国内外船舶产品数字化协同设计模式发展趋势研究

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鞠理杨122010019

1 船舶产品数字化协同设计概论

进入二十一世纪,中国造船业正朝着数字化造船这个方向进一步迈进。与此同时,世界造船强国纷纷综合应用各种先进制造技术,逐步形成数字化造船体系,其中,以美国为代表的先进国家目前正致力于实现基于协同并行工程的新一代船舶设计、制造的虚拟船厂。

1.1 协同设计

协同设计是近年来提出的一种新的产品开发设计模式,受到了国内外众多研究单位与制造商的重视.协同设计不是简单的设计发明或创造,而是集成了现代设计中许多新方法、新技术、新思想、新模式,经过系统的抽象发展形成的。协同设计一般可理解为两个或两个以上的设计主体(或称专家)通过一定的信息交换和互相协调机制,采用适当的流程分别承担不同方面(范围或领域)的设计任务共同完成一个设计目标。同时它也是一门综合的现代设计技术。协同设计继承发展了并行设计的基本思想借助于迅速发展的计算机技术和网络技术构成计算机支持的协同设计。

尽管协同设计在不同应用领域(或为了不同的协作目的)所构建的系统有所差异但通常具有以下共同的特点:

(1)协同设计的核心思想是产品的体系优化建模和开发过程集成,即从产品设计开始就考虑到产品开发后期可能出现的问题及对策。

(2)通过结构重组,将以前不属于同一时间段的问题,如后序的制造过程、安装过程使用过程中以及维修废弃可能出现的问题提前到设计阶段来考虑。

(3)对于那些复杂交错、跨时域、多目标的问题,协同设计采用“协同决策”的方法进行处理。

(4)在技术方面协同设计在继承了许多优秀技术与方法,如CIMS、PDM、多媒体技术等基础上提出了“计算机支持的协同设计”和面向协同设计的CAD/CAM/CAPP集成等设计理念。

(5)在产品设计期间,协同设计能很好地处理产品生命周期中各环节的关系,充分地体现了互相合作、资源共享、协同决策的价值,从而消除了传统串行设计过程中存在的“抛过墙”式的现象。

协同设计的发展趋势

(1)产品设计的虚拟化

(2)产品设计的网络化

(3)准化与规范化

(4)绿色设计与绿色制造

1.2 船舶产品数字化协同设计模式的概念

船舶产品的数字化协同设计是数字化船舶设计发展到一定阶段的必然产物,就是要在实现船舶数字化设计的同时引入协同设计概念,利用局域网进行多人协同作业,实现产品数据的有效管理。

传统的船舶设计大都基于概念设计→报价设计→合同设计→基本设计→详细设计→生产设计→…这一垂直、串联的过程。而在生产实践中常常发现,由于同一部件在设计的各个阶段、环节的表示与处理方法可能存在很大差异,加上很难用计算机完全代替人的经验,因而在实际过程中,仍需各设计阶段之间的信息的大量转换,设计与工艺的多次反复,即实现真正的船舶区域、模块化制造会遇到许多的困难。这样,必须转变传统的设计技术方法,实行

多领域(专业)交叉的多人并行协同设计来解决这些问题。

大多数船厂的详细设计以前的设计阶段都在船舶设计院所完成,设计院所内部各个设计部门(以下称为横向协同设计),设计院所与船厂,船厂生产设计部门与现场工艺管理之间(以下称为纵向协同设计)都需要引入协同设计来减少设计过程中的失误,避免出现例如舾装设计之后发现结构强度不满足规范要求以及生产设计完成之后发现现场施工条件达不到要求的低级错误现象,提高船舶设计的效率和质量。下图为设计更改管理过程:

发现设

计错误

船厂修改意见

船东修改意见

研讨协调

设计院所

设计修改

船检

认可

船厂修改图1.船舶设计更改管理流程

2 船舶产品数字化协同设计的关键技术研究

2.1 船舶产品数字化协同设计与PDM

船舶协同设计是基于产品数据管理(PDM)技术的,以并行工程方法实现的对从船舶概念设计到生产设计和完工设计各设计阶段和各设计专业之间的并行协同设计。

在船舶的设计过程中,由于船舶产品的复杂性,往往由数不清的零部件组成,而每个零部件的信息也可能是零乱的,更可能经过更改而产生动态的变化。为了保证这些信息的完整性、有效性、准确性,仅仅通过人工管理的手段是难以达到的,这就需要一套可以支持设计、生产、管理信息一体化的并行协同设计的平台,从而可以实现船舶设计所和制造厂之间三维船体模型、管系原理及相关各专业信息的全数字化的转移。在设计院所和造船厂之间实现网络环境下的协同设计,造船厂在详细设计阶段便开始参与设计。建立船舶舾装、动力、机电各类设备信息数据库原型,为下一步拓展数据库的功能和规模做好准备。

不论在横向协同设计还是纵向协同设计中,设计永远都是基于数据和流程而言的,数据库的准确性直接决定着产品的质量。所以,要实施协同设计,必须建立以CAD/PDM技术为基础的协同设计管理平台,相关的设计单位(主要是设计院所和船厂)应该建立统一的管理平台,选择统一的CAX和PDM软件,国内在这一方面成功的案例不多。

总体设计舾装设计

结构设计电气设计

轮机设计

AutoCAD

Tribon 船舶异地协同设计平台

PDM

实时协作在线感知音视频交流协作会议项目讨论项目管理

任务分解

项目团队

项目进度

任务跟踪

对象管理

对象入库

对象检索

对象分类

版本管理

更改管理

更改申请

更改审批

更改执行

工程流管理

过程建模

流程控制

组织权限

管理

组织定义

功能授权

对象授权

对象数据库项目数据库工作流模型

数据库

组织数据库设计资源库

专业设计

应用平台

功能模块

数据平台

图2.基于PDM的船舶设计系统层次图

2.2 CAD/CAM/CAE/PDM软件产品间的数据交换接口与集成应用

目前船舶设计中使用的专用或通用的CAD软件工具较多,如总体设计使用的TRIBON M3和AutoCAD等具有一定的代表性。针对现阶段数字化造船在我国已经初步普及的状况,设计院所的船舶并行协同设计平台应该具有把传统的CAD工具集成的功能。同样,船厂的协同设计平台应该具有把CAD工具与管理软件相集成的功能。本文列举了几种典型软件的数据交换接口:

(1)CAD软件与有限元软件VisualNastran

MSC VisualNastran可与各种CAD软件进行无缝连接,既能够进行有限元分析,也可以进行虚拟样机仿真。该软件以插件的形式集成于CAD软件中,实体模型可直接代入,进行动力学分析。根据计算得到的支撑反力,可以进行装配体的应力、振动模态、屈曲和热传导等方面的分析,可应从结构设计角度对横向协同设计有所帮助。

(2)CA TIA与ABAQUS

ABAQUS for CA TIA是达索公司收购ABAQUS软件后开发的仿真整合软件包,是专门针对CATIA V5版本的借口软件。借助该接口,使用者可以在CATIA内部直接调用ABAQUS 求解器进行机械、热和热固耦合的分析,包括材料、几何、接触等多种非线性支持以及螺栓预紧力、摩擦、过盈配合、对流和热传导等多种分析功能,可以从船舶管系的结构,船厂焊接工艺技术等方面对实现横向协同设计产生积极的作用。

(3)TRIBON M3与项目管理软件Windchill

通过Windchill系统和TribonM3的集成接口,Windchill8.0系统可以直接与TribonM3版本进行直接集成,从而可以实现把Tribon模型直接导入Windchill中。Windchill可以针对船舶的设计数据设定版本控制规则和工作流程,可以利用ProductView进行虚拟装配、综合布置分析、碰撞分析和干涉检查等动作,并可以结合工作流技术,对Tribon的可视化模型在Windchill中进行可视化签审管理,有助于船厂实现生产设计与工艺管理的纵向协同设计。(4)AutoCAD与Windchill

Windchill提供了和AutoCAD集成的模块,可以实现在AutoCAD中内嵌Windchill菜单,通过菜单,可以直接连接、浏览Windchill PDM Link服务器,实现AutoCAD图纸批量导入Windchill系统的功能。并可以实现对AutoCAD图纸的审阅,校核功能。(注:Windchill软件为美国PTC公司开发的第三代PDM软件,已在韩国现代重工得到了成功的应用。)

