数字设计与制造技术范文篇1

【关键字】制造业数字化，第三次工业革命，江苏

一、第三次工业革命的新技术解读

第三次工业革命的一个重要概念是“制造业数字化”。但“制造业数字化”不是一个全新的概念，在现今的大批量生产方式下就存在制造业数字化。一般来说，设计部门应用支持产品设计和工艺设计的各种图形库、数据库和CAD软件在电脑中产生数字化产品的图样、设计文件和工艺文件，完成产品开发过程的信息化，这就是产品设计的数字化。这一方式在现今的制造业中已经被广泛使用。而第三次工业革命角度下的“制造业数字化”与传统所说的“制造业数字化”在产品设计数字化这一块是相同的，它们的区别在于与产品设计的数字化结合的制造过程所用生产工具不同。为了显示区别，本文把传统模式下的“制造业数字化”称为“制造业自动化”，第三次工业革命下的“制造业数字化”称为“制造业数字化”。

（一）“制造业自动化”的生产工具。在现今的生产模式下，与产品设计的数字化结合的是精密数控装备。具体来说，是将数字化设计产生的数字化模型从电脑里导入数控机床中，机床可以根据数字模型把一个复杂的产品按照程序从毛坯加工到成品。这一过程称之为制造过程的数字化。这样的制造业数字化仍是传统模式的制造业生产方式。即需要先加工零部件再进行组装。生产成本的降低建立在标准化批量生产的基础上。先进制造业跨国公司通过零部件的标准化、产品模块化以及在全球构建价值网络从而降低成本，获得竞争优势。

（二）“制造业数字化”的生产工具。在第三次工业革命的视角下，与产品设计数字化结合的是快速成型技术。它不需要模具，也不需要切削打磨等一系列过程。而是通过使用粉末状原料，逐层叠加塑形进行制造。这样就大大降低原料用量，大幅降低生产成本。而且这种添加剂型制作流程对规模要求不高，无需生产线。特别适合个性化定制、小批量制作。这会大大降低中小型企业和个人创业者的进入门槛，生产组织结构可以变得更灵活，更能适应需求的变化。这就带来了一场新的产业革命，生产将从大规模生产线方式再次转化为“家庭作坊式”的生产，从集中生产转为分散生产，从标准化制造转向个性化制造。由此带来的结果是，市场竞争结构发生改变。

二、“制造业数字化”对江苏的影响

（一）江苏要素成本的比较优势可能被削弱。

长久以来，江苏的经济发展主要依靠参与国际分工，加入全球价值链，以人力资源与环境的低价提供获得比较优势来吸引外资。但第三次工业革命的快速成型技术使得小规模的分散式生产成为制造业发展方向。大规模生产的比较优势弱化，要素成本的比较优势也就弱化了。

（二）外资回流可能使江苏省经济发展丧失部分资本动力。

对外资的引进与利用是江苏省经济发展的一个重要动力。但随着第三次工业革命的到来，直接从事生产的劳动力会不断下降，劳动力成本占总成本的比例会越来越小，传统的以廉价劳动力取胜的制造业将发生根本性变化。与此同时，发达国家拥有新型制造装备技术和生产能力，重新获得了在技术密集型和资本密集型方面的比较优势。曾经为寻找低成本要素而从发达国家转出的制造业有可能重新回流，制造业重心向发达国家偏移，外资会流向发达国家，参与发达国家的“再工业化”。

（三）大型企业将面临更大的市场转型压力。

第三次工业革命解决了个性化定制的技术问题。这要求生产者要贴近消费市场，也使得工厂生产转向个体生产，即创意设计者能够从网络上获取产品设计的程序和模板，并借助快速成型设备，将创意瞬间转化为个性化产品，使得创新者瞬间转变为制造者，制造业企业的主要业务将是研发、设计、IT、物流等，主要的环节不再是传统的生产。生产者卖的既是服务，又是产品，分工生产转向融合生产，制造业与服务业之间关系变得越来越密切，产业边界渐趋模糊。大型企业一方面失去了规模优势，另一方面由于结构庞大，对市场反应的灵敏度也比不上小型新兴企业，在未来的竞争中会处于不利地位。

