng)。一般的CAD工具主要用來進行設(shè)計產(chǎn)品內(nèi)部零件，而CAID相對來說是進行一種整體性的設(shè)計。CAID系統(tǒng)中本身已包含了大量的已經(jīng)設(shè)計好的模型。

2計算機輔助工業(yè)設(shè)計技術(shù)計算機技術(shù)與工業(yè)設(shè)計的結(jié)合主要表現(xiàn)在計算機輔助造型技術(shù)、計算機輔助工業(yè)設(shè)計中的人機交互、智能技術(shù)和新型技術(shù)

2.1計算機輔助造型技術(shù)

計算機輔助造型技術(shù)是研究物體形狀的一種數(shù)學(xué)模型，即研究計算機環(huán)境下物體形狀的幾何表示、分析和綜合。計算機輔助造型技術(shù)經(jīng)過將近30年的發(fā)展，已經(jīng)逐步走向特征造型、變量化設(shè)計階段，而這一進步也使得實體模型逐步轉(zhuǎn)向產(chǎn)品模型。與此同時，對于產(chǎn)品模型生命周期中的信息共享以及各種數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換的研究也逐漸被關(guān)注，并慢慢往這方面發(fā)展。對于計算機輔助造型的研究目前主要表現(xiàn)在造型的自由曲面的設(shè)計以及造型的草圖的設(shè)計等方面。產(chǎn)品自由曲面設(shè)計的研究是整個計算機輔助設(shè)計的一個重要的方面，該設(shè)計主要包括產(chǎn)品基本的表面設(shè)計、產(chǎn)品移動的特性和串通圖形。自由曲面的設(shè)計直接影響著人們的審美觀，設(shè)計完美的曲面應(yīng)該具有流暢的線條和360度全方位的旋轉(zhuǎn)，給人一種賞心悅目的感覺。設(shè)計是為了適應(yīng)設(shè)計師傳統(tǒng)的手繪設(shè)計而發(fā)展起來的。因為設(shè)計師不能將自己的設(shè)計思想轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C可以理解的語言，所以傳統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計不能和工業(yè)設(shè)計進行有效的結(jié)合。草圖設(shè)計的重點在于實現(xiàn)設(shè)計過程中的人機交互以及草圖的完善技術(shù)。

2.2計算機輔助工業(yè)設(shè)計中的人機交互

人機交互的主要任務(wù)在于實現(xiàn)人與計算機之間的信息交互。人機交互的發(fā)展歷史并不長，但是其所包含的內(nèi)容，像是人機交互界面，虛擬仿真技術(shù)等都在工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。人機交互界面指的是人與計算機之間用于交互的操作界面。人機界面由傳統(tǒng)的DOC界面發(fā)展到現(xiàn)在的圖形用戶界面，未來人機交互界面將向著自然和諧的人機交互界面發(fā)展。虛擬仿真技術(shù)是指利用計算機軟硬件系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實的世界，設(shè)計是可以通過這個虛擬的世界通過人機交互完成產(chǎn)品的設(shè)計、驗收等工作。

2.3計算機輔助工業(yè)設(shè)計中的智能技術(shù)

智能技術(shù)一直是人類研究的熱點，智能手機、智能機器人等智能產(chǎn)品不斷被推出和改進。目前，智能計算機輔助設(shè)計已經(jīng)有了一定程度的進展。智能化系統(tǒng)能對設(shè)計過程提供很大的便利，特別是對于創(chuàng)造性思維和重復(fù)的人機交互，智能技術(shù)顯得尤為重要。在設(shè)計師進行創(chuàng)造性思維的設(shè)計時，需要將設(shè)計思路快速的轉(zhuǎn)化為草圖，而這個過程相當?shù)膹?fù)雜，需要設(shè)計師頻繁的對計算機進行操作。如果計算機能夠根據(jù)設(shè)計師的想法自動的進行草圖的繪制，然后設(shè)計師再根據(jù)繪制的草圖不斷的進行調(diào)整和改進，這對于設(shè)計師來說將是一件非常高效的事情。

2.4計算機輔助設(shè)計中的新技術(shù)

目前，隨著對計算機技術(shù)與工業(yè)設(shè)計技術(shù)結(jié)合研究的進一步深入，虛擬現(xiàn)實、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等新技術(shù)以及并行設(shè)計、輔助設(shè)計等設(shè)計方法逐漸成為又一大熱點。虛擬現(xiàn)實就是利用計算機中的軟硬件虛擬現(xiàn)實中的環(huán)境，然后在虛擬的環(huán)境中進行各種工作，目前已經(jīng)得到了應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿動物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為復(fù)雜，他先將信息概念化并用計算機符號進行表示，然后利用計算機軟件進行推理和分析，形成計算機指令進而執(zhí)行。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)目前也被廣泛應(yīng)用到工業(yè)設(shè)計過程中。遺傳算法是一種模擬自然進化過程進行最優(yōu)解的求解算法，這種算法相對來說操作簡單一些。

3結(jié)束語

綜上所述，計算機作為一種輔助的工具應(yīng)用到工業(yè)設(shè)計中是切實可行的，并且其還有很大的發(fā)展空間。計算機的海量信息存儲和分析能力能夠幫助工業(yè)設(shè)計師獲得更堅強的知識后盾，并且計算機的空間表現(xiàn)能力可以幫設(shè)計者更準確的表達內(nèi)心的設(shè)計理念。

作者：于洪浩單位：英利能源（中國有限公司）