数字化产品设计范文

数字化产品设计范文第1篇

(一)操作中的“数字化”

Pro/E在产品开发设计时主要通过参数化来实现。通过几何约束和尺寸约束，把握设计对象造型模块的特征与关联，有效地控制了模型修改的一致性和造型风格的统一性。主要有两种操作类型:一是尺寸约束参数化，对形状特征进行尺寸约束;二是定位约束参数化，即对特征进行定位约束。

(二)数字化设计制造

自从数字计算机在20世纪40年代诞生以来，就改变了过去图纸、模型式的制造方式，利用CAD、CAM等技术，实现了无图纸的计算机辅助设计，被称之为数字化设计。随之，信息集成的数字化设计产品与多功能数控机床、机器人化的生产制造设备等信息并联，使设计的产品能被快速加工成型，这个过程被称为数字化制造。数字化制造实际上就是在对制造过程进行数字化的描述中建立数字空间，并在其中完成产品制造的过程。2014年10月8日中国新闻网刊载了一条新闻:据《纽约每日新闻》报道，世界首款3D打印汽车终成现实……它的制作周期为44个小时，并且最高时速可以达到80公里每小时。中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军在青岛第二届世界3D打印技术产业大会会上表示:“近期，教育部正在制订方案，让3D打印机走进学校，促进3D打印教育普及。同时，科技部、工信部也正在探讨3D打印产业化问题。”诸多实例表明，3D打印技术已然进入并应用到了生产制造领域。国务院参事、科技部原副部长刘燕华对相关媒体也表示，3D打印代表了制造业的数字化。综上所述，数字化设计已经是数字化制造中的一个设计环节，在工业制造业的大系统中被称为数字化设计制造技术。Pro/E操作中的“数字化”主导设计经过机床系统的处理后生成程序段，进入机床成型或3D打印快速成型，即完成了数字化设计制造。

二、Pro/E建模与辅助设计

Pro/E作为美国PTC公司推出的软件，目前是最普及的三维CAD/CAM/CAE应用软件之一，经历几十年的发展，现已成为一个全方位的产品开发软件，集合了众多强大的功能，如草绘设计、产品组件设计、产品造型设计等。它将设计造型的特征以全参数化的方式在其三维建模系统之中运算，形成了其特有的全参数化三维建模功能。利用Pro/E进行设计实践时，常见模型利用软件自带的功能即可组合形成，不规则的或造型较复杂的造型则需要用二维草绘的方式来完成，具体是建曲线轮廓，再由曲线轮廓创建曲面，再根据造型旋转曲面，或切割曲面等方式来完成;结构更复杂的造型，则需要进行建模前的结构分析、特征分解等工作，将这些复杂造型解构成为单一的造型，按“零件”来进行造型建模，再分析这些零件间的位置关联关系，进行组装装配完成建模工作，最后转化为实体模型。利用曲线轮廓特征、拉伸、拉伸加厚、实体切除等方式的油壶模型。现代制造企业的竞争，是产品和设计的竞争。企业产品的开发越来越依靠现代化的产品设计方法和技术手段。现代产品设计方法是以电子计算机为手段，运用工程设计的新理论和新方法，使计算结果达到最优化，使设计过程实现高效化和自动化。以此来看，行业发展的现状使产品设计师必须熟练掌握Pro/E等计算机辅助设计的能力，便于提高产品设计开发的周期、节约设计成本等。

三、Pro/E设计创作与案例展示

当前设计的理念已逐步从“形式追随功能”转变为“设计追随情感”，产品意象造型设计已成为工业设计重要的研究内容。Pro/E作为计算机辅助产品设计软件，它在实践中拓展了设计师的创新思维，提高了设计师对设计造型的开发能力。在产品外观、细节、特性以及功能等方面，设计师均能利用Pro/E完成外观模型以及概念设计原型的制作。Pro/E的强大功能是需要设计师的“催生”才能发挥出其超强的设计功用。数字艺术家肖永亮说，他们团队在做《泰坦尼克号》电影特技时，所在公司的硬盘大小也只有2GB，但作品仍获得了第71届奥斯卡金像奖，这就是说，他的团队能把现有设备的潜力发挥到极致。所以，设计师需要利用其独有的创作造型思维、具备一定的空间设计解构和组合能力，才能将Pro/E软件的辅助设计作用发挥到极致，达到预期的设计意图。在进行教育部课题“3D打印与数字化制造背景下的产品设计研究”研究过程中，科研团队的一项成果参加由中国航空学会2012年主办的“‘创新杯’第五届全国未来飞行器设计大赛”中，团队成员李凤芳主创的作品《“凤之翼”未来高空长航时无人机设计》获得了“优秀奖”。该无人机设计方案，采用大展弦比机翼，前缘呈弧线状小角度后掠，无尾翼布局。机翼中央部分弦长较大，机翼可分为中央翼和外翼两部分。在中央翼的上部，采用弧形机翼嵌入，使中央翼和弧形翼之间形成一个较大的气流通道。通过在中央翼上部安装3个直径为1．4m的电机和螺旋桨，对通道中的空气进行加速，使飞机中央翼部分的升力大大提高，以此提升全机的升力，也能改善飞机的低速飞行和失速特性。中央翼和弧形翼的良好气动力布局设计，能保证无人机的飞行和操纵性能比常规的直机翼布局无人机大为提高，特别是在纵向的俯仰控制上更具有较大的突破。在纵向的俯仰操控性能上，中央翼和弧形翼的气流通道，配合中央翼的S型高升低阻翼型，使飞机具有纵向自稳的特征。在中央翼后缘设置控制面，对飞机进行操纵，从而不需要设计尾翼对飞机进行安定和控制，大大减小了飞机的重量，提高了无人机的结构利用率。从气动布局设计上看，本方案相比于其他布局的高空长航无人机，其气动布局的创新是其总体性能优良的最大保证，也为其进一步的研究发展打下了良好的基础。在作品设计中，Pro/E软件作为主创软件，经过设计图、油泥造型局部模拟，最终利用其完成了设计建模等。产品设计从某种程度来讲，横跨工科(生产制造)和艺术(外观形态)两个领域。综合来看，Pro/E软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程，完成产品的数字化制造设计环节。同时，Pro/E软件也能将设计创意中的产品原创“指甲图”即手绘产品造型设计稿，利用其软件功能变成模拟造型，完成产品的艺术外观设计。

数字化产品设计范文第2篇

【关键词】数字化 图形图像 艺术与技术 创新 设计语言

借助数字化图形图像艺术，不仅能辅助服装设计师完成设计构思，更重要的是能够丰富服装设计的语言表现形式。随着数字化图形图像艺术与技术的日渐成熟，数字化的服饰语言日益成为发挥服装创意的有效途径，也逐渐成为服装设计中最为时尚的设计语言之一。我们根据其呈现出的特点进行研究，作为现代服装创作语言的新形式，在服装的造型、色彩与图案上分析把握数字化服装设计的要旨。

一、数字化造型造就出独特的立体结构感、建筑感服饰语言

在服装款式造型中，利用现成的人体造型，设计人员借助相关的数字化设计软件技术完成几何感造型设计，设计者利用计算机可完成几何抽象形态构成，直观地进行多种造型方案的评判。借助数字化技术打造出的造型设计，具有数字化精确的特点，极具时代科技感。

进行服装造型创造时可以大胆结合现代艺术中抽象、夸张、变形等艺术表现形式，通过对最近时尚服装的数字化造型进行解读，得出这类作品往往具备共同的构成特点，具有立体感简洁的点、线、面、体的构成元素，一般构思来源于有机形式的结构，如多面建筑、晶体结构、自然界生物、折纸艺术等等。进一步分析数字化特点造型作品，往往还呈现出如下特点，如精准的线形、硬朗的造型、整齐的面感、有机组合感以及建筑构筑感。数字化造型造就出的独特服饰语言，把自然界与人造世界结合成极其精细且具装饰性的设计。比如棱角分明的具有建筑美感的服装轮廓和配饰作品（图1）。