(5)实现CAD/CAPP/CAM软件数据交换的沪东SPD系统

在国内实现数据交换功能较成功的有沪东造船厂自主开发的集成了CAD/CAPP/CAM的SPD系统,该系统拥有同Catia、Tribon以及CADDS5实现部分模块数据转换的接口,目前已经完成Tribon和Catia的船体和舾装模型的导入转换,CADDS5船体模型的导入转换,这些接口既解决了异构CAD同设计院所和企业之间的设计集成,又可以使船舶企业与原有引进设计系统和本设计系统的集成应用;既不浪费原来引进的设计系统资源,还可弥补国外系统对生产信息生成的缺陷,并有利于原历史船舶模型的保存。

还有诸如Maxsurf与NAPA之间也可以实现数据的交换,有助于实现船舶设计与性能计算相协同。此外,由于Tribon软件的数据库开放性差,二次开发技术要求高,还可以开发s 三维设计模型软件与Tribon的接口来实现三维模型的统一,大大减少建模工作量,并方便实现横向协同设计与纵向协同设计的衔接。

2.3 网络技术和分布式数据库技术

造船信息化技术中的CAD、CAE、CA T、CAPP、CAM、PDM、PLM等都建立在网络上,网络技术可以实现船舶开发设计单位,制造单位、船东、供货单位、船检部门等各个机构的资源共享,实现实时异地协同设计、检验、订货与制造。

利用Intranet(企业内部网)服务,设计开发人员可利用终端获得工作所需的所有信息。另一方面,由于Intranet与Internet在所用技术上并无本质差别,而只是逻辑范围的相对性不同。所以,将来之需要通过简单的硬件和软件的权限设定,提供Internet接入服务,并为企业各个部门、各下属分公司或分厂、集团外部配套供应商提供服务,进行信息交流。

目前船舶设计过程中,工程技术人员所使用的各类手册、资料来源众多,大量资源无法实现共享;现行的各类资料更新缓慢。为了规范各种资料的选用源头,缩短产品研制的周期,提高产品质量,降低成本,提高设计舰船信息化应用水平,就必须建立海量信息、规范完整、更新及时的资料基础数据库。

为了实现船舶协同设计的要求,设计部门之间建立的数据库管理系统应该要具有分布式的特点,即将一个集中的数据库分散成多个拥有相对完整信息的多个较小的数据库,对于不同地点的用户,根据其所拥有的权限,可以对企业网络中的资源进行访问。为此,当地系统必须能提供统一的数据模型。此外,还要在数据库管理系统中建立一个共享服务器模式的数据库,用来存放整个船舶设计过程中产生的数据和文档,用以高效获取数据、更新数据和加工处理数据,并保证数据的安全性、可靠性和持久性。

网络技术和分布式数据库技术,对横向和纵向协同设计的效率和质量都有着极为重大的影响。但是在国内得到的重视明显不足,造成了国内船厂生产设计漏洞百出,错误频现,制造部门返工现象很多,效率得不到保障。

3 国内外船厂数字化协同设计应用动态

3.1 国内船厂

(1)外高桥造船

外高桥自2004年引进韩国HANA公司的ADES系统和CIMS系统以来,完成了CAD/CAPP/CAM集成技术和系统平台的研究,对原CIMS框架系统中的66%模块作了较大幅度的修改;自行开发技术已经投入应用的模块占27%。后来,外高桥逐渐从将系统平台从“单模块局部应用”推广到设计、生产、物资集成应用,并通过自行开发设计软件与系统的接口软件WADS,提高了协同设计的效率。外高桥造船厂典型的协同设计模式是使用Tribon软件,在船舶生产设计阶段通过虚拟建模技术,将脚手,吊装,铁舾件等都建入模型,发现相互干涉现象,各专业经过模型平衡会议,提前在设计中把此类问题解决。

(2)江南造船厂

江南造船厂到2006年为止,Tribon 软件各个模块主要应用于船体、舾装的设计,完成了CADDS5到Tribon 模型数据的部分研究转换。在船舶数字化协同设计的进程上迈出了坚实的一部。目前,江南造船厂已经确立了以“e 江南”为主题的数字化造船的总体目标和相应的系统框架:以船舶三维模型为核心,基于信息标准化,建立安全可控的信息共享平台,实现主体业务的全面整合贯通。不断建立和完善一个以使先进设计、先进建造、先进管理相互集成为目标的综合数字化协同设计体系。下图为自主装配式数字化协同造船平台“e 江南”:

商务智能

综合统计

数字化集成管理控制平台

企业门户

协同办公

任务中心

报表中心

知识管理

搜索引擎

数字化协同设计制造平台

CAE/CAD

静水力计算水动力计算

产品设计生产设计CAM

虚拟制造虚拟装配套料管理N C 编码制造仿真业 务 配 置 总 线

PDM

设计管理

文档管理

物料管理

装配管理

设计项目管理

数字化集成管理控制平台

ERP

生产计划

计划管理调度控制仿真优化营销管理工程管理物流管理质量管理工法管理成本管理财务管理人

力资源管理

设备管理

业 务 配 置 总 线

MES 生产制造数字仿真

船体舾装涂装

作业计划管理

作业实绩管理

生产物料管理

劳动力管理

辅助材料管理

生产质量管理

起运支持管理

设备管理

辅助成本管理

基础服务

数字化建模平台

GIS 平台

企业服务总线(ESB )

统一数据模型库管理船舶三维模型库统一编码

物料库

制造资源

库 制造规则知识库客户数据

库供应商数据库

报表库

图3.数字化并行协同造船平台“e 江南” 3.2 国外船厂

(1)日本川崎重工

川崎重工很早就将KCS 公司的Tribon 与包括计算机辅助工程、计算机辅助制造/工厂自动化/机器人系统、生产管理系统、物料采购系统在内的川崎重工自己开发的系统进行集成所形成的CIMS ,此后,又在此基础上开发了KKARDS 系统,几乎全部设计结果都能以立体图形显示,实现了产品模型技术与人工技能的有效集成,既生产设计与现场工艺管理的协同模式。该船厂在建立造船CIMS 的过程中,不断将协同设计的思想引入设计流程中,采用

了自下而上,逐步扩展的发展模式,即在自动化生产设计的基础上,逐步建立与底层关系紧密的上层系统,然后将他们逐个集成,在此基础上再进一步对上层信息系统进行扩充,使得设计过程步步与生产管理过程相协同,形成完整的协同化CIMS。1996年,川崎重工将Tribon 系统产品信息和其自行开发的先进计算机集成信息管理系统CI2M进行整合,还和南通川崎实现了数字化异地协同设计,直接使南通中远川崎崛起成为中国造船界的闪亮明珠,彰显了船舶产品数字化协同设计的巨大潜力。

(2)美国的“独特”协同设计模式

在美国,罕有大型民用船厂。以军工船舶产品为例:2009年4月,美国电船公司以每年建造两艘“弗吉尼亚级”潜艇和每艘成本降至20亿美元为目标,在海军造船技术中心、海军研究局和海军制造技术办公室的资助下完成了“面向制造的设计”项目研究。该项目在方法上采用对设计人员培训企业制造流程、资源能力以及最佳实践案例,以增强设计过程对制造因素考虑的意识;在策略上考虑了以设计为源头,涵盖精益制造、装配、测试、维护和维修等环节;在工具上体现为设计标准与规范数据库,基于三维模型的无缝协同与发放环境、面向全生命周期的设计成本分析软件等;直接优化了100多个与制造有关的设计流程。美国数字化协同设计的独特在于,它的协同设计基于高端的数字化水平和人员素质;覆盖了船舶产品的全生命周期,直接考虑到了后期的维护;并且将数字化协同设计与精益生产过程相结合,形成了无缝协同的思想。

4 总结与展望

4.1 国内船厂数字化协同设计模式现状分析

数字化造船作为实现我国造船工业跨越式发展的重大举措之一正在扎实地向前推进。中国骨干船厂引进国外先进的船舶设计软件系统,如TRIBON和CADDSS等,并不断地进行二次开发和应用,已初步建立了面向造船过程的计算机辅助数字化设计系统。目前,随着造船模式的变更,信息技术已逐步渗透到造船业价值链的每一个环节,实施协同设计已经具有了可行性和必要性。但由于种种原因,在以往的信息化建设过程中往往缺乏对企业信息化整体的战略考虑,各应用系统之间形成的信息壁垒导致信息的流动不通畅,信息的一致性不能保证,信息资源没有被充分利用。因此,目前在国内,信息化的整体效益还远未充分体现出来。只有极少数大型船厂注重引入协同设计模式,但大多数都只是在订立目标阶段或只是在少数设计阶段做到了初步的协同。所以,在数字化生产技术方面,与日本、韩国造船业差距较大。主要体现在:

