數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計范文10篇

【摘要】為了借助當(dāng)今流行的文創(chuàng)產(chǎn)品將南京建筑遺產(chǎn)相關(guān)的文化和圖像信息介紹、宣傳給非專業(yè)的社會大眾，提高人們保護(hù)古建的意識，在分析了文創(chuàng)產(chǎn)品現(xiàn)有的設(shè)計類型、設(shè)計流程、營銷模式等基礎(chǔ)上，通過激光掃描、攝影測量、全站儀、移動掃描儀等數(shù)字化測繪方法和器材，對南京建筑遺產(chǎn)進(jìn)行取樣和測量，再利用Metashape、CloudCompare等計算機(jī)軟件進(jìn)行分析與加工，最后運(yùn)用解構(gòu)重組的設(shè)計方法，可以設(shè)計出能夠更準(zhǔn)確反映建筑遺產(chǎn)信息并且?guī)в忻栏械奈膭?chuàng)產(chǎn)品。該方法為以建筑遺產(chǎn)為素材的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計提供了一種具有創(chuàng)造性的思路。

【關(guān)鍵詞】南京建筑遺產(chǎn)；數(shù)字化測繪；解構(gòu)重組；文創(chuàng)產(chǎn)品；設(shè)計方法

一、文創(chuàng)產(chǎn)品現(xiàn)狀分析

20世紀(jì)70年代，西方國家的博物館就已經(jīng)成立了文創(chuàng)產(chǎn)品公司，并設(shè)立了獨(dú)立的博物館商店，如今已形成成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，為博物館帶來一定份額的收入；我國博物館文創(chuàng)起步于2000年，經(jīng)多年發(fā)展逐步成熟，2008年博物館免費(fèi)開放，加強(qiáng)了博物館與公眾的聯(lián)系，文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)隨之迅速發(fā)展[1]。（一）文創(chuàng)產(chǎn)品類型中外文創(chuàng)產(chǎn)品品類沒有較大區(qū)別。國外文創(chuàng)產(chǎn)品（美國、英國、荷蘭、日本等）主要品類大致有家居用品、生活用品、學(xué)習(xí)用品和藏品復(fù)刻，少量有玩具、服飾等品類[2][3]；國內(nèi)文創(chuàng)產(chǎn)品（故宮博物院、蘇州博物館、河南博物院等）主要品類除與國外相似部分，玩具類所占的比重也很大，其中以體驗類玩具為主。（二）消費(fèi)者對文創(chuàng)產(chǎn)品的期望不同人群對于文創(chuàng)產(chǎn)品的需求在產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品風(fēng)格、產(chǎn)品價位和營銷模式四個方面具有不同特點(diǎn)。1.產(chǎn)品設(shè)計。隨著年齡的增加，對文創(chuàng)產(chǎn)品的實(shí)用性及非裝飾性的需求增加，未成年人更加傾向于裝飾擺件，裝飾擺件和文具用品是全年齡段都比較喜歡的類型，18—40歲的購買者對手袋、T恤的需求較大。2.產(chǎn)品風(fēng)格。消費(fèi)者更青睞古樸傳統(tǒng)和新穎創(chuàng)意的風(fēng)格，古樸傳統(tǒng)的風(fēng)格被全年齡段所喜愛，創(chuàng)意新穎的文創(chuàng)產(chǎn)品對青中年人的吸引力更強(qiáng)。3.產(chǎn)品價位。消費(fèi)者對文創(chuàng)產(chǎn)品的心理價位偏向于300元以下，主要集中在50—100元范圍。4.營銷模式。線上銷售主要面向18—50歲的人群，線下則面向全年齡段，文創(chuàng)的受眾主要在50歲以下。（三）文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計方法及步驟1.文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計方法。文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計的一般方法是將提取出的文化元素結(jié)合各方面的影響因素進(jìn)行再創(chuàng)作[4]。文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計各階段的常用方法及現(xiàn)實(shí)運(yùn)用，如表1[5]。2.文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計步驟。現(xiàn)有文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計包含四個步驟[6]。（1）文化元素提取。挖掘文化內(nèi)涵，從外在造型開始研究，逐步深入其內(nèi)在特征。（2）創(chuàng)意設(shè)計。運(yùn)用當(dāng)代科技使傳統(tǒng)元素完成現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變。設(shè)計者需要進(jìn)行概念評估，從技術(shù)、成本、客戶需求等方面判斷方案的可行性。（3）方案實(shí)施。將設(shè)計產(chǎn)品分為現(xiàn)實(shí)實(shí)物和虛擬產(chǎn)品兩種形式。（4）產(chǎn)品評估。從消費(fèi)者需求、產(chǎn)品實(shí)用性及文化內(nèi)涵三個方面對設(shè)計產(chǎn)品進(jìn)行評估，從而進(jìn)一步對產(chǎn)品進(jìn)行改造，以延長其生命周期，使其更具市場競爭力。

二、基于南京建筑遺產(chǎn)數(shù)字化測繪的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計研究