近几年，数字快速成型技术日渐成熟，使得受自然界生物启发，应用数字化形式语言打造，形成精美结构形态的日常服装即将成为一种可能。最终能够实现手工无法实现的造型。具有代表意义的如荷兰的“立体主义 ”设计师艾里斯·范·荷本（Iris van herpen）的实验作品，借助计算机技术与艺术，形成了独特的创意，她采用夸张的人体骨架的结构、立体感的剪裁和线条，将立体和建筑元素运用发挥到了极致（图2）。另一作品模拟海洋生物的形态，应用立体感设计，夸张了肩部、胯部的轮廓。数字技术完成了简洁、柔美的螺旋几何线条，数字化图形图像技术与艺术成就了独特的立体结构感、建筑感的造型，创新我们服装产品设计的造型语言。

二、数字化色彩重构出多样、快捷的色彩搭配语言

借用计算机重构色彩最大化地满足了产品设计中色彩搭配的多样性、快捷化。色彩是服饰中是最响亮的视觉语言，是创造服饰整体艺术氛围和审美感受的特殊语言，往往也是着装者充分体现自己个性的重要手段。计算机可以用来测试各种色彩与色彩组合，顾客和服装设计师可以不再依靠偶尔才能调出的最佳色彩样板。数字化服装色彩设计，能够让原来混沌、感性的色彩设计变得简便、有序、直观。

利用数字化技术采集、重构，对选定的借鉴对象原有色彩布局进行有意图的重组，快捷地借用和重构色彩，寻求特色的表现角度和新新颖的色彩图形，丰富设计创意。通过数字化色彩提取，以自己的感悟创造出新的色彩配置。当今的服饰产业潮流瞬息万变，计算机产生的概念化数字色彩板，能够帮助设计师形成出其不意的配置效果，达到完美表现服装设计构思的目的。

三、数字化图像印染技术造就的服饰数码语言

在设计中利用数字化图形图像技术，把单一几何数维图案进行要素的重复、穿插、层叠等排列，可以方便地把循环或渐进形状轻松快速地制作出来。在纺织服装中，借助于数字化技术的数码印染技艺完成的服饰图案设计能使服装呈现出前所未有的现代感。如英国新生代设计师Dion_Lee的作品（图3）。另外把数字化图形图像艺术与技术作为发挥服装创意的手法和技巧，能够轻松、快捷地满足大众对时尚文化的潮流需求。

结合几何图形的设计作品常常兼具简洁而强烈的时尚感，具象图像经数字化处理，可以形成抽象的几何形和对称性的装饰效果，体现出超越平衡、和谐、对称等传统美学标准的新的表现，如斯特拉麦卡特尼的同名时尚品牌 （Stella McCartney） 的度假系列，是以棕榈树、碧海蓝天、花朵绿叶等具象的图案为题材，运用对称性设计组合成巧妙印花，给人产生别致的、超越时空的美感（图4）。在设计中，可以借助数字化图形图像技术，把图像、线条、色块处理成隐蔽或者显露的效果来表现装饰、幽默的设计感。英国新锐设计师彼得-皮洛托（Peter Pilotto）的设计作品中广泛运用了不同颜色、循环排列的水生与植物花卉图案，结合数字化技术生成的几何数维图案，整体散发出一种海底世界般超现实主义的闭塞感，创作的服饰图案语言极为丰富。

利用数码相机或扫描仪记录下有典型特色的面料肌理与结构细节，运用计算机恰当的图像处理与色彩调整，印染到服装上进行创新设计，是另一种有戏剧效果和趣味感的表现。一般我们可以选择特定类型的面料，如针织编织、牛仔肌理等效果进行再现创新设计。由巴西平面设计师Bruno Basso和英国时装设计师Christopher Brooke创立的年轻品牌百索&布郎蔻（Basso & Brooke）的成衣秀场犹如服装面料展示会，设计师就是应用了这一主要手段给人呈现了很多超越了历史的东西。其中一个系列利用计算机完成牛仔材质图案与时尚的几何图案的创新组合设计（图5），给人印象十分深刻。

四、通过数字化图像的解构，形成服装设计独特而时尚的结构性装饰语言。

我们可以利用计算机把图案巧妙地融入于服装裁片结构，为设计作品带来强烈的趣味感及艺术感。英国新生代设计师玛丽·卡特兰佐（Mary Katrantzou）利用超现实数字化作品影像艺术与精准的服装轮廓相融合，完成了很多精妙的裙装作品，其中一作品以优雅的餐桌裁剪为下摆，房间的远景上升为上身部分让人印象尤其深刻（图6）。当今的产品设计师要善于应用数字化图像技术进行产品的设计创作，我们可以把历史的、复古的资源通过数字化解构形式转变成普通人可以接近的服装。有思想、执着于细节的比利时设计师德赖斯-范诺顿（Dries Van Noten ）将收藏在博物馆的和服与龙袍放平后进行拍照，再用切碎解构的方式将其数码打印到丝绸、邹绸等织物上，设计作品如同迷人的时装图书馆具有学术性，更具有诱惑力。德赖斯-范诺顿善于运用数字化手段进行创作，另一系列作品把17世纪的植物蚀刻画、丛林风景画和海上风景画上的图案拼凑在一起形成织物图案，拓展设计组成一款款端庄得体的时装样式。

结语

数字化图形图像技术与艺术为现代服装设计注入了富有时代感的视觉因素。在消费者市场不断追求快捷、新颖、创意的成衣产品需求下，数字化设计手段越来越会在多品种、小批量、短周期的产业竞争中获得优势。

运用数字化图形图像艺术，能够从全新的视角审视服饰造型、色彩与装饰，拓展与生成独具特色的产品式样，开阔思路，以历史、民族、民俗、自然界等为题材吸取设计灵感，通过数字化图形图像艺术手段再现、合成与解构，不断创新我们民族品牌服装。发挥数字化技术生成与拓展服装设计的优势，不断满足大众时尚文化的创意需要。

（注：本文为宁波市纺织服装应用型人才培养基地项目，项目编号：Jd070317）

参考文献：

[1]苏·詹金·琼斯.时装设计[M].北京：中国纺织出版社，2009年.

[2]特蕾西·黛安.色彩预测与服装流行[M].北京：中国纺织出版社2007年.

[3]奥利维埃·杰瓦尔.时尚手册1：时尚工作室与产品[M].北京：中国纺织出版社2010年.

数字化产品设计范文第3篇

【关键词】机械产品；产品设计；数字化设计；关键技术

为了适应现代社会和经济快速发展的新趋势，机械产品的设计也逐渐完成了数字化设计的转型，越来越多先进的计算机技术运用到机械产品设计中，促进了我国机械设计与制造技术的发展与完善。数字化设计是实现网络虚拟化设计的基础和前提，使得传统的制造与加工转变为现代化的设计与生产，从而实现机械制造企业资源的优化配置，有利于增强企业的综合竞争力。

一、机械产品数字化设计的涵义

机械产品数字化设计主要是运用计算机辅助设计、CAD数字化仿真技术，对产品开发的全过程给予足够的技术支持，从而促进机械产品设计信息的更新以及设计技术的完善。数字化设计涵盖了机械产品模块建立、设计优化以及数据管理的全过程，运用CAD、CAM等集成技术实现对机械产品设计与加工的数字化描述，再运用数字化技术对产品的加工过程进行控制，从而促进机械数字化制造技术的快速发展。

二、机械产品数字化关键技术

（一）二维CAD技术

CAD技术是伴随着计算机的发展进入到设计领域中，人们运用CAD技术代替了传统的手工绘图，具有更高的准确度和清晰度。但是，二维CAD技术仅仅是改变了产品设计的绘图方式，并没有完全融入到机械产品设计中，随着软件系统的功能不断完善，才逐渐发展成为完整的计算机辅助系统。

（二）三维CAD技术与曲面造型技术

三维CAD技术可以形成完整的框式系统，可以满足表达产品设计基本信息的需求，随着计算机技术的不断发展，产生了以表面模型为特点的计算机建模方式，进而形成了具有造型曲面系统的三维CAD技术，实现了产品信息的完整表述，这不仅是CAD技术的一次重要变革，也使得机械产品设计的曲面表达方式获得更大的平台。

