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外 文 翻 譯 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 劉 勇 班 級(jí) B 機(jī)制 062 學(xué) 號(hào) 0610110225 指 導(dǎo) 教 師 惠 學(xué) 芹 外文資料名稱 The Future of Computer use in product design 外文資料出處 Computer in Art and Design Education 附 件 1 外文資料翻譯譯文 2 外文原文 指導(dǎo)教師評(píng)語 簽名 年 月 日 未來產(chǎn)品設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)的使用 巴哈爾謝內(nèi)爾 保羅沃默爾德 英國拉夫堡大學(xué)設(shè)計(jì)與科技處 劉勇譯 摘要 本文討論的是工業(yè)設(shè)計(jì)師使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具作為正在進(jìn)行的博士 項(xiàng)目的一部分進(jìn)行的研究 早期的研究是基于文獻(xiàn)檢索和對(duì)設(shè)計(jì)專業(yè)的研究生 與實(shí)踐設(shè)計(jì)的專業(yè)人員進(jìn)行的面對(duì)面訪談 該訪談的目的在于 調(diào)查圍繞創(chuàng)造 力和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的問題 探討目前的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)工作 幫助的能力 并確定不久的將來 用戶的期望 早期研究的一個(gè)重要成果是對(duì) 工業(yè)設(shè)計(jì)師關(guān)于未來計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)期望的認(rèn)識(shí) 這將對(duì)計(jì)算機(jī)輔助工業(yè) 設(shè)計(jì)領(lǐng)域給予相關(guān)的技術(shù)性和實(shí)用性指示 1 引言 如今 基于計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步的影響已經(jīng)普及 電腦在設(shè)計(jì)工作室的設(shè)計(jì)工 作中扮演越來越重要的角色 現(xiàn)在 CAD 應(yīng)用于設(shè)計(jì)和制造過程的各個(gè)方面 工 業(yè)設(shè)計(jì)公司和制造公司用幾種 CAD 工具來設(shè)計(jì)和評(píng)估他們的產(chǎn)品 不過 那些能夠被工業(yè)設(shè)計(jì)師在整個(gè)設(shè)計(jì)階段所使用 從最初想法到最終 產(chǎn)品的工具的數(shù)量仍然很有限 這是因?yàn)?CAD 工具套裝相對(duì)較新 而且這些工 具要么是為在市場上獲得高額利潤諸如電腦動(dòng)畫片的制作而設(shè)計(jì)的 要么是為 了大型市場諸如機(jī)械工程而設(shè)計(jì)的 在調(diào)查計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)工具的演變時(shí) 一個(gè)主要的問題是在將 CAD 融 入設(shè)計(jì)過程前認(rèn)清工藝設(shè)計(jì)師的需求和他們工作的性質(zhì) 本次研究的目的是通 過博士研究項(xiàng)目的發(fā)現(xiàn)來進(jìn)行辯論 研究的主要目標(biāo)是獲得計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè) 計(jì)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)與實(shí)用性指示 2 先前的研究回顧 本節(jié)介紹作為學(xué)習(xí)一部分的文獻(xiàn)回顧的的成果 早期的學(xué)習(xí)研究著重于尋 找該地區(qū)產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中的電腦應(yīng)用的有關(guān)文獻(xiàn) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù) 快速變化 文獻(xiàn)回顧僅限于過去的 20 年 以便找到藝術(shù)級(jí)的 最近信息的主要 來源是互聯(lián)網(wǎng)上的期刊文章與文件以及參加過的展覽 文獻(xiàn)回顧導(dǎo)致了許多重復(fù)的問題 這些問題可以分成如下更廣泛的主題 1 電腦的創(chuàng)造力 2 數(shù)據(jù)與其它軟件和硬件的兼容性 3 溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作 4 成本問題 2 1 電腦的創(chuàng)造力 創(chuàng)造力經(jīng)常被認(rèn)為是設(shè)計(jì)方面最重要的 但是 設(shè)計(jì)人員不可能與他們的 工具完全獨(dú)立 