基于CAID的系统平台的构建

［摘要］简要分析了CAID流程，指出构建CAID平台三个方面的问题：信息采集，核心功能模块，三维建模。

［关键词］CAID 信息采集 功能模块 CAD 三维建模

［中图分类号］TP39［文献标识码］A［文章编号］1009-5349（2010）11-0144-01

引言

计算机辅助工业设计(Computer Aided Industrial Design，CAID)，是现代工业设计与计算机技术相结合产生的新技术，是CAD的一个分支，并且以CAD技术为依托。但迄今为止，研究CAID系统平台构建的理论和方法仍然缺少，而真正意义上辅助设计师系统设计工作的三维CAID软件很少。

一、CAID的工作流程分析

从工业设计系统论来看，CAID工作流程一般分三阶段进行：

（一）初建数字模型阶段。有两种形式，一是凭设计师手绘概念草图在三维软件里建立三维数字模型；二是用油泥等材料制作出三维设计模型，通过激光扫描成数字点云，再用三维软件生成三维数字模型。

（二）赋予三维模型材质，渲染出具有真实质感的效果图。（如果公司或客户要求，还可将这个三维数字模型用快速成型的方法制作出真实的外观模型。）

（三）移交结构工程师进行结构设计，经过机电和加工工艺等，最后生成一套完整的设计方案交给生产部门去实施。

这样看，CAID要完成六项工作：1.绘制概念设计草图；2.建立三维数字模型；3.从点云生成三维数字模型；4.赋材质，渲染成效果图；5.快速成型；6.与工程师合作。

二、基于CAID平台的构建

主要满足以下三方面：

（一）信息采集能力。CAID系统中的信息可以分为数字信息和非数字信息两类。数字信息有：产品造型的尺寸、结构、色彩、材料、人机尺度等涉及产品或人的生理和物理属性；非数字信息有：设计评价、创意、形式带来的心理反应等涉及人心理的属性，是复杂并且多变的。数字信息间都是可以交换的，而非数字信息是暂时不能交换的。非数字信息与数字信息集成在一个统一的数据模型中，非数字信息与数字信息集成可以建立起完备的产品CAID模型。可以实现CAID与CAX的CIMS（现代集成制造系统）集成。

（二）拥有核心模块。从系统论来看，CAID系统应有形态设计、色彩设计、人机设计和设计评价四个最核心的功能模块。这些模块也是CAID平台的主要组成部分。在设计实践中，CAID的实际流程要复杂得多。例如人机设计与形态设计之间存在一定相关性，需要共同完成，同时设计评价也是始终贯穿在这个设计中的，随时可能启用。为解决这一问题，建议使用并行管理程序。CAID的平台就成为产品形态、色彩和人机等信息不断充实和完善的平台。在装配中实现数字化装配，将最终方案输出到加工设备，加工出产品，投放到市场，之后再收集有关信息，反馈到CAID平台，实现再设计。

（三）三维建模功能。为了提高CAID系统平台开发的效率，可借助于成熟的CAD造型系统进行开发。工业设计师所使用的三维设计软件绝大多数是国外开发的CAD软件系统，它们分为两大类型：一类是具有强大草图绘制和自由曲面建模功能的“准CAID系统”，如Alias、Rhino、3DS Max等；另一类是可以支持CAID建模的工程设计软件，如CATIA、UG、Pro/E、SolidWorks和CAXA等。采用基于组件的工具集开发方法，强调CAID工具之间的高聚合、低耦合特性，降低CAID工具对特定CAD造型平台的依赖性，以便于移植，实现跨平台集成应用。

三、小结

工业设计与计算机技术结合，产生了CAID技术。CAID的本质就是对设计对象的CAID的相关信息获取、变换和传输等。设计师的主要作用将体现在设计评价和决策层面，通过决策过程实现与辅助设计系统的交互。随着技术的进一步发展，产品设计模式在信息化的基础上，必然朝着数字化、集成化、网络化、智能化的方向发展。工业设计师与工程设计师正逐步融合，走向统一化。

【参考文献】

[1]孙守迁,黄琦,潘云鹤.计算机辅助概念设计研究进展[J].计算机辅助设计与图形学学报, 2003,15(6):643-650.

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[4]蔡建平,李理.创新设计教育的探索与实践.2007国际工业设计教育研讨会论文集.北京：中国建筑工业出版社,2007-10.

Abstract: It briefly analyses the procedure of Computer Aided Industrial Design, gives out the construction of CAID needs three technical problems：information acquisition; the central part of functional module; the unction of the feature modeling.

Key words: CAID; Information Acquisition; functional module; CAD; feature modeling