（三）实体造型技术

表面模型技术可以对产品的表面信息进行完整描述，但是却无法表达出产品质量、重心等其他要素特征，这对于机械产品设计带来了很大困扰。在CAD技术不断完善的背景下，产生了实体造型技术，可以为CAD设计的产品信息表达提供更完整的属性，有利于提高机械产品设计的科学性和准确性。同时，实体造型技术在诸多机械零件设计和加工中也被广泛应用，推动了机械制造领域的快速发展。

（四）参数化技术

参数化造型技术是上世纪80年代中期进入到机械设计领域中，其具有数据先关、尺寸约束和驱动修改等特征，将其引入到CAD设计系统中，可以实现对零件的尺寸驱动修改，而且使用的范围较为广泛，在大部分通用零件的设计中都可以应用。

（五）变量化技术

变量化技术是建立在参数化造型技术的基础上，对其进行的局部修补而形成的负荷建模技术，可以将不同的曲面模型和实体模型进行叠加，完成尺寸、数据的约束，可以满足复杂机械产品和零部件的设计需求。

三、机械产品数字化设计技术发展趋势

随着计算机技术的不断发展，机械产品的数字化设计也向着更加精密化、虚拟化和智能化的方向发展，同时在机械数字化设计的信息管理体系方面也在不断的更新，从而为机械产品数字化设计技术的发展奠定坚实的基础。当前机械产品数字化设计的发展趋势主要体现在以下几个方面：

（一）单项技术的发展正在不断完善，以曲面建模技术、曲面与实体集成技术等单项技术为核心的CAD/CAM等数字化技术正处在不断发展和更新的过程中，与机械产品设计需求的契合度也越来越高，这将有利于提高机械产品数字化设计的效率，提高机械产品制造企业的加工效率。

（二）以PSM和CAD/CAPP技术为支撑的集成技术，将成为未来机械产品数字化设计的主导技术，其应用范围主要集中在接口、封装等技术方面。

（三）机械产品数字化设计与虚拟技术的结合，可以形成一个虚拟的制造环境和虚拟产品，有利于缩短产品开发周期，提高产品设计的成功率。

（四）机械产品数字化设计与网路技术的协同应用，可以极大的拓宽数字化设计的应用领域，提高数字化设计的应用效率。通过互联网技术的融入，国内的机械产品制造企业与国际机械产业的交流将日益频繁，进而实现异地设计、异地生产，有利于机械制造企业节约成本，增强国际竞争力。

四、结束语

综上所述，机械产品的数字化设计应成为了机械加工领域发展的必然趋势，越来越多的数字化技术被应用到机械产品的设计和生产活动中，实现了机械产品设计的科学化和人性化，有利于增强企业的综合竞争力，进而促进我国机械制造业健康、持续的发展。

参考文献：

[1] 曲哲，王珏，徐洋，徐翔.农业机械产品数字化设计技术研究[J].成功（教育），2012（16）.

[2] 李文泽，单玉梅.机械产品的数字化设计特点与技术进步[J].民营科技，2013（06）.

数字化产品设计范文第4篇

当前，随着我国工业化、信息化、城镇化和农业现代化的迅猛的发展，工业化和和信息化已步入深入融合阶段，信息化与农业现代化也进入蓬勃发展期，经济全球化、贸易自由化和社会信息化倒逼我国农业现代化，现代农业机械只有通过信息化的手段进一步提高设计水平、降低生产成本，才能在激烈的市场竞争中取胜。如何有效的农机产品开发周期，如何达到最优农机产品质量，如何有效降低农业机械的成本与价格，如何完善农业机械的售后服务等，这一系列的问题不断的拷问我国农业的现代化进程，信息化与数字化是解决上述的问题的有效手段。通过信息化与数字化的手段可以有效提高农业机械的设计水平，通过数字化设备能有效的调控农业机械的精密的制造与加工，通过企业信息化与数字化的管理手段能否实现严格的生产管理与用户反馈。本文主要对农业机械产品研发的研究现状及其发展趋势，以及农业机械的数字化设计方法与技术，并结合从事农机产品多年的设计与制造经验和数字化设计特点，以及 CAD/CAM/CAE、虚拟样机、虚拟测试等新技术的应用加以深入的讨论与研究。

一、数字化驱动下农业机械设计研发

农业机械是衡量一国农业现代化发展的水平的主要指标之一，因而提供数字化手段提高我国农业装备的设计水平，对于在贸易全球化背景下提升农业装备制造业企业在国际上的竞争力具有不言而喻的历史意义。随着信息技术与数字化技术的迅猛发展，数字化设计已经全方位多层次的渗透到农业机械设计、生产中的方方面面，也给农业设计带来了巨大的变化。

1）信息技术与数字化的应用极大降低设计成本。

农业机械的产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。农业机械的设计可以在线上进行互动设计，企业可以与用户进行反馈论证与修改。设计者可以在线农业机械的设计效果，用户可以在线反馈设计过程中存在的问题，相比于以前农业机械设计都在纸质上进行绘图，在线农业机械设计的极大的促进农业机械设计与实践； 以往产品创新主要集中于具体设计过程，如今从产品的概念设计到详细设计的各个阶段均强调创新设计。如基于蓝牙技术的变量施肥机速度采集系统设计、温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取设计、基于RFID 的农机安全监理现场巡检系统设计、基于资源管理和Silverlight技术的农业装备信息网络平台，以及Ajax 技术在农业装备信息网中的应用。均是信息技术与数字化技术在农业设计领域中应用的典范

2）数字化技术强调产品协同设计。

农业现代化的发展催生了许多新需求，这些新需求也亟需新的设计的方法，就目前农业机械数字化设计水平来看主要三种主流的设计方法，一是德国设计理论的系统化设计方法，二是TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）三是公理设计（AxiomaticDesign，AD），对于目前我国而言，需要对先进的设计方法进行引进、消化、吸收再创新。更需要产品设计师跨区域的进行交流互动，跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等。数字化的设计平台能够为设计者之间提供实时的交流平台。基于互联网信息技术进行学习，可实现跨实现跨部门、跨行业、跨区域的设计者之间的沟通与交流。数字化虚拟设计实现了设计与需求的协同统一，锻炼设计者虚拟想象空间，提升农业机械的设计水平，有效实现零污染的设计理念，促进绿色设计理念的形成与发展。如基于离散元法的数字化设计、精密播种机数字化设计、拖拉机队列自动控制系统、秧盘育秧精准播种的穴孔同步对中装置及其控制系统，以及基于力控组态软件的温室监控系统均是农业机械协同设计的样例。

3）虚拟现实便捷了农业机械设计与展示。

虚拟现实技术独特魅力之处在于能将农业机械的设计构思、实施及展现都表现为多媒体如三维图形、语音和视频，能然设计者和未来的潜在使用者身临其境地体验产品的设计整体过程。通过多媒体技术、互联网技术来实现可以实现海量、实时、丰富的农业接卸虚拟设计素材。面向某些特色农业机械，其结构复杂、设计困难、设计周期长大大影响了农业现代化的进程。然而如果采用虚拟现实技术，可以有效的克服以上缺点，一方面可以利用虚拟现实技术模拟产品的某些性能，另外一方面也便于设计人员对产品的修改与调整。大大缩短了农机产品的设计、生产周期。满足变化莫测的市场需求。如虚拟样机技术在畜牧机械设计、基于ADAMS 的莲藕切片虚拟样机建模与仿真、基于Pro/E三轴卧式TMR 饲料车的建模及运动仿真、SPH 在土壤高速切削仿真系统开发中的应用、莲藕切片机惯性力平衡仿真优化、大型中空轴式静压轴承流固耦合数值模拟，以及电涡流缓速器制动力矩影响因素的仿真均是虚拟现实技术在农业机械化设计中的应用。

结论

本文首先细致的分析了农业机械设计特点与需求，以及存在的问题，针对数字化与信息技术的发展趋势与特点，如CAD/CAE/CAM虚拟现实设计等技术的飞速发展深刻的改变了农业机械化设计的格局与模式，本文首先详细梳理虚拟设计技术与理论研究现状及发展趋势，结合分析了农机产品设计制造现状，进而细致深入地分析基于数字化技术农业机械产品设计的未来的发展趋势，针对信息技术如互联网、虚拟现实等技术对农业机械的数字化发展提供的历史机遇，研究面向农机产品开发过程的数字化设计平台体系与设计模式，采用数字化对农业机械产品进行设计所带来的优点即在产品开发的不同阶段运用数字化模型描述产品，并对产品进行设计、开发、评价、修改，通过这方面的讨论，以期为我国农业机械的数字化设计探索提供有益参考的新途径与新思路。

参考文献

[1] 夏红霞；面向通用类机械产品虚拟装配的工程数据库管理系统研究[D]；合肥工业大学；2010年.