并且 CAD 的使用與有關(guān)的產(chǎn)品有許多牽連 這項(xiàng)研究是著眼于 在產(chǎn)品造型階段創(chuàng)造性地使用 CAD 工具 而不是看創(chuàng)造力 在這種情況下 創(chuàng) 造力是連接設(shè)計(jì)人員為了制造出最有趣和最令人滿意的新產(chǎn)品所做的一系列工 作 這些觀點(diǎn)使得設(shè)計(jì)人員能夠自由地利用這些特征 如顏色 表面光潔度 外形尺寸 產(chǎn)品圖形 來快速地生成表格 保持記錄等 而不用擔(dān)心丟失原始 概念 最近的 CAD 軟件提供了設(shè)計(jì)人員以前無法處理復(fù)雜曲面的能力 因此 潛 在地使得設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中更有機(jī)會(huì)發(fā)揮創(chuàng)造性 CAD 的潛力不能歸因于 單獨(dú)的系統(tǒng) 它需要較高水平的用戶技能以及在設(shè)計(jì)之前許多設(shè)計(jì)參數(shù)要到位 然而 如今 制造業(yè)已經(jīng)知道旨在為設(shè)計(jì)的早期階段提供支持的幾個(gè) CAD 系統(tǒng) 如 Alias Studio 工具 2 2 數(shù)據(jù)與其他軟件和硬件的兼容性 CAD 在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用方面有著大量的應(yīng)用 如 CAD 模型在不同方面的幾 何物質(zhì)屬性 大部分公司使用一些 CAD 系統(tǒng) 如 Autodesk 公司的 AutoCAD 或 IBM 的 CATIA 從個(gè)人電腦和蘋果 Macintosh 到 Silicon Graphics 和惠普的 UNIX 工作站 然而 不同廠商的 CAD 軟件包大多數(shù)不能相互溝通并且模型 data cannot be shared direct 數(shù)據(jù)不能直接共享 今天 為了支持新產(chǎn)開發(fā)過程 中不同階段的工作 各種各樣的 CAD 軟件已被開發(fā)并推向市場 但是 當(dāng)前的 數(shù)據(jù)交換格式不能夠?yàn)樗羞@一切軟件服務(wù) 數(shù)據(jù)交換問題仍然存在 2 3 溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作 工業(yè)設(shè)計(jì)師越來越多地在科學(xué)工作隊(duì)里工作 這些科學(xué)工作隊(duì)通常由在他 們的工作場所的人以及有時(shí)為外界項(xiàng)目工作的人組成 當(dāng)團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是提高產(chǎn) 品質(zhì)量和最大限度地減少開發(fā)時(shí)間和成本時(shí) 有效的高質(zhì)量的交流變得至關(guān)重 要 當(dāng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的那些能夠設(shè)立在不同地方的不同部分 需要工作在同一項(xiàng)目 的不同部分時(shí) 有效的軟件讓適當(dāng)?shù)臏贤ㄗ兊弥陵P(guān)重要 雖然互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù) 已經(jīng)幫助不同大洲的設(shè)計(jì)人員溝通設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 但還是有改進(jìn)的空間的 2 4 成本問題 雖然 CAD 系統(tǒng)已經(jīng)比以前變得越來越有效 但購買和升級(jí)仍然很昂貴 特 別對(duì)于小公司的設(shè)計(jì)部來說 文獻(xiàn)審查總結(jié)出一些初步結(jié)論 并給予了在設(shè)計(jì) 中電腦集成的問題概述 但是 關(guān)于當(dāng)前問題的更多數(shù)據(jù)需要通過與參與產(chǎn)品 開發(fā)的 CAD 使用者交談來收集 因此 安排了與這些人面對(duì)面訪談 3 3 與設(shè)計(jì)師的訪談和問卷調(diào)查 經(jīng)過對(duì)以前的文獻(xiàn)的回顧 決定與當(dāng)前的 CAD 使用者交談 以便收集更多 關(guān)于他們需求的最新的重點(diǎn)信息 一系列的研究問題被草擬出來 以便直入主 題 這些問題主要集中在用戶體驗(yàn)過的計(jì)算機(jī)硬件和軟件的長處與短處 用戶 對(duì)功能與輸入輸出主題的選擇以及未來 5 年用戶的期望 問卷的目的是要回答 這些問題 面對(duì)面采訪了 8 位專業(yè)設(shè)計(jì)師和 19 位設(shè)計(jì)研究生 訪談的目的是 探討創(chuàng) 造力與 CAD 的使用 探索當(dāng)前的 CAD 系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)工作幫助的能力以及確定不久 的將來用戶的期望 采訪共經(jīng)歷了 4 個(gè)月 分別對(duì)來自跨國設(shè)計(jì)公司的生物工程學(xué)家 工程師 和設(shè)計(jì)師進(jìn)行了采訪 