计算机辅助工业设计中的人机交互研究

摘 要：计算机辅助工业设计，是伴随计算机的出现应运而生的。计算机辅助工业设计，借助人机交互的方式能够提高工作效率。随着时代的发展，互联网使人们的生活获得了前所未有的改变，互联网在工业设计中的应用，也将有更多的发展和探索，并将获得更高的成就。本文首先简要介绍计算机辅助工业设计及其人机交互，然后分析计算机辅助工业设计中的人机交互的重要意义以及其应用，并简要分析计算机辅助工业设计中的人机交互的发展趋势。

关键词：计算机；辅助工业设计；人机交互

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.035

计算机辅助工业设计与传统的工业设计有所区别，在电脑协助工业设计之中，与信息化的融合要更为多样，综合性也更强，涵盖了人工智能、模糊技术、人机工程、CAD技术等多重领域。计算机的高速发展，极大程度的改善了传统设计中的局限性，在电脑协助下的工业设计具备着多重优势。在工业设计中，因为涉及到的环节较多，所以容易出现设计上的不足，通过传统的设计方式较难避免这些不足的发生，而电脑协助下的工业设计可以弥补这些不足。同时，在人机交互过程中，人们可以更为轻松的使用机器，并且对机器进行直接的控制，发挥出传统的工业设计方式所无法比拟的优势。

1 计算机辅助工业设计及其人机交互

所谓电脑协助工业设计，是伴随计算机的出现应运而生的。电脑协助工业设计是计算机与工业设计的结合，期望于借助计算机强大的技术更好的完成产品的设计，并且在实用和美观方面有了更高的追求和提升空间。电脑协助工业设计中的人机交互，是通过人与计算机的交流来辅助设计。机器在人的命令下执行操作，使机器具有智能属性，为人的设计提供便利。随着技术的发展，人机交互成为了电脑协助工业设计中重要的環节。互联网可以获得大量的数据，通过电脑协助工业设计人机交互，使数据直接助力于产品的设计，使设计的产品会有更多的参考和选择性。

2 计算机辅助工业设计中的人机交互的意义

2.1 计算机辅助工业设计中的人机交互有助于提高工作效率

电脑协助工业设计，借助人机交互的方式能够提高工作效率。因为，在人机交互过程中，人们可以更为轻松的使用机器，并且对机器进行直接的控制。在传统的工业设计中，设计过程是较为繁琐的，在设计前期需要设计草图，在按照草图进行实际组合时要进行多种尝试，才能确定最合适的效果。计算机的高速发展，极大程度的改善了传统设计中的局限性，在电脑协助下的工业设计，仅凭计算机就可以预览设计的多种搭配方案，并在短时间内挑选最合适的设计方案。因此，在电脑协助下的工业设计，为设计人员节省了较多时间，降低了不必要的时间成本，设计人员可以倾注更多精力在设计本身。

2.2 计算机辅助工业设计中的人机交互有助于提升产品质量

完整的工业设计流程中包括许多步骤，每一步骤之间良好的配合，才能完成产品的整体设计。基于电脑协助工业设计中的人机交互，在设计工作效率上得到大幅提升，因为时间成本的降低，产品的设计节奏在条理性上有所提高。在计算机技术作为辅助的工业设计中，通常只需要借助鼠标或者键盘，对产品进行设计和改造，就可以完成产品的设计。在工业设计中会涉及到许多数据，只有数据的准确程度越高，设计出来的产品的优质程度也就越高。传统设计方式需要反复的尝试和较为复杂的计算来获取数据，而电脑协助下的工业设计，依托于强大的互联网大数据背景，在设计数据的获取上更为容易，数据的准确程度也更高。因此，通过电脑协助工业设计的人机交互有助于设计出更为优质的产品。

2.3 计算机辅助工业设计中的人机交互有助于产品竞争

无论是任何设计，设计的参与主体是人，设计的服务对象也都是侧重于人。在信息化技术不断取得突破性进展的同时，人机交互在工业设计中所占的重要性也越来越高。工业设计的首要目的是服务于人，因此，设计的产品中需要具备贴合人需求的条件，当获得了更多用户的认可和满意度，设计出的产品的效用就相应提高。在满足了这一基础条件之后，逐步增强消费者的体验效果，从而使产品具有更多的竞争优势。因为电脑协助工业设计中的人机交互为设计提供了更多便利，同时提升了设计出的产品的品质，设计可以关注更多人性化的要求。因此，产品的竞争优势在电脑协助工业的人机交互中得以提高。

