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

本文首先介绍了当代中国色彩意象文化，接着分析了当代中国色彩意象文化在数字化产品设计中的应用。

【关键词】

色彩意象；数字化产品；时尚

概述：近年来，随着互联网技术的发展以及国家倡导的“互联网+”主题在各行各业的推广，数字化科技不断推进者社会生产力的发展。如今市场上关于数字化产品非常丰富，品种也越来越趋向于多样化，从市场占有率的角度讲，我国还没有在数字化产品领域形成比较统一的带头企业，常见的市场竞争状态多为小企业分散竞争形式。因此面对如此激烈的市场竞争，企业如何进一步提高自身的竞争力，使得自身设计的产品在众多产品中脱颖而出，是企业面临的难题。而关于企业数字化产品竞争力中，色彩文化影响了产品的外观设计，从而也影响了消费者对产品的心理感受，从而影响了企业销售情况随。因此，如何进行合理的色彩规划具有重要的指导意义。

一、当代中国色彩意象文化

中国人的色彩文化有异于其他国家的色彩文化，中国人对某些色彩的认知有着五千年的历史沉淀，从古至今经过几千年的传承和发展，中国人的色彩文化内涵不断丰富。21世纪是和平的世纪，也是世界各民族共同发展共同繁荣的世纪，因此在大力倡导设计要具有民族性的今天，我国特有的色彩文化在我国走向世界过程中受到充分的重视。青：古代中国人民把青俗称为蓝色，经过几千年的发展与色彩种类的丰富，青与古代中国人民色彩认知略有不同，其主要是指浅蓝。青自古至今都代表广博、沉静、理智，当代中国人们把青应用与设计之中，主要含义代表了科学与探索精神，并赋予其例如冷静、智慧等力量。赤：从繁体字构造可以看出，赤由火而言，赤代表的是大火的火光颜色，也是一种暖色，具体的说赤代表的颜色即为红色。在中国传统文化中，赤属于吉祥之色，古代人认为这种颜色能给赋予人吉祥和驱魔辟邪的效果。当代人和古代人有着共同的感知，当代中国人认为赤是喜庆、幸福的，这可以在很多节日中例如春节等得以反映。因此，在中国的数字化产品中，红色被设计师们广泛应用。黄：古代中国是个传统的农业国家，土地是中国权利的象征，因此黄这种色彩也被付诸以尊贵的地位。在中国传统宗教，道佛儒都以黄色作为最高的色彩。黄代表富丽堂皇，不仅仅是古代，当代中国也是如此，不过随着时展，黄具有了一系列的引申含义，现代人更加追求黄色的光明、纯洁和轻快。白：从我国古代沿袭下来的丧事可以看出，白在我国传统中是不祥之色，古代把丧看作是丧色，代表着死亡等不祥之事。然而在古代文化作品中，白又有一定的引申含义，例如传统中国画中白色作为一个基本色纳入到作画技巧之中，被成为“留白”。当代中国，随着中西文化的交融，白色逐渐表示尊贵、明亮和清纯之意。黑：传统中国将黑视为水，黑也代表了北方严寒的冬天，在宗教中，黑色意味死亡与新生，其代表着人死后通往西方极乐世界。因此，黑色在传统中国褒贬兼。当代中国，随着文化的发展，黑色逐渐表示尊贵、神秘以及稳重，其在数字化产品设计中常常与白色相搭配。总之，中国当代色彩意象文化离不开传统中华文化的影响，中国传统的色彩观念讲究五行对应，相生相克。这些都跟中国传统哲学理念相关，例如道教中的阴阳太极图，就将阴阳以黑白二者表达，将其对立。当代中国数字化产品设计中也充分运用了这一理念，例如著名的“虚实相生”审美原则就来源于传统中国文化影响。