三、江苏产业升级对策

（一）加强研发、大力推进“制造业的数字化”。

新工业革命的核心是“数字化”制造，因此拥有新型制造装备技术和生产能力至关重要。3D打印机现在的应用范围还不广，并没有进入产业化阶段。这是因为3D打印机技术还没有完全成熟，只能在某些产业的某些领域内应用，传统的制造模式目前还是主流。但毫无疑问，3D打印机代表了未来制造业方向，江苏一定要把握这个先机，集中精力突破制造业“数字化”的关键技术，如3D打印机技术、新材料技术，促使制造业从传统的自动化走向数字化。

（二）加强信息平台建设。

个性化制造的要求生产者拥有对消费者的快速响应能力，实现生产与消费的无缝对接。因此，在制造业与服务业的边界变的模糊，两种产业开始融合的未来社会中，信息将扮演越来越重要的作用。江苏应该以现代信息技术为引领，建立供各类市场主体和获取各种信息的技术平台，实现信息交流的畅通，适应第三次工业革命对市场供给与需求对接的更高要求。

（三）积极开展人才储备。

第三次工业革命不仅要求先进制造技术及与其配套的研发人员能够站在技术创新的前沿，而且对生产现场的工人提出了由简单劳动向技能型劳动和知识型劳动提升的要求。江苏应该适应未来制造业对人才的新要求，加快开展有利于前沿技术突破的科研体制改革、有利于知识型员工培养的教育体制改革。积极打造人才高地，引进高层次人才，培育适应第三次工业革命需要的人力资本优势。

参考文献：

数字设计与制造技术范文1篇2

【关键词】PSM短波发射机;数字控制器;研究分析;技术改进

引言

PSM短波发射机数字调制器是大功率数字发射机的心脏，其本身性能的高低和设计质量的好坏，将直接的决定整个系统的运营质量。相关PSM短波发射机数字调制器的设计技术原理是上个世纪七十年代所提出的，由于当时条件和技术性的限制，所以其技术设计方式相对落后。

当前，针对PSM短波发射机数字调制器的技术改造正在逐步的开展过程当中，但是依旧运用的是简单的PLC技术以及传统的单片机设备，所以，整个设计方案比较传统，仅仅是简单的数字逻辑电路设计控制，并且只能够实现一些相对简单的技术功能，诸如保护动作、常见故障的处理等等，相关数字调制技术并没有得到充分的使用。所以，在今后技术研究工作当中，还应当重点加强此方面内容，使得PSM短波发射机数字调制器的操作更加实用。

1.PSM短波发射机数字调制器设计原理及概念综述

针对PSM短波发射机数字调制器的相关概念进行明确，并且对其设计的难点和重点加以了解，是促进技术成熟改进的核心环节。正如上文所分析到的，当前相关技术相对简单，仅仅只能够实现故障以及关机开机之时的保护动作，对于关键性的数字调制技术，却难以实现。而一些大型的发射机设备生产制造商，诸如瑞士的AG公司等，其发射机的性能与我国设计的产品相比，优势明显。

所以，还应当加强技术的分析，研究开发出新型的、数字化控制的PSM短波发射机数字调制器，这不仅是当前发展的必然趋势，同时也是工作的必然要求。当前广泛使用的PSM短波发射机数字调制器主要是以软件的无线控制为基本设计核心理念，同时以数字信号的处理和调制等，为主要技术手段，设计研究开发出来的全新控制系统。当前的PSM短波发射机数字调制器在软件和硬件方面，与传统技术相比，都有着巨大的优势，并且具有一定的先进性。在软件的设计方面，采用了大量当前先进的数字信号处理技术，而在硬件设计方面，则使用了处理速度最快并且计算能力最强的硬件平台，运用软件控制的方式全面实现了PSM短波发射机数字调制器的各项基础功能。

