浅谈计算机辅助工业设计中的人机交互

篇一：浅议计算机辅助工业设计中的人机交互毕业论文外文翻译-中英文论文翻译

字数：共3366字

论文题目：浅议计算机辅助工业设计中的人机交互

第一部分外文翻译 On the computer-aided industrial design in human-computer interaction

Paper Keywords: Computer-Aided Industrial Design Industrial Design Human-Computer Interaction

Abstract: Computer-aided industrial design is the future direction of industrial design, industrial design and this article from the general meaning of computer aided industrial design starting to explore the application of computer-aided industrial design, focusing on computer-aided design of human-computer interaction, and it made the prospect. Industrial design is a comprehensive discipline, their knowledge systems, including mathematics, physics, materials science, engineering, electronics, mechanics, color science, psychology, aesthetics, communication and ethics, etc. It is to promote economic development to improve people's lifestyle has played an important role. But what is industrial design, has different opinions. 2006 International Council of Societies of Industrial Design (ICSID definition given that: Design is a creative activity, which aims to establish multi-dimensional quality products, processes, services and systems throughout the life cycle, so the design is the core of human innovation science and technology factors, but also the vital cultural and economic exchange factors of industrial design task is to structure, organization, function, expression and the discovery and evaluation of

economic relations, mainly in:

(1 To Enhance Global Sustainable Development And Environmental Protection,

(2 To Give The Whole Of Human Society, Individual And Collective Interests And To Freedom

(3 Decided To Users, Producers And The Market Leader, (4 Regardless Of How The World Of Globalization, Supporting Cultural Diversity;

(5 to the products, services, systems and their characteristics in the form of (symbolic, semantic meaning of the expression of co-ordination with the (aesthetic, aesthetic consistency.

Nearly five decades has been the rapid development of industrial design, especially on the computer and communications technology as the representative of the digital information era, the industrial design to further promote the development of computer-aided industrial design in a new look into the business, changing The traditional corporate R & D process.

A Computer-Aided Industrial Design

1960s, with the founder of the theory of computer graphics, computer-aided design (CAD came into being. Followed by hardware and software constantly updated and the urgent need of modern industry, so the introduction of computer-aided design of industrial design, has become a necessity. the rapid development of industry, market changing, upgrading of

products more quickly, in order to gain a competitive victory, companies need to shorten product development cycles, better market information, the traditional means of product development can not meet this needs, with computer-aided industrial design (CAID technology can more easily meet this demand.

CAID, computer and systems integration that is related to high technology, ancillary products (works and services industrial design technology, modern design, its technical principles are the best features of the designer, creative thinking, experience, knowledge, comprehensive evaluation and decision-making capacity , imagination, aesthetic abilities, strong computer memory, information retrieval capabilities, vast amounts of information and accurate calculation of high-speed processing capability, easy to modify the design, virtual reality displays, art rendering, a certain degree of artificial intelligence, working condition is stable and will not fatigue and other features combine to enhance the design speed and efficiency, shorten design cycles and ensure the design quality and reduce design costs.Two, CAID Applications

CAID applications is mainly based on the digital platform, the use of CAID, companies can greatly shorten product development cycles, reduce product development costs, while ensuring product quality, and thus enhance their market competitiveness. CAID to scientific thinking and art thinking together, the invention of science into the art of thinking, to make the product look and feel more human, scientific thought into the art of thinking, you can ensure that the product form and function of the United States to explore the beauty of a scientific basis.

1, computer-aided design patterns Computer-aided shape design is the use of computer hardware and software, through morphological changes, split ratio and other methods in accordance with the laws of formal beauty to explore the shape of the product in order to obtain functional layout is reasonable, humane operation of the technology the United States at this stage, the designer will often to explore the shape of the product in order to get a good product form, which necessarily requires designers often have to modify the product form. CAID parametric functions, easy to repeatedly modify the size, line, etc., with a strong surface modeling capabilities to quickly sketch-based three-dimensional modeling.

