從商品化設計軟件中的工業(yè)設計模塊看CAID技術發(fā)展趨勢

1、從商品化設計軟件中的工業(yè)設計模塊看CAID技術開展趨勢摘要：隨著現(xiàn)今時代科技的飛速開展，計算機輔助設計aid在工業(yè)設計領域占據(jù)了越來越為重要的地位。該文旨在通過當今商品化軟件以pr/e、ug以及slidrks三種主流工程設計軟件為例中工業(yè)設計模塊的現(xiàn)狀分析計算機輔助工業(yè)設計技術的研究現(xiàn)狀，并預測其將來的開展趨勢。關鍵詞：aid；工業(yè)設計模塊；商品化設計軟件中圖分類號：tp311文獻標識碼：a文章編號：1009-3044(2022)10-2433-02researhnthedevelpenttrendfaidtehnlgyardingtindustrialdesignduleintheerial

2、designsftarexuting(shlfediadesign,shanghaijiatnguniversity,shanghai200240,hina)abstrat:nadaysaidbeeuhreiprtantasitusedtbeinindustrialdesignarea.theresearhsituatinanddevelpenttrendillbeanalysedinthisartileardingttheindustrialdesigndulesinthefashinerialdesignsftare(e.g.pr/e,ugandslidrks).keyrds:aid;in

3、dustrialdesigndule;erialdesignsftare1aid研究現(xiàn)狀近幾年來，隨著計算機軟硬件技術的日新月異，計算機圖形學、計算機輔助設計、多媒體、虛擬現(xiàn)實等技術的開展和ad/a應用的逐步深化，現(xiàn)代工業(yè)設計在設計、建模研究方面有了長足的進步，計算機輔助工業(yè)設計puteraidedindustrialdesign，aid技術已成為ad/a、機械制造與自動化領域的研究熱點。當前，世界上大型的ad/a/ae軟件系統(tǒng)，如pr/engineer、edsunigraphis、eulid、autdesk、slidrks等都提供了用于產(chǎn)品前期設計的系統(tǒng)模塊，它們稱之為工業(yè)設計模塊概念設計模

4、塊。下面將介紹當前一些著名的ad/a/app商品化軟件中的工業(yè)設計模塊。1.1pr/engineerpr/engineer包含一個工業(yè)設計模塊pr/design，用于支持自上而下的投影設計，以及在復雜產(chǎn)品的設計中所包含的許多復雜任務的自動設計。此模塊工具包括產(chǎn)品設計的二維非參數(shù)化裝配布局編輯器，用于概念分析的二維參數(shù)模型的布局以及用于組件的三維布局編輯器1，詳細構(gòu)成描繪如下：pr/design支持二維平面圖布置上的非參數(shù)化組裝概念設計，二維平面布置上的參數(shù)化概念分析以及3d部件平面布置。pr/design也能使用2d平面圖自動組裝零件。而pr/engineer的全相關特性保證了其工業(yè)設計模塊在

5、根本上和設計全局的統(tǒng)一。其功能有：1)3d裝配圖的連接層次等級設計；2)整體與局部的尺寸、比例和基準確實定；3)情況研究-參數(shù)化詳細草圖繪制；4)組裝：允許使用3d圖塊表示零組件了定位和組裝零件位置；5)自動組裝。1.2edsunigraphisedsunigraphis從v13版本后推出了概念設計avehat-ifalternativevalueengineering技術。它使得工程師隨然處于不同的部門卻可以在設計初期就可從全局角度出發(fā)，同時針對多種設計方案進展評估，從而使設計師可以有效地控制各種設計變更。此外，ave也支持“概念設計到詳細設計工程，即先作出設計決策，然后設計細節(jié)。2通過av

6、e技術，設計師可以在設計之初即將產(chǎn)品參數(shù)設定到產(chǎn)品的整體布局中去，通過預先設定這些準那么，子系統(tǒng)設計根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)進展調(diào)整，通過改變關鍵產(chǎn)品參數(shù)，例如尺寸，高度和功率，產(chǎn)品范圍等，可以在控制構(gòu)造中來啟動，這些改變會被自動地傳輸?shù)阶酉到y(tǒng)的設計中。1.3slidrksslidrks提供了一種快速預覽三維輕量化模型的技術，使得大裝配模型的顯示速度進一步進步。同時，支持在設計界面下的真三維顯示效果，到達了以往專門的三維渲染軟件的顯示效果。方便地編輯大裝配件?？梢员憬莸貜拇笱b配件中選取一局部零部件進展顯示、編輯，進展運動仿真。自上而下的裝配體設計技術tp-t-dn可使設計者在裝配體內(nèi)設計新零件、編輯已有零