（一）南京建筑遺產(chǎn)的類型及創(chuàng)作價值南京作為六朝古都、十朝都會，擁有著濃厚的歷史文化氣息和豐富的建筑遺產(chǎn)資源。建筑遺產(chǎn)呈現(xiàn)多樣化，包括了多個歷史時期各自的時代特點(diǎn)，以及多種建筑及建筑相關(guān)的遺產(chǎn)類型。文創(chuàng)產(chǎn)品中的“文化性”來源于與其相關(guān)聯(lián)的背景內(nèi)涵，而建筑遺產(chǎn)帶有的歷史文化內(nèi)容恰恰具有該方面的巨大潛力。不同類型建筑遺產(chǎn)的特色可以與多樣的文創(chuàng)產(chǎn)品類型相匹配，尋找各自的合適載體。本文將南京建筑遺產(chǎn)大致分為以下四類。1.建筑類。南京歷史文化悠久，不僅有著多處建筑古跡，并且在類別和風(fēng)格上也十分豐富，有著諸如明孝陵、朝天宮、雞鳴寺、靈谷寺等著名歷史景點(diǎn)。這些建筑承載著我國不同歷史時期的建筑營造技藝和藝術(shù)特征，無論在二維平面還是三維空間上都有著文創(chuàng)方面的創(chuàng)作價值。2.彩畫類。該類在時間上主要以明清以及近代為主。明清時期建筑彩畫已趨成熟，在建筑上有著廣泛的應(yīng)用，在構(gòu)圖、樣式和色彩方面都頗為講究，但是其中的內(nèi)涵并不為大眾所知悉。南京的建筑彩畫頗多，明孝陵、中山陵祭堂、流徽榭、正氣亭等都有著精美的彩畫。若是將彩畫本身的裝飾美感與其在規(guī)范、等級方面的文化內(nèi)涵共同轉(zhuǎn)譯于文創(chuàng)產(chǎn)品中，可以起到更好的文化普及作用。3.雕刻類。南京作為多個朝代的都城，也是多個帝、王侯的陵墓所在地。而在傳統(tǒng)古代帝王陵墓的神道上會布有各式石像、石刻。南京最為有名的是明孝陵的石像生、文武官員石像。此外還有徐達(dá)墓、蕭景墓以及丹陽、句容等地的石像石刻。這些雕刻多以神獸、動物和人為題材，造型生動傳神，相較于其他建筑遺產(chǎn)更給人以親切感。并且該類在文創(chuàng)方面適用范圍更廣，在平面圖案、立體擺件等類別上都有可設(shè)計的空間。4.園林類。南京市內(nèi)有多處園林景觀，如瞻園、愚園、隨園等。園林的“可游、可居、可觀”的特點(diǎn)使其在總平面上有著豐富變化的流線，建筑和景觀之間有著和諧交融的組合關(guān)系。與前三類不同，該類并不局限于單體，而是在整體上有著特別的傳統(tǒng)意趣，可以從另外一個層面提供文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計的思路。（二）基于南京建筑遺產(chǎn)的文創(chuàng)產(chǎn)品類型選擇南京建筑遺產(chǎn)具有極高的文創(chuàng)設(shè)計價值和開發(fā)潛力，針對數(shù)字測繪得到素材的不同類型，在研發(fā)過程中首先需要選擇合適產(chǎn)品種類和設(shè)計方向，確保后續(xù)進(jìn)度的合理性。通過市場調(diào)研了解到裝飾擺件和文具用品是接受度最高、最廣的兩個大類，以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步確定了從二維圖形和三維造型兩方面對測繪所得素材進(jìn)行分類。1.二維圖形類。主要適用于諸如明信片、筆記本、鑰匙扣、紙膠帶、文件夾等文具用品。該類的主要亮點(diǎn)在于美觀的平面圖形設(shè)計，可以印刷于多種平面載體，并且可以生產(chǎn)出成系列的產(chǎn)品。在建筑遺產(chǎn)素材方面，適合選擇建筑類的平面圖和立面圖、所有彩畫類、雕刻類的側(cè)面正射圖以及園林類的總平面圖等。由于該類對于載體的要求只有可印刷的平面，故也可用于冰箱貼、桌上臺歷、鑰匙扣、手機(jī)殼、服飾、帆布袋等生活用品、裝飾品的設(shè)計。總體上具有設(shè)計易操作性、生產(chǎn)友好性、廣泛適用性等特點(diǎn)。2.三維造型類。主要適用于諸如桌上擺件、公仔玩偶、立體小飾品、立體積木拼圖等。該類的亮點(diǎn)在于具有創(chuàng)意的產(chǎn)品形式、巧妙的立體產(chǎn)品設(shè)計以及足夠好的產(chǎn)品質(zhì)量等，對于研發(fā)者有著更高的設(shè)計能力要求，對于生產(chǎn)方也有著更高的生產(chǎn)技術(shù)要求。該類在范圍上不如二維圖形類廣，對于建筑遺產(chǎn)素材的類型也有著較為特別的限制。雕刻類因其本身的三維造型性和合適的體量，是該類主要的設(shè)計對象。可以通過數(shù)字測繪所得到的三維電子模型進(jìn)行加工，借助3D打印等技術(shù)手段生產(chǎn)出各種大小的擺件和裝飾品。建筑類則可以以立體積木拼圖為載體，依據(jù)測繪所得尺寸數(shù)據(jù)，在三維建模軟件或?qū)ｉT的積木設(shè)計軟件中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)過程。（三）南京建筑遺產(chǎn)數(shù)字化測繪的優(yōu)勢及素材提取流程1.建筑遺產(chǎn)數(shù)字化測繪結(jié)果的優(yōu)勢。建筑遺產(chǎn)數(shù)字化測繪與傳統(tǒng)測繪方法的區(qū)別在于電子科技的運(yùn)用。傳統(tǒng)測繪方法得出的結(jié)果多為純手工繪制，其中部分結(jié)果（如草圖、拓片等）在測繪現(xiàn)場可直接產(chǎn)生[7]。數(shù)字化測繪中儀器取代部分手工，測量結(jié)果更加精準(zhǔn)，通過后期軟件處理得到最終結(jié)果。通過數(shù)字化測繪生成的3D模型與圖片相比于傳統(tǒng)測繪結(jié)果具有更加直觀、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，將其作為文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計的素材，最終的產(chǎn)品也會因其原始素材的專業(yè)性與其他文創(chuàng)產(chǎn)品有所區(qū)別。2.南京建筑遺產(chǎn)數(shù)字化測繪素材提取流程。（1）取樣和測量。運(yùn)用激光掃描、攝影測量、全站儀、移動掃描儀等測繪方法和器材，對南京多處建筑遺產(chǎn)進(jìn)行測量。（2）數(shù)據(jù)整理。數(shù)字測繪得到的原始數(shù)據(jù)包括三維點(diǎn)云、正射圖、激光掃描文件、三維網(wǎng)格面等[8]。（3）數(shù)據(jù)分析加工。將數(shù)據(jù)在Metashape、CloudCompare等計算機(jī)軟件上進(jìn)行分析與加工，獲得的數(shù)字成果相較于傳統(tǒng)意義上基于繪圖軟件繪制的二維矢量圖，有著更準(zhǔn)確真實(shí)地記錄所測物件的現(xiàn)實(shí)狀況的優(yōu)點(diǎn)。（4）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化。將上一步獲得的數(shù)據(jù)導(dǎo)入rhino等建模軟件，得到數(shù)據(jù)向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的原始模型素材。圖1為數(shù)字測繪提取到的南京建筑遺產(chǎn)數(shù)字成果。（四）基于數(shù)字化測繪的南京建筑遺產(chǎn)文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計方法建筑遺產(chǎn)攜帶著特殊的歷史文化記憶，簡單地拍攝移用無法表現(xiàn)出其中的價值內(nèi)涵。對于歷史文化主題類的文創(chuàng)產(chǎn)品，設(shè)計要點(diǎn)在于產(chǎn)品對原素材的“轉(zhuǎn)譯”，即“解構(gòu)重組法”，提取出各類素材中最有文化宣傳價值和產(chǎn)品研發(fā)價值的內(nèi)容，通過設(shè)計者的再創(chuàng)造，使傳統(tǒng)的建筑遺產(chǎn)在現(xiàn)代的文創(chuàng)產(chǎn)品載體上獲得“新生”。南京建筑遺產(chǎn)文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計方法分為七個步驟。1.市場調(diào)研。通過市場調(diào)研，借助KANO模型等方法在前期確立研發(fā)、生產(chǎn)與銷售方針，在過程中根據(jù)實(shí)際情況實(shí)時修正，打造在文化宣傳度和顧客滿意度等多方面具有積極意義的文創(chuàng)產(chǎn)品。2.產(chǎn)品類型。根據(jù)調(diào)研結(jié)果選擇合適的產(chǎn)品類型。3.素材選擇。根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果和產(chǎn)品類型選擇合適的南京建筑遺產(chǎn)。4.素材提取。通過數(shù)字化測繪方法提取原始素材。5.主題確定。根據(jù)素材特點(diǎn)選擇合適的文創(chuàng)主題。6.解構(gòu)重組。數(shù)字測繪獲得的原始數(shù)據(jù)是具體的、未處理的，在文創(chuàng)設(shè)計時，常常需要對其進(jìn)行精煉，通過篩選和刪減將其簡化為可供使用的形象素材。這一過程需要設(shè)計師具備對于傳統(tǒng)建筑遺產(chǎn)的專業(yè)認(rèn)知和現(xiàn)代化的美學(xué)素養(yǎng)，精準(zhǔn)地抓取到其中精髓。最終產(chǎn)品的吸引力和競爭力取決于設(shè)計師對于素材的總結(jié)能力和轉(zhuǎn)譯能力。7.根據(jù)產(chǎn)品類型再設(shè)計。根據(jù)不同產(chǎn)品類型對解構(gòu)重組的形象素材進(jìn)行再設(shè)計，保證產(chǎn)品最終呈現(xiàn)效果的完整性。