2, computer-aided color design

The importance of color for the product is self-evident, different groups and geographical understanding of color is not the same, so the designer according to the different target groups in particular the use of scenarios to use a specific color, while the specific form of products, but also requires a specific color in order to more perfectly demonstrate product features. computer-aided design software in general has a powerful color editor and color picker feature, which allows designers to easily select a color, and thus improve the design division of work efficiency, but also easier on the color changes. addition, the color of the database software can be updated from time to time to ensure that the design of the times, fashion.

3, computer-aided design of human-computer

Ergonomics is the study of the major tasks when the user right to use the product measure of the relationship, mode of operation, and the use of physiological responses and psychological feelings. Its fundamental purpose is through the 'man - machine - environment' interaction research, and create a most reasonable

'man - machine - environment' system. Man-machine design quality will directly affect the product performance and user safety, good human-computer performance will help design the best play, improve production efficiency, on the contrary, would threaten the health of users, to users operating with an inconvenience, reduce productivity and reduce the overall performance of the product man-machine environment. With the development of computer-aided technology to representatives of the three-dimensional CAD for the design of digital technology has become an important means to improve competitiveness, and thus the emergence of 'digital people machine engineering 'concept, that the use of computer, information processing technology, the use of computer-aided design software, human-machine design and evaluation of human-machine systems, such as sports body model, which can be used to simulate the motion characteristics of the human body, in film and television, engineering, military with a wide range of applications, mainly used in the field of ergonomic posture and movement analysis.4, computer-aided design evaluation With the CAID of design evaluation is to improve the design quality is an important part. As a result, can determine the value of the various options to determine its strengths and weaknesses in order to filter out the best design. Evaluation tools emerge, allowing the design and evaluation methods have a stronger operational principles such as the use of computers for product evaluation and analysis of aesthetics, which is a prominent CIAD to evaluate the case. 'artistic beauty of the computer evaluation system is essentially an intelligent expert system, knowledge base in the system concentrated on the

篇二：浅谈人机交互界面和工业智能化的关系

浅谈人机交互界面和工业智能化的关系

随着计算机以及控制技术的发展，传统的工业控制技术已经逐渐地被智能控制技术所替代，智能化工业控制系统的发展为工业领域的发展提供了最强的技术保证，是推动企业持续创新发展的有效途径。中国是全球人机界面需求量最大的市场，但却不是全球人机界面产品销售额最高的市场。国内的自动化产业，一些原本不用人机界面的行业，也开始使用人机界面了，这说明人机界面已经成为客户体验的不可缺少的一部分，人机界面的用户界面能更好地反映出设备和流程的状态，并通过视觉和触摸的效果，带给客户更直观的感受。 有些机械行业，比如说机床、纺织机械、

电子设备等行业，在国内已经发展有几十年的历史了，相对来说属于比较成熟的行业，从长远看，这些行业还存在着设备升级换代的需求。在这个升级换代的过程中，确实会有一些小的、一直使用比较低端产品的厂家被淘汰掉，但也有很多企业在设备更新过程中，将需求重新定位，去寻找那些能够符合他们发展计划，帮助他们提高自身生产力的设备供应商。

鉴于这种需求，以后人机界面的改变，将在形状上、观念上、应用场合等方面都有所改变，从而带来工控机核心技术的一次次变革。总体来讲，人机界面的未来发展趋势是六个现代化：平台嵌入化、品牌民族化、设备智能化、界面时尚化、通讯网络化和节能环保化。

人机系统模型图

智能工业：是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能化的新阶段。总的来说，智能工业的实现是基于物联网技术的渗透和应用，并与未来先进制造技术相结合，形成新的智能化的制造体系。

传统的工业自动化控制系统主要包括3个层次，分别是设备层(device layer)、控制层(control layer)、以及信息层(information layer)。设备层的功能是将现场设备以网络节点的形式挂接在现场总线网络上，依照现场总线的协议标准，设备采用功能模块的结构，通过组态设计，完成数据撷取、A/D转换、数字滤波、温度压力补偿、PID控制等各种功能；控制层是自动化的基础，从现场设备中获取数据，完成各种控制、运行参数的监测、警报和趋势分析等功能，控制层的功能一般由工业计算机或PLC等控制器完成，这些控制器具备网络能力以协调网络节点之间的数据通信，同时也实现现场总线网段与以太网段的连接；第三层信息层提供实现远程控制的平台，并连接到企业自动化系统，同时从控制层提取有关生产数据用于制定综合管理决策。

