CAID在汽车设计中的应用发展研究

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chair_mao
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  摘要:随着我国科技的不断进步,计算机辅助工业设计技术也在不断发展。随着CAID软件行业的变革,Alias和IcemSurf被Autodesk和达索系统收购,使CAID软件与工程软件相结合,使计算机辅助工业从设计一体过度到开发一体。本文主要根据CAID软件的发展和变化,研究其产品在设计和开发中的应用和发展。
  关键词:CAID;汽车设计;应用发展
  中图分类号:S611文献标识码: A
  
  一、前言
  随着我国科技的不断发展,CAID也有了长足的进步,在企业里应用CAID来提高企业的设计效率、优化设计方案、减少设计周期、提高设计质量。伴随着Alias和IcemSurf两大行业的领导软件被Autodesk和达索系统合并,CAID也有了很大的提高。同时协同设计、敏捷设计、全生命周期设计和并行设计等设计方法都得到很大的发展,CAID应用技术也从之前的辅助职能向智能化、协调化发展,在产品的开发应用中的作用越来越大。
  
  二、CAID技术及行业发展
  1、CAID技术
  CAID技术是一门新兴的造型技术,是随着计算机的发展逐渐发展起来的。CAID技术是根据计算机进行设计的CAD而来的。和CAD主要对制作产品的内部零件结构设计、设计图的制图来说,CAID软件主要是设计工业的形状和外观,以工业设计知识为主体,来实现产品的人性化设计和美学原则的量化,可以称作是交叉性学科。CAID的发展对于设计的变革起到了极大的促进作用。
  2、CAID行业的发展
  CAID行业的两大领导软件是Alias和IcemSurf,行业应用中Alias往往偏向前期应用,IcemSurf偏向后期应用。Alias它包括草图绘制、建模和可视化工具,有效帮助设计团队在开发过程中从草图→建模→评审→修改的各项工作在同一软件平台下进行一体化应用,减少工作衔接的障碍,提升设计方案执行的工作效率。ICEMSurf具有数据更简单、更低的数学阶次的特点,这使它速度更快,曲面之间的配合更好更光滑。结果是成形面的设计时间更短,具有高度的可行性、可制造性。因此ICEMSurf是非常专业的高级曲面生成软件。2005年5月Autodesk(欧特克)公司收购Alias;2007年6月DassaultSystemes(达索系统)收购ICEM,意味着CAID与CAD软件的进一步整合时代的到来。
  
  三、CAID技术在汽车开发过程中的工作内容
  CAID所制作的数据是产品的外观数据,不但是造型的递交物,而且还是产品制造生产的表层数据,工程用以制作结构的表层数据。因此造型数模要满足一下几个方面:制造要求、工程条件,这是每个产品开发项目整合各项要求下达到的最优递交成果。主要包括有:
  1、满足工程基本条件
  工业产品不是艺术品,因此在CAID设计体现设计意图的同时,需要接受来自总布置,工程,性能,法规,制造等需求,而这些需求通常也是通过三维数据或则典型断面的形式作为条件信息输入给数模设计,如Zoom/Limitcriteria,Typicalsection,DesSection等,CAID设计者在软件中加入这些条件信息后,就可以参考这些信息将数模的曲线及型面构建到符合各项要求。
  2、体现CAID的造型意图
  数字设计的首要的工作内容是利用软件工具在软件中塑造三维造型,这也是数模设计软件的基本职能。主要通过逆向设计和正向设计两种形式进行体现。与工程CAD软件实体建模概念相区别,造型数模设计变现的是外观表面的概念,注重造型的自由变化,主要表现内容可分为线条和型面两部分组成,通过塑造线条和型面在三维空间中各个角度的视觉效果,来体现工业产品设计美感。
  3、提升物品的外观质量
  CAID的另一项重要职能是实现外观质量优化,这是在产品竞争日趋激烈的今天,外观感知质量的满意度塑造也更加成为产品开发的一项重要内容。外观质量不仅是造型数模的曲线及型面质量,还包括产品各零件装配时的匹配关系,如搭接形式,间隙处理,面差关系,分模线位置等,而这些都和零件生产工艺,最终装配工艺有着密切的联系。
  