摘要：工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新不單只是為了迎合市場進(jìn)行的一場藝術(shù)形式推敲，其目的是建立一種人與物的和諧環(huán)境的基礎(chǔ)上，增進(jìn)物的技術(shù)功能升級和整體品質(zhì)。信息時代的加速發(fā)展，成為設(shè)計數(shù)字化管理成熟的時代優(yōu)勢。面對產(chǎn)品創(chuàng)新，數(shù)字化管理是提高企業(yè)設(shè)計質(zhì)量的一套產(chǎn)品創(chuàng)新信息系統(tǒng)。基于多學(xué)科交叉的特點(diǎn)對設(shè)計活動進(jìn)行整理、改善、管理能為企業(yè)設(shè)計創(chuàng)新提供指導(dǎo)意見，有效協(xié)同企業(yè)、設(shè)計師、用戶之間有效溝通。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品創(chuàng)新；設(shè)計管理；數(shù)字化

一、前言

隨著信息化時代的迅疾化發(fā)展，企業(yè)激烈角逐的時代背景下，創(chuàng)新在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計具有舉足輕重的作用，在日新月異的社會環(huán)境里，尤其在產(chǎn)品設(shè)計行業(yè)沒有創(chuàng)新開拓的精神則意味著失敗。面對更加廣闊的市場、更加個性化的消費(fèi)者需求、更短更快的產(chǎn)品開發(fā)周期以及趨向同一的技術(shù)平臺高質(zhì)量的產(chǎn)品以及良好的市場運(yùn)作是成功的兩大法寶。目前，我國不是缺乏好的設(shè)計，而是設(shè)計需要管理。長期以來，企業(yè)由于設(shè)計層層審批或者沒有專業(yè)設(shè)計背景的管理導(dǎo)致優(yōu)秀設(shè)計只能停留在圖紙上，面臨這樣的現(xiàn)狀，所以設(shè)計需要企業(yè)優(yōu)化流程，設(shè)計需要管理提升產(chǎn)品的競爭力。

二、工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計

（一）工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計本質(zhì)與意義

摘要：在生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系快速發(fā)展的帶動下，現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)發(fā)展越來越先進(jìn)，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用也不斷擴(kuò)展完善，在解放勞動力的同時，也便捷了人們的日常生活。本文在分析數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的基礎(chǔ)上，探討其在機(jī)械設(shè)計中的具體應(yīng)用，以期能夠拓展數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；設(shè)計技術(shù)；機(jī)械設(shè)計；應(yīng)用分析

在這個經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的時代，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是企業(yè)發(fā)展的根本目標(biāo)，企業(yè)發(fā)展尤為重視效益問題。為創(chuàng)造企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益，機(jī)械設(shè)計技術(shù)是企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性方面不可忽視的重要措施。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計工作時，適當(dāng)?shù)牟扇?shù)字化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計技術(shù)的突破性進(jìn)展，使得機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性與可靠性得到大大的加強(qiáng)，另一方面也可以提高機(jī)械的工作效率，使得企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的雙收。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)是信息科技時代重要的科學(xué)技術(shù)之一，它目前在機(jī)械設(shè)計方面的應(yīng)用受到人們廣泛的關(guān)注，雖然暫時在于機(jī)械設(shè)計工作的融合也出現(xiàn)了一些亟待解決的問題，但是隨著科技人員工作經(jīng)驗的增加以及研究的深入，相信在未來數(shù)字化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計方面的應(yīng)用會達(dá)到爐火純青的地步。

1簡要介紹數(shù)字化設(shè)計技術(shù)

在黨和政府的政策指導(dǎo)下，我國的科技創(chuàng)新力度不斷加大幅度，機(jī)械設(shè)備在科學(xué)技術(shù)的支持下發(fā)生了翻天覆地的變化，大型化、自動化、高精度化的機(jī)械設(shè)備不斷涌現(xiàn)。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的出現(xiàn)，使得機(jī)械設(shè)備更加如虎添翼，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，但是機(jī)械的生產(chǎn)規(guī)模和運(yùn)行效率也更加的高效。

1.1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵分析

在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計過程中應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)可以有效的提高設(shè)計的精準(zhǔn)度，降低設(shè)計成本。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)主要是利用計算機(jī)來進(jìn)行各項設(shè)計活動，代替了以往人工繪圖的形式，有效縮短了在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中所需的設(shè)計周期。可以說在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)能使機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)得到有效優(yōu)化，提高產(chǎn)品性能。

1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)及農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計特點(diǎn)分析