自另一个角度来，物联网可以使所谓的自动化跟信息化『两化融合』的愿景更具体实现，自动化业者长期以来都朝著信息化目标前进，在物联网的基础下，原先传统的

C/S(Client/Server)架构，可以转换成B/S(Browser/Server)架构，在生产制造、智能建筑、新能源、环境监控、以及设备控制领域有更广泛的应用。具体而言，自动化资料如果没有经过讯息化的集成，一般使用者还是无法使用；同样的，如果仅有讯息化功能，却缺乏自动化的内容，一样也是空泛无用，两者缺一不可。

与未来先进制造技术相结合是物联网应用的生命力所在。物联网是信息通信技术发展的新一轮制高点，正在工业领域广泛渗透和应用，并与未来先进制造技术相结合，形成新的智能化的制造体系。这一制造体系仍在不断发展和完善之中。概括起来，物联网与先进制造技术的结合主要体现在8个领域。

泛在感知网络技术 泛在制造信息处理技术 虚拟现实技术 人机交互技术 空间协同技术 平行管理技术 电子商务技术 系统集成制造技术

从整体上来看，工业智能化还处于起步阶段。工业智能化在工业领域的大规模应用还面临一些关键技术问题，概括起来主要有以下几个方面。

工业用传感器 工业无线网络技术 工业过程建模

此外，工业智能化在工业领域的大规模应用还面临工业集成服务代理总线技术、工业语义中间件平台等关键技术问题。

中国高端ARM嵌入式设计服务领跑者墨翟科技科技有限公司对智能工业控制和人机交互界面有着独到见解。

墨翟科技认为：工业化的基础是自动化，自动化领域发展了近百年，理论，实践都已经非常完善了。特别是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂[3][4]

营运而生的DCS控制系统，更是计算机技术，系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术结合的产物。DCS的理念是分散控制，集中管理。虽然自动设备全部联网，并能在控制中心监控信息而通过操作员来集中管理。但操作员的水平决定了整个系统的优化程度。有经验的操作员可以使生产最优，而缺乏经验的操作员只是保证了生产的安全性。是否有办法做到分散控制，集中优化管理？需要通过物联网根据所有监控信息，通过分析与优化技术，找到最优的控制方法，是物联网可以带给DCS控制系统的。

如今，对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，催生了以太网和控制网络的结合，网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等新兴技术融合进来，从而拓展了工业控制的发展空间，带来新的发展机遇。智能化的工业控制正迅猛成长。

墨翟科技还认为：人机交互是计算机科学和认知心理学相结合的产物，同时还涉及到人体工效学、社会学、生理学、医学、语言学、哲学等诸多学科，是一门综合性很强的科学，因此对研究人员的知识结构要求很高，需要有着深厚工业自动化经验，对人机交互界面有独到理解的研发企业。各行各业蓬勃发展，制造业、IT业、汽车行业等都需要设计。而且这些设计不仅要好看，还要好用。现在，人不但要跟机器打交道，还要跟物品打交道，跟汽车打交道，这些都需要人机界面。因此，现在很多人都开始研究人机界面，这是各种创新中非常重要的一环，它触及了创新的最核心。

作为物联网智能设备的领导厂商，墨翟科技已经强烈感觉到智能型人机交互产品面临着巨大的机会和挑战，一方面高性能的嵌入式处理器如单核到多核的高端ARM处理器和智能化的操作系统如Android已经渗透到人们生活的各个方面，与之相伴的是工业类智能产品也越来越需要更好的用户体验，更高的性能，更低的功耗，便宜的价格，能无缝的与手机，桌面，云端相连。传统的基于x86或低端ARM构架的封闭的windows应用已经无法满足广大开发者和集成商的需要。工业互联网的冰山一角刚刚打开，相信新一代的基于android的人机交互产品必然带给用户非凡的体验，实现巨大的价值。