(1)数字化设计船舶:基于3D模型的CAD/CAM已得到了广泛地应用。CAE的应用局限于设计分析阶段,在船舶建造过程中CAE的应用程度相当低,而数字化造船更强调CAE

技术在制造过程中的应用,CAE技术的不足导致某些方面的协同设计无法开展,只能单纯地依靠工程师的经验解决问题。此外,由于二次开发技术,软件接口技术的不完善,数据交换无法实现,也使协同设计无从谈起,使得日、韩等国先进造船企业船舶平均设计周期为100天,而中国一般要1年才能完成。

(2)数字化设计与生产管理:CAPP、PDM、CMIS等船舶建造信息支持系统尚处于起步阶段,标准和编码等基础工作不扎实,并缺乏准确而齐全的基础数据。CIMS系统在设备采购、部件配送等信息管理方面仍属空白,国产软件的不完善和系统的异构使得我国协同设计缺乏数字化技术与管理技术的支持,协同设计的目标无法实现。

(3)数字化设计与建造船舶:信息流对生产设备和设施的是离散型的驱动,并且仅局限于船体部件加工阶段,船舶建造过程中的集成度、自动化程度和数字化程度还是相当低。造成设计与建造的协同程度不高,特别是设计院所与生产现场没有实现并行和协同,也就是横向

协同设计与纵向协同设计无法衔接。

4.2 实现数字化协同设计模式的要求和限制

顾名思义,数字化协同设计必不可少的两点:数字化软件、网络环境。然而仅有这两点是远远不够的。还有几点必须明确:

(1)设计人员数字化软件的整体应用水平。如果设计单位采用的数字化软件非异构的话,这一点就是实施数字化协同设计最基本的要求,对于整体应用水平达不到的设计人员应该予以重点培训,以防止不必要的误操作。

(2)高层管理人员对数字化协同设计的支持力度。相比单机设计,协同设计更加占用资源,这些是以企业的成本为代价的,而由于主客观条件的限制,协同设计的实施短期内可能无法带来明显的利润,这时,管理人员的想法就左右了协同设计的实现。

(3)本单位或本部门的基础标准现状是否支持协同设计。在统一的平台上做设计,要求是习惯统一、环境统一、标准统一。协同设计除了对人员的素质要求之外,文件数据、技术规范、具体操作、组织结构、导入导出的接口技术都有统一的标准要求。

4.3 船舶产品数字化协同设计的发展趋势

简单来说,数字化设计可分成四个不同的阶段:

(1)初始阶段,实现单机的数字化,即技术人员除了设计采用三维的设计软件外,其它工作习惯和旧习惯一致,即单机作业、纸质流转;

(2)发展阶段,引入协同设计概念,利用局域网进行多人协同作业,实现产品数据的有效管理。从上文可以看出,国内的多个骨干船厂正处于这个阶段,以沪东为例,SPD系统构建了从设计到生产的协同设计平台,但是没有实现整个从设计到管理的协同;江南造船厂的“e 江南”是一个非常完整的并行协同设计系统,目前却只是一个有待实现的目标。

(3)成熟阶段,在协同设计的过程中扩充电子签署、项目管理等概念,将整个产品研发体系移植在设计平台上。大多数日韩的骨干造船厂处于这个阶段。

(4)完美阶段,将数字化设计与数字化管理有机结合,使设计院所与船舶企业各信息系统之间无缝连接,达到数据有效传递的目的,最终实现产品全生命周期监控和管理。目前,只有美国造船业处于这个等级上。

对于这四阶段来说,第一阶段是很容易实现的,第二阶段是数字化设计实施的重点阶段,它实施的好坏决定了后面阶段是否能够成功开展,中国在发展船舶产品数字化协同设计的道路上,目前亟待解决的问题有:

(1)船舶设计软件功能的不完善和异构,AutoCAD主要用于二维制图,Tribon系统相对封闭,CADDS5没有初步设计的功能等等,导致系统之间无法实现有效的数据转换,各软件之间孤岛现象严重,船舶设计周期较长;

(2)没有实现船舶设计所与制造厂商的并行和协同,拖长了设计和建造的周期。通过近年来大规模的资金投入,我国许多船厂及研究所的信息化虽然紧跟国际先进水平。但是虽然软件够先进,由于技术的的匮乏及管理的落后,至今还未实现协同,并行的船舶一体化三维设计。

(3)数据管理方式落后,急需摆脱原来的人工管理方式。必须引入先进的管理技术来替代成本高效率低的,且无法实现资源共享的管理模式。

工业设计趋势分析

工业设计发展历程 工设10901何龙 关键词:工业设计史工艺美术新艺术运动现代设计 设计的对象归根结底就是改善人的环境、工具,以及人自身,其渊源就是伴随“制造工具的人”的产生而产生的,设计是人类有目的的改变生存方式的创造性活动,是应用科技、经济、艺术的要素、系统解决问题,以及满足人类物质需求和精神需求。从人类的历史进程来看,设计始终是伴随着人类的发展而不断进步的,这一部进步与发展的历程就是一部工业设计史。 工艺美术运动 工艺美术运动是起源于19世纪下半叶英国的一场设计改良运动,运动的时间大约从1859年至1910年。得名于1888年成立的艺术与手工艺展览协会。其起因是针对装饰艺术、家具、室内产品、建筑等,因为工业革命的批量生产所带来设计水平下降而开始的设计改良运动。这时的产品出现了两种倾向:一是工业产品外型粗糙简陋,没有美的设计;二是手工艺人仍然以手工生产为少数权贵使用的用品。于是社会上的产品明显地两极分化:上层人士使用精美的手工艺品,平民百姓使用粗劣的工业品。 “工艺美术”运动的缺点或者说先天不足是显而易见的,它对于工业化的反对,对干机械的否定,对干大批量生产的否定,都没有可能成为领导潮流的主流风格。过于强调装饰,增加了产品的费用,也就没有可能为低收入的平民百姓所享有,因此,它依然是象牙塔的产品,是知识分子的一厢情愿的理想主义结晶。 新艺术运动 在19世纪80年代,新艺术运动只是被简单地称为现代风格,就像洛可可风格在它那个时代的称呼一样。另一方面,很多小范围团体的互相聚集,稍微改良了当时矫饰的流行风格,形成20世纪现代主义的前奏。新艺术风格的流行时间大约从1880到1910年左右。这种艺术新形式带有欧洲中世纪艺术和18世纪洛可可艺术的造型痕迹和手工艺文化的装饰特色,同时还带有东方艺术的审美特点,也运用工业新材料,包含了当时人们的怀旧和对新世纪的向往情绪,是人们从农业文明进入工业文明过渡时期所有复杂情感的综合反映。这一运动带有较多感性和浪漫的色彩,表现出怀旧和憧憬兼有的世纪末情绪,是传统的审美观和工业化发展进程中所出现的新的审美观念之间的矛盾产物。社会转型期的新旧更替并不仅仅体现在时间上,还体现在生产方式、生活方式、审美观念,以及每天所使用的日用品中。这一时期,欧洲艺术家、手工艺人、建筑师所创造出来的新的艺术形式被称为“新艺术”。 现代设计 “现代”是一个专用术语,它是针对“后现代”而言。什么叫“现代”?这要区分三个范畴:科学领域、艺术领域、工业设计领域。在科学技术和经济方面,“现代”指工业化以后的两个历史时期。第一次现代化时期指两次世界大战期间,西方现代设计欣赏。 国家出现以流水线为代表的经济高速发展,尤其是19世纪20年代形成了以