二、当代中国色彩意象文化在数字化产品设计中的应用

随着中国社会的发展，中国人越来越追求生活的品质和时尚，随着科技逐渐走向人们的生活并和人们的生活密不可分。因此，作为高科技产品的数字化产品，其设计、推广必须和时尚相关。根据研究标明，人们追求时尚的心理和人们对于色彩的感受息息相关，时尚的方向也是一种流行色的导向，据了解，数字化产品经过色彩的包装、加工可以产生巨大的增值效应。例如在手机市场中，摩托罗拉企业设计的手机产品面向市场推广其手机时，玫瑰红色往往比其他颜色要贵，并且根据销量调研，符合中国人传统审美观的红色也比其他颜色的手机销量要高很多。从性别角度来谈，女性在挑选手机时，其外观比性价比在女性选择手机时更加重要，因为女性对色彩相当讲究，手机不仅仅是女性的一种通讯工具，其还是女性的一种装饰品。男性在挑选手机时，也无法忽视手机的外观，例如男性在选择苹果手机时，往往选择土豪金色，因为其代表一定的地位。再比如冰箱、微波炉等数码行业，色彩搭配色彩包装也越来越受到此类企业的重视，企业在生产数码产品时也越来越讲究。因此，企业在设计数字化产品时，应当重视色彩因素，在不降低产品的核心科技含量的同时，利用人们对于色彩的感知或喜好心理来吸引消费者的目光，进一步取得市场占有额。

总结

总之，中国色彩意象文化的形成有着深刻的历史渊源也受着当代政治经济文化的影响，其也在不同方面不同程度地影响着色彩的设计，企业只有在不降低自身科技含量的同时，认真研究消费者的时尚心理，对其产品进行色彩包装，才能够设计出让人喜爱的产品。

作者：李华刚 单位：长春工程学院

参考文献：

[1]胡杰,孔繁昌.数字色彩表现形式初探,2011.

数字化产品设计范文第3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4篇

关键词：三维数字化技术 陶瓷设计 NURBs曲面

中图分类号：J50-05

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）10-0118-02

一 传统设计方法与三维数字化技术的比较

在传统陶瓷产品设计过程中，绘制效果图、制作模型、绘制加工图纸等设计任务主要靠手绘和手工制作完成，这些工作受设计者的经验，材料、成本、天气等因素的限制。传统陶瓷设计基本以手工制作为主，由手工绘制的图纸向立体模型转换的过程中，匹配精度不高，反复修改方案不仅加大了工作量，而且会严重影响设计项目的整体进度，设计周期长是普遍现象。在陶瓷设计方案的推进过程当中，设计师需要就产品本身与各方人员进行交流与探讨，设计表达就显得尤为重要。一方面，依靠手绘效果图的表达方式不能很好地传达立体效果，这种二维的展示形式与最终的产品有一定的差距。另一方面，实物模型表达虽然有一定的直观性，但石膏模型、石膏模具受天气、设备、技术水平的制约，造成制作不便捷，耗时耗力。

数字化技术的应用使得产品研发阶段的设计表达更加直观清晰，利用虚拟现实、动画演示等数字化方式，能够全方位、立体化的展示产品的整体面貌。设计师利用互联网能够轻松快速地与客户、生产企业、目标消费群体进行交流。正是基于三维数字化技术的灵活性，数字模型高度的可编辑性。设计人员能够在设计过程中的任何阶段根据新的问题进行调整、修改，制作数字模型所耗费的时间要远远少于手工绘制静态图和制作实物模型。由于采用计算机制作，减少了大量的人力和材料的耗费，制作周期和制作成本都得到了有效控制，大大降低了能源消耗。