此外，在PSM短波发射机数字调制器的功能模块设计层面之中，与传统技术相比都有了长足改进，尤其是在设备和系统的环保性和节能性方面，提升显著。

通过软件设置和数字控制的方式，可以直接的应用在国内各种类型短波发射机之上，尤其适用于500KW的短波发射机，PSM短波发射机数字调制器先进的数字化控制技术、高速并且稳定可靠的硬件软件平台，将为工作的开展提供坚实保障，并且先进技术的运用，诸如音频补偿设计借宿那的方式，可以保证在关键操作和性能指标之上有着重大突破。另外，通过对PSM短波发射机数字调制器的技术改进，可以与国外的一些先进设备生产商所制造的设备进行比较，差距被进一步缩小。总的来讲，全新PSM短波发射机数字调制器改进明显，其双模式的工作，可以实现在不同工作环境和不同工作状态之下的音频输入，在不同的工作类型当中，均可以实现高速稳定的运营，确保了整个设备的操作性，并且也从根本上保证了PSM短波发射机数字调制器的可靠性。

在模拟音频模式下通过高速AD采样，实现全数字处理过程，比起目前机型的处理方式在指标上有大幅度的提高。在数字模式下可以支持DRM广播标准：

第一：在输入带宽上可以处理高达48KI/Q基带信号，完全满足DRM最高编码模式的需求。

第二：在算法上进行了幅度和相位的分离，并具有延时调整功能。

第三：在硬件上支持幅度包络和相位调制两路输出。

2.PSM短波发射机数字调制器特点

PSM短波发射机数字调制器由于采用软件技术实现调制功能，所以可以从根本上解决上述模拟调制器的自身缺点。

首先，利用高速AD采样技术对输入音频信号进行数据采集，大大提高处理带宽。然后由DSP（DigitalSignalProcessor）完成脉阶调制器（PSM+PWM）控制信号的计算及加工，这是本系统的关键，因为它在广播发射机中起着非常重要的作用。

其次，利用大规模集成器件FPGA完成对调制器板压和帘栅电源输出电压的检测及自动稳压，使系统可以很好地区分外电上升、外电下降、还有模块关断的各种情况，并能针对不同情况做出相应的调整。

最后，为了平衡负载并延长功率开关的寿命设计实现48路开关的循环通断，能判断发生故障的开关并使其不参与循环。由于数字调制控制器功能模块都是基于软件算法实现的，所以在处理精确度、处理带宽上要远远优于目前的PSM短波发射机模拟调制器，可以使500kW型短波发射机的信噪比、频响等关键整机指标有一个突破性提高。在今后技术研究工作当中，还应当重点加强此方面内容，使得PSM短波发射机数字调制器的操作更加实用。此外，PSM数字调制器使用了大规模软件技术，比起目前的模拟调制器无论在体积上还是在硬件资源上

都大大减少，极大地提高了整机的稳定性，降低人力维护成本。该数字调制器的技术特点主要有以下几点：

良好的兼容性：通过面板设置可以使调制器配合使用到50kW、100kW、150kW和500kW系列短波PSM发射机系统中。环保节能性：具有根据音频幅度变化而自动进行载波浮动功能。算法处理根据音频幅度计算播出该音频幅度所需的最小输出功率，并通知数字循环算法使发射机调整到该功率上。

综合上述的分析，PSM短波发射机数字调制器的操作与控制是当前需要重点加强和改进的项目，在实践的工作当中，需要充分认识到增强技术的重要性，且进行着手改进，以不断完善技术重点和难点，实现设计水准的不断提升。