[2] 阎楚良，杨方飞.农业机械数字化设计技术研究与展望[J]，农业机械化与新农村建设――中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册），2006.

[3] 阎楚良，杨方飞，张书明.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J]，农业机械学报（TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY OF AGRICULTURAL MACHINERY），2004， 35（6）.

数字化产品设计范文第5篇

关键词：农业机械设计；数字化设计技术；现代化

农业机械产品具有种类多、结构复杂、易操作等特点，我国是农业大国，农业机械具有非常广阔的市场潜力。然而，受到传统设计理念与设计工艺的影响，我国机械产品的整体设计水平偏低，数字化设计技术的应用，颠覆了农业机械的传统设计模式，极大地提升了农业机械设计的效率与质量，尤其是CAD、CAE等技术，更是改变了产品的生命周期，实现了对农业机械设备整体设计的优化。

1数字化设计技术的内涵与优势

1.1数字化设计技术的内涵

数字化设计技术指的是一种将声音、图文转化为数据，之后再转化成二进制代码，经过计算机进行信息传递与处理的技术。在信息化时代，数字化设计技术逐渐演变成为依靠计算机进行辅助的新型设计技术，故计算机是数字化设计的基础，也是核心。从另一个角度来说，数字化设计技术，即以计算机为核心构建数字化模型，再通过数字化平台展开产品研发的一种技术，数字化技术最明显的特点即不需要实物模型。

1.2数字化设计技术的优势

（1）数字化设计技术视为一种产品定义模型，其可以在各行业领域发挥作用，且具有较大的发展空间；（2）数字化设计技术可进行仿真模拟处理，不需要实物模型，因而可有效降低设计成本；（3）相比传统产品设计形式，数字化设计技术依托数字化平台，以计算机为基础，产品设计更具灵活性，不受时间、地点的限制；（4）在数字化设计中，可以采取分工合作模式进行多元设计，将不同板块的设计交由不同小组同步进行设计，整体设计更加系统化，提高了设计效率。

2农业机械设计的特征与现状

农业机械设计的特征主要体现在：第一，我国农作物类型比较丰富，所以农业机械种类繁多，例如播种机就包括条播机、精密播种机、穴播机等多个类型；第二，虽然农业机械种类丰富多样，但大多数功能比较简单，上手难度低，操作也比较便利。目前我国的农业机械设备大部分是由传动系统、机件、镇压器、轴轮等构件组成。这些均为数字化设计技术在农业机械设计中的应用，提供了良好基础与广阔前景。目前，数字化设计已经在国内外农业机械设计中得到了广泛应用，主要应用技术包括CAD、CAE等技术。数字化技术的应用，不仅提高了设计效率，降低了设计成本，而且也极大地缩短了农业机械的设计周期，更便于达到设计要求。而且，为了给农业机械后续维修工作提供便利，在初期设计时，更注重农业机械的整体化设计。随着农业机械化水平的不断提升，农业机械的市场需求增加，产品定制需求增多，而且对产品的品质要求也更加严格。在这一新的商业环境下，农业机械设计更应注重数字化设计技术的应用，必要时进行跨部门合作，更好地展开农业机械产品的设计与制造，为农业生产的规模化、自动化发展，提供保障，为农业经济发展水平的进一步提升，提供内动力。

3数字化设计技术的应用热点

3.1计算机辅助技术

计算机辅助技术简称CAD，以现代设计理念为基础，不仅具有开放性较强的产品设计模式，而且开发程序也具有较强规范性。从数字技术层面来看，CAD技术在概念、任务、技术等层面均有所优化，可以设计更多优秀产品。以CAD技术为核心设计的产品，大部分是以概念设计产品与构型设计产品。其中，概念设计即制定产品设计方案的具体内容，而构型设计即明确具体细节。

3.2虚拟原型技术

虚拟原型技术简称VR是最近5年内数字化设计技术的翘楚，得到了设计领域的重点关注。VR技术是在CAD、CAM、CAE技术的基础上发展而来的，其可以在特有技术基础上，对多方面技术进行全面整合。VR技术可以实现成品信息与基本概念的整合，并从行为、感官以及功能等方面不断对其进行优化。在该技术中，产品设计的整个过程被视为多个不同极端，且逐渐向全生命周期进行转变，以此推动产品设计与生产两个阶段的融合，在很大程度上推动了各行业的发展。

3.3知识工程技术

知识工程技术简称KBE，是现阶段应用率最高，且特色最明显的一种数字化设计技术。KBE技术主要应用在提前预测未来市场技术发展趋势，因而该技术的应用比较依赖新知识内容。同时，KBE技术在信息传递、知识展示等方面，也具有较好的应用效果。而且，还能够单独构建显性、隐性知识统一建模，有利于技术创新的横纵向发展。

4数字化技术在农业机械产品中的具体应用

4.1VR技术的应用

VR技术在农业机械产品设计中的应用，将影音资料、3D影像、多媒体等进行整合，使设计人员可以更好地利用个人想法，创设相应的设计情境，所以应用VR技术，设计人员可以享受身临其境般的设计体验。目前，VR技术主要应用在大型设备的设计中，对设备的特殊性能进行模拟，之后逐步实现设备与功能之间的优化。与此同时，通过其创设的信息反馈平台，能够加速产品的投放，提升产品应用效果，让用户直接了解产品的优势，进而更好地掌握设备应用要点。在国外，应用VR展开农业机械设计的技术有很多种，最具代表性的即可视化技术，该技术以CAD技术为基础，构建功能性模型，再通过模型输入的方式，将其传递到VR环境中，最终实现设备强化。例如，用户可以通过VR头盔显示器，直接对农业机械设备进行操控体验。同时，VR技术在农业设备拆装中也有广泛应用，如小麦联合收获机的各方面功能，均可以通过VR技术展现出来，包括原理展示、内部结构等，让使用者可以进行拆装练习，不断提升自身对机械设备的操控与应用能力。此外，VR-CAD系统在虚拟环境设计中也可以发挥作用，优化农业机械设备的设计模式与功能效果。

4.2农业机械设备产品的创新

数字化设计技术在农业机械设计中的应用，主要体现在农业机械设备产品的创新方面，即利用数字化设计技术对农业机械产品的使用性能、使用效果等进行创新，增强产品的新颖性，并提供给消费者更多选择。目前，在农业机械产品的数字化设计中，主要从该类型农业机械设备的常见使用问题或故障入手，从设计层面针对性地采取改进措施，进而降低故障发生率以及农业生产成本，提升该类型农业机械设备的市场竞争力，扩大市场份额。一般情况下，在利用数字化设计技术对农业机械产品进行创新时，主要从技术分析、材料优选等方面进行。例如，近几年我国研发出了一种新型拖拉机，该拖拉机不同于传统低功率拖拉机，其采用了数字化同步器与动力换挡配合静液压传动系统，具有独立的控制机构与控制面板，不仅更易操作，而且系统更加灵活，功率更高。