产品设计的现状和发展趋势.doc

2产品设计的现状 2.1大的社会环境 由于整个社会处在转型期,我们周围充满了浮躁的味道。产品设计免不了也陷入其中。浮躁不是一种病,是一个发展中国家,一个正在奋起直追的国家的常态。我们正在追赶世界,世界张开双臂迎接我们。身在其中,想做到不浮躁真的很难。产品设计在我国还处在幼稚阶段,如何面对这么强大的社会背景值得深思。 2.1.1 整体设计意识的薄弱 拿工业设计而言,现代工业设计已经是现代意识与现代心理的物化,是理性与感性的构成,是科技、艺术、经济、社会的有机统一的创造活动。这时,设计意识也就有个人意识上升为社会意识,只有在社会意识表现出对设计的渴求,设计活动才会被认可与重视。而一个国家的设计发展与否,也与这个国家的社会意识对设计的需求的有无来决定。 今天,世界已经不知不觉进入了一个以计算机和通信技术为标志的数字化信息时代。理智上我们知道新时代已经来临,但心理上我们还没有准备好!我们看看周围,设计常常被社会“作为肤浅的比附,即使没有被丢弃,至少也是被冷落的和轻视的”(张道一,1994)更谈不上深刻的体现或揭示社会的心理。但是,我们相信,当设计师的个体设计意识积累到一定程度,发展到一定阶段,势必会使设计成为生活的必需,社会的渴求,汇聚成一定的社会意识从而替代整个社会意识。也只有当社会意识对设计情有独钟,形成设计意识的时候,我国的设计才有真正的出路,才会后来居上。 2.1.2 认识的缺陷 一个很重要的问题,人民大众混淆了设计和艺术两个概念。很多人认为做设计就是艺术设计人就是艺术人。他们总带有一种蔑视的眼光,口语称其为“看不起学设计的人”。认为做设计的就知道画画,就是恶搞,就是与众不同。足见设计并没有这么乐观的称为已经大众化。 3产品设计的发展趋势 产品设计未来发展是一种完全依据新思路的创造性的设计,这种未来型设计也许不能为当代人们所接受,但它是人们对今后生活的美的憧憬,是未来社会图

计算机程序设计员(数字化设计与制造)赛项

“计算机程序设计员(数字化设计与制造)”赛项 第一阶段:“三维扫描与创新设计”阶段 (总时间:2.5小时) 任 务 书 二〇一八年九月

注意事项 1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值。 2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、场次、工位号标识,不得写有姓名或与身份有关的信息,否则视为作弊,成绩无效。 3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发,竞赛结束后当场收回,不允许参赛选手带离赛场,也不允许参赛选手摘录有关内容,否则按违纪处理。 4.各参赛队注意合理分工,选手应相互配合,在规定的比赛时间内完成全部任务,比赛结束时,各选手必须停止操作计算机。 5.请在比赛过程中注意实时保存文件,由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题,责任自负。 6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号,否则将视为作弊。 7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况,取消全队竞赛资格。 8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求,竞赛过程中如有异议,可向现场裁判人员反映,不得扰乱赛场秩序。 9.遵守赛场纪律,尊重考评人员,服从安排。 10.所有电子文件保存在一个文件夹中,命名为“三维造型设计+工位号”,文件夹复制到赛场提供的U盘移动存储器中,装入信封封好,选手和裁判共同签字确认。

一、任务名称与时间 1.任务名称:三维扫描与创新设计。 2. 竞赛时间:2.5小时。 二、已知条件 电动剃须刀组件说明,图1是电动剃须刀实物照片。 图1 电动剃须刀组件照片(整个组件视为一整体) 图1中,1为品牌logo,2为指示灯,3为电源开关,4为剃须刀刀头部件。 三、数据采集与再设计任务、要求、评分要点和提交物 竞赛任务一:样品三维数据采集(15分) 参赛选手使用赛场提供的PowerScan型三维扫描装置和样件,选手自行将三维扫描仪重新标定,保证标定结果中的水平和垂直距离的标准偏差≤0.01mm。并将该状态截屏保存,格式采用图片jpg或bmp文件,文件命名为“工位号-biaoding”。“biaoding”是“标定”两个字的全拼。如图:

产品设计的数字化

上海大学20 13 ~20 14 学年 冬 季学期课程考试 (课程收获体会 ) 课程名称: 产品设计的数字化 课程编号: 0900L3001000 论文题目: 浅谈产品设计的数字化 学生姓名: 徐广浩 学 号: 12120626 教师评语: 成 绩: 任课教师: 评阅日期: 一 □ 二 □

产品设计的数字化顾名思义就是用数字化的技术来设计产品,首先我们先来了解一下何为数字化。 数字化是指一种纯技术的转换过程,就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,引入计算机内部,进行统一处理。简单地说,所谓数字化就是指把所有的信息都用0和1进行编码表达。因此以现实世界不同的是,在数字化的网络世界中,一切都是由0和1来代表的,就是一些信息变得非常简单,易于处理。随着计算机和软件技术的发展,如今的数字化已经远远超过了0和1的比特组合,不再是一种静态的符号意义,已不能将数字化简单地理解为是物理、电子世界或是机械的数学是的纯逻程序或纯比特的堆积,它已经使我们超越物理时空界限,超越现实社会,拓展出人类实践活动的全新领域,衍生出诸多全新的时间方式。数字化已不再是单纯的网络信息技术概念,而是包括现代科技、社会经济和文化的综合性概念。数字化从根本上改变了信息的获取。传递、处理方式、将人类社会推向信息时代。 什么是设计? 设计作为人类生物性与社会性的生存方式,其渊源是伴随制造工具的人的产生而产生的。设计就是设想、运筹、划算与预算,它是人类为实现某种特定目的而进行的创造性活动。 因此产品设计的数字化,就是用数字化的技术进行产品设计。以前科技不发达时,先辈们就应经设计出来许多美丽的产品,如陶瓷,雕塑……但是传统的设计只能依靠手工操作来完成,设计思想在设计人员的大脑中表现为三维模型,但传统的设计方法是将设计思想表达为二维工程图,这带来了许多的弊端,如表达不清晰、更改费时费工、使用报关不便等。同时,二维工程图对于零部件的性能分析、零部件的装配、结构的优化等帮助不大。随着世界科技与经济的发展,尤其是计算机技术的发展和广泛应用带来了信息革命,使人们的设计思想有了一次飞跃,应用计算机辅助技术设计和计算机辅助工程,将设计思想表达为计算机的三维模型彻底摆脱了传统设计的缺点。利用计算机进行三维建模,吧机械零部件的结构全部用三维实体描述出来,并把各种技术要求、设计说明、材料公差等非几何信息以及各结构之间的相对位置表示清楚,在此基础上进行虚拟准备,检查零部件之间是否发生干涉以及他们之间的间隙,在产品的开发设计阶段就对其生命周期全过程中的各种因素考虑周全,排除某些设计的不合理性,最终形成数字样机。数字样机作为制造一句,能够实现精确设计,最大限度地减少了工程更改,节省了大量汞装模具和生产准备时间。很显然,与传统的设计方法相比,采用三维数字化设计不仅使设计对象几何形状得以直观显示,而且被赋予物理属性的

数字化应用

飞机装配数字化应用 10503532 李凯 1 数字化装配协调技术 数字化协调方法也可称数字化标准工装协调方法,是一种先进的基于数字化标准工装定义的协调互换技术,将保证生产用工艺装备之间、生产工艺装备与产品之间、产品部件与组件之间的尺寸和形状协调互换。 数字量传递协调路线: (1)飞机大型结构件(与飞机外形及定位相关)如框、梁,桁、肋、接头等用NC 方式加工, (2)在飞机坐标系下,工装设计人员以产品工程数模为原始依据,进行工装的数字化设计,并且在工装与产品定位相关的零件上用N C方式加工出所有的定位元素; (3)工装在装配时利用数字标工(数据)协调,采用激光自动跟踪测量系统测量,通过坐标系拟合,定位出零件的安装位置,满足安装基准的空间坐标及精度要求; (4)飞机钣金件模具数字化设计以及用NC方式加工,钣金零件数控加工。 2 数字化装配容差分配技术 容差数值直接影响产品的质量与成本,因而根据产品技术要求,进行零、组件的容差分析和设置,可以经济合理地决定零部件的尺寸容差,保证加工精度,提高产品质量,在满足最终设计要求的同时使产品获得最佳的技术水平和经济效益。 在产品装配前仅凭以往的经验或某个方案分配给每个零件公差,装配成产品后公差能不能达到产品设计的要求,难以定论。现在可通过数理统计的方法来模拟装配过程和次数,可看到最终形成产品的公差与零件的公差、零件的装配顺序等因素有关。在零件数模的基础上,对于我们关注的关键的质量特征,设定公差