由于受訪者選擇了參與設(shè)計(jì)的來自不同專業(yè)人士 他們 在各種不同設(shè)計(jì)階段使用大量應(yīng)用軟件 然而 大多數(shù)設(shè)計(jì)研究生使用來自 Alias 公司的 Wavefront 軟件 由于沒有足夠的空間訪談問卷不包括在本文中 他的結(jié)構(gòu)分為 4 個(gè)主要部 分 1 個(gè)人和公司的詳細(xì)信息 2 設(shè)計(jì)過程 3 電腦 4 未來的期望 每個(gè)相關(guān)的主題反映了調(diào)查的主旨 由于問卷是為實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的 試用后 做了些修改 以便使問題更切合學(xué)生的受訪者 否則 問卷對(duì)所有參與者都一 樣 在研究中選擇了定性研究法以便產(chǎn)生細(xì)節(jié)豐富的數(shù)據(jù)嵌入在研究方面 定 性數(shù)據(jù)通過對(duì)采訪過程進(jìn)行錄音獲得 然后再對(duì)他們進(jìn)行評(píng)價(jià) 一些問題反復(fù) 出現(xiàn) 他們被排序納入更廣泛的主題 4 討論 采訪中的主要觀點(diǎn)成為討論的基礎(chǔ) 從采訪的結(jié)果來看 主要問題可歸納 為 計(jì)算機(jī)與圖形和可用性的問題 數(shù)據(jù)輸入設(shè)備的問題 與其他軟件和硬件 數(shù)據(jù)兼容性以及成本 由于數(shù)據(jù)的兼容性和成本問題在文獻(xiàn)回顧中很常見 這 里只討論計(jì)算機(jī)圖形界面和可用性以及數(shù)據(jù)輸入設(shè)備的問題 雖然面試結(jié)果大多反映研究生對(duì)未來工業(yè)設(shè)計(jì)中 CAD 工具的使用的態(tài)度 提供的有趣的問卷答案將有助于確定工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)未來 CAD 系統(tǒng)的期望 研究 結(jié)果表明 現(xiàn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建模的頻譜并不能提供足夠的創(chuàng)意支持 從問卷調(diào) 查的結(jié)果被用來生成以下期望表 1 計(jì)算機(jī)圖形界面和可用性的主要問題是如何學(xué)習(xí)和使用復(fù)雜的軟件 軟 件應(yīng)該是 1 容易找到什么目的使用什么工具 2 容易找到工具 3 輕松創(chuàng)建復(fù)雜的形狀 4 容易記住什么水平的模型正在被使用 重要的是要考慮計(jì)算機(jī)軟件與用戶的互動(dòng)層面 當(dāng)在用一個(gè) CAD 系統(tǒng)工作 時(shí) 用戶應(yīng)該能夠把注意力集中在 CAD 任務(wù)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面 而不是注重與計(jì) 算機(jī)交互 不正確的 復(fù)雜的用戶界面可能導(dǎo)致軟件的誤用 逐漸削弱用戶的 理解和接受力 提高學(xué)習(xí)時(shí)間 盡管一些 CAD 系統(tǒng)通過改進(jìn)界面已晉升為 易于 使用 但大多數(shù)受訪者對(duì)界面和可用性存在問題 他們希望擁有不復(fù)雜的 CAD 軟件 他們可以在更短的時(shí)間里學(xué)習(xí)且毫無困難地熟悉界面 2 數(shù)據(jù)輸入 設(shè)備 主要問題是如何產(chǎn)生逼真的模型 逼真的造型可以通過如下方式實(shí)現(xiàn) 1 手工塑造的對(duì)象 2 與模型互動(dòng) 3 雕刻模型 4 觸摸 感覺 手持模型 5 旋轉(zhuǎn)模式 值得注意的是幾乎所有受訪者都想像這樣一個(gè) CAD 系統(tǒng) 它能夠使他們手 工塑造對(duì)象 通過接觸與模型互動(dòng) 想真實(shí)生活中一樣感受和手持他 隨著最 近仿真技術(shù)的問世 入和輸出設(shè)備種類豐富多彩 在模擬技術(shù)中 大多 technology r 被稱為虛擬現(xiàn)實(shí) VR 通過計(jì)算機(jī)軟件和硬件創(chuàng)造一個(gè)人工 環(huán)境 以逼真的外形和感覺展現(xiàn)給用戶 一些新的系統(tǒng) 如觸覺系統(tǒng) 最近已 推出 為了加入視覺互動(dòng)與物理模擬互動(dòng) 不過 這些工具在工業(yè)設(shè)計(jì)中還沒 有像三維建模工具一樣被顯著采用 5 結(jié)論和未來研究 從本次研究的初步結(jié)果來看 未來研究的范圍集中在新數(shù)據(jù)輸入設(shè)備和 或 系統(tǒng) 三維計(jì)算機(jī)圖形界面 已經(jīng)明確目前電腦用戶在未來設(shè)計(jì)中的需求 研 究將側(cè)重于用電腦進(jìn)行更準(zhǔn)確 逼真的三維建模 對(duì)軟件 圖形界面或新的輸 入設(shè)備的提議源于未來的研究 那些能夠影響未來的研究的問題可歸納如下 這次文獻(xiàn)回顧的結(jié)果表明 當(dāng)前制造業(yè)需要在提高創(chuàng)新 產(chǎn)品質(zhì)量和對(duì)客 戶的新需求快速反映的同時(shí)降低開發(fā)成本和時(shí)間 這意味著 