從商品化設(shè)計軟件中的工業(yè)設(shè)計模塊看CAID技術(shù)發(fā)展趨勢

1、從商品化設(shè)計軟件中的工業(yè)設(shè)計模塊看CAID技術(shù)開展趨勢摘要：隨著現(xiàn)今時代科技的飛速開展，計算機(jī)輔助設(shè)計aid在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)了越來越為重要的地位。該文旨在通過當(dāng)今商品化軟件以pr/e、ug以及slidrks三種主流工程設(shè)計軟件為例中工業(yè)設(shè)計模塊的現(xiàn)狀分析計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并預(yù)測其將來的開展趨勢。關(guān)鍵詞：aid；工業(yè)設(shè)計模塊；商品化設(shè)計軟件中圖分類號：tp311文獻(xiàn)標(biāo)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(jī)軟硬件技術(shù)的日新月異，計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)輔助設(shè)計、多媒體、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的開展和ad/a應(yīng)用的逐步深化，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計在設(shè)計、建模研究方面有了長足的進(jìn)步，計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計puteraidedindustrialdesign，aid技術(shù)已成為ad/a、機(jī)械制造與自動化領(lǐng)域的研究熱點。當(dāng)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(shè)計的系統(tǒng)模塊，它們稱之為工業(yè)設(shè)計模塊概念設(shè)計模

4、塊。下面將介紹當(dāng)前一些著名的ad/a/app商品化軟件中的工業(yè)設(shè)計模塊。1.1pr/engineerpr/engineer包含一個工業(yè)設(shè)計模塊pr/design，用于支持自上而下的投影設(shè)計，以及在復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計中所包含的許多復(fù)雜任務(wù)的自動設(shè)計。此模塊工具包括產(chǎn)品設(shè)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(xì)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(shè)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(guān)特性保證了其工業(yè)設(shè)計模塊在

5、根本上和設(shè)計全局的統(tǒng)一。其功能有：1)3d裝配圖的連接層次等級設(shè)計；2)整體與局部的尺寸、比例和基準(zhǔn)確實定；3)情況研究-參數(shù)化詳細(xì)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(shè)計avehat-ifalternativevalueengineering技術(shù)。它使得工程師隨然處于不同的部門卻可以在設(shè)計初期就可從全局角度出發(fā)，同時針對多種設(shè)計方案進(jìn)展評估，從而使設(shè)計師可以有效地控制各種設(shè)計變更。此外，ave也支持“概念設(shè)計到詳細(xì)設(shè)計工程，即先作出設(shè)計決策，然后設(shè)計細(xì)節(jié)。2通過av

6、e技術(shù)，設(shè)計師可以在設(shè)計之初即將產(chǎn)品參數(shù)設(shè)定到產(chǎn)品的整體布局中去，通過預(yù)先設(shè)定這些準(zhǔn)那么，子系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)展調(diào)整，通過改變關(guān)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(shè)計中。1.3slidrksslidrks提供了一種快速預(yù)覽三維輕量化模型的技術(shù)，使得大裝配模型的顯示速度進(jìn)一步進(jìn)步。同時，支持在設(shè)計界面下的真三維顯示效果，到達(dá)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(jìn)展顯示、編輯，進(jìn)展運動仿真。自上而下的裝配體設(shè)計技術(shù)tp-t-dn可使設(shè)計者在裝配體內(nèi)設(shè)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(shè)計的開端，定義固定的零件位置、基準(zhǔn)面等，然后參考這些定義來設(shè)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(shè)計師是相當(dāng)重要的，可以使他們在完成尺寸設(shè)計的同時亦能輕松完成產(chǎn)品外觀設(shè)計，更好的向客戶展示設(shè)計作品。2aid開展現(xiàn)狀分析2.1概念化設(shè)計概念的引入傳統(tǒng)的ad系統(tǒng)雖能產(chǎn)生復(fù)雜、準(zhǔn)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(shè)計而開發(fā)的，因此缺乏設(shè)計方法學(xué)的支持，進(jìn)而使得設(shè)

8、計師無法在軟件中實現(xiàn)概念設(shè)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(dǎo)致其淪為一個在設(shè)計方案根本確定之后的繪圖工具，而非設(shè)計師們所希望的輔助設(shè)計工具。比較傳統(tǒng)的方法是自下而上設(shè)計法。在自下而上設(shè)計中，先生成零件并將之插入裝配體，然后根據(jù)設(shè)計要求配合零件。然而，這種方式卻大大阻礙了設(shè)計師創(chuàng)新思維的實現(xiàn)，軟件并不能第一時間在設(shè)計上發(fā)揮效力，往往是在設(shè)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(shè)計方法為設(shè)計師解開了束縛，允許設(shè)計師從裝配體開始設(shè)計，從概念化的外形逐步細(xì)化到零件設(shè)計，并且得益于其系

9、統(tǒng)的相關(guān)性和聯(lián)動性使得設(shè)計師敢于大膽修改自己的初始設(shè)計、大膽嘗試各種想法及設(shè)定，大大增加了設(shè)計過程的靈敏性。2.2參數(shù)化、變量化設(shè)計現(xiàn)代軟件的開發(fā)實現(xiàn)了參數(shù)化、變量化設(shè)計，可對產(chǎn)品零件的局部尺寸設(shè)定變量，亦可在裝配體中針對一個或幾個零件進(jìn)展系列交換，實現(xiàn)了產(chǎn)品的批量、系列設(shè)計。軟件實現(xiàn)了將參數(shù)化設(shè)計和方案優(yōu)化聯(lián)絡(luò)在一起，比較和優(yōu)化備選方案。通過比較強(qiáng)度、壽命、本錢和重量確定最正確設(shè)計方案，在不制作樣機(jī)的情況下即對方案直接進(jìn)展評估，甚至設(shè)計載荷、評估零件強(qiáng)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(shù)通過計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的虛擬仿真，可以有效地進(jìn)展人機(jī)關(guān)系的設(shè)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(jī)相關(guān)的時間和本錢，在投放消費前即可發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤，使得設(shè)計更加準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)。3將來趨勢分析3.1aid與綠色環(huán)保設(shè)計通過插件計算用戶設(shè)計產(chǎn)品的碳排放量。通過環(huán)境儀表板進(jìn)展實時反響，并尋找到相應(yīng)的替代材料。已有商家開始設(shè)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(shè)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(shè)計的所有其他方面也非常重要。設(shè)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(luò)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(shè)計師更多的時間去做設(shè)計，而不是設(shè)法與人交流他的設(shè)計。4完畢語綜上所述，隨著ad、人工智能等技術(shù)的進(jìn)一步開展，設(shè)計軟件對設(shè)計過程以及設(shè)計思維的模擬必將到達(dá)新的高度。aid將為工業(yè)設(shè)計提供更為先進(jìn)而有效的人機(jī)交互方式及創(chuàng)新設(shè)計的手段。隨著工業(yè)設(shè)計師與工程設(shè)計師逐步交融