和装配顺序,通过数理统计的方法仿真,分析各种因素对质量特性的影响程度,为查找质量问题的原因和改进容差分配提供了依据,不断仿真找出最优的公差分配方案。 3 自定位与无型架定位数字化装配技术 现代的飞机设计遵循面向制造的原则,在零件设计的时候就必须考虑以后零件的加工和装配。在工艺人员的建议下,飞机设计时对主要结构件(梁、框、肋和接头等)建立装配的自定位特征,如小的突耳、装配导孔、槽口和形成定位表面等,或者在产品结构设计的同时,把用来安放光学目标的工艺定位件设计到结构件上。但这些零件的自定位特征需要用数控方式精确加工,在实际装配过程中这些零件自己就能利用自定位特征定位,或应用激光跟踪仪和光学目标定位。 基于飞机产品数模和数字量尺寸协调,无型架定位数字化装配技术采用模块化、自动化的可重新配置的工装系统,大大简化了或减少了传统的复杂型架,缩短了工装设计与制造的时间,降低了工装成本,并提高了装配质量。 4 数字化装配工艺设计技术 数字化装配工艺设计技术是根据企业结构和制造流程在软件环境中构建企业的制造体系结构,包括产品、工艺和资源3个主要部分,完全可描述什么人、在什么地方、用什么工具、用什么方法、制造什么产品,当然也包含成本和时间。其中产品部分又分为EBOM、PBOM和MBOM三个分支,工艺又分为根据工艺分离面设计的工艺Process Plan和根据生产工位设计的工艺Production Plan,资源分为结构化的资源,包括工厂,车间、工段、工位、设备、工装、工具和人。资源又分为资源规划Resource Plan(又称制造概念)。其中成本包含在产品里,时间包含在工艺里,设备利用率包含在资源规划里。 利用设计部门发放的产品三维数模和EBOM,在三维可视环境下进行产品的装配工艺规划及工艺设计。将三维数模数据(属性)导入产品节点,并将三维数模数图形的路径关联到每个零件上,在编制工艺的任何时候都可预览零件和组件的三维图形,直观地反映装配状态。 在产品工艺分离面划分的基础上,对每个工艺大部件进行初步装配流程设

工业产品数字化设计与制造赛项

工业产品数字化设计与 制造赛项 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

附件7: 高职装备制造大类工业产品数字化设计与制造赛项技能竞赛规程、评分标准及选手须知 一、竞赛内容 竞赛总时间为小时,分为两个阶段进行。第一阶段为“数据采集、建模与创新设计”,含四个竞赛任务,本阶段竞赛时间为小时。第二阶段为“创新产品加工、装配验证”,含3个竞赛任务,本阶段竞赛时间为2小时,不限制每个阶段内各项任务的完成时间。第一、二阶段成绩分别占总成绩的70%和30%。 1.第一阶段:数据采集、建模与创新设计 任务1:实物三维数据采集。参赛选手使用现场提供的三维扫描设备和辅助用品等,对给定的实物进行三维数据采集,要求扫描点云数据完整,按点云完整比例评分,并使用专业软件将扫描点云数据与标准模型进行精确度自动比对,以精确度等级进行评分。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力。 任务2:三维建模。参赛选手根据任务1三维扫描所采集的数据,选择合适的三维建模软件,对上述产品外观面进行三维数据建模,其中包含点云数据处理和建模。该模块主要考核选手的三维建模能力,特别是曲面建模能力。 任务3:结构创新优化设计。参赛选手在完成任务2的基础上,选择合适的三维建模软件,进行结构创新优化设计:以上结构创新优化设计要求依据零件结构工艺性等机械制造知识,很好地控制成本,并适应大批量生产的需求。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 任务4a:数控编程与加工(编程)。根据任务2和任务3建立的三维数字模型和赛场所提供的机床类型、毛坯规格和刀具清单进行工艺设计,并选择合适的软件对产品进行数控编程,生成加工程序,并编制加工工艺卡。该模块主要考核选手工艺编制和程序编制方面的能力。 2.创新产品加工、装配验证 任务4b:数控编程与加工(加工)。参赛选手根据(第一阶段)制定的加工工艺方案和数控程序,并根据赛场提供的机床、刀具、毛坯等,对该产品(零件)进行数控加工(第二阶段不再提供编程软件)。主要考核选手选用刀具、工

数字化技术与产品开发

数字化技术与产品开发复习题 1、数字化设计概念:将计算机设计用于产品设计领域,通过基于产品的数字化平台,建立数字化的模型等,在产品开发应用当中,达到减少或者是没有实物模型的一种开发技术。 优点:1、没有实物模型 2、适用于并行设计 计算机在制造业中的作用:a、对生产过程进行监控b、用计算机进行产品研发 2、各英文缩写所代表的含义: DD:数字化设计 DM:数字化制造 DB:数据库 CACD:计算机辅助概念设计 CAGM:计算机辅助几何建模CAPP:计算机辅助工艺规划 CAP:计算机辅助规划 CATD:计算机辅助刀具设计 CAE:计算机辅助工程 CAM:计算机辅助制造 PDM:产品数据管理 FE:有限元 FEM:有限元法 PLM、产品全生命周期管理 AI:人工智能 3、考题知识点: 与传统新产品开发方式比较,计算机及其相关应用技术的引入使得整个制造业在“快交付、易变型、高质量”方面取得了显著的优势,同时也大大降低了除时间以外的其他制造成本。 计算机的主要作用可以大致划分为两大方面:一是监控各种硬件设备在生产过程中正常运行;二是辅助设计人员参与产品开发周期的各个阶段。 数字化的核心是离散化,其本质是将连续的物理现象、设计过程中出现的物理量、设计过程中的几何量、设计制造环境中的不确定现象、企业可获得的各种设计资源、设计师的个人只知识及经验加以离散化。 数字化设计(DD):特指在通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法,建立一套基于数值计算方法、计算机软硬件技术、网络传输技术、信息处理技术的专门支持产品开发和生产的全过程的设计方法和相关技术。 数字化制造(DM):是指对制造过程和设备进行数字化定义和描述、通过网络环境下的计算机控制来实现产品加工制造的过程,包括CAM(计算机辅助制造)、CAPP(计算机辅助工艺规划)、CATD、(计算机辅助刀具设计)、CAP(计算机辅助规划)等。 产品全生命周期管理(PLM):当设计师接到客户的产品订单时,客户首先是描述他们所需的产品的各种性能,想要实现什么样的功能,能够完成哪些事情。接下来就是设计师们针对客户对产品的要求、特性进行系统化的设计分析。一般情况下产品开发的过程包括以下几个

未来产品设计发展趋势

未来产品设计发展趋势 引言 工业设计作为推动国家经济发展的重要手段,正处于发展的高峰期,而未来是怎样发展的,就需要我们去探讨。我们正在进入一个信息复杂度远超以往的时代,我们所面对的是一个物质和信息都极大丰富的世界,从产品竞争的角度上来说,越来越激烈的对抗和冲击是必然的,许多产品已经从单纯的“谈配置”过渡到了“谈感情”的阶段,情感化设计已经在不同的设计领域中崭露头角,甚至成为了最核心的组成部分。 1情感化设计 1.1情感化设计的概述 情感化设计是指旨在抓住用户注意、诱发情绪反应(有意识的或无意识的)以提高执行特定行为的可能性的设计。情绪反应可以是有意识的或无意识的。例如,通过影响唤醒水平(即生理刺激),一个有着明亮色彩的按钮能够无意识地抓住用户的注意。而随后的行为可以是任何动作,比如点击按钮、注册内部通讯、或进行网上购买。日本设计大师深泽直人设计了拉线式CD,通过仔细的观察人们无意识的一些动作,然后通过设计来表现这个无意识的动作,让人们能够很自然的使用,他强调设计是为了满足人们的生活需求,方便人们的生活方式,而不是强行改变,使之强行复杂化,加重使用者适应负担,好的设计师必须以人为本,注重人的生活细节,方便人的生活习惯。本文内容主要通过情感化设计让用户拥有更好的生活体验。在当今快