篇三：计算机辅助工业设计

1 计算机的发明无疑是人类最伟大的发明之一，它改交了你、改变了我，改变了我们身边许许多多可以触及的事物。计算机作为一个辅助设计的工具，它同时也改变了设计。与以往的手会图画设计(未曾使用计算机之前)相比，计算机辅助设计确实有许多优点，它对设计的重要性是不言而喻的，然而和任何事物都具两面性一样，计算机辅助设计也暴露出许多弊端。本文将在实践教学的基础上来谈谈计算机给工业设计教学带来的不良影响，及如何优化计算机辅助设计类课程的教学，充分发挥计算机辅助设计的优势，为设计所用。2 计算机辅助设计软件所产生的现实作用及未来意义改变和冲击了设计师和工程开发服务人员的技能方式、思维观念,以及传统产品从创意设计到样机试制批量生产等等的诸多模式.从我校相关专业毕业生的就职情况,计算机辅助设计软件应用能力的确是用人单位的一个重要尺码.通过对计算机辅助设计软件的特点和市场对本科生相关需求的分析,本文在,(1)分析及阐述计算机辅助设计软件的人机交互理念,引学生入门;(2)通过典型综合性案例的强化训练,学生打下扎实的基本功;(3)侧重融会贯通、交叉渗透的教学方法,学生掌握熟能生巧、驾轻就熟的本领;(4)倡导鼓励自学和二次开发,能力更上层次等方面,介绍了我校工业设计专业在教学工作中的特色探讨和实践收获,为进一步开展计算机辅助设计类课程的教学改革打下基础.

3 计算机辅助设计引起了工业设计行业的变革，也对工业设计教育提出了更高的要求。计算机辅助设计在工业设计的流程数据管理，产品效果表现以及计算机辅助模型制作中发挥了工具化的作用。在应用过程中，促进了其自身的发展和工业设计理念的发展。

4 在工业设计进行的流程中,计算机辅助设计悄然的穿插在每一个相对独立的主题活动之中.从一个完整的设计流程审视,计算机辅助设计的作用显而易见.它在设计流程数据管理,产品效果表现以及计算机辅助模型制作等广泛应用,发挥了工具化的作用.在应用过程中,促进了其自身的发展和工业设计的发展.

5 计算机辅助工业设计(CAID)是采用计算机进行设计的CAD(Computer Aided Design)的一种，特别是指能够进行包含设计的系统。普通的CAD工具主要是用来进行制作产品内部零部件设计图的制图等，而CAID工具主要着眼点开发设计全体的形状和外观。它装载了面向工业设计的建模功能，以及绘制完整图象的功能等。

6 2什么是CAID系统

CAID是指以计算机硬件、软件、信息存储、通讯协议、周边设备和互连网等为技术手段，以信息科学为理论基础，包括信息离散化表述、扫描、处理、存储、传递、传感、物化、支持、集成和联网等领域的科学技术集合。

CAID，即在计算机技术和工业设计相结合形成的系统支持下，进行工业设计领域内的各种创造性活动。与传统的工业设计相比，CAID在设计方法、设计过程、设计质量和设计效率等各方面都发生了质的变化，它涉及了CAD技术、人工智能技术、多媒体技术、虚拟现实技术、敏捷制造、优化技术、模糊技术、人机工程等许多信息技术领域，是一门综合的交叉性学科。

CAID以工业设计知识为主体，以计算机和网络等信息技术为辅助工具，实现产品形态、色彩、宜人性设计和美学原则的量化描述，从而设计出更加实用、经济、美观、宜人和创新的新产品，满足不同层次人们的需求。

3CAID系统的内容

CAID主要包括数字化建模、数字化装配、数字化评价、数字化制造以及数字化信息交换等方面内容。数字化建模是由编程者预先设置一些几何图形模块，然后设计者在造型建模时可以直接使用，通过改变一个几何图形的相关尺寸参数可以产生其它几何图形，任设计者发挥创造力。数字化装配是在所有零件建模完成后，可以在设计平台上实现预装配，可以获得有关可靠性、可维护性、技术指标、工艺性等方面的反馈信息，便于及时修改。数字化评价是该系统中集中体现工业设计特征的部分，它将各种美学原则、风格特征、人机关系等语义性的东西通过数学建模进行量化，使工业设计的知识体系对设计过程的指导真正具有可操作性。比如生成的渲染效果图或实体模型，可以进行机构仿真、外型、色彩、材质、工艺等方面的分析评价，更直观且经济实用。数字化制造是在数字化工厂中完成，它能自动生成自动识别加工特征、工艺计划、自动生成NC刀具轨迹，并能定义、预测、测量、分析制造公差等。数字化信息交换是基于网络，使该设计平台能够实现与其它平台的信息资源共享。