4.3协同化优化设计

在当下复杂的市场环境下，农业机械生产不仅涉及市场竞争，而且为了更好地满足消费者个性化的定制需求，必要时还需要进行跨企业合作。所以，农业机械设计中，数字化设计的应用与协同化发展，已经成为农业机械设计与制造企业生存的关键。因此，数字化设计技术在农业机械产品的协同化设计中具有较好的应用效果。为了从海量的技术信息与零件资源中，找到所需要的信息与数据，必须利用数字化技术对搜索技术进行优化，进而实现对所需零件参数与性能的高效率搜索。例如，PTC企业的Web服务器，其中储存了海量的技术型方案，我国的农业机械产品制造企业应借鉴这一做法，以不断地提升数字化设计技术的应用效果。此外，随着环保理念不断深入人心，为了建设环境友好型社会，农业行业也应朝着绿色化方向发展，而数字化技术的应用，极大地促进了农业行业的可持续发展。数字化技术的应用，显著提升了农业机械产品的节能效果，降低了能源损耗，充分发挥了环保能力。

5结语

总而言之，我国农业机械设计的数字化发展还处在探索性阶段，很多理论、方法等还不够成熟。在进入数字化时代后，农业机械设计更应注重数字化设计技术的应用，充分利用数字化设计效率高、成本低、可控性强等优势，持续提升农业机械设计的科学性、高效性，并不断利用数字化设计技术展开农业机械产品设计的创新，以不断促进农业生产的现代化发展，实现农业生产的智能化、规模化，进而推动农业经济发展水平更上一层楼。

参考文献：

[1]马云红,董中辉.现代设计技术在农业机械工程设计中的应用[J].农业与技术,2019,v.39;No.329(12):47-48.

[2]薛先斌,高刚毅.现代农业机械中计算机智能化技术的应用与研究[J].南方农机,2020,v.51;No.343(03):62-63.

[3]缪兴龙.浅谈数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].南方农机,2020,v.51;No.361(21):51-52.

[4]马超.现代数字化设计制造技术在农业机械设计制造上的应用分析[J].内燃机与配件,2020,000(002):P.232-233.

数字化产品设计范文第6篇

【关键字】制造业数字化，第三次工业革命，江苏

一、第三次工业革命的新技术解读

第三次工业革命的一个重要概念是“制造业数字化”。但“制造业数字化”不是一个全新的概念，在现今的大批量生产方式下就存在制造业数字化。一般来说，设计部门应用支持产品设计和工艺设计的各种图形库、数据库和CAD软件在电脑中产生数字化产品的图样、设计文件和工艺文件，完成产品开发过程的信息化，这就是产品设计的数字化。这一方式在现今的制造业中已经被广泛使用。而第三次工业革命角度下的“制造业数字化”与传统所说的“制造业数字化”在产品设计数字化这一块是相同的，它们的区别在于与产品设计的数字化结合的制造过程所用生产工具不同。为了显示区别，本文把传统模式下的“制造业数字化”称为“制造业自动化”，第三次工业革命下的“制造业数字化”称为“制造业数字化”。

（一）“制造业自动化”的生产工具。在现今的生产模式下，与产品设计的数字化结合的是精密数控装备。具体来说，是将数字化设计产生的数字化模型从电脑里导入数控机床中，机床可以根据数字模型把一个复杂的产品按照程序从毛坯加工到成品。这一过程称之为制造过程的数字化。这样的制造业数字化仍是传统模式的制造业生产方式。即需要先加工零部件再进行组装。生产成本的降低建立在标准化批量生产的基础上。 先进制造业跨国公司通过零部件的标准化、产品模块化以及在全球构建价值网络从而降低成本，获得竞争优势。

（二）“制造业数字化”的生产工具。在第三次工业革命的视角下，与产品设计数字化结合的是快速成型技术。它不需要模具，也不需要切削打磨等一系列过程。而是通过使用粉末状原料，逐层叠加塑形进行制造。这样就大大降低原料用量，大幅降低生产成本。而且这种添加剂型制作流程对规模要求不高，无需生产线。特别适合个性化定制、小批量制作。 这会大大降低中小型企业和个人创业者的进入门槛，生产组织结构可以变得更灵活，更能适应需求的变化。这就带来了一场新的产业革命，生产将从大规模生产线方式再次转化为“家庭作坊式”的生产，从集中生产转为分散生产，从标准化制造转向个性化制造。由此带来的结果是，市场竞争结构发生改变。

二、“制造业数字化”对江苏的影响

（一）江苏要素成本的比较优势可能被削弱。

长久以来，江苏的经济发展主要依靠参与国际分工，加入全球价值链，以人力资源与环境的低价提供获得比较优势来吸引外资。但第三次工业革命的快速成型技术使得小规模的分散式生产成为制造业发展方向。大规模生产的比较优势弱化，要素成本的比较优势也就弱化了。

（二）外资回流可能使江苏省经济发展丧失部分资本动力。

对外资的引进与利用是江苏省经济发展的一个重要动力。但随着第三次工业革命的到来，直接从事生产的劳动力会不断下降，劳动力成本占总成本的比例会越来越小，传统的以廉价劳动力取胜的制造业将发生根本性变化。与此同时，发达国家拥有新型制造装备技术和生产能力，重新获得了在技术密集型和资本密集型方面的比较优势。曾经为寻找低成本要素而从发达国家转出的制造业有可能重新回流，制造业重心向发达国家偏移，外资会流向发达国家，参与发达国家的“再工业化”。

（三）大型企业将面临更大的市场转型压力。

第三次工业革命解决了个性化定制的技术问题。这要求生产者要贴近消费市场，也使得工厂生产转向个体生产，即创意设计者能够从网络上获取产品设计的程序和模板，并借助快速成型设备，将创意瞬间转化为个性化产品，使得创新者瞬间转变为制造者，制造业企业的主要业务将是研发、设计、IT、物流等，主要的环节不再是传统的生产。生产者卖的既是服务，又是产品，分工生产转向融合生产，制造业与服务业之间关系变得越来越密切，产业边界渐趋模糊。大型企业一方面失去了规模优势，另一方面由于结构庞大，对市场反应的灵敏度也比不上小型新兴企业，在未来的竞争中会处于不利地位。

三、江苏产业升级对策

（一）加强研发、大力推进“制造业的数字化”。

新工业革命的核心是“数字化”制造，因此拥有新型制造装备技术和生产能力至关重要。3D打印机现在的应用范围还不广，并没有进入产业化阶段。这是因为3D打印机技术还没有完全成熟，只能在某些产业的某些领域内应用，传统的制造模式目前还是主流。但毫无疑问，3D打印机代表了未来制造业方向，江苏一定要把握这个先机，集中精力突破制造业“数字化”的关键技术，如3D打印机技术、新材料技术，促使制造业从传统的自动化走向数字化。

（二）加强信息平台建设。

个性化制造的要求生产者拥有对消费者的快速响应能力，实现生产与消费的无缝对接。因此，在制造业与服务业的边界变的模糊，两种产业开始融合的未来社会中，信息将扮演越来越重要的作用。江苏应该以现代信息技术为引领，建立供各类市场主体和获取各种信息的技术平台，实现信息交流的畅通，适应第三次工业革命对市场供给与需求对接的更高要求。

（三）积极开展人才储备。

第三次工业革命不仅要求先进制造技术及与其配套的研发人员能够站在技术创新的前沿，而且对生产现场的工人提出了由简单劳动向技能型劳动和知识型劳动提升的要求。江苏应该适应未来制造业对人才的新要求，加快开展有利于前沿技术突破的科研体制改革、有利于知识型员工培养的教育体制改革。积极打造人才高地，引进高层次人才，培育适应第三次工业革命需要的人力资本优势。

参考文献：

[1]刘文广，赵建峰. 浅谈制造业数字化[J]. 内蒙古科技与经济，2005（03）

数字化产品设计范文第7篇

关键词 数字化技术；农业机械；生产力

中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）92-0074-02

随着科技的进步和国家对高效农业的支持，我国的农业生产正在想着“数字化”、“精确化”发展。数字农业的快速发展，将大大地提高我国的农业生产力，将有效地实行精确化、远程化操作，这也会彻底地改变传统农业的生产模式，在不就的未来，我们面对的将是以信息化、智能化的农业机械装备来作业的生态。