节奏的生活方式下,人们的生活重复且压抑,通过对人们之间的互动交流分析,找到人与产品之间的互动关系,这不仅有利于更好的用户体验,而且能缓解家庭关系与压力。加强人机互动联系,充分体现现代设计“以人为本”的设计理念,一切以用户的需求为出发点,改变枯燥的生活体验,让生活变成一种快乐的事。 1.2情感化设计的意义 现代生活让许多年轻人喘不过气,来自家庭、社会等压力让人们不得不适应快节奏下的都市生活,怎样去提高效率,节省用户的时间就显得尤为重要,现在的设计也是这样去发展的,例如:电饭煲的发展由原来的仅仅满足煮饭要求变成了现在更加人性化的要求,采用全面加热技术,强热循环对流,煮出柴火饭的味道,让用户体验小时候妈妈做的饭的味道,给人一种亲情关怀,另外还有人工智能模糊逻辑电路,设有快煮、粥、菜饭、糯米饭、糙米饭等多种烹饪功能,自动调节,寻找记忆的味道,虎牌电饭煲还2组预约功能,预约时间长达24小时,清早起床、下班回家就能吃上喷香的米饭。在网上可以明显的看到智能电饭煲的销量是传统电饭煲的十倍之多,即便价格比传统电饭煲贵许多。未来的设计也必定是以用户为中心的设计,脱离人的目的而产生的产品必定没有适合的产品语境,情感化设计也必将会提高产品销量,让用户感受到社会对他们的关怀,使家庭更加和睦,朋友之间更加团结。 1.3情感的分类及产生 (1)从情绪的内容来分--基本情绪和复合情绪。(2)从情绪的状

浅 谈 工 业 设 计 发 展 及 前 景

浅谈工业设计发展及前景 通过对工业设计概论的学习,我对工业设计这门学科的认识得以进一步加深。工业设计概论是对整个工业设计专业的一个综述,包括工业设计各个方面,各个环节的问题!今天我的这篇论文单就工业设计工业设计的发展与趋势展开讨论! 刚进大学的时候,对这个专业不太了解,查了查就业前景,觉得就业不是很好,于是就失去了兴趣,可是后来慢慢对这门课有了了解以后,发现,其实这门课并不是我想象的那样无聊,只到大三之后才感觉这门课其实是很有趣的,涉及范围很广,无论是产品设计,平面设计,还是居室设计,建筑设计基本都属于工业设计范畴。除此之外,创新性,趣味性,概念性特别强,所以实际上是非常具有潜力的学科之一! 首先谈谈工业设计在全球范围内的发展。十九世纪后期开始至二十世纪初期,欧洲大陆上先后发生了诸如工艺美术运动、新艺术运动,它们力图阻止社会工业化的出现。然而这之后的第一次世界大战迫使社会工业化进程飞速前进,也使人类第一次对大规模的工业化产生的消极结果做出判断。一群建筑师提出“设计是为大众”的观点,这些人变成了当时现代设计的核心。德国正是这一观点的发源地并以此为设计立场,它强调设计怎样为德意志民族创造更好的生活,这也使得德国能够成为世界首屈一指的设计强国。德国的设计可以说是冷静的、高度理性的,甚至是不尽人情的,因为德国设计师更多考虑的是设计和人的物理关系(如尺寸、模数的合理性等),以致有时缺乏对设计和人的心理关系的考虑。欧洲的大体风格是相近的,只是各有侧重点,比如斯堪的纳维亚国家的有机功能主义,意大利则把设计当做是一种文化来看。另外,我们隔壁的日本,韩国也是顶尖工业设计强国,空间狭小使日本民族喜爱小型化、标准化、多功能化的产品,这恰恰符合国际市场的需求,导致出现日本的电器产品引导世界潮流、横扫世界市场的态势。除此之外,超级大国美国和俄罗斯的工业设计也都形成了自己独有的风格和成熟的体系。 再来说说工业设计在中国的发展。事实上,工业设计在中国的起步很晚,20 世纪80年代末期是中国工业设计的职业化发展的开始时期,具有真正意义上的专业化工业设计公司于20世纪80年代末出现在广州和深圳。由此我们必然性的在这一方面与西方发达国家产生了较大的历史性差距。目前中国工业设计行业已具有一定规模。中国工业设计行业从业人员约30万人,工业设计年产值约为300亿人民币,占2005年世界创意产业产值的1.27‰,相当于2004年中国国内生产总值的2.19‰。设计人员从业者年龄结构呈年轻化,从业人员集中分布在发达经济地区根据调查显示,中国创意设计行业的从业者主要属于年龄段在20-30岁之间,所占比例达到93%。且创意设计人群集中分布在华北、华东、华南等较发达经济区域,从业者比例分别是24%、22%和20%,西南地区和东北地区所占比例分别占总量的8%和8%,而西北地区的从业者最少,占总数的4%。这与我国人口分布与经济发展水平区域差异相关。 对比了中国和世界范围内的工业设计的发展与现状,以后的工业设计发展趋势仍然是以欧美,日韩为发展强国,中国不断努力学习探索的过程,所以重点谈谈工业设计在中国的发展趋势。

产品数字化设计实践

产品数字化设计实践论文报告 电子科技大学 机电工程学院 任星

实现数字化设计制造的关键技术 摘要制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱,将数字化技术用于设计制造过程中,可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性,从而提高产品生产过程的质量和效率,增强工业产品的市场竞争力。本文就数字化设计制造的意义涵和关键技术进行了阐释。并且就现在流行的两种三维设计软件进行了各自的功能阐释,以及就此对两种软件的功能进行对比,得出结论。 关键词数字化设计制造关键技术功能 一数字化设计制造的意义及涵 1.1数字化设计制造的意义 数字化设计制造是指利用计算机软硬件及网络环境,实现产品开发全过程的一种技术。即在网络和计算机辅助下通过产品数据模型,全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。数字化设计与制造不仅贯穿企业生产的全过程,而且涉及企业的设备布置、物流物料、生产计划、成本分析等多个方面。数字化设计与制造技术的应用可以大大提高企业的产品开发能力、缩短产品研制周期、降低开发成本、实现最佳设计目标和企业间的协作,使企业能在最短时间组织全球围的设计制造资源开发出新产品,大大提高企业的竞争能力。 数字化设计制造可精确地预测和评价产品的可制造性、加工时间、制造周期、生产成本、零件的加工质量、产品质量和制造系统运行性能,零件和产品的可制造性分析、生产规划与工艺规划的评价与确认。制造技术已从物质形式的制造向信息制造转变,产品中知识信息的价值占据越来越高的比例。这不但反映在产品本身,而且体现在产品的整个生命周期,特别是设计制造环节。 制造业是国民经济持续增长的发动机、国家安全的重要保障及国家综合实力的主要体现。作为先进制造技术与信息技术相结合的产物,数字化设计与制造技术已成为世界各国在科技竞争中抢占制高点的突破口。数字化信息技术是当今社会发展最快的先进技

