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外文翻譯 專(zhuān) 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(chēng)：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(yǔ)： 簽名： 年 月 日 未來(lái)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(guó)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。The early research has been based on literature searching and face-t早期的研究是基于文獻(xiàn)檢索和對(duì)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的研究生與實(shí)踐設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行的面對(duì)面訪(fǎng)談。該訪(fǎng)談的目的在于：調(diào)查圍繞T創(chuàng)造力和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的問(wèn)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；(CAD); to explore the capability of current CAD systems for supporting design activity; and to identify并確定不久的將來(lái)，用戶(hù)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(lái)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 The development of CAD systems has undergone rapid development in the last twenty years.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)在過(guò)去的二十多年里得到快速發(fā)展。工業(yè)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用的輔助媒介的一個(gè)重大變化是計(jì)算機(jī)的使用。A major The first use of computer drawing techniques, as 第一次使用電腦繪圖技術(shù)，如一個(gè)簡(jiǎn)單的電腦輔助繪圖板，是在1960年，然而直到1980年，許多企業(yè)的設(shè)計(jì)師的工作習(xí)慣才逐漸改變。自從Since the introduction of computers into the field of design, the CAD industry has also come a long自從 計(jì)算機(jī)引入到設(shè)計(jì)領(lǐng)域，用戶(hù)界面的不斷改善伴隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展走過(guò)了漫長(zhǎng)的歷程。當(dāng)電腦首次用于工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員傾向于將軟件原版地用于工程。雖然在這些規(guī)律中有重疊，但是也有的與他們的期望存在顯著差異。例如，為了他們工作的平衡，工程師更可能使用CAD系統(tǒng)來(lái)幫助他們快速地開(kāi)發(fā)和記錄對(duì)象非常精確的定義，而工業(yè)設(shè)計(jì)師依靠對(duì)對(duì)象的不同觀(guān)點(diǎn)的試驗(yàn)，來(lái)生成及可視化自由形式和有機(jī)形狀的系統(tǒng)。 Until the late 1980's CAD, in the industrial design context, effectively meant the computerisation of直到80年代末的CAD，在工業(yè)設(shè)計(jì)方面，尤其是電腦化技術(shù)制圖方面十分有效。同步于CAD系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，為了滿(mǎn)足工業(yè)設(shè)計(jì)師的特殊需要，計(jì)算機(jī)design, designers tended to use software originally intended for engineering.計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 輔助工業(yè)設(shè)計(jì)（CAID）軟件被開(kāi)發(fā)出來(lái)。就計(jì)算機(jī)硬件的利用、軟件技術(shù)的運(yùn)用和CAD對(duì)設(shè)計(jì)與制造機(jī)構(gòu)的影響方面而言，CAD行業(yè)已經(jīng)增長(zhǎng)和變化。大約1980末出現(xiàn)的能夠使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件包，例如Alias，被designers' particular needs, Computer Aided Industrial Design (CAID) software was de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(lái)越重要的角色。現(xiàn)在CAD應(yīng)用于設(shè)計(jì)和制造過(guò)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(lái)設(shè)計(jì)和評(píng)估他們的產(chǎn)品。 不過(guò)，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)镃AD工具套裝相對(duì)較新，而且這些工具要么是為在市場(chǎng)上獲得高額利潤(rùn)諸如電腦動(dòng)畫(huà)片的制作而設(shè)計(jì)的，要么是為了大型市場(chǎng)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(wèn)題是在將CAD融入設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)博士研究項(xiàng)目的發(fā)現(xiàn)來(lái)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(guò)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(guò)去的20年，以便找到藝術(shù)級(jí)的。最近信息的主要來(lái)源是互聯(lián)網(wǎng)上的期刊文章與文件以及參加過(guò)的展覽。 文獻(xiàn)回顧導(dǎo)致了許多重復(fù)的問(wèn)題。這些問(wèn)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.- communication and teamworking,溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作。 4.- co成本問(wèn)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(mǎn)意的新產(chǎn)品所做的一系列工作。這些觀(guān)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(lái)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(wú)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(guò)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(hù)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(píng)果Macintosh到Silicon Graphics和惠普的UNIX工作站。然而，不同廠(chǎng)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(kāi)發(fā)過(guò)程中不同階段的工作，各種各樣的CAD軟件已被開(kāi)發(fā)并推向市場(chǎng)。