二 三维数字化设计方式的应用

2.1三维数字化设计方式的工作流程

利用三维数字化技术进行陶瓷设计，数字模型的构建对于整个设计阶段起到了至关重要的作用。设计师根据建立的模型能够更加直观地审视作品的造型特征，快速便捷地优化设计方案，为进一步的生产制造提供一系列的生产数据以及技术保障。设计师创建三维模型的一般工作流程可分为：前期准备阶段、设计实施制作阶段、方案优化阶段、设计深入阶段。1、前期准备阶段：设计师根据前期的设计概念草图，绘制陶瓷产品的三视图，这里的尺寸标注不需要像工程制图要求那样严格，能够为下一步的模型制作提供参照即可。2、设计实施阶段：设计师根据不同的设计要求，需要设计师选用相应的三维软件进行制作，Rhino作为一款优秀的建模软件，经常被设计师用来制作产品外观模型。前期准备的三视图为三维模型的制作提供参照，结合陶瓷产品造型特点，选用相应的建模方式和工具。陶瓷产品的不同造型也有与之相对应的建模方式，不同的建模方式一方面取决于产品造型的特点，另一方面取决于设计师自身的建模思维，只要能够合理地表达设计目的，无论哪种建模思维都是可取的。3：设计方案优化阶段：设计师针对设计方案进行设计评价，优化方案模型。通过对作品造型、釉色、材质、装饰等方面进行测试和效果模拟，依据高度数据化验算和直观视觉化表现形式，能够快速准确地评判出最合理的设计方案，为方案的最终确定提供了保障。在这一阶段，设计师可以利用渲染器进行产品效果图的制作，模拟烧成后的实际效果。这一类的渲染器有KeyShot、V-Ray for Rhino，笔者正是利用KeyShot模拟钧瓷窑变效果（图一）。4、设计深入阶段：在这一阶段主要是为下一步的生产环节做最后的准备工作。设计师需要针对优化阶段评判出的最佳方案进一步完善，根据数字化的三维模型计算出产品所需要的泥料体积；成型制品与烧成品之间的收缩比值；成型工艺的选用；模具的制作；流水线的模拟演示；创建工程制图等一系列工作。

2.2 Rhino建模软件在陶瓷设计中的应用

数字化产品设计范文第5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6篇

随着数字化在全球的发展，有许多发达国家都开始把数字化引进工业产品设计中。例如，美国密歇根大学和贝卡罗来那大学、瑞士苏黎世理工大学等诸多著名大学开设研究项目，转变工业设计理念。

2工业产品数字化的前景分析

2.1对传统工业产品设计的影响传统的工业设计的核心是产品设计，就是对人与自然关系中产生的工具需求的响应，其中包括维持生存和发展的物质需求，即产品能够很好地匹配使用者的身心。（1）对传统工业的冲击。传统的手绘效果图是20世纪90年代以前工业设计的基本表现方式，但是随着计算机的普及和软件的开发推广，数字化工业产品设计被广泛的应用，原来的工业模式有了跨越式的转变，但是有些企业不切实际的使用数字化，不但没有达到预期的效果，反而影响经济效益。此外，许多设计专业的学生丧失了基本徒手制作的能力，而沦为电脑的奴隶，设计的作品呆板而又机械，缺乏人文气息。（2）对传统工业的革新。数字化技术对传统工业设计的革新是毋庸置疑的，不仅表现在产品的设计形式上，而是全方位思维模式的创新，无论是设计的意念、工业流程、展示与评估、产品形态，还是设计教育，数字化在工业上的应用革新都是巨大的。

2.2对现代工业产品设计的影响（1）新思维方式的转变。现阶段，在数字化领域中，出现两种设计思维：一是非物质的设计观，二是界面设计思维，两者共同促进虚拟化、网络化、界面化、服务化的产品设计形式，并包含人性化的特征。非物质设计以计算机为辅助工具，从产品设计向服务设计发展。界面设计就是能使产品的设计过程转变成动态的交流过程，使人机界面成为相互交流和作用的窗口。总的来说，我们用数字化的思维和数字化的技术去设计具有数字化技术和思维的产品，已经成为一种既定的设计风景线。（2）基于VR技术下的互动模式方案。VR技术是可以创造虚拟世界，使人在自然环境中有高度逼真的视、听、动等行为的人机界面系统。现在它已经被广泛应用到我们生活的各个地方，对于政府来说，这种技术已经应用到航天领域，它所创造的价值也是巨大的，所以它的发展具有前瞻性和广阔性。（3）工业产品面貌的改变。新时代下，工业产品应该具有以下品格：以人为本，尊重客户需求，以客观化、实用性为设计标准，批量生产。要有追求和精神意义，具备美学功能，设计应该容易被理解，并且注重细节。设计者遵循诚信原则，睿智创新。遵循生态原则，简单耐用无污染。具备这些设计原则的设计者才能够潜移默化地改变人们的生活，改善人们的心灵。