我国的农业机械化的水平完全不能够适应建设和发展农业产业的具体要求。尤其是农业机械化的技术条件，技术运用能力和技术科研能力。这些都是制约农业发展的重要因素。随着信息化科技化的到来，我们面临着又是新一轮的机遇和挑战。农业产业结构的调整，经济发达地区开始重视和扶持农业生产，加大资金投入和农业机械化的普及。这都为我国农业机械化的发展增加了一把熊熊烈火。数字化技术在农业机械中的运用将极大的将农业机械推向另一个农业发展的新顶峰。下面笔者就来结合自己对数字化技术在农业机械中的应用理解来谈一下自己的看法，希望能起到抛砖引玉的效果。

1就当今农业机械设计的特点进行分析探讨

传统型的农业机械设计根深蒂固，如果不积极地应对当今的发展潮流，我国的农业机械只会停滞不前的。因此就要是时候抓住机会，迎接挑战积极发展。这样才能将农业发展提上日程，将农业产品优化，提高农业产品的质量，解放生产力，提高企业的效益。

1）农业机械产品结构单一，复杂程度小。一般的农业播种机都是由简单的轴轮，机件，传动系统，开沟器和镇压器等基本的零件组成。虽然不同性能的播种机有差别，但是基本的机器结构是大同小异的。这样就非常有利于数字模块化的设计。这种播种机器的结构也非常适用于数字参数的设计；

2）农业机械产品结构类型繁多。例如播种机的运用。在不同的农耕地中农作物的不同就不能之运用一台机器，而是需要根据不同作物的特点，设计出符合农作物播种的机器。通过这些特点，就发明出了很多类型的播种机。例如有精密的播种机，条播机和穴播机等特种机器。还有按工作原理而分类的播种机和按作业量而分类的播种机。就此看来，农业机械以播种机为例的机械种类还是相当多的；

3）农业机械产品受农产品成熟季节的不同，农业机械的试验也就会随着季节的变化而变得不同。这就需要在研究农业机械的同时，充分考虑农作物的季节性，调整科研时间，有效地降低科研成本。

2剖析农业机械中的数字化技术

1）数字化技术指的是用多媒体计算机技术及网络实现产品的科研和开发的一种新型信息化的技术。就是利用计算机和网络的有利环境，对产品进行设计，分析和研发。建立一个产品模型，通过对产品模型的不断分析检验，达到产品最终的最优化；

2）数字化技术在农业机械中的应用，极大地提高了农业机械的开发水平和科研时间，还降低了研究成本和研究所花费的时间等。运用数字化的技术，还能使我国农业机械产品设计更加现代化和自动化。在设计的同时，还可以增加企业间的技术交流和技术能力，取长补短，积极吸取先进的数字化技术知识，提高整体的数字化知识水平，增加企业竞争力，还增进同企业间的团结协作精神。

3数字化技术的具体应用

1）计算机作为数字化技术应用的重要工具，对数字化的阐述是很重要的。通过对计算机的操作，最大化的将数字技术运用起来。其中，CAD/CAPP/CAM/CAE分别是计算机的辅助设计，计算机辅助工艺设计，计算机辅助制造和计算机辅助工程的英文缩写。这些技术是现代计算机技术的核心。他们的不同作用为产品的设计和研发具有重要意义；

2）可以将产品设计过程需要的用的知识资源进行综合，融入到CAD中去。将计算机的辅助设计作为开发的重要工具。设计出产品知识中的设计原理，设计经验和设计手册。帮助了解产品的基本信息和合理运用；

3）虚拟设计和创造。通过对产品的初步设计，就可以开始综合知识和资源，建立基础模型。利用建立模型，分析研讨，仿真实验等虚拟技术对产品进行完善。在连接网络的前提下，可以和业内人士一起交流讨论。通过模型来评估产品的综合实用性。在产品的功能，性能上加以研究，达到产品的最优化。对产品的设计，加工，质检都能够进一步的调节和掌控；

4）概念化设计就是在设计产品的过程的早期阶段，有一个清晰地设计结构和产品的基本模式。也就是说，在产品设计的时候，要将产品的需求到运用进行一个总结化的分析。从产品的功能设计，产品的原理设计和布局设计等方面进行一个基础性的规划。在产品设计的过程中，将人的具体构思加入到产品的设计中去也是很重要的。比如对产品色彩的选择等人性化方面进行合理添加。把设计员的创造性思维和审美与产品设计相结合，是产品更具有创新性；

5）绿色环保设计。它是针对资源的优化和能源的节约，防止污染的一项新型的绿色环保设计。主要就是应对在研发产品的过程中，对于产品资源的优化，对于污染的防止和对于资源循环利用废物的处理等设计。因此在进行产品设计的同时，还是要以绿色环保为主，这样才符合可持续发展的战略。

总而言之，随着社会的进步，信息化的普及。我国对数字化技术也有了一定的了解和一定的发展。虽然对比其他产业领域，我国农业发展相对来说有些落后。但是有些发达地区早已经开始了数字化的农业机械设计，并且也取得了很大的成效。这就说明数字化技术在我国农业机械中还是具有很广阔的发展前景的。

参考文献

[1]孙筠，王志民.传感器技术在机电一体化系统中的应用及其发展[J].湖北教育学院学报，2006（8）

[2]袁玲芝.浅析我国农业机械自动化技术与应用[J].黑龙江科技信息，2009（17）.

数字化产品设计范文第8篇

关键词：家具 数字仿真 个性定制 快速设计

中图分类号：TS664.01 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）07-0000-00

Abstract：Furniture manufacturing traditional design approach has been difficult to meet the globalization of markets， the demand for individual requirements. How to improve the quality of furniture products， shortening product life cycles furniture， furniture market to meet the needs of personalized custom furniture business is a common problem faced. Digital simulation platform furniture products through its vast library of standard parts， used parts library， variable type of products manufactured model library conceptual design and variant design， thereby enhancing the core competitiveness of enterprises radically. This article introduces a numerical simulation based platform and personalized custom furniture product design process， and the architecture and key technologies of digital simulation platform for a analysis.

Key words： furniture； digital simulation； personalized custom； rapid design

随着用户对家具的个性化要求不断提高，家具制造行业正在发生以下方面的变化：（1）激烈的市场竞争以及数字化生产技术的应用使家具产品的生命周期缩短；（2）传统家具市场逐渐呈饱和趋势，以整体衣柜、整体橱柜为代表的更具选择性的销售行为使家具市场朝着个性化、多样化的方向快速发展；（3）用户售前体验和使用质量已经成为用户购买的首要因素之一；（4）数字化制造可以大大加快产品的开发速度并降低开发风险。

1家具制造行业现状

近年来，自动化的家具制造装备普及应用使我国家具行业有了飞速发展，但是大多数企业仍然以工厂模式设计、生产传统家具，设计环节大部分也只是采用通用CAD软件。与德国等制造业强国相比，我国家具制造业存在的主要问题是：（1）家具产品以低端固定产品为主，缺乏原创性和定制化；（2）劳动力成本和材料价格上升等原因致使成本增加，传统家具企业竞争优势正在减弱，一大批小型家具企业面临倒闭。这些问题促使家具行业与其他相关产业相互渗透、交叉、重组，行业融合有深入发展趋势。当前，以“互联网+家具”的数字化家具设计与制造模式处于萌芽期，发展潜力巨大。与此同时，政府扶持下的产学研一体化进程加快，互联网制造和产品虚拟化设计受到空前重视。

如何能在高质量低成本的基础上缩短家具产品的生命周期，开发出具有市场竞争力的产品，是家具制造企业普遍面临的问题。企业能否根据用户的个性需求快速地设计制造出定制产品，已经成为企业能否占领市场、发展壮大的关键。数字仿真技术支撑下的快速设计方法，用户个性定制支撑下的快速设计理念将成为家具行业未来设计发展的主要方向。

