RSS
当前位置 : 机电专业技术网>CAD/CAM>AutoCAD>列表

CAID技术研究概况

发布时间:2007-08-01 关键字: 概况 研究 技术 设计 当前 工业设计 造型 模型 过程 系统

    当前,国内外CAID的研究主要集中在计算机辅助造型技术、CAID中的人机交互技术、智能技术以及新兴技术的应用研究等方面.以下分别对这4个方面作一综述,并介绍当前一些著名的CAD/CAM/CAPP商品化软件中的工业设计模块。

1)计算机辅助造型技术

    计算机辅助造型技术经过20多年的探索,已发展到特征造型和参数化、变量化设计阶段,为实体模型向产品模型的转化铺平了道路。同时,CIMS、并行工程、虚拟制造等设计制造模式的发展,使得产品模型必须实现全生命周期中的信息共享、各种模型数据的转换和网络传输等问题。这些都对计算机辅助造型技术提出了更高的要求。

    在CAID技术领域,计算机辅助造型技术研究主要体现在造型的自由曲面设计和草图设计等方面。

● 自由曲面设计

    产品外形自由曲面设计研究是CAID的一个重要内容。采用曲面特征设计(Surface Feature Design)是自由曲面设计的一个重要发展。曲面特征设计包括了3部分,即基本表面、移动特征和串通图形。

● 草图设计

    草图设计技术是随着实体造型技术的发展,为满足工业设计师传统的手绘习惯而发展起来的造型技术。它是用来弥补传统CAD系统与工业设计之间鸿沟的有效手段。该技术的重点在于2个方面:一是设计过程中的人机交互技术,即设计系统如何有效地模拟设计手绘;二是草图重建技术当前,国内外已建立了一些基于草图的CAD系统。

2)CAID中人机交互技术

    人机工程技术研究的真正兴起、并有组织地进行仅为数十年的历史。当前,人体标准数据库、三维人体模型以及一些人机设计系统、评估系统已得到广泛应用。在CAID技术领域,人机交互技术研究主要体现在人机界面技术和虚拟仿真技术等方面。

● 人机界面技术

    随着计算机技术尤其是多媒体、虚拟现实等技术的发展,人机交互的界面已发生了巨大变化。当前,人机界面模型、虚拟界面、多用户界面、多感官界面是人机界面技术的几个重要研究方向。

● 虚拟仿真技术

    通过计算机软硬件系统的虚拟仿真,可以有效地进行人机关系的设计、评估、检验等工作。当前,虚拟仿真技术研究主要体现在触觉反馈、压力反馈等基础技术以及人机交互的模拟、人机虚拟环境的构建等方面。

3)CAID中智能技术研究

    当前,智能CAD、智能设计已有相当程度的发展。集成化智能设计系统(I2CAD),可对设计全过程提供一体化的计算机支持。在工业设计中,由于其涉及到创造性设计思维以及频繁的人机交互,尤其需要人工智能技术的辅助。

● 创造性设计思维

    设计活动是一个创造性设计思维的过程,在工业设计过程,设计师将其构想快速转化为草图的过程是一种相当复杂的行为。这一过程被称为观念作用阶段(ideation stage)。不少学者针对设计师的创造性设计思维、设计知识的表达,对观念作用阶段进行了研究,并结合草图设计,提出了自己的见解。

设计文法

    设计文法是从设计方法学的角度,对物体的造型、色彩、形状等构成要素及其生成原理进行提炼、抽象而形成的形式化描述方法。它是实现计算机辅助智能设计系统的基础之一。当前,工业设计界学者提出的设计文法主要包括造型文法、色彩文法、形状文法、造型转换文法等。

● 创新设计

    在创新设计过程中,设计师的创造性思维、设计经验以及领域知识等内容处于相当重要的地位。因而,不少学者从人工智能角度出发,进行产品创新技术研究当前,主要体现在对产品创新原理、创新过程的描述模型和计算模型等建模技术研究上。

4)CAID中高新技术的应用研究

    当前,虚拟现实、神经网络、遗传算法等新兴技术以及并行设计、协同设计设计方法是广大学者研究的热点。将这些技术引入CAID领域,并结合传统的优化设计、模糊技术、智能技术技术,来进行CAID的研究也逐渐受到学者的关注。

● 面向并行、协同的工业设计

    并行设计、协同设计是现代设计的发展趋势之一。在工业设计领域特别是产品设计,也必须研究产品功能、原理、布局、形态等各方面之间的并行设计和协同设计机制。一些学者从并行工程的角度,对并行环境下的设计过程和设计策略以及面向并行工程的造型设计技术进行了深入探讨。

    一些学者从CSCW的思想出发,分析了协同设计过程中的各种角色,提出了工程设计与工业设计的协同工作模型,同时分析了协同设计中人的作用。

● 基于VR的产品设计
  当前,虚拟设计、敏捷设计已有了很大程度的发展。在产品设计领域,虚拟现实技术同样也受到了众多学者的关注,他们将VR技术引入形状设计、结构设计等过程,并开发出一些基于VR的设计系统如3-DRAW、JDCAD、COVIRDS等。

● 绿色设计

    绿色设计(Green Design)是当前备受关注的一个产品方向,它与工程设计界提出的全生命周期工程设计(Life Cycle Engineer Design,简称LCED)在本质上是一致的。

    绿色设计的关键技术有面向再生(Design For Recycling, DFR)的设计技术、面向装配(Design For Disassembly, DFD)的设计技术、面向生命周期(Life Cycle Assessment, LCA)的评估等等。

5)商品化软件中的工业设计模块

    当前,世界上大型的CAD/CAM/CAE软件系统,如Pro/Engineer、EDS Unigraphics、EUCLID、Autodesk、SolidWorks等都提供了有关产品早期设计的系统模块,它们称之为工业设计模块、概念设计模块或草图设计模块。

● Pro/Engineer

    Pro/Engineer包含一个工业设计模块——Pro/Design,用于支持自上而下的投影设计,以及在复杂产品的设计中所包含的许多复杂任务的自动设计。此模块工具包括产品设计的二维非参数化装配布局编辑器,用于概念分析的二维参数模型的布局以及用于组件的三维布局编辑器。

● EDS Unigraphics

    EDS Unigraphics 从V13版本后推出了概念设计WAVE (What-if Alternative Value Engineering)技术,它为协同概念设计提供了强大的技术支持。使得不同部门的工程师在设计早期阶段,就可站在系统工程的角度,同时针对多种可选的设计方案进行评估。通过将设计意图组织到一个相关控制结构(associative control structure)中去,可使设计师十分有效地控制各种设计变更。此外,WAVE也支持“概念设计到详细设计工程”(concept-to-detail engineering),即先作出设计决策,然后设计细节。

最新评论共有 0 位网友发表了评论
发表评论
评论内容:不能超过250字,需审核,请自觉遵守互联网相关政策法规。
用户名: 密码:
匿名?
注册

外部连接