1.1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域延伸出的一種輔助技術(shù)，它最開始是以計算機(jī)輔助設(shè)計，即CAD的形式顯現(xiàn)出來的。以前設(shè)計師在進(jìn)行機(jī)械相關(guān)的設(shè)計工作時都離不開實(shí)物模型的幫助，但是在數(shù)字化設(shè)計技術(shù)出現(xiàn)之后，它可以利用計算機(jī)技術(shù)建立數(shù)字化的模型，從而降低實(shí)物模型的使用頻率，提高了工作效率。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)最為重要的特征就是產(chǎn)品的定義模型較為統(tǒng)一。任何一個產(chǎn)品都有生命周期，如開發(fā)期、成長期、成熟期、衰退期等等，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)對于產(chǎn)品的每個生命周期都有相關(guān)的設(shè)計，都是統(tǒng)一運(yùn)行的[1]。這種統(tǒng)一的設(shè)計模式大大降低了產(chǎn)品設(shè)計的繁瑣程度，使得產(chǎn)品設(shè)計流程更為簡單化。另外，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計，這樣一來，不僅僅是提高了機(jī)械的生產(chǎn)效率，另一方面也能夠大大的縮短相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，降低了運(yùn)行成本。1.2農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計特點(diǎn)分析。1）農(nóng)業(yè)機(jī)械型號種類較多。目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過程中其所采用的機(jī)械種類較為多樣，并且根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的不同其結(jié)構(gòu)及型號也有一定的區(qū)別，例如在對播種機(jī)進(jìn)行設(shè)計的時候，需要根據(jù)所播種的農(nóng)產(chǎn)品物種和農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)來進(jìn)行劃分，常見的機(jī)械類型有條播機(jī)、穴播機(jī)和精密播種機(jī)等，因此在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計過程中必須要對此類設(shè)計特點(diǎn)進(jìn)行全面考慮。2）農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)較為簡單。目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對其所采用的機(jī)械設(shè)備功能的要求較為穩(wěn)定，而這也使得農(nóng)業(yè)機(jī)械其整體的復(fù)雜程度不高，此種特點(diǎn)為機(jī)械設(shè)計提供了基礎(chǔ)保障，以播種機(jī)為例，在組成上，它一般都會有機(jī)架、地輪和傳動系統(tǒng)等。但是在實(shí)際設(shè)計過程中需要注意農(nóng)業(yè)機(jī)械在實(shí)際中受其使用要求的影響需要保證不同型號的機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)與實(shí)際設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求相符，以此來保證產(chǎn)品的性能[2]。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1虛擬技術(shù)的應(yīng)用分析。當(dāng)前，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的過程中通過虛擬技術(shù)的應(yīng)用可以構(gòu)建起相應(yīng)的數(shù)字化仿真環(huán)境，以此來通過對農(nóng)業(yè)機(jī)械各項參數(shù)的設(shè)計建立起相應(yīng)的產(chǎn)品模型，從而更加真實(shí)的反映出農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品及特征，為農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計方案的優(yōu)化提供基礎(chǔ)條件。在虛擬技術(shù)的應(yīng)用中其屬于多技術(shù)融合下的一種綜合性技術(shù)，主要包括了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)、三維成像技術(shù)等，通過幾種技術(shù)的融合可以使農(nóng)業(yè)機(jī)械在設(shè)計過程中以三維立體模型的方式展現(xiàn)出來，這樣可以更加直觀的對農(nóng)業(yè)機(jī)械及設(shè)計情況進(jìn)行了解。對于在機(jī)械設(shè)計中應(yīng)用的虛擬設(shè)計系統(tǒng)來說，它主要有兩個部分，一個部分就是虛擬設(shè)計系統(tǒng)的主體，這個主體，它是由虛擬環(huán)境生存下來構(gòu)成的。另外一個部分則是一個外圍的設(shè)備，這個外圍的設(shè)備是非常多樣化的有數(shù)據(jù)的傳輸裝置，也有信號的控制裝置，更有人機(jī)進(jìn)行交互的各種各樣的工具等等[3]。在這些部件和系統(tǒng)的幫助之下，可以大大節(jié)省機(jī)械設(shè)計的周期，提升效果。2.2實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計和制造協(xié)同。在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的過程中實(shí)現(xiàn)其設(shè)計與制造的協(xié)同可以保證設(shè)計方案具有可行性，在以往的設(shè)計過程中受技術(shù)條件等因素的影響使得，一些設(shè)計理念無法在制造中得以實(shí)現(xiàn)，而這也出現(xiàn)了設(shè)計與制造脫節(jié)的情況，而此類問題也使得農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品無法更好的為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行服務(wù)。針對此種情況在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計過程中采取數(shù)字化設(shè)計技術(shù)應(yīng)考慮如何在其技術(shù)支持下來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與制造的協(xié)同，同時要想實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計與制造協(xié)同則需要具備完整的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品及零件的數(shù)據(jù)庫，這樣可以保證在設(shè)計過程中對其零件參數(shù)進(jìn)行及時的獲取，使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計能夠得到優(yōu)化，并且這樣的優(yōu)化是比較及時的有效的，使得需要花費(fèi)的費(fèi)用得到降低，縮短整個設(shè)計和制造的周期。2.3創(chuàng)新農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的過程中通過數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用可以將機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能更加清晰的表現(xiàn)出來，這樣也可以為農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品及設(shè)計優(yōu)化提供良好的技術(shù)支持。并且在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中對農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的要求也會發(fā)生一定的改變，因此需要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施來進(jìn)行機(jī)械的創(chuàng)新，以此來避免在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)用過程中存有質(zhì)量隱患問題。現(xiàn)今在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的過程中，要想保證其設(shè)計創(chuàng)新可以符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的需求則需綜合考慮在設(shè)計活動中的各項環(huán)節(jié)及條件，采取數(shù)字化設(shè)計措施來對機(jī)械設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化及提升，使農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品可以融入最新的設(shè)計理念及設(shè)計技術(shù)，達(dá)到對農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計進(jìn)行創(chuàng)新的目的，使機(jī)械的性能可以符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的發(fā)展需求及發(fā)展條件[4]。2.4優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計流程。在以往的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計過程中，多數(shù)是以手工繪圖的方式來進(jìn)行，因此在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程中容易出現(xiàn)誤差問題，在進(jìn)行手工繪圖的過程中機(jī)械各個尺寸、規(guī)格、大小等都容易出現(xiàn)偏差，而這些因素也會對農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，使農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品樣品后續(xù)的生產(chǎn)制造活動受到影響。而通過數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用可以有效的對以往農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手工繪圖的作業(yè)形式進(jìn)行改變，在數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的支持下使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計過程中存有的問題進(jìn)行優(yōu)化及改善，因此需要注意通過數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的使用來對機(jī)械的各個部分的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的計算及應(yīng)用，以此來達(dá)到優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的效果。同時在對數(shù)字化設(shè)計技術(shù)應(yīng)用的過程中還需制定完善的設(shè)計流程方案，以此來避免在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計過程中存有疏漏問題，并且在設(shè)計流程的優(yōu)化上還可以有效的減少在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計過程中不必要的環(huán)節(jié)，針對此種情況還需重視對計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等進(jìn)行綜合應(yīng)用，使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計在現(xiàn)代化技術(shù)的支持下滿足其不斷增多的設(shè)計要求，以此來達(dá)到有效提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計水平的效果。