2 定制化家具产品设计方法

传统的家具生产中，卖方主导市场，生产出标准产品供用户选择，消费者对商品没有选择的主动权，卖方只关心产品数量，很少考虑市场的个性化需求。传统的家具产品设计流程如图1所示。

在经融危机、劳动力成本上升、传统家具市场逐步饱和等因素的冲击下，家具制造企业必须转型升级。同时，面对消费者不断变化的个性化需求，制造过程需要不断缩短产品生命周期，降低生产成本，更加直接的面对用户需求设计家具产品。此时，更高效的家具产品设计流程如图2所示。

上述对比可知，数字化定制设计来源除了概念设计（分析用户需求生成概念产品的设计活动）外还有变形设计（修改参数或局部调整结构的设计活动）。与传统的概念设计相比，现在的概念设计来源不单单是用户需求下的重新设计，而是家具产品标准件、常用件标准库支撑下的组合设计，其设计效率更高。新增的变形设计则是根据用户的实际需求，对已有的可进行生产制造的产品模型进行合理改动并快速生成，新产品的设计周期更短。在庞大的由标准件库、常用件库、可变型制造的产品模型库组成的数据库支撑下，产品的开发设计时间会大幅缩短。同时，概念设计中补充进来的新数据将进一步的扩充标准数据库，从而促进后续的开发设计，使整个开发设计形成良性循环。

此外，与传统的基于通用CAD的家具产品设计流程相比更高效的家具产品设计流程中多了通过建立虚拟产品模型（样机），并对其做仿真测试与实验的步骤。一方面，设计人员通过虚拟家具产品能够更好的模拟其生产出来的效果，提升用户的售前体验，评估是否满足购买需求；另一方面，设计人员通过虚拟产品能够发现可能遇到的设计缺陷、制造缺陷等。

家具产品的虚拟设计可通过搭建家具产品数字仿真平台来实现。

3 数字化仿真平台研究

数字仿真技术，就是在数字化参数下运用一个虚拟的系统模拟真实系统的技术。数字仿真技术已经成功应用在航空航天、信息、生物、材料等领域，并在产品研制的全生命周期中得到广泛的使用。在家具设计领域，该技术尤其是在家具组建库的建立以及三维渲染效果方面有待进一步探索。图3给出了家具产品数字仿真平台的整体研究架构。

数字化仿真平台的研究构架中，通过基础项目的研究，完成各项数字化支撑技术进而开发出各类工具，最终完成整个平台的搭建。在虚拟现实技术VR（Virtual Reality）等设备的支持下，以家具行业工艺和知识库为基础，通过相关学科的优化算法来研究家具三维数据下的动态工艺生成、三维渲染、拆单排样等技术。并以三维引擎为核心研究仿真元模型建模技术、模板定制技术、组件模型装配技术、模型资源库中的家具产品分类标准技术。这些技术的互动则是通过虚拟交互动作规则与虚拟交互产品行为算法来实现的。在这些支撑技术的基础上，开发相应的管理工具、模型建模、装配仿真工具以及配套的数据Web交互系统和接口。

以下5点是建立数字仿真平台的关键：（1）三维数据引擎。平台主要是面向设计与虚拟交互，其中存在大量的三维图像实时互动，这对系统的三维数据引擎提出了较高的要求。三维数据引擎作为底层开发工具支撑着高层的图形软件开发，它包含了基本图形的通用算法和工具的封装。三维引擎还包括仿真图形的三维渲染算法，使得用户能够观测到逼真的设计效果图。（2）零件族模型的信息模型描述。产品建模是变型设计的必要手段，而建模的核心任务是建立能够变型的产品和零件族模型。而零件族模型的变型能力（尺寸变型能力和局部结构变形能力）与所建立的信息模型描述息息相关。因此，零件族模型的信息模型即其数据结构的确定非常重要。（3）设计过程中的数据层次结构的建立与维护的算法。在产品设计过程中，需要确定一种数据结构类型来描述组件间的层次关系，并确定相关实现算法。（4）产品设计中的基于约束的选配算法。大批量定制设计是根据产品主体结构、零部件主模型和文档来进行，根据产品特性可将所要选配的模块分为：基础模块、必选模块和可选模块。在选配时，已被选配的模块可能对后者选配时有约束作用，因此需借助于关联矩阵，构建基于属性约束的选配算法。（5）产品设计中的装配建模技术。目前比较典型的装配方法有两种：自底向上和自顶向下的建模方法。但在大批量的定制设计中，装配的自动化程度决定了装配建模的速度，采取上述方法进行装配建模不能满足设计要求，因此需要研究基于特征约束的预定义的装配方式。

4 平台实现

定制家具数字化设计与仿真平台（图4）采用Visual Studio 2010环境开发，基于OpenGL三维图形引擎。平台构建了板式家具零件族模型和组建库，并建立了模型组件间的形变关系约束与装配参数约束，平台能够根据设定的家具外形尺寸自动生成组建尺寸和加工工艺，目前已经初步应用于衣柜等板式定制家具产品的仿真设计。

5结语

家具产品数字仿真平台革新了企业的产品设计和生产方式。一方面，在三维建模环境中，由家具行业标准件库、常用件库支撑的概念设计能有效的缩短家具产品的设计周期，平台能直接根据用户个性定制的需求完成家具产品的变形设计；另一方面，数字化设计平台能够与企业的自动化生产线进行对接，从而实现设计数据驱动生产的定制家具制造执行系统。平台有效提升了定制型家具企业的产品设计效率，显著缩短家具产品的生命周期，降低企业的生产成本，通过数字化的方式控制生产，还有效的降低了出错率。

参考文献

[1]董媛媛，刘文金.家具产品生命周期的细分与设计策略[J].家具与室内装饰，2007 （3）：30-31.

[2]蒋松林，陈祖建，何晓琴.基于消费者价值的家具产品设计策略[J].家具与室内装饰，2010（10）：11-13.

[3]王伟荣.家具产品的三维展示设计与实现[D].上海：上海交通大学，2012.

[4]李向东，刘静雅，李艳，李亚坤.面向平台开发战略的产品快速设计流程研究 [J].制造业自动化，2013，（6）：108-113.

数字化产品设计范文第9篇

1设计方法

（1）立体构成

在进行产品体量关系探索的立体构成方法中，主要有分割与积聚两种方法。分割主要有对体的立体分割及体面之间的空间分割；积聚的具体方式是有群化、重复、渐变、及结集等。例如积木就是利用体的积聚来产生多种形态的。在工业造型设计中，体的分割与积聚的运用，可以产生丰富的形态效果，在设计实践中尤为重要。

（2）语意差异法

语意差异法是一种测量消费者对产品印象的方法。语意差异法利用产品的形容词汇，通过调研的方法找出消费者的感性认知与对象的关系，并进行定量和定性的分析。通过语意差异法设计师就可了解：消费者在面对具体产品时会从哪些方面去解读产品，影响他们认知产品内涵性语意的因素是什么，进而了解构成具体语意意象的产品设计元素等，并以此作为产品设计开发时的参考。

2设计平台

（1）建模平台

逆向构思数字化工业设计方法的建模平台选用alias系统的StudioTools组件，alias的StudioTools可谓是当今工业设计软件平台的领导者，与众多的CAD,CA工D软件相比，StudioTools具有非常强大的数字化草图绘制技术、NURBS曲面建模系统、快速且高质量的物理渲染引擎、专门针对工业设计的模块化材质库和物理灯光库。

AliasStudioTools为可扩展软件解决方案，专门针对工业设计任务而开发。从概念设计一直到设计细化，它包括使用素描、图片、真实感渲染、动画及三维产品模型开发和交流设计概念的构思过程和概念设计功能，以及可快速创建、灵活修改和精确显示的曲面和细节设计的工具，可以有效控制整个工业设计流程。

（2）设计评审平台

在设计评审中，选用与StudioTools具有良好的无缝对接功能的PortfolioWall。PortfolioWall使得工业设计师及相关设计人员能够高效地组织、查看、注释和管理二维及三维的可视化数字设计资源，PortfolioWall也可用于产品三维模型的评估、演示和审查。