3 计算机辅助工业设计中的人机交互的应用

3.1 计算机辅助工业设计中的人机交互的虚拟装配

在工业设计中，因为涉及到的环节较多，所以容易出现设计上的匹配偏差，比如在产品的安装与维修上的不足。这时候，可以借助人机交互中的虚拟装配来弥补设计中的不足。在工业设计过程中，会使用到一些配件，配件的质量需要符合要求。同时也会需要准确一些配件，以备不时之需，这些配件的质量也需要满足要求。然而，实际上，传统的设计流程是复杂的，对各种配件的检查也不总会面面俱到。因此，通常会出现配件未在第一时间进行检查的情况，直到配件在使用时发现问题才开始检查，如此以来既不利于工业设计的产品安全性，也降低了工业设计的严谨性。而通过电脑协助工业设计中的人机交互的虚拟装配，可以在设计的同时对各配件进行检查，进而提高产品设计的安全性和严谨性。

3.2 计算机辅助工业设计中的人机交互的人机界面

电脑协助工业设计与人机交互的重要联系点在于人机界面，只有通过人机界面才能完成人与计算机联合下的工业设计活动。随着信息技术的发展，人机界面有更广阔的发展空间。作为电脑协助工业设计的应用之一，人机界面的主要作用是辅助计算机为工业设计提供技术支持，在人机交互背景下，人机界面也要以人为本，充分考虑人的需求，满足人的期望。初期，人机交互的人机界面是满足最基本的操控需求，随着技术的发展和变革，人机界面将可提供更新颖的方式为设计提供更为便捷和高效的“人机合作平台”。

3.3 计算机辅助工业设计中的人机交互的产品设计

信息化技术已取得了前所未有的突破，当前人工智能已成为信息化研究的重点内容。人工智能可以让机器以人的视角去感知，电脑协助工业设计中的人机交互也可以赋予设计以人的视角，使工业化的产品设计不仅有机器的助力，同时也有人的设计。工业设计的重要内容是产品设计，人机交互的重点应用也包括产品设计。在电脑协助下的人机交互中，设计因为计算机更为直观，可以更直观的选择搭配不同的组合方案，设计中也可以及时调整设计方案，使設计在灵活性和便利性上有很大的提升。同时，当前人机交互上也有全新的探索，将来鼠标、键盘的操作，甚至计算机的显示器均可以被视觉技术取代，在产品设计上也会有更为全新的方式。

3.4 计算机辅助工业设计中的人机交互的虚拟仿真技术

虚拟仿真技术，在军事方面的应用较多，而在工业设计方面的应用较少。这也说明，虚拟仿真技术在工业设计方面还有许多的发展前

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景可以探索。所谓虚拟仿真技术，是利用计算机来使用或判断人机交互技术，通过虚拟仿真技术强大的模仿能力便利于产品的设计。主要的虚拟仿真技术，包括三维空间交互球、头盔显示器等。虚拟仿真技术使工业设计中的每一步骤均可视化，通过计算机可快速准确的完成产品的设计和配件的检验，设计方案也有了更多的变通性和灵活性。

4 计算机辅助工业设计中的人机交互的发展趋势

计算机信息化的出现，为人类社会带来的改变是空前的，人们的生活水平得到了显著的提高，各种新型技术不断涌现而来。电脑协助工业设计已经取得了一定的成果，使工业设计的效率和质量获得了提高，并且将在以后有更多的提升空间。电脑协助工业设计中的人机交互的发展趋势主要在于集合化趋势及智能化趋势，同时也将有更多的创新技术得以应用，在日后的革新和进步中也将更加凸显出人机交互中人的重要性。人机交互实际上是一种集合，将二维与三维、可视化与不可视化进行集合，全部通过计算机来实现，在以后的发展中人机交互将有更多的集合，发挥出更多的作用。当前技术已经发展到可以预测人的行为和爱好，在人机交互的发展前景中，将会使计算机发挥更多的预测作用，通过计算机来捕捉人的设计思想，使计算机帮助人来完成工业设计。

5 结语

计算机辅助工业设计是计算机与工业设计的结合，期望于借助计算机强大的技术更好的完成产品的设计。随着技术的发展，人机交互成为了电脑协助工业设计中重要的环节。互联网可以获得大量的数据，通过电脑协助工业设计人机交互，使数据直接助力于工业设计，设计的产品将会有更高的品质和多样性。当前电脑协助工业设计中的人机交互的应用主要包括在虚拟装配、人机界面、产品设计和虚拟仿真技术等方面的应用。通过电脑协助工业设计中的人机交互，有助于提高工业设计的效率、提升产品质量，并且使设计出的产品具有更高的竞争力。

参考文献：

[1]王薇.计算机辅助工业设计中的人机交互研究[J].工业设计，2017.

[2]郑军峰，杜宏忠.计算机辅助工业设计中的人机交互研究[M].传媒论道，2016.

[3]王蛟.计算机辅助工业设计协同工作的研究[M].西北工业大学，2015.

作者简介：陆军（1980-），男，山西太原人，硕士，教师，研究方向：工业设计、设计思维。