3結(jié)束語

摘要：分析了數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的含義以及特征，與傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)設(shè)計中存在的弊端對比進(jìn)行。重點(diǎn)介紹數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)機(jī)設(shè)計中的具體方式，從計算機(jī)輔助概念設(shè)計、虛擬原型等方面來進(jìn)行。對數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行簡要總結(jié)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化設(shè)計；設(shè)計技術(shù)；農(nóng)機(jī)設(shè)計

1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的含義及特點(diǎn)

1.1含義。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計需要結(jié)合使用方向來進(jìn)行，優(yōu)化功能組成，這樣在使用階段可以降級故障發(fā)生幾率，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)也能夠高效完成。數(shù)字化設(shè)計理念在農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)中雖然應(yīng)用實(shí)踐較短，但卻取得了很好的成果，所設(shè)計的機(jī)械結(jié)構(gòu)更能夠滿足使用需求，基于計算機(jī)設(shè)備完成的設(shè)計任務(wù)，可以節(jié)省數(shù)據(jù)分析運(yùn)算所用時間。借助計算機(jī)中的功能軟件，能夠輕松的完成圖紙繪制工作，并通過系統(tǒng)模擬來觀察運(yùn)行期間的設(shè)備穩(wěn)定性，最終得到的產(chǎn)品生產(chǎn)方案更安全可行。

1.2特點(diǎn)。數(shù)字化技術(shù)是科技發(fā)生的成果，農(nóng)機(jī)生產(chǎn)行業(yè)正在向自動化控制方向發(fā)展，要求設(shè)計環(huán)節(jié)科學(xué)高效，必然會應(yīng)用到數(shù)字化技術(shù)。分析技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)可以了解到，在設(shè)計時間上有明顯的節(jié)約，可以同時完成多項任務(wù)，包括數(shù)據(jù)的錄入與運(yùn)算，幫助提高產(chǎn)品設(shè)計效率。數(shù)字化技術(shù)還能夠結(jié)合使用需求對設(shè)計方案做出優(yōu)化，并通過計算機(jī)軟件來完成設(shè)備的運(yùn)行模擬，這樣所確定的最終方案更安全可靠，有效的降低來生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)設(shè)計方法中，需要同時得出多種設(shè)計方案，增大了工作任務(wù)的難度，這一點(diǎn)在數(shù)字化技術(shù)中得到來解決。

2當(dāng)今數(shù)字化設(shè)計技術(shù)研究的熱點(diǎn)

1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)相關(guān)內(nèi)容概述

1.1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)概念。所謂“數(shù)字化設(shè)計技術(shù)”，是指在計算機(jī)數(shù)字化技術(shù)發(fā)展到一定程度的背景下，用于輔助設(shè)計領(lǐng)域的部分工作[1]。就當(dāng)前大家所了解的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)而言，涉及眾多技術(shù)，核心處理技術(shù)主要有數(shù)字壓縮、數(shù)字編碼以及數(shù)字調(diào)制等。伴隨著信息技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的不斷深入應(yīng)用與發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)也得到了長足發(fā)展，逐步建立了一個以計算機(jī)為基礎(chǔ)框架的模型，現(xiàn)如今在社會眾多領(lǐng)域當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用[2]。1.2數(shù)字化設(shè)計技術(shù)特點(diǎn)。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中，彰顯了眾多特點(diǎn)，總結(jié)起來，主要包括以下幾個方面：首先，一個統(tǒng)一化產(chǎn)品定義模型，在社會眾多領(lǐng)域當(dāng)中能夠得到更加廣泛的應(yīng)用，并且有著巨大的、潛在的應(yīng)用空間；其次，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)可實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)多小組同時作業(yè)，在一定程度上，可以大大提高工作效率[3]；再次，基于統(tǒng)一化模型，設(shè)計質(zhì)量也有相應(yīng)的保障；最后，設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真處理，主要是利用計算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，避免了傳統(tǒng)設(shè)計對實(shí)物模型依賴程度高的弊端，相比傳統(tǒng)設(shè)計而言，具有明顯的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在工作效率與成本2個方面。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中數(shù)字化設(shè)計技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在數(shù)字化設(shè)計技術(shù)推廣應(yīng)用之前，設(shè)計主要是滿足設(shè)計對象的一些具體要求，在局部優(yōu)化或者整體優(yōu)化方面，并沒有重點(diǎn)考慮，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計優(yōu)化。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，主要是在產(chǎn)品設(shè)計過程中，注重CAD、CAE等多類處理技術(shù)的應(yīng)用，使得產(chǎn)品設(shè)計周期影響因素發(fā)生巨大改變，從而達(dá)到各項要求，例如設(shè)計質(zhì)量、設(shè)計成本等。與此同時，為保障后期維護(hù)工作的便捷，設(shè)計會重視總體設(shè)計的優(yōu)化。就農(nóng)業(yè)機(jī)械而言，具有種類繁多、市場需求量大等特點(diǎn)，在具體設(shè)計中，主要是在傳統(tǒng)設(shè)計理念的支撐下，采用一些傳統(tǒng)的設(shè)計工藝，造成整體設(shè)計水平低下，然而數(shù)字化設(shè)計技術(shù)具有一定的先進(jìn)性，基于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計現(xiàn)狀，無形中為數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用提供了巨大的空間。縱觀當(dāng)前數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，尤其是在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用，有效促進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計效率與質(zhì)量的提升，然而在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)設(shè)計人員還需要高度重視一些注意事項，包括農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計特點(diǎn)，同時對數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的特點(diǎn)引起高度重視，確保兩者的兼容性，以此有效提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的總體水平。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計特點(diǎn)眾多，概括起來，主要包括以下2個方面：首先，從結(jié)構(gòu)方面而言，結(jié)構(gòu)類型較多且較為復(fù)雜；其次，從功能角度而言，功能多樣，操作較為方便、簡單。就前者而言，以播種機(jī)為例，在具體的設(shè)計過程中，設(shè)計人員通常需要重視的僅有2項，一是農(nóng)作物的品種，二是農(nóng)藝特點(diǎn)。根據(jù)上述2項要求，播種機(jī)便可以大致分為條播種機(jī)、穴播種機(jī)以及精密播種機(jī)等，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工作原理加以區(qū)分，播種機(jī)又可以分為2大類，分別是機(jī)械式與氣力式。基于此，農(nóng)業(yè)機(jī)械種類繁雜。就后者而言，為滿足播種的各項需求，即使農(nóng)業(yè)機(jī)械型號不同，在功能方面也沒有本質(zhì)差異。