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(wèn)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(lái)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(chǎng)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(kāi)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(wèn)題 雖然CAD系統(tǒng)已經(jīng)比以前變得越來(lái)越有效，但購(gòu)買(mǎi)和升級(jí)仍然很昂貴，特別對(duì)于小公司的設(shè)計(jì)部來(lái)說(shuō)。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(wèn)題概述。但是，關(guān)于當(dāng)前問(wèn)題的更多數(shù)據(jù)需要通過(guò)與參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的CAD使用者交談來(lái)收集。因此，安排了與這些人面對(duì)面訪(fǎng)談。 3.3 與設(shè)計(jì)師的訪(fǎng)談和問(wèn)卷調(diào)查 經(jīng)過(guò)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(wèn)題被草擬出來(lái)，以便直入主題。這些問(wèn)題主要集中在用戶(hù)體驗(yàn)過(guò)的計(jì)算機(jī)硬件和軟件的長(zhǎng)處與短處、用戶(hù)對(duì)功能與輸入輸出主題的選擇以及未來(lái)5年用戶(hù)的期望。問(wèn)卷的目的是要回答這些問(wèn)題。 面對(duì)面采訪(fǎng)了8位專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師和19位設(shè)計(jì)研究生。訪(fǎng)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(lái)用戶(hù)的期望。 采訪(fǎng)共經(jīng)歷了4個(gè)月，分別對(duì)來(lái)自跨國(guó)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(fǎng)。由于受訪(fǎng)者選擇了參與設(shè)計(jì)的來(lái)自不同專(zhuān)業(yè)人士，他們?cè)诟鞣N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(lái)自Alias公司的Wavefront 軟件。 由于沒(méi)有足夠的空間訪(fǎng)談問(wèn)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(guò)程（3）電腦（4）未來(lái)的期望，每個(gè)相關(guān)的主題反映了調(diào)查的主旨。由于問(wèn)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(wèn)題更切合學(xué)生的受訪(fǎng)者。否則，問(wèn)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(guò)對(duì)采訪(fǎng)過(guò)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(wèn)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(fǎng)中的主要觀(guān)點(diǎn)成為討論的基礎(chǔ)。從采訪(fǎng)的結(jié)果來(lái)看，主要問(wèn)題可歸納為：計(jì)算機(jī)與圖形和可用性的問(wèn)題、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備的問(wèn)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(wèn)題在文獻(xiàn)回顧中很常見(jiàn)，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(wèn)題。 雖然面試結(jié)果大多反映研究生對(duì)未來(lái)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(wèn)卷答案將有助于確定工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)未來(lái)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(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果被用來(lái)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(wèn)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(hù)的互動(dòng)層面。當(dāng)在用一個(gè)CAD系統(tǒng)工作時(shí)，用戶(hù)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(hù)界面可能導(dǎo)致軟件的誤用，逐漸削弱用戶(hù)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(guò)改進(jìn)界面已晉升為'易于使用'，但大多數(shù)受訪(fǎng)者對(duì)界面和可用性存在問(wèn)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(wú)困難地熟悉界面。 2． 數(shù)據(jù)輸入（設(shè)備） 主要問(wèn)題是如何產(chǎn)生逼真的模型。逼真的造型可以通過(guò)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(jué)/手持模型 5）旋轉(zhuǎn)模式 值得注意的是幾乎所有受訪(fǎng)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(guò)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(wèn)世，入和輸出設(shè)備種類(lèi)豐富多彩。在模擬技術(shù)中，大多technology, r被稱(chēng)為虛擬現(xiàn)實(shí)（VR），通過(guò)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(jué)展現(xiàn)給用戶(hù)。一些新的系統(tǒng)，如觸覺(jué)系統(tǒng)，最近已推出，為了加入視覺(jué)互動(dòng)與物理模擬互動(dòng)。不過(guò)，這些工具在工業(yè)設(shè)計(jì)中還沒(méi)有像三維建模工具一樣被顯著采用。 5．結(jié)論和未來(lái)研究 從本次研究的初步結(jié)果來(lái)看，未來(lái)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(hù)在未來(lái)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(lái)的研究。那些能夠影響未來(lái)的研究的問(wèn)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(hù)的新需求快速反映的同時(shí)降低開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。這意味著，一個(gè)現(xiàn)代化的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)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(guò)整合新技術(shù)來(lái)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(kāi)發(fā)過(guò)程結(jié)束時(shí)才能成為物理模型，通過(guò)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(guò)程中可以從實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)和測(cè)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(jué)深度、感覺(jué)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(guò)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(hù)通過(guò)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(lái)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(mǎn)意。 參?考?文?獻(xiàn) 1. 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