未来产品设计发展趋势

未来产品设计发展趋势 汤翔燕1 ,晏合敏1 ,严国栋 2 (1.南昌大学,南昌330029;2.江西省第一建筑有限责任公司,南昌330029) 摘要:随着制造技术的成熟,产品设计可发挥的空间越来越宽广,在这种情况下,我们该重新考虑产品与人和社会之间的关系。本文以汽车造型设计为例,从使用者这个角度进行论述,得出未来产品造型设计将把情感化设计作为设计重点,设计定位将更注重个体性与差异性,使用者将参与产品设计生产过程,人类的各种感官功能将得到充分挖掘,在经历了物质的消费时代后,我们正进入一个情感的消费时代。 关键词:产品设计;汽车造型;情感化设计 中图分类号:T B47 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2006)04-0235-03 收稿日期:2006Ο03Ο10 作者简介:汤翔燕(1981-),女,江西宜丰人,南昌大学教师,主要从事工业设计教学和研究。 Devel op ing Trend of I ndustrial Design TAN G X iang 2yan 1 ,YAN He 2m in 1 ,YAN Guo 2dong 2 (1.Nanchang University,Nanchang 330029,China;2.J iangxi Pr ovince No .1Constructi on Co .,Nanchang 330029,China ) Abstract:This paper gave an exa mp le of car styling design and t ook a research fr om the cust omers .It was put f or ward that the e moti onal design will be a ne w e mphasis of industrial design,design orientati on should pay more attenti on t o pers onality,and user should take part in the course of industrial design,then each kind of sense organ of mankind will be exerted fully .After the physical consu mp ti on age,we are com ing int o a ne w age of e moti onal one . Key words:industrial design;aut o styling;e moti onal design 在今天这个时代,技术发展从未如此先进,能够让全世界各个角落的人都能分享最前沿的物质享受,产品设计受到的技术限制也越来越小,在这种背景下,产品与人、产品与社会之间的相互关系重新成为关注的焦点,产品如何最大限度地提供用户在生理和心理上的需求?在功能得到满足后,设计如何让产品和人之间有更深层次上的交流?产品如何和这个社会更和谐的相处?情感化是否将成为设计新焦点?本文以汽车造型设计为例,从使用者的角度分析探讨未来汽车造型发展趋势。 从使用者的角度看,社会未来发展趋势最重要的变化就是个人社会地位的变化,在经过了工业化大生产时代后,重新回到了文艺复兴时期式的精英时代,但这是一个全新的精英时代,这是一个必须坚信个人能力的时代,我们必须承认少数天才人物的直觉判断[1]。随着社会组织形式做出调整,逐渐天才型人才的存在会被肯定,个体的重要性逐渐提高,这对社会、对产品设计都会产生深远影响。 1 设计定位更注重个体性与差异性 二次世界大战以后现代设计提倡的是民主,强调每个人都必须平等,这种平等在初期时的积极作用显而易见,但是发展到后 期,过分清一色的平等,同时抹杀的个性的存在,抹杀了个体与个体之间的基本差异[2]。所谓清一色的平等只能够创造出一种表面上的平等假象,而并不是真正满足了每个人的需要。 可以预测,个体的独特性将成为新世纪设计发展的新主题,每个人不同的个性与才能将得到承认,儿童、老人、女性、身体残障人士,他们不同的需要都将得到满足,特殊人群与正常人群之间的界线将不再存在,因为每个人都是特殊而独立的个体。 所以,在设计定位时将更多注重个体性与差异性。在设计时不应再坚持使用百分比标准值作为数据依据,技术的进步将为我们提供强有力的技术支持,让我们有能力更灵活、更多样化的设计满足消费者的需求,而不是旧有的规格化和标准化。 2004年日内瓦车展上展出的沃尔沃YCC 概念车(见图1) 正预示了这样一个时代的到来,该车定位于那些具有独立工作意识、拥有高级车的女性消费层。这部车的设计小组全部由女性组成,以女性特有的视角进行了设计,主要目的是为了便于女性驾驶。针对女性用车时的特殊需求,YCC 做出了许多相应的设计:例如考虑到女士倘若在途中遇到困难时更需要及时地救助,YCC 的远程信息系统更为完善;驾驶座椅靠头的部分有意做成凹陷状,以保护美丽的头发不受压迫;考虑到女性驾车者的鞋跟高度的变化,YCC 采用可调节高度的踏板,使女性 5 32汤翔燕等 未来产品设计发展趋势

数字化设计与制造

数字化设计与制造 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

数字化设计与制造 一、背景 在计算机技术出现之前,机械产品的设计与加工的方式一直都是图纸设计和手工加工的方式,这种传统的产品设计与制造方式,这使得产品在质量上完全依赖于产品设计人员与加工人员的专业技术水平,而数量上则完全依赖于产品加工人员的熟练程度,而随着工业社会的不断发展,人们对机械产品的质量提出了更高要求,同时数量上的需求也不断增长。为了适应社会对机械产品在质量与数量上的需求,同时也为了能进一步降低机械产品的生产成本,人们在努力寻求一种全新的机械产品设计与加工方式,而二十世纪四五十年代以来计算机技术的出现及其发展,特别是计算机图形学的出现,让人们看到了变革传统机械产品设计与生产方式的曙光。于是,数字化设计与制作方式应运而生,人们逐步将机械产品的设计与加工任务交给计算机来做,这一方面使得机械产品的设计周期大大缩短,另一方面也使得产品的质量与数量基本摆脱了对于设计与加工人员的依赖,从而大大提升了产品的质量,降低了产品的生产成本,同时也使得产品更加适合批量化生产。 二、概念 数字化设计:就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法,旨在建立一套基于计算机技术和网络信息技术,支持产品开发与生产全过程的设计方法。 数字化设计的内涵:支持产品开发全过程、支持产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持产品开发流程的控制与优化等。 其基础是产品建模,主体是优化设计,核心是数据管理。 数字化制造:是指对制造过程进行数字化描述而在数字空间中完成产品的制造过程。 数字化制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果,也是制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。

80年代以来工业设计的发展趋势

第14卷 第5期2001年10月 武汉理工大学学报(社会科学版) W uha n U niver sity o f T echnolog y(Social Science Edition) V ol.14N o.5 O ctober2001 80年代以来工业设计的发展趋势 麦秀好 肖国平 (武汉理工大学物流工程系,湖北武汉430063) 摘要:国际现代主义的设计风格是和工业化大生产相适应的,它在重视功能的同时,也应使设计与社会、自然环境和民族文化相结合。工业设计的最终目标是实现“人-社会-环境”的和谐,据此,今后工业设计将出现四大趋势:(1)单纯化的设计(2)仿生学设计(3)绿色设计(4)个性化设计。这种趋势也说明了设计必须回归自然。 关键词:回归自然;工业设计;现代主义 中图法分类号:T B47 文献标识码:A 文章编号:1009-0614(2001)05-0501-03 一、设计的回归 国际现代主义设计风格虽然适应了工业化大生产体系的需要,对推动现代工业设计的发展起到了一定的作用,但它将单一的、机械的几何形式作为创作与设计的典型语言,限制了设计思维的多样性,特别是忽视了现代工业设计与社会、自然环境和民族文化紧密结合这一主题,导致产品设计模式的单一和产品设计形态的单调。 正是在这一背景下,从60年代末产生了一系列对现代主义否定的“反设计”运动,包括索特萨斯为首的意大利建筑师和设计师发起的“反设计”运动,英国的“激进设计”潮流及80年代风靡全球的“后现代”设计运动。后现代设计激发了设计师的灵感,倡导个性设计,让人耳目一新,但也引来了人们的指责,一个领导德国生活风格的杂志就气愤地批评后现代设计师们的设计是“蓄意地不理睬功能和美观”。[1]这种批评和指责虽然不无道理,但我们应该看到,从一种设计风格向另一种设计风格过渡期间,出现某些矫枉过正是在所难免的,正如从工艺美术运动向“包豪斯”过渡一样,关键是我们要看到在这种表面现象下潜在的发展趋势。近年来人们清醒地认识到:工业文明给人类带来美好的同时,也给自然带来了不同程度的破坏。欲实现由工业文明向生态文明过渡,实现人和自然界的和谐与共同发展,必须重视引入有关减少污染、维护生态平衡、节约资源的设计观念,使绿色设计、生态设计成为设计的重要内容。 透过后现代设计运动的喧哗、怪异,我们可以看出与工业化大生产相适应的现代主义设计风格已不能适应时代的要求。历史总是不断前进的,设计也不例外,新时期工业设计的发展趋势就是:回归自然,追求多样性的和谐与统一。 二、工业设计不断发展的源泉和动力 来自于大自然 工业设计必须致力于实现人和自然的和谐和发展,这是由大自然与工业设计的关系所决定的。 1.大自然孕育着美学思想,对产品设计的形式美有直接的指导意义。产品设计的形式美来源于自然,自然界中的植物、动物、天体等均存在诸如均衡、稳定、对称、秩序、韵律、变化、统一、和谐等特征[2],这也是形式美法则和规律,对产品的造型设计具有直接的指导意义。 2.人类很早以前就认识到大自然对设计的启迪作用。据统计,新石器及古代陶器采用自然纹样种类就有近20种[3],我国宋代瓷器装饰图样多取之自然,富于生活情趣,再加上造型简洁优美,比例、尺度恰当,产品设计达到了十分完美的程度。作为现代设计的先驱,倡导英国工艺美术运动的威廉?莫里斯及其追随者无不从自然界中吸取 1收稿日期:2001-05-28 作者简介:麦秀好(1972-),男,广西省横县人,武汉理工大学物流工程系99级研究生。