3農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中數(shù)字化設(shè)計技術(shù)應(yīng)用前景

數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。伴隨著各項技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，有必要對數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行更深層次的剖析。對其應(yīng)用前景進(jìn)行論述，具體內(nèi)容如下：（1）農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中引入虛擬技術(shù)。虛擬技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用，最大優(yōu)勢在于有效解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，具體操作：借助聲音定位技術(shù)以及三維成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真處理，在計算機(jī)上完成結(jié)構(gòu)設(shè)計，以此簡化設(shè)計，有效降低設(shè)計難度。另外，虛擬技術(shù)的應(yīng)用，可以真實(shí)再現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動過程，并且可以在虛擬的情況下，借助計算機(jī)進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動的力學(xué)分析，以此有效提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的可行性與質(zhì)量。（2）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計以及制造的協(xié)同性，主要是注重兩者的協(xié)調(diào)，才能保障農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計質(zhì)量。然而傳統(tǒng)設(shè)計在設(shè)計與制造2個方面，存在嚴(yán)重的脫節(jié)問題。因此，在今后的設(shè)計中，設(shè)計人員需要高度重視農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造的協(xié)同化，并且落實(shí)到具體的設(shè)計工作中，以此實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計優(yōu)化、降低成本以及周期縮減等目的。關(guān)鍵工作是落實(shí)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的集成式應(yīng)用，恰當(dāng)運(yùn)用這一技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計效果的最優(yōu)化。（3）重視技術(shù)的創(chuàng)新。21世紀(jì)是知識時代，也是一個創(chuàng)新時代。一項技術(shù)是否能可持續(xù)發(fā)展，關(guān)鍵在于技術(shù)是否能夠與時俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)也需要不斷創(chuàng)新，才能滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的各項實(shí)時要求。隨著時間推移，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計將會不斷衍生出新問題，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用將會面臨諸多挑戰(zhàn)。基于這一認(rèn)識，為滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計的可行性與前沿性，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新顯然具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。與此同時，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計必然朝著高標(biāo)準(zhǔn)方向發(fā)展，這無形中對數(shù)字化設(shè)計技術(shù)提出了更高的要求。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新，注重理念與技術(shù)的同時創(chuàng)新，以新理念推動技術(shù)的深入研究與實(shí)踐，以此推動技術(shù)的發(fā)展，切實(shí)使設(shè)計水平得到有效提升。

近年來，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為出版行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。同時，自2006年，為貫徹《國務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》（國發(fā)[2005]35號）精神，教育部啟動了國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)，十多年間，職業(yè)教育領(lǐng)域由于信息化技術(shù)地融入，也發(fā)生了急劇的變革。因此，對教育出版來說，數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品的生產(chǎn)已成為出版者和職業(yè)院校教師共同的訴求。經(jīng)過一段時間的探索和嘗試，很多出版社都生產(chǎn)出了一些具有實(shí)踐意義的數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品，如在紙質(zhì)教材中加入二維碼，通過智能手機(jī)掃描獲取多媒體學(xué)習(xí)資源，以及素材豐富的多媒體資源庫（包）等，一定程度上滿足了教師需求，提高了教師的教學(xué)效率，使教師組織教學(xué)的抓手更為豐富、直觀。然而，隨著教學(xué)改革的進(jìn)一步深化，教師對數(shù)字化資源產(chǎn)品需求程度加深，凸顯了數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)效性不足問題，即產(chǎn)品供給和需求存在錯位情況。本文分析了目前職業(yè)教育數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品供給存在的問題及原因，提出了職業(yè)教育教學(xué)產(chǎn)品“全媒體出版”理念，并就具體實(shí)施中存在的難點(diǎn)和重點(diǎn)提出幾點(diǎn)建設(shè)性意見。

1目前職業(yè)教育數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品存在的問題

筆者通過大量走訪院校、發(fā)放調(diào)查問卷、與教師/學(xué)生座談等方式，調(diào)研了解了多所職業(yè)院校教師關(guān)于目前市場上數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品的認(rèn)識，總結(jié)造成產(chǎn)品供給與需求錯位現(xiàn)狀有如下幾點(diǎn)原因。

1.1資源散碎，不成體系

從2006年職業(yè)教育教學(xué)改革起步至今，十多年來，職業(yè)教育經(jīng)歷了教育部國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)、骨干校建設(shè)，以及各地方示范校建設(shè)。這些建設(shè)計劃中對信息化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用均提出了要求，因而由“以評促建”產(chǎn)生了大量的數(shù)字化教學(xué)資源。但這批資源多是散碎的，未成體系的，沒有進(jìn)行過總體設(shè)計的。形式多種多樣，有動畫、現(xiàn)場錄像視頻、微課程等，但因為不成體系，且制作標(biāo)準(zhǔn)不一，相互間難以形成銜接和呼應(yīng)，因此，當(dāng)教師在實(shí)際使用這些資源時會感到捉襟見肘，從而造成雖有海量資源，但無法在教學(xué)中充分發(fā)揮作用局面。

1.2成體系的教學(xué)資源庫（包），體量龐大，且與紙質(zhì)教材內(nèi)容對應(yīng)度低

摘要：隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的分散式串行研發(fā)模式已不能滿足目前新形勢下企業(yè)快速發(fā)展的要求。分析了企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)階段的現(xiàn)狀與需求，研究了協(xié)同設(shè)計的概念及其發(fā)展的合理性，最后對企業(yè)協(xié)同設(shè)計提出了目標(biāo)和建議。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品研制；制造企業(yè)；協(xié)同；MBD

在某些制造企業(yè)，尤其是科研院所，長期以來一直采用產(chǎn)研分離的產(chǎn)品科研生產(chǎn)體制，主要體現(xiàn)在設(shè)計所負(fù)責(zé)產(chǎn)品的設(shè)計需求、設(shè)計開發(fā)和試制、設(shè)計定型、工藝設(shè)計等工作，而生產(chǎn)廠則根據(jù)設(shè)計提供的圖紙、工藝路線及相關(guān)工藝文件進(jìn)行產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。設(shè)計提供的通常都是二維圖紙和紙質(zhì)技術(shù)資料，工藝文件編制和生產(chǎn)過程中的二維圖形和三維數(shù)據(jù)模型都要重新繪制，使得工藝準(zhǔn)備周期較長，這樣的串行工作模式也使得設(shè)計更改頻繁，設(shè)計效率低下，設(shè)計、工藝和制造部門間的溝通成本大，研發(fā)制造成本高。目前結(jié)合數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展方向，傳統(tǒng)的以數(shù)字量為主、模擬量為輔的協(xié)調(diào)工作法開始被全數(shù)字量傳遞的協(xié)調(diào)工作法代替，實(shí)現(xiàn)設(shè)計、工藝、制造的一體化協(xié)同管理模式，使產(chǎn)品研發(fā)的信息充分共享，縮短產(chǎn)品研制周期，降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的競爭力。