2.3工业产品设计数字化发展的趋势首先，软件设计的刚性需求超越硬件设计；物质的、有形的向非物质的无形的转变；智能的设计和第六感应研究逐渐适应于数字化中，并把资讯融入到人们的生活当中，消除隔阂；设计真正实现民主。我们对数字化的揣摩并不是空穴来风，数字化时代的来临是有可能的。

3结语

未来的产品的设计已经离不开数字化技术,将有推出更多的数字化产品设计理念，未来的产品形态也会体现出产品设计的新程序、新状况和数字化技术标准。所以，数字化的出现会革新世界，它非凡的魅力，强大的功能，将会造就一个信息世界、数字世界，将虚拟世界中无限力量转变成现实。

数字化产品设计范文第7篇

【关键词】协同平台；数字化；结构；飞机；设计

0.引言

传统的设计制造过程是：飞机设计―工艺准备―工装设计―零件制造―装配，由于设计过程不可避免的变更，最终导致研制周期长，成本高等缺点。但是，传统的飞机结构设计，在经过了上百年的开拓创新和经验积累，已经形成了一套成熟的设计体系。从设计输入到产品输出的整个过程中，每一步都考虑了防差错，并能快速地解决生产中出现的各种问题。数字化协同平台正是借鉴传统的飞机设计的工程经验，并利用数字化、网络化等手段，使其更加系统化，规模化。数字化协同平台在继承了传统的飞机结构设计的优点的基础上，充分运用了高性能计算机强大的计算能力和高速网络的快速传输能力，为飞机结构设计提供了更加开阔的设计平台。

1.数字化制造特点

1.1产品研制方法发生改变

传统样机研制过程和方法大体分为概念设计、初步设计和生产设计阶段，各设计阶段均需绘制模线和制作物理样机来帮助技术人员准确地设计飞机和配置飞机的内部空间，研制过程为串行，产品定义信息传递不连续。而在数字化环境下，其模线和物理样机均由产品的数字化定义或数字样机所替代，研制过程为并行表现形式，便于实现多学科的协同设计。具有以业务过程为中心，具有跨地域／多企业的、动态的研制特征。从协同研制全局目标看，产品数字化协同研制中有横向（多学科协同研制MDO）和纵向（产品全生命周期的协同），即使制造商分布在世界各地，也可以通过网络进行协同设计，交换产品相关设计信息。使得设计制造的数据、设备、实施、人员、成果和时间变得更为透明、柔性，实现真正意义上的共享。

1.2数字化技术与其他先进技术相融合

数字化技术与其他先进理念（精益生产、并行工程）以及先进技术（数控加工及成形技术、数字化测量技术、飞机装配技术和质量保证技术等）相结合，使它们能集成在一起、融合在一起，发挥先进技术的整体效益。美国联合攻击战斗机（JSF）项目以洛克希德、马丁公司为首的由30个国家的50家公司组成的团队，采用数字化的设计制造管理方式，以跨越航空工业的全球性虚拟企业为表现形式。其集成平台采用产品全生命周期管理软件，包括网络平台采用VPN，LAN，WAN，Internet和各种应用系统组成的应用平台；业务平台由各种应用软件构成，如：文档管理，虚拟现实，材料管理，零件管理，CAD设计软件及相关接口，数字化工厂的设计仿真软件包，企业资源计划和工厂管理软件；商务平台包括为用户提供访问其他系统数据的各类接口。

2.数字化协同平台为工艺制造提供了方便

工艺设计处于产品设计和加工制造的中间环节，它是生产技术准备工作的第一步。其中的任何一个因素发生变化，都可能导致工艺设计方案的更改，另外制造业特有的传统的串行工作方式，使得工艺设计成为产品制造的瓶颈，并且占用了很长的产品研制周期。目前工艺设计的不足之处：

2.1产品设计的工艺性审查周期较长

要在产品设计打佯出图后，工艺部门才能对产品设计进行工艺性审查，针对可加工性和经济性对设计提出更改意见，一般周期都较长。然后，设计针对工艺提出的意见对设计图纸进行修改，若改动较大则大大延长设计周期，这是一个反复迭代过程。