4CAID系统的模式

CAID的工程思想

CAID系统是按照系统工程的思想，以工业设计理论和方法为指导的智能型创新性的产品开发设计系统。首先是利用各种信息，在CAID系统平台里利用真实感造型设计系统进行形态设计、色彩设计、材质设计和人机设计等方面的语义设计，然后在数字装配系统中实现数字化装配，在综合评价系统中进行美学、语义学等方面的分析评价，提出产品造型方案。最后将最终方案输出到加工设备，加工出产品，投放到市场，之后再收集有关信息，反馈到CAID平台，实现再设计。这种方法利用网络和其它平台相连接，使设计人员从一开始就考虑到产品生命周期的所有环节，把设计、制作、使用等方面合理组织起来，及时解决不同环节之间的冲突，充分调动了所有人的积极性和创造性。

计算机被普遍应用于工业设计之中,CAD成为工业设计不可缺少的手段。当前,世界上大型的CAD/CAM/CAE软件系统如Pro/Engineer、EDS UnigraPhics、EUCLID、Autodesk、Solidworks等都提供了有关产品早期设计的系统模块,它们称之为工业设计模块、概念设计模块或草图设计模块。

Pro/Engineer Pro/Engineer包含一个工业设计模块Pro/Design,用于支持自上而下

的投影设计,以及在复杂产品的设计中所包含的许多复杂任务的自动设计。此模块工具包括用于产品设计的二维非参数化装配布局编辑器、用于概念分析的二维参数模型的布局以及用于组件的三维布局编辑器。

EDS Unigraphics EDS Unigraphics从V13版本后推出了概念设计WAVE(Whatif Alternative Value Engineering)技术,它为协同概念设计提供了强大的技术支持,使不同部门的工程师在设计的早期阶段就可以站在系统工程的角度,同时针对多种可选的设(Associative Control Structure)中去,可使设计师十分有效地控制各种设计变更。此外,WAVE也支持"概念设计到详细设计工程"(Conceptto Detail Engineering),即先作出设计决策 ,然后设计细节。

研究机构

Internet Intranet环境下的工业设计系统的研究，国内还主要在一些高校和科研院所进行。香港大学机械系在Internet上构建了一个基于Web的远程设计系统,用于花瓶的造型设计，西安交通大学CIMS研究所构建了一个远程协同工作原型系统,解决远程设计用户共享设计工具的问题,它可以通过Internet让远程用户使用研究所的Solidwork、ProE、MDT等专业设计平台。四川大学CAD/CAM研究所构建了凸轮远程协同设计系统,让用户能够通过Internet对凸轮运动机构的轮廓面进行设计,此系统发布在四川大学制造学院的网站上。但这些系统距离实用化都还有一定的距离。

信息分类

CAID系统中的信息可以分为数字信息和非数字信息两大类。数字信息都是可以交换的，而非数字信息是暂时不能交换。其中的数字信息有：产品造型的尺寸结构、色彩、材料、人机标准尺度、符合规范的标准化设计等，多数涉及产品或人的生理和物理属性。而其中的非数字信息有：对美感的评价、产品的创意、色彩或形式带来的心理反应等，多数涉及人的心理属性，是复杂多变的。数字信息是非数字信息的一种表现，是容易用数据表示并用计算机来描述的，而非数字信息目前只起到辅助的作用，按照工业设计以人为本、强调创意、张扬个性的发展趋势来看，非数字信息应该是CAID系统的基础，因此目前的CAID还存在技术上的局限性，在对CAID的研究中有望发展智能型的专家系统，帮助人们进行创意型设计，使非数字信息不断数字化，这样在未来的设计中可以实现设计者与使用者的互动，或者完全实现设计的DIY。

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