1需求背景

傳統(tǒng)的產(chǎn)品研制通常是采用按順序作業(yè)的工程方法，企業(yè)的設(shè)計、工藝、檢驗、制造都是相互獨(dú)立的活動，前一個階段的工作完成后，后一階段的工作才能開始，組織和管理也都是圍繞這個思路展開，在設(shè)計階段，設(shè)計人員無法考慮制造工藝方面的問題，造成設(shè)計與工藝制造環(huán)節(jié)的脫節(jié)，設(shè)計方面的錯誤往往要在設(shè)計后期甚至是在制造階段才發(fā)現(xiàn)，只能返工重新設(shè)計生產(chǎn)，造成人力、物力、財務(wù)的浪費(fèi)，同時產(chǎn)品質(zhì)量也無法保證。由此可見，企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)至關(guān)重要，好的產(chǎn)品設(shè)計，不僅體現(xiàn)在優(yōu)越的功能和性能，更要便于制造，降低成本。傳統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計過程面臨如下諸多問題。1）設(shè)計流程管理問題。設(shè)計、工藝、制造的串行流程使產(chǎn)品研發(fā)周期長、進(jìn)度難以掌控，成本增加，由于缺乏產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理應(yīng)用，因此資源共享性較差。2）三維數(shù)模應(yīng)用問題。由于企業(yè)車間采用二維圖紙指導(dǎo)生產(chǎn)，而設(shè)計部門的三維設(shè)計應(yīng)用越來越廣泛，設(shè)計部門需要將三維數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為二維圖形，由于產(chǎn)品的復(fù)雜性，很多零部件需要多張2D圖紙才能表示完整的信息，工藝員和操作工需要花很多時間來理解圖紙，設(shè)計版本控制和更改的及時性得不到保證，這為后續(xù)的應(yīng)用帶來不便。3）設(shè)計工具分散獨(dú)立。不同設(shè)計問題的設(shè)計過程中用到的軟件工具是分散獨(dú)立的，系統(tǒng)設(shè)計軟件之間存在不兼容問題，在一定程度上影響了三維數(shù)據(jù)模型在生產(chǎn)制造過程中的應(yīng)用。產(chǎn)生上述問題的原因錯綜復(fù)雜，但根本原因之一是在設(shè)計時缺乏從整個產(chǎn)品生命周期考慮各環(huán)節(jié)的活動，考慮生產(chǎn)、交付周期、成本等要求，同時缺乏知識的積累與重用。因此，要求在設(shè)計階段盡早考慮產(chǎn)品生命周期內(nèi)所有的影響因素，工藝、檢驗、材料、質(zhì)量、制造、維修等。隨著目前新形勢下企業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的研發(fā)模式難以滿足產(chǎn)品研制過程中的跨部門、跨單位協(xié)作的需求，必須對企業(yè)現(xiàn)有研發(fā)模式進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新才能適應(yīng)外部激烈的競爭環(huán)境。對標(biāo)國外先進(jìn)水平，歐美國家產(chǎn)品的研發(fā)以產(chǎn)品研發(fā)中心、協(xié)同工程環(huán)境和并行設(shè)計環(huán)境等為主要支撐，并行協(xié)同的研發(fā)模式是研發(fā)的主要發(fā)展趨勢。數(shù)字化協(xié)同研發(fā)技術(shù)是一種全新的研發(fā)模式，其核心是多專業(yè)的數(shù)字樣機(jī)，強(qiáng)調(diào)強(qiáng)耦合的快速設(shè)計和集成化的研發(fā)[1]。在國內(nèi)，大型制造企業(yè)的數(shù)字化技術(shù)也發(fā)展迅速，基于三維模型定義（ModelBasedDefinition，簡稱MBD）的數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)已經(jīng)成為新的發(fā)展趨勢，三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。基于MBD技術(shù)的產(chǎn)品定義標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是實(shí)現(xiàn)全三維設(shè)計技術(shù)在設(shè)計工藝制造各個環(huán)節(jié)落地的基礎(chǔ)，也是協(xié)同設(shè)計的前提，其廣泛應(yīng)用并行工程設(shè)計理念和方法，實(shí)現(xiàn)全生命周期數(shù)據(jù)管理，提高研發(fā)設(shè)計制造一體化，從而提高研制效率、縮短研制周期，減少研制成本。

2協(xié)同設(shè)計內(nèi)涵

從計算機(jī)工程研究角度來看，信息藝術(shù)不只是一種藝術(shù)的表現(xiàn)手段，其在計算機(jī)信息技術(shù)以及產(chǎn)品設(shè)計中更是實(shí)現(xiàn)交互性、體驗性，滿足用戶心理需求的一種功能手段，是產(chǎn)品和使用者之間信息交換和情感互動的實(shí)現(xiàn)保障。盡管目前對信息藝術(shù)沒有準(zhǔn)確權(quán)威的定義，但是可以從特征上來界定其本質(zhì)，概括來說，信息藝術(shù)包括3個基本特征：（1）數(shù)字化，信息藝術(shù)具有信息化的本質(zhì)，其表現(xiàn)手段多借助于數(shù)字化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。（2）藝術(shù)性，信息藝術(shù)作為一種藝術(shù)設(shè)計形式，表達(dá)了動人的藝術(shù)效果，具有感染力。（3）交互性，信息藝術(shù)作為一種藝術(shù)形式，與常規(guī)藝術(shù)表現(xiàn)的區(qū)別在于通過交互帶給使用者全新的體驗，使產(chǎn)品能夠產(chǎn)生功能表達(dá)與功能使用之間的互動。