一個(gè)現(xiàn)代化的產(chǎn) 品開發(fā)過程需要適應(yīng)迅速變化的需求 這將在設(shè)計(jì)的早期階段通過整合新技術(shù) 來實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)建模系統(tǒng)正在從一個(gè)以幾何為基礎(chǔ)向一個(gè)以物理為基礎(chǔ)的方式轉(zhuǎn)變 這意味著幾何特征不是定義一個(gè)對(duì)象的唯一信息 在建模中還要考慮對(duì)象的其 他物理特征 然而 目前的計(jì)算機(jī)中的虛擬模型只用在產(chǎn)品開發(fā)過程結(jié)束時(shí)才 能成為物理模型 通過打印機(jī)或快速成型工具的輸出裝置 重要的是在 虛 擬 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中可以從實(shí)際出發(fā) 設(shè)計(jì)和測試 而不需一個(gè)真實(shí)的物理 模型 從合作探索階段到持有模型 察覺深度 感覺適用的阻力和壓力等等 可能對(duì)設(shè)計(jì)者大有裨益 此外 與設(shè)計(jì)工具以及模型本身互動(dòng)也是值得的 通過虛擬現(xiàn)實(shí) 互動(dòng)原型設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展 與模型互動(dòng) 求力反饋成為可 能 用戶通過這些主要改進(jìn)能夠調(diào)查和了解對(duì)象的結(jié)構(gòu) 三維數(shù)字化技術(shù)有可 能擔(dān)任未來建模 但是 它尚未在工業(yè)設(shè)計(jì) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)中作為設(shè)計(jì)工具被引用 因?yàn)樗€不能完全令設(shè)計(jì)者滿意 參 考 文 獻(xiàn) 1 Black I 1990 Design Methodologies in a New Generation of CAD CAD CAM 1900 Conference Proceedings 27 29 March 1990 Nec Birmingham The Strathclyde Institute pp 402 412 2 Jones Tim 1997 New Product Development Oxford Butterworth Heinemann 3 McCullagh K 1996 3D computer modelling in Industrial design Co Design Journal 07 08 09 1996 28 35 4 Hirschtick J 2000 The Future of CAD MCAD Productive Solutions for mechanical Engineerings and Designers 20 03 2 5 Loosschilder G 1997 A picture tells a thousand words The Design Journal 0 1 41 57 6 Cardaci Kitty 1992 CAID A Tool for the Flexible Organisation Design Management Journal Reprint 3 2 7 Zeitoun Jean 1993 CAD and the conception of objects In Jocelyn de Noblet eds Industrial Design reflection of a century Paris pp373 380 8 De Sa A G and Rix J 2000 Virtual prototyping the Integration of Design and Virtual Reality In P Brunet C Hoffmann and D Roller eds CAD Tools and Algorithms for Product Design Berlin London Springer 9 Warburton N 1996 A Heuristic Model for Digitally Intergrateed Design Co Design Journal 07 08 09 1996 24 27 10 Alias Studio Tools 2000 Accessed via WWW 23 September 2000 11 Woolner M Adams B and Polletti H 1996 Computer technology in designer marker practice Co Design Journal 07 08 09 1996 10 14 12 Bordegoni M and De Angelis F 2000 The Role of Haptic Devices for an Efficient Integration of Design Simulation and Analysis In P Burnet C Hoffmann and D Roller eds CAD Tools and Algorithms for Product Design Berlin London Springer