  四、CAID技术应用的发展
  1、早期CAID的应用模式
  (1)通过供应商作为CAID工作资源的补充替代
  基于对数模设计的岗位设定以及工作期望,数模设计在汽车设计中大多被定义为执行的部门,即只要根据设计师效果图将之转化为三维数模即可,因此被认为不产生创造价值,在很多公司不作为重点发展内容,将重点发展放在设计师这一块,而数模设计师则是通过在资源短缺时通过外部数模供应商进行补充,因此,最近几年出现了很多提供汽车数模设计师的供应商,多为十几到三四十人的小公司,价格也一降再降,从开始时薪四五百,到目前时薪只有一百多,工作年限也只有一两年的经验,整体数模设计行业需求量不断扩大的同时,整体水平没有得到相应的提升。
  (2)辅助设计师进行三维建模
  随着企业为了提升效率将工作分工越来越细,数模设计也独立成一类工作岗位,如同名字一样,从事计算机辅助设计的数模设计师也在岗位设定中成为设计师的辅助职能。数模设计作为设计的三维表现,是产品设计师三维推敲的重要阶段,而进行岗位分工后,原先的产品设计师更多的是在平面效果上进行方案的创意,再转交给数模设计师构建为三维数模,一方面,设计师相对缺少了三维型面推敲的这一块内容,工作偏向侧重于图面效果的艺术感,另一方面,数模设计师往往属于被动的执行,通过理解和揣摩设计师意图,然后通过软件构建成三维模型,两者的合作沟通效率也成了决定设计执行效率的重要因素。
  2、CAID技术应用的发展
  随着CAID技术在产品开发过程中应用的不断深入,以及产品开发过程中各功能块不断的向集成化、协同化的方向发展,数模设计也从狭義的只是辅助设计师完成三维造型,逐渐发展为整合设计和工程等需求信息的基础上进行创造性的整合设计,在产品开发和产品创新的过程中将发挥越来越大的作用。
  (1)应用发展对三维数模设计师提出更高的要求
  CAID应用的发展对数模设计师提出更高的要求,从岗位分工看,设计,工程以及制造等都提供各自的需求,设计侧重于某一视角的造型效果,工程侧重于某一位置的条件,各项信息数据都汇总在数模设计中,数模设计师是项目成员中最清楚各客户的具体需求的人,其解决问题的能力对项目尤为重要。对于问题的解决,首先,需要在整合各类条件要求的基础上进行数模设计,遗漏每一个问题都可能造成产品的缺陷和失败;其次,对于问题不能头痛医头,脚痛医脚,这样的结果往往是拆东墙补西墙,而是需要综合解决,保证造型数据的对于各类问题的完整性、有效性、唯一性、最新性及共享性,得到最佳数模设计方案。
  (2)CAID技术在产品开发过程中的整体集成应用
  CAID设计的内容涵盖产品设计初的创意概念,到发布符合工程要求的最终产品表面,承载着从设计,工程,法规,制造,工艺等各项要求,在整个产品设计过程中,造型数模同时也是各功能块同步合作的桥梁载体,为设计提供进行设计评审,为工程提供进行结构分析,为风阻、安全等性能提供进行测试分析。在实际产品造型设计开发阶段,CAID与CAD、CAM、CAE、CAPP,PDM等软件平台密切相关,影响到产品开发的各个环节。在产品的全生命周期中,CAID用于产品的外观数据,CAD系统用于产品的结构设计,CAE系统用于产品分析,CAPP/CAM系统用于产品的加工生产,PDM系统用于管理与产品有关的数据和过程,这些系统如果相互独立则较难发挥企业的整体效益,通过集成系统的应用,促进设计与工程更好的结合。
  
  五、总结
  通过早期CAID的应用和现代CAID技术应用的对比,计算机辅助设计技术正在高速发展。通过对计算机运用技术的整合,软件行业从运行速度、精确程度上都有了极大的提高。然而对于计算机辅助技术而言,首先要关注计算机辅助技术的发展趋势;其次要结合实际情况,将计算机辅助技术运用到企业当中。
  
  参考文献:
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