1信息藝術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計

隨著社會進(jìn)步和人自身對審美追求的不對提高，作為技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的工業(yè)設(shè)計得到越來越高的重視。工業(yè)設(shè)計是以工學(xué)、美學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)為基礎(chǔ)對工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行的人工物設(shè)計，是技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合，其內(nèi)容涵蓋了人類生活的方方面面，其宗旨是用最少的資源、最簡單的形式創(chuàng)造出更宜人、易用的產(chǎn)品。信息藝術(shù)作為技術(shù)進(jìn)步的代表，與工業(yè)設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計的結(jié)合自然也越來越緊密。Zilver創(chuàng)始人ErikRA將設(shè)計看作是“創(chuàng)造有價值的交互載體”，并提出了相關(guān)的分層策略。如圖1所示，產(chǎn)品設(shè)計包含了美學(xué)、交互、性能、結(jié)構(gòu)等多種要素，要求設(shè)計從藝術(shù)、交互性和功能等多角度進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計信息藝術(shù)不但能通過聲、光、電等多媒體手段進(jìn)行產(chǎn)品的美學(xué)提升設(shè)計，還可以通過信息交互的方式提升產(chǎn)品的交互性以及通過更復(fù)雜的計算技術(shù)手段提供更優(yōu)的功能。信息藝術(shù)的應(yīng)用提高了產(chǎn)品的可用性。可用性是產(chǎn)品設(shè)計的根本目的，產(chǎn)品的可用性包含了有用—易用—想用三個層次。有用是功能上滿足基本要求；易用是擁有廣泛的適用范圍，可以滿足大多數(shù)人的需求；想用是指產(chǎn)品有吸引力、動人和有趣。在產(chǎn)品可用性上，信息藝術(shù)通過計算機(jī)技術(shù)將人的審美體驗感受通過技術(shù)的形式表現(xiàn)出來，充分體現(xiàn)了以人為本的現(xiàn)代設(shè)計思想。如圖2所示，是荷蘭飛利浦公司設(shè)計“布貝爾服”，它包含內(nèi)外2層，內(nèi)層含有捕捉情緒的生物識別傳感器，把情緒轉(zhuǎn)換成顏色傳給外層。當(dāng)女人穿上這種衣服時，其情緒的改變可以引起衣服顏色的改變。這種信息藝術(shù)手段在產(chǎn)品設(shè)計上的運(yùn)用，使服裝不但具有穿著的功能，而且具有了趣味性和吸引力。從信息藝術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計實(shí)例可以看出，計算機(jī)為代表的信息藝術(shù)，不再只是一種信息的載體和傳播工具，而是逐漸走向人們的藝術(shù)生活，并轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品，通過藝術(shù)與技術(shù)的結(jié)合，使產(chǎn)品具有了更強(qiáng)的交互性和體驗性，給用戶或參與者帶來了使用的樂趣。

2信息藝術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù)

信息藝術(shù)是計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，作為提高產(chǎn)品附加值的手段，實(shí)現(xiàn)兩者的有機(jī)結(jié)合需要解決的關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)字技術(shù)、UCD（UserCenteredDesign，以用戶為中心的設(shè)計）和認(rèn)知科學(xué)三個方面，如圖3所示，描述了信息藝術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的運(yùn)用需要解決的三大關(guān)鍵技術(shù)的主要內(nèi)容

2.1UCD-以用戶為中心的設(shè)計

摘要：隨著航空制造業(yè)的不斷發(fā)展，同一機(jī)型、不同構(gòu)型的任務(wù)日趨增加，如何低成本提高多品種、小批量飛機(jī)裝配的生產(chǎn)效率至關(guān)重要。柔性裝配技術(shù)利用自動化生產(chǎn)技術(shù)、信息處理技術(shù)和制造加工技術(shù)來適應(yīng)新時代的生產(chǎn)要求。文章描述了國內(nèi)外飛機(jī)裝配生產(chǎn)線的發(fā)展歷程，介紹了柔性裝配的關(guān)鍵技術(shù)及其研究現(xiàn)狀，最后對站位式飛機(jī)柔性裝配技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：柔性裝配；飛機(jī)裝配；站位式生產(chǎn)線

飛機(jī)裝配是按設(shè)計要求，將飛機(jī)零部組件按照設(shè)計和技術(shù)要求進(jìn)行定位連接，形成高一級裝配體或整架飛機(jī)的過程。據(jù)統(tǒng)計，由于飛機(jī)產(chǎn)品存在大尺寸、外形復(fù)雜、零件數(shù)量巨大等特征，飛機(jī)裝配工作量約占飛機(jī)制造總工作量一半甚至更多。隨著社會對航空產(chǎn)品需求的增長以及市場競爭的加劇，飛機(jī)裝配逐漸成為飛機(jī)制造周期改進(jìn)的瓶頸。國內(nèi)外各大飛機(jī)制造公司為縮短生產(chǎn)周期、降低成本，對飛機(jī)裝配生產(chǎn)線進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化迭代，從傳統(tǒng)固定式手工裝配生產(chǎn)線、站位式半自動化裝配生產(chǎn)線到近年來的柔性裝配生產(chǎn)線。本文主要介紹了飛機(jī)裝配生產(chǎn)線的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，分析了柔性裝配技術(shù)的發(fā)展，最后結(jié)合國內(nèi)的生產(chǎn)現(xiàn)狀對站位式飛機(jī)裝配柔性生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1飛機(jī)裝配生產(chǎn)線發(fā)展現(xiàn)狀

1.1飛機(jī)裝配生產(chǎn)線發(fā)展進(jìn)程

隨著航空業(yè)的蓬勃發(fā)展，市場對飛機(jī)的需求量大幅增長，以固定工位配置剛性工裝的工作環(huán)境，以手工定位、制孔、裝配操作為主的操作方法，采用模擬量進(jìn)行協(xié)調(diào)量傳遞的傳統(tǒng)固定式站位飛機(jī)裝配生產(chǎn)線已無法滿足市場對飛機(jī)的需求。在此背景下，飛機(jī)裝配生產(chǎn)線從傳統(tǒng)固定式站位的手工裝配、單站位式的裝配模式，逐步改進(jìn)為多裝配站位，并按一定的節(jié)拍移動、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的站位式裝配生產(chǎn)線。站位式裝配生產(chǎn)線的誕生顯著提高了飛機(jī)裝配效率，極大地降低了裝配成本，對于飛機(jī)研制和批量生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)的意義。20世紀(jì)80年代以來，隨著市場對飛機(jī)產(chǎn)品個性化需求的不斷增加，飛機(jī)產(chǎn)品呈現(xiàn)多品種、小批量、質(zhì)量要求高等特征，為了更高效、更快速地適應(yīng)市場需求，就需要對目前飛機(jī)裝配生產(chǎn)線進(jìn)行持續(xù)深入改進(jìn)[1]。近年來，隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破性進(jìn)步，結(jié)合其技術(shù)成果飛機(jī)裝配技術(shù)發(fā)展出了計算機(jī)輔助裝配技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度模式以及各種創(chuàng)新裝配工藝技術(shù)。基于上述技術(shù)進(jìn)步，國外先進(jìn)航空制造企業(yè)緊隨汽車柔性裝配制造業(yè)發(fā)展出了飛機(jī)柔性裝配技術(shù)，并在飛機(jī)研制過程中進(jìn)行了初步的應(yīng)用，得了較好的成效。（如表1）