2.2不能及时发现工艺方案、工艺路线以及工艺规程的设计中的错误

工艺设计中隐藏的错误难以在设计过程中被人为的发现，装配工艺的优化基本上是凭工艺员的经验，工艺设计中存在的问题往往要在产品实际装配过程中才被发现，但此时工艺设计错误已带来了产品、周期、人力和费用的损失。

有了数字化协同平台工艺工作可以有效的贯穿于整个飞机生产流程当中，为工艺设计提供了充足的准备时间。工艺制造部门随时登陆数字化协同平台网络，了解设计进展和更改情况，及时的贯彻到工艺准备之中，同时进行并行产品数字化定义，建立全机数字样机，实现了数字化模块化设计与柔性制造，大大缩短了研制周期，减少了工装，降低了成本，取得了明显的技术、经济效益。与此同时，数字化装配工艺设计与仿真技术也随着数字化协同平台的发展取得了实质性的进步，一些著名的飞机制造公司开始应用专用软件系统如DELMIA等进行装配工艺设计与仿真，利用车间执行系统实现了生产现场可视化装配。

我国的飞机数字化装配技术现处于起步阶段，设计部门建立全机数字样机的工作已经取得实质性的成果，因此如何在数字样机基础上，结合我国的国情通过协同工作平台建立三维数字化产品设计和装配过程仿真环境，实现产品设计、装配工艺设计、装配工装设计的并行工作方式，是我们需要急切解决的课题。数字化协同平台是一个很好的多人协同工作平台，为飞机设计师提供了广阔的舞台，能将设计员的思想更快地转变成一个个精美的飞机零件，为飞机早日翱翔蓝天提供了可行性，使我们的梦想能更快地成为现实，同时也吸引着我们编织更加美丽的梦。

3.结束语

数字化飞机设计制造技术加快了现代飞机研制的整体进程。数字化技术迅速发展和广泛应用，使传统飞机产品的研制过程发生了根本性的变革，将对工厂的技术改造、技术和生产管理、人才的培养产生深远的影响。民机公司虽然在数字化制造技术方面拥有一些经验和基础，但是与国际上先进的航空制造公司相比，还有很大的差距。民机公司必须在生产实践中不断总结，吸取国内外的先进经验，不断完善自己的数字化制造技术，提升民用飞机的研制水平。■

【参考文献】

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［2］郭春英.数字化制造技术在ARJ21飞机吊挂研制上的应用[J].航空制造技术,2009,(18).

［3］金卯,晓立.大飞机数字化装配技术[J].航空制造技术,2009,(14).

［4］贾晨辉,任小中,李云峰.数字化制造系统规划与建模仿真研究[J].组合机床与自动化加工技术,2009,(06).

［5］吕琳.数字化制造技术国内外发展研究现状[J].现代零部件,2009,(03).

数字化产品设计范文第8篇

关键词：三维数字化技术；传统工艺；美术设计

引言：

作为数字时代特有的技术类型，三维数字化技术能够借助先进的设备软件，利用模拟操作功能创造出直观的产品模型，这对企业产品的艺术设计无疑起到了巨大推动作用.对于传统工艺美术产业而言，三维数字化技术是实现设计创新的基础，本文阐述了三维数字化技术应用于传统工艺美术产品设计中的优势，并讨论了三维数字化技术的设计方法，最后通过陶瓷等工艺美术产品的设计实践分析三维数字化技术应用.

1三维数字化技术应用于传统工艺美术产品设计中的意义

传统工艺美术是我国传统文化中的一部分，随着社会与时代的发展，很多人已经不再对传统工艺美术产品感兴趣，这就导致我国传统工艺美术产品设计行业出现人才断层现象.而将三维数字化技术引入传统工艺美术产品设计后，可以借助现代化的科学技术吸引学子目光，激发人们对传统工艺美术产品的热爱，可以说三维数字化技术是促进文化传承与传播的沟通桥梁.此外，三维数字化技术能够弥补传统工艺美术设计手法的不足，科学利用三维数字化技术可以促进传统工艺美术产品的繁荣与发展.