7、件?？梢允褂靡粋€零件的幾何體來幫助定義另一個零件，或生成組裝零件后才添加的加工特征。3可以將布局草圖作為設計的開端，定義固定的零件位置、基準面等，然后參考這些定義來設計零件。這里想著重提一下的是它的渲染功能。phtrks提供了方便易用的高品質(zhì)渲染功能，可以便捷的制作出真本質(zhì)感的圖片，同時保證上佳的視覺效果。而這對于工業(yè)產(chǎn)品設計師是相當重要的，可以使他們在完成尺寸設計的同時亦能輕松完成產(chǎn)品外觀設計，更好的向客戶展示設計作品。2aid開展現(xiàn)狀分析2.1概念化設計概念的引入傳統(tǒng)的ad系統(tǒng)雖能產(chǎn)生復雜、準確和完好的三維造型，但由于其本身并不是為工業(yè)概念設計而開發(fā)的，因此缺乏設計方法學的支持，進而使得設

8、計師無法在軟件中實現(xiàn)概念設計的創(chuàng)造過程。同時，由于在建模方面存在許多約束限制，不允許快速創(chuàng)立尚未完善的概念化造型，從而導致其淪為一個在設計方案根本確定之后的繪圖工具，而非設計師們所希望的輔助設計工具。比較傳統(tǒng)的方法是自下而上設計法。在自下而上設計中，先生成零件并將之插入裝配體，然后根據(jù)設計要求配合零件。然而，這種方式卻大大阻礙了設計師創(chuàng)新思維的實現(xiàn)，軟件并不能第一時間在設計上發(fā)揮效力，往往是在設計方案定稿之后成為了作圖工具，僅僅發(fā)揮了其在作圖方面的成效。而近年來各大商品軟件所推出的自上而下的設計方法為設計師解開了束縛，允許設計師從裝配體開始設計，從概念化的外形逐步細化到零件設計，并且得益于其系

9、統(tǒng)的相關性和聯(lián)動性使得設計師敢于大膽修改自己的初始設計、大膽嘗試各種想法及設定，大大增加了設計過程的靈敏性。2.2參數(shù)化、變量化設計現(xiàn)代軟件的開發(fā)實現(xiàn)了參數(shù)化、變量化設計，可對產(chǎn)品零件的局部尺寸設定變量，亦可在裝配體中針對一個或幾個零件進展系列交換，實現(xiàn)了產(chǎn)品的批量、系列設計。軟件實現(xiàn)了將參數(shù)化設計和方案優(yōu)化聯(lián)絡在一起，比較和優(yōu)化備選方案。通過比較強度、壽命、本錢和重量確定最正確設計方案，在不制作樣機的情況下即對方案直接進展評估，甚至設計載荷、評估零件強度、結(jié)合材料的價格計算自動得出最正確方案。2.3虛擬仿真技術通過計算機軟硬件系統(tǒng)的虛擬仿真，可以有效地進展人機關系的設計、評估、檢驗等工作。通

10、過仿真現(xiàn)實世界中的運行條件減少與構(gòu)建和測試樣機相關的時間和本錢，在投放消費前即可發(fā)現(xiàn)設計錯誤，使得設計更加準確、經(jīng)濟。3將來趨勢分析3.1aid與綠色環(huán)保設計通過插件計算用戶設計產(chǎn)品的碳排放量。通過環(huán)境儀表板進展實時反響，并尋找到相應的替代材料。已有商家開始設計插件通過計算碳排放量、能量總消耗、對空氣質(zhì)量的影響、對水質(zhì)量的影響，并通過直觀的圖表使設計師作出真正有益環(huán)境的決策。而材料的選擇對于一個產(chǎn)品對環(huán)境造成的影響起著決定性的作用。其對于設計的所有其他方面也非常重要。設計師可以迅速而快捷的搜索材料數(shù)據(jù)庫并尋找到更加環(huán)保的可替代材料。3.2aid與文件交流共享通過網(wǎng)頁實現(xiàn)網(wǎng)絡圖紙實時共享。無需文件格式轉(zhuǎn)換，只需直接上傳dg，dxf以及s文件至網(wǎng)頁、把鏈接地址發(fā)給同事或客戶，即可實現(xiàn)圖紙共享閱讀，在此網(wǎng)頁可以隨意拖拽、縮放以及打印圖紙。從某種程度上來說，這留給了設計師更多的時間去做設計，而不是設法與人交流他的設計。4完畢語綜上所述，隨著ad、人工智能等技術的進一步開展，設計軟件對設計過程以及設計思維的模擬必將到達新的高度。aid將為工業(yè)設計提供更為先進而有效的人機交互方式及創(chuàng)新設計的手段。隨著工業(yè)設計師與工程設計師逐步交融