数字化设计与制造的现状和关键技术讲解学习

数字化设计与制造的现状和关键技术 一、数字化设计与制造的发展现状 数字化设计与制造主要包括用于企业的计算机辅助设计(CAD)、制造(CAM)、工艺设计(CAPP)、工程分析(CAE)、产品数据管理(PDM)等内容。其数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化等,归纳起来就是产品建模是基础,优化设计是主体,数控技术是工具,数据管理是核心。 由于通过CAM及其与CAD等集成技术与工具的研究,在产品加工方面逐渐得到解决,具体是制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得到了解决,促使数字制造技术得以迅速发展。 作为制造业的一个分支,船舶行业要实现跨越式发展,必须以信息技术为基础。世界造船强国从CAX开始,逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展,形成船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全生命周期的数字化支持系统,实现船舶设计全数字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精细化、船舶制造装备自动化和智能化、船舶制造企业虚拟化、从而大幅度提高生产效率和降低成本。所谓数字化设计就是运用虚拟现实、可视化仿真等技术,在计算机里先设计一条“完整的数字的船”。不仅可以点击鼠标进入船体内部参观一番,还可以在虚拟的大海中看它的速度、强度、抗风浪能力。这样一来船舶设计的各个阶段和船、机、舾、涂等多个专业模块在同一数据库中进行设计。 船舶是巨大而复杂的系统,由数以万计的零部件和数以千计的配套设备构成,包括数十个功能各异的子系统,通过船体平台组合成一个有机的整体。造船周期一般在10个月以上,既要加工制造大量的零部件,又要进行繁杂的逐级装配,涉及物资、经营、设计、计划、成本、制造、质量、安全等各个方面。这样的一个复杂的系统需要非常强大的信息处理能力。我国船舶行业今年来虽有很大的发展,但与国际造船强国相比,无论在产量,还是在造船技术上差距甚大,信息化水平落后是直接原因。其中,集成化设计系统与生产进程联系不紧密、船舶零部

数字化工业产品设计范文.docx

数字化工业产品设计范文 1工业产品数字化在国外的状况 随着数字化在全球的发展,有许多发达国家都开始把数字化引进工业产品设计中。例如,美国密歇根大学和贝卡罗来那大学、瑞士苏黎世理工大学等诸多著名大学开设研究项目,转变工业设计理念。 2工业产品数字化的前景分析 2.1对传统工业产品设计的影响传统的工业设计的核心是产品设计,就是对人与自然关系中产生的工具需求的响应,其中包括维持生存和发展的物质需求,即产品能够很好地匹配使用者的身心。(1)对传统工业的冲击。传统的手绘效果图是20世纪90年代以前工业设计的基本表现方式,但是随着计算机的普及和软件的开发推广,数字化工业产品设计被广泛的应用,原来的工业模式有了跨越式的转变,但是有些企业不切实际的使用数字化,不但没有达到预期的效果,反而影响经济效益。此外,许多设计专业的学生丧失了基本徒手制作的能力,而沦为电脑的奴隶,设计的作品呆板而又机械,缺乏人文气息。(2)对传统工业的革新。数字化技术对传统工业设计的革新是毋庸置疑的,不仅表现在产品的设计形式上,而是全方位思维模式的创新,无论是设计的意念、工业流程、展示与评估、产品形态,还是设计教育,数字化在工业上的应用革新都是巨大的。 2.2对现代工业产品设计的影响(1)新思维方式的转变。现阶段,在数字化领域中,出现两种设计思维:一是非物质的设计观,二是界面设计思维,两者共同促进虚拟化、网络化、界面化、服务化的产品

设计形式,并包含人性化的特征。非物质设计以计算机为辅助工具,从产品设计向服务设计发展。界面设计就是能使产品的设计过程转变成动态的交流过程,使人机界面成为相互交流和作用的窗口。总的来说,我们用数字化的思维和数字化的技术去设计具有数字化技术和思维的产品,已经成为一种既定的设计风景线。(2)基于VR技术下的互动模式方案。VR技术是可以创造虚拟世界,使人在自然环境中有高度逼真的视、听、动等行为的人机界面系统。现在它已经被广泛应用到我们生活的各个地方,对于政F来说,这种技术已经应用到航天领域,它所创造的价值也是巨大的,所以它的发展具有前瞻性和广阔性。(3)工业产品面貌的改变。新时代下,工业产品应该具有以下品格:以人为本,尊重客户需求,以客观化、实用性为设计标准,批量生产。要有追求和精神意义,具备美学功能,设计应该容易被理解,并且注重细节。设计者遵循诚信原则,睿智创新。遵循生态原则,简单耐用无污染。具备这些设计原则的设计者才能够潜移默化地改变人们的生活,改善人们的心灵。 2.3工业产品设计数字化发展的趋势首先,软件设计的刚性需求超越硬件设计;物质的、有形的向非物质的无形的转变;智能的设计和第六感应研究逐渐适应于数字化中,并把资讯融入到人们的生活当中,消除隔阂;设计真正实现民主。我们对数字化的揣摩并不是空穴来风,数字化时代的来临是有可能的。 3结语 未来的产品的设计已经离不开数字化技术,将有推出更多的数字

浅谈工业设计发展的现状及其未来发展趋势

浅谈工业设计发展的现状及其未来发展趋势 工业设计对于一个国家的发展起着很重要的作用。现在,随着我国经济的飞速发展与科学技术的进步,工业设计的发展在我国已经让人们看到了曙光。综观工业设计在我国近年的发展,既有令人兴奋鼓舞的一面,又有一些不尽人意的方面。相当多的人开始重视并投身其中,给我国的工业产品带来了新面貌,但是,与发达国家相比,我们在各方面都还有很大距离,特别是对工业设计的理解认识,及对行业的规范管理。 一、工业设计行业的现状 工业设计在我国是一个新兴的行业,可以说,近年来的发展是相当迅速的,从模式方面来看,第一是政府支持的设计机构模式,比如中国工业设计协会、北京工业设计促进中心等,是专门的从事创意产业发展、承担设计产业政策规划研究、提供企业设计咨询指导和开展交流合作、各项展览会议和专业培训的机构。第二是专业的工业设计公司,如北京旭启工业设计公司、上海广辰工业设计公司等,云集设计高手,专业提供各类创意设计。第三是院校和企业设计部门模式,主要从事本部门的科技转化。从地域方面分析,目前在广东、上海,北京,深圳及浙江地区工业设计行业已经形成了一定的规模,其面貌也发生着日新月异的变化,并且有向全国各地发展的趋势,从从业人员方面来看,工业设计行业从业人员大多数为近年从个大高校毕业的,数量每年都在巨增,并且呈现出年轻化趋势。人员分布也理所当然的和行业分布呈相辅相成关系,创意设计人才主要分布在华北、华东、华南等经济较发达区域。总体来说,工业设计行业在我国发展还是非常迅速的,这将在很大的程度上推动“中国制造”向“中国创造”的转变,促进企业提高自主研发能力,提高我国工业在国际市场中的竞争力。 二、工业设计行业存在的问题 1.外部环境与市场因素。任何一个行业的兴起都是和外部的环境与市场密切相关的,核心技术欠缺在很大程度上制约着工业设计的发展,大量的代工生产和仿制也使相当一部分企业逐渐丧失创新设计能力。引进外资的过程中,我国相当一部分企业都在循环走引进—模仿—生产的道路,并且有好多核心技术都是从国外购买的,设计水平也和有原始技术的厂家存在一定的差距,所以尽管大多数产品都仿制的比较相似,但含金量是远远不够的。 2.设计人才的缺乏,培训机制不完善。目前我国工业设计从业人员与日俱增,可是真正有较高水平的设计师相当匮乏,当前有相当多的年轻设计师只是掌握产品设计的基本理论,他们缺乏对市场的敏锐洞察力,缺乏对材料加工的相关知识,缺乏应用新技术的技巧和知识。他们都需要进行专业的培训才能从真正意义上胜任工作,可是目前我们缺乏这方面的培训机制,导致部分设计师长期只是停留在很表面的阶段,不能很深入的进行正直的设计。 3.设计公司之间的恶性竞争。有相当多的设计公司在经济较发达地区如雨后春笋般的冒了出来,有一部分设计公司不是专注于提高自身竞争力,不是专注于为客户提供优秀的设计服务,而是大打价格战,进行恶性竞争。项目周期短、资金投入严重短缺、资深设计师缺乏,可想而知将设计出什么样的产品来,并且有部分设计公司夸大其辞,针对部分客户不是很了解产品加工的相关知识,蒙客户骗客户现象严重,这些都将严重制约工业设计整个行业的发展。 三、改革发展探讨 1.加大力度改革设计教育,提高专业设计人才综合素质

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