2三维数字化技术的设计方法分析

三维数字化技术的应用需要利用设计软件，对设计对象进行建模和调整，通常这些步骤都会分为四个阶段，下面具体进行分析.

2.1前期准备阶段

在前期准备阶段过程中，需要将传统工艺产品设计需要用到的资料和素材准备好，确定基本的设计思路，例如，对于一项工艺产品而言，它的产品图色、装饰图案、产品材料都是需要提前确定的[1].尤其是工艺产品的美术造型需要利用标准色卡进行颜色比对设计人员可综合搜集到的资料，对工艺产品进行大概的方案策划，绘制初步的产品三视图.准备阶段的产品设计图各个数据的精准性可能会存在误差，但是在这一期间不不会差生过多的影响，事实上这一阶段设计出的模型只是为后期阶段深入研发做准备.

2.2设计制作阶段

在这一阶段中，设计人员需要详细的了解产品设计要求，根据产品的设计要求进行各项数据的细分，并且制作精确的设计方案.我国传统工艺产品类型多种多样，所涉及到的设计内容也样式繁多，因而在设计制作阶段需要设计师选用最佳的设计方案进行工作，例如，选用相应的设计软件，在制作传统工艺产品模型期间，需要设计人员掌握不同产品的特点，对于产品的应用材料、模型结构，都要做好充分准备.

2.3方案优化阶段

方案优化阶段属于对设计制作出的产品模型进行设计评价，从已经制作出的产品模型中分析产品的各项数据和表现，寻找在模型中存在的瑕疵，并且根据可优化方向做进一步的设计修改.

2.4深入设计阶段

深入设计阶段基本上就是传统工艺产品模型定型阶段，在这一阶段中需要设计人员最终确定设计方案，并且校对好三维模型的各项数据.得出最终的设计结果后，利用模型数据计算制造成品所需的产品材料数量，以及制作成品的各项收缩比值，这样可以促使生产产品过程中的成功率的提升.值得注意的是，三维数字化技术在设计中可以忽视一些实践工艺设计中难以克服的困难，因此在设计方案敲定后还要考虑实际加工艺术产品时的限制，结合当前的实际生产水平适当更改设计方案.

3三维数字化技术融入传统工艺美术产品设计的分析

传统的产品模型设计大多是通过手工组成，或者是利用图纸绘制出模型，或者是利用轻便材料制作实物模型，但是这两种方式都存在一定弊端.相比这两种传统的模型方法，利用三维数字化技术制作模拟模型，既可以节约大量时间，又可以轻松得到模型的数据，继而换算与实际产品的数据比值[2].当前，我国陶瓷、琉璃灯利用传统材料进行设计的工艺美术产品，已经引入了三维数字化技术的设计方法，完善了传统美术工艺产品的设计，提高了陶瓷产品与琉璃产品的造型水平，其已经成为现代化装饰艺术发展的手段.

3.1利用三维数字化技术设计陶瓷产品

陶瓷产品的造型与设计注重产品曲面的弧度，因此在设计之中需要有严格的曲线率控制，传统的陶瓷产品，例如茶壶（图2）、茶杯等艺术工艺品在设计创造中多依赖手工艺人的技术和经验，通过肉眼观察来塑造陶瓷工艺品的曲面曲线，尽管茶壶等工艺产品的曲面设计难度不大，但是为了展现出陶瓷茶壶工艺品的艺术性就必须创造出具有最优化曲面和舒适度的艺术工艺品.利用三位数字化技术对陶瓷茶壶工艺品进行设计，能够有效的减少茶壶曲面率差错，在计算曲面率数据中得到更准确数值，这比单纯依靠肉眼进行判断要准确很多.要想实现茶壶曲面精准设计，可以选择具有曲面计算功能的绘制工具，在实践中设计人员常用Rhino软件来进行茶壶的造型设计工作.借助Rhino软件可以先进行简单的框架设计，绘制出简单的茶壶模型，然后利用软件功能进行造型的分析和评价，再进一步优化茶壶造型设计.茶壶分为两个部分，即由壶盖、壶身组成，壶身上又从左到右依次分为壶嘴、壶肚、壶把，所以总体来看茶壶在设计时要着重从四个节点入手.在使用Rhino软件时，应当先从整体着眼，把握这四个部件的具体规格，在设计过程中更加注重每两个相连部件之间的数据，利用曲线工具、圆弧工具琢磨连接处，保证茶壶的四个部分能够组成协调的一体模型.