（3）数字化草图绘制平台

数字化草图绘制工具分两种：软件工具及硬件工具。要求具有如下功能：适应设计早期创意阶段，不仅能够在数字化环境中表达草图创意，更重要的是能够真正适应设计师的创意思维活动，能够自由快速地表达原始概念，通过工业设计师习惯的传统交互方式验证各种创意，并能在有新的创意时灵活地填充设计细节。

软件草图绘制工具采用Alias公司的SketchBook软件，SketchBook是一种使用方便的高品质绘图程序，专为随数字化手绘板一起使用而设计。该软件以友好和基于手势的用户界面为特色，用户界面构建在Alias的MarkingMenu专利技术之上，绘画过程无需使用任何菜单。只需轻点画笔，即可访问该软件的高级绘画工具：高效的压感性铅笔、马克笔和笔刷；钢笔图层；背景模板；随意更花的笔尖形状及大小。

草图绘制的硬件工具采用日本WACOM公司的数字手绘板与压感笔。WACOM压感笔是为设计师所设计的完美的数字化草图绘制工具。压感笔可以提供的6个维度的控制：左右方向、上下方向、压感、倾斜角度、倾斜方向、旋转。结合支持此功能的SketchBook软件，一支压感笔就可以制造几乎所有类型的笔刷效果或笔触，设计师只要移动手腕并且旋转笔就可以产生平滑优美的线条。SketchBook及手绘板系统将纸上手绘草图和数字化设计工具支持的设计两种模式相结合，优势互补，提供一种数字化设计工具支持的真正适应草图绘制特征的智能化概念设计平台，让工业设计师可以在直接进行自由手绘的数字化设计环境下进行创意工作，并能自动平稳地过渡到进一步的详细设计，对于发挥设计创意和提高设计效率具有重要意义。

（4）真实感数字渲染平台

高效的产品真实感渲染工具应具有的功能包括：①体积光，工业设计的效果图对照明要求准确无误，但传统的数字渲染工具中都只能构建点光源或线光源，不能很好地表达产品的真实感。真正能构建物理体光源的只有Cinema4D设计平台；②智能GI，全局照明主要是解决间接光照、“染色”等真实感问题；③模块化的材质预制功能及实时交互式的渲染方式等。④快速并且准确的算法。

结束语[HT]

数字化产品设计范文第10篇

随着数字化进程的加快，机械设计方面摒弃了传统的图纸设计模式，应用数字技术，利用CAD软件进行机械制图，既提高了设计效率，也节省了成本。本文主要探讨数字化技术在农业机械设计中的应用。这对我国农业发展具有十分重要的意义。

关键词：

数字化；机械设计技术；农业机械

目前，我国各大企业之间的竞争越来越激烈。各企业想要在如此激烈的竞争市场中占有一席之地，必须要不断提高自身产品的功能、性质以及质量等，特别是一些新型机械的使用，一定要做好售后问题。当下正是信息时代，企业可以充分利用信息技术解决好所遇到的问题。结合机械设计中数字化技术的应用，本文探讨在农业生产活动中应用数字化设计技术的优势。

1数字化机械设计技术

数字化机械设计技术是指将计算机技术应用于机械产品设计领域，通过基于产品描述的数字化平台，建立数字化产品模型，并将其应用到产品开发过程中，以达到减少或避免使用实物模型的一种产品开发技术。它更加注重加强机械的生存率，不同程度上节省了资源，提高了生产效率和生产质量。

2数字化设计技术应用的特点

2.1产品定义模型的统一

在传统设计技术应用过程中，同一类产品有时也需要采用不同的设计模式，无疑加大了设计技术的难度。同时，在转换各模块过程中，也容易丢失一些数据。应用数字化设计技术，则可以完全解决这个问题。数字化设计不但是一种单一形式的数字化产品模式，而且也是一种基础设计。数字化设计技术可以结合每个模式的特征，不断完善自身的不足。

2.2并行设计的实现

设计产品中，应该根据产品的设计要求，每个小组可以负责产品设计中的一部分，最终组合成一个完整的数字化设计模型。这样既可以提高工作效率，也能保证产品的质量。

2.3不依赖实物模型

数字化设计技术需要运用计算机进行模拟计算和仿真技术。在这个过程中，它将一些设计不合理、不科学的因素去掉，从而制造出一个实物模型。应用数字化设计技术不但可以节省设计成本，而且也能大大提高设计效率。

3研究现代数字设计技术的发展趋势

在我国与开发设计有关的理论中，通常包括着大量的论述。其中，Beitz和Pah1是最有影响力的两个理论。在这方面的理论中，他们指出机械设计包括的四个阶段，分别是设计任务、设计概念、设计技术、设计作业。这四个阶段循序渐进，紧密相关、缺一不可。华东理工大学周慧君教授将这四个阶段细致划分成规划、设计方案、具体设计、改进设备四个阶段。结合上述内容可见，国外注重产品的概念性设计，而我国注重产品的结构形式设计。简单来讲，其他国家更多是追求设计构造，而我国则是注重从产品使用中可能会遇到的问题出发展开设计。因此，我国更加重视产品的实用性。我国与国外在机械设计本质上可能有不同之处，但在开发机械设计上都是结合计算机辅助设计软件CAD展开的一系列设计和改造。CAD技术研发出来后，被广泛应用于我国的各行各业，解决了很多工作者在工作中无法解决的问题。不但提高了工作效率，而且也节省了材料成本，节省了人力资源，并进一步促使机械设计应用更为广泛。

4农业机械设计过程中数字化设计的实际应用

4.1应用虚拟技术

在农业生产活动中应用数字化设计技术，不但可以满足农业机械设计的多方面需求，而且也能加强农业生产活动的工作效率。数字化设计技术中的虚拟技术，也就是运用计算机图形系统、形式多样的控制设备、计算机三维设计技术等，使设计图像更加形象和逼真。在农业机械设计中，应用虚拟图像技术，既可以完善传统设计中的不足，也能精确设计一些复杂多变的结构部位。另外，运用声音定位系统和虚拟图像技术，也能使农业机械设计更加简单化。因此，在农业机械设计过程中，要充分利用虚拟技术，简单模拟机械运动的各个过程，完整分析相应的力学系统，从而确保设计的可行性。

4.2实现产品设计和产品制造的协同

产品设计与产品制造之间有着密切的联系。在现代农业机械设计过程中，充分利用数字化设计技术，可以保障产品设计与产品制造之间的协同性。结合计算机虚拟技术加强农业机械设计技能技术，并结合相应的协同理念，在设计农业机械中有效减少设计成本、缩短设计周期、提高设计的工作质量，同时优化和整合设计方案。可见，确保农业机械设计与制造之间的协同性，加强设计结构的精确性、科学性，可有效解决传统农业机械设计一直解决不了的问题。

4.3注重创新型设计

从农业机械设计层面上讲，必须要重视创新设计。在农业机械设计过程中，要充分运用数字化技术，加强设计的合理性、有效性。但是，也应该注意，设计中也会涌现出很多新问题。要及时解决好这些问题，就必须要将“创新性”贯穿于设计的始终。在应用新技术过程中，要重视创新设计理念，运用数字化设计技术，全面改进优化新技术，并结合创新性设计理论，进一步推进农业机械设计技术的可持续发展。

5结语

随着机械生产更新速度的加快，数字化技术在人们生活中所发挥的作用越来越大，应用领域范围也越来越广泛，成为日常生活不可缺少的一部分。但是，对于机械设计来讲，在数字化技术应用下，现代机械设计可以通过利用各种新型的技术和软件进行大量的生产和修整，不但提高了生产效率，而且也确保了生产质量，完善了传统机械设计中的不足。

作者：毛暖思 单位：广东省海洋工程职业技术学校

参考文献

[1]张君媛，黄金陵，庄蔚敏.基于知识的设计系统开发方法[J].农业机械学报，2002，（6）：110-112.