3.2利用三维数字化技术设计琉璃产品

在三维数字化技术中，3D打印技术成为各方设计人员重点关注的内容，国际上已经有人开始利用这种3D打印技术制成工艺产品.3D打印技术将三维数字化设计功能和工艺制造功能结合，能够在设计图纸定型后直接“打印”出立体产品.尽管3D打印技术刚刚兴起，但是已经引发了几轮热潮，目前在服饰行业、首饰行业、工艺产品行业中已经有设计人员利用这种技术制作出成品，当然由于3D打印技术还只是出于初级阶段，对于一些产品并不能直接利用相应的材料进行“打印”，只能以替代性材料来提前“打印”产品[3].对于琉璃艺术产品而言，当前的3D技术已经可以实现脱蜡铸造玻璃，因而在利用三维数字化技术设计琉璃工艺产品时，能够借助3D打印技术完成琉璃工艺产品.传统的脱蜡铸造玻璃过程，需要经过一系列复杂的处理环节，而使用三维数字化技术进行玻璃的设计与“打印”，可以节省许多步骤，

3.3利用三维数字化技术设计湘绣产品

我国刺绣艺术产品可以说是传统艺术产品的突出代表，刺绣的种类有许多，本文主要讨论的是湘绣艺术.传统湘绣需要绣工手工制作，手工湘绣在制作前也会绘制出效果图，但是由于手工绘制图与实际的刺绣图案存在较大不同，实际上也会影响湘绣的设计和制作效果.对此，运用三维数字化技术，采用具有多项功能的设计软件，可以在屏幕上设计出湘绣艺术产品模型，利用三维数字化技术创造的湘绣模型与人们最终制作出的艺术成品具有极高的相似性，若要提前观察湘绣艺术产品的制作效果就可以通过设计模型进行预览.并且在预览中对模型进行纠错和改进，当湘绣产品的规格尺寸出现问题时，可以直接利用修改软件进行改正[4].例如，在设计湘绣作品《牡丹》时，共需要绘制4朵牡丹花，每朵牡丹花的标准色都有细微差别，利用三维数字化软件Rhino先将牡丹花的造型设计出来，然后利用分类功能绘制牡丹花的用色图表.牡丹花花色偏艳丽，多为粉红色，所以选取的主色调为粉色，在设计期间可以在模型上标明每朵花的主色型号，这样可以避免在成品制作过程中出现混淆.一幅湘绣绣稿，除了图案设计以外，最重要的就是绣线颜色和绣线类型，湘绣绣线有许多不同分类，如果在设计之中没有精准把握好绣线的分类，容易在绣制过程中引发失误.所以现代湘绣艺术产品在设计上会借助三维数字化技术提前做好效果图，标明重要组成部分的基础数据，可以提高湘绣工艺产品的制作水平.结论：综上，三维数字化技术在传统工艺美术中的应用具有重要的意义和作用.在新的时代背景下，传统工艺美术行业应当加快引入三维数字化技术，促进传统工艺设计手段与现代化的设计技术相结合.相信未来三维数字化技术会更加成熟，3D打印技术也可以在传统工艺美术行业中大放异彩，提高产品的制造效率和质量.

参考文献：

〔1〕高原,丁剑.三维数字化传统工艺产品美术设计技术研究———评《产品造型设计材料与工艺》[J].宏观经济管理,2017(01):97-98.

〔2〕董春波.三维数字化造型在雕塑艺术中的运用研究[D].武汉纺织大学,2016.

〔3〕侯可新.论三位数字化技术在传统工艺美术传承与创新中的优势———以湖南传统工艺美术为例[J].艺术科技,2014(11):36-39.

〔4〕张乃鹏.基于产品三维模型的数字化工艺设计方法研究[D].合肥工业大学,2013.

数字化产品设计范文第9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

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[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10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

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