3.结束语

PSM短波发射机数字调制器是大功率数字发射机的心脏，其本身性能的高低和设计质量的好坏，将直接的决定整个系统的运营质量。综上所述，根据对现代化的PSM短波发射机数字调制器技术进行综合性分析，同时对PSM短波发射机数字调制器的操作应用以及相关设备的设计要点等进行了细致研究，从实际的角度出发论述了PSM短波发射机数字调制器的操作重点和难点，旨在为今后技术的改进提供相关基础，更好的促进PSM短波发射机的创新及改良。在今后技术研究工作当中，还应当重点加强此方面内容，使得PSM短波发射机数字调制器的操作更加实用。

参考文献

[1]沈琰.一种中频数字化接收机中的PSM短波发射机数字调制器数字信号处理技术[J].中国新通信.2008（05）.

数字设计与制造技术范文篇3

关键词：以太网；移动平台；农业机械；数字化管理

一、基于以太网和移动平台开展农业机械云制造数字化管理的特征

将以太网与移动平台相互结合，这样在所开展的机械云制造技术中能够实现自动化管理，数字管理技术得到了更高效的使用，无论是农业机械的生产加工，还是后续使用，都能够达到一个理想的形式，分析其特点可以发现首先在设计平台上更具有先进性，能够达到理想的使用效果，使用过程中所存在的问题，通过数据库建立可以提升管理效率，这样的管理技术与实际情况之间的配合才能更加顺利[1]。移动平台结合网络环境在使用范围上更加的广阔，不会受到系统平台隐患影响，可以不受时间与距离的影响，通过网络传输功能来实现系统的管理控制，在农业机械制造业发展中起到了推动作用。其次是这种管理理念具有虚拟性，管理信息传输是在网络环境下进行的，在云制造的数据库中会体现出这一特征，制造过程的管理需要配合平台所提供数据来进行，只有数据信息得到有效利用，后续的农机生产制造质量才能得到保障，否则造成材料浪费，或者影响农业机械使用功能。

二、当前基于以太网与移动平台开展农机制造数字化管理的技术

1.计算机辅助设计。对管理数据库进行完善时会运用到计算机辅助设计技术，在此技术的保障下所开展的各项配合都能够达到一个更理想的建设使用效果，对于一些比较常见的功能实现需求，数据库建立期间会根据具体的需求来进行进一步完善，并在信息使用安全上得到更明显的进步提升。计算机辅助设计需要程序软件的参与，只有不断的完善内部信息，在数据库的信息存储范围上不断进步，最终的使用效果才能更加理想[1]。首先确定一个数字化管理框架范围，在框架范围的基础上再进行后续完善，对数据信息进行整合研究，实现数字化的农业机械制造管理，并与以太网、移动平台充分结合。

2.虚拟原型技术应用。掌握了完善的信息技术后，后续进行的管理数字化设计可以在信息引导下完成。对于过程中比较常见的功能隐患问题，需要加强调解控制，移动网络环境具有极强的数据传输能力，这一功能在发展农业机械制造数字化管理中起到了功能完善的作用，同时在管理过程中也能够根据实际生产需求不断的做出调整，达到一个更理想的安全生产效果，针对未来的功能进步提升也有很大的促进作用。虚拟原型充分利用了以太网环境特征，在所开展的工作任务上能够将虚拟与现实管理相互结合，高效利用数据库资源的同时根据现实管理需求不断的调整管理系统，达到一个信息共享的作用。

3.强调农机产品的协同设计。在对农机产品进行数字化管理设计时，虽然在设计理念上做出了区分，但设计过程中仍然可能会遇到功能差异带来的问题。以太网发展目前已经十分成熟，但应用在农机产品生产设计中仍然存在经验方面的欠缺，通过这种方法来帮助提升管理工作完成效果，可以有效的促进管理计划落实发展。协同设计会从多个层面共同开展，其中也存在很大程度上的差异性，尤其是在管理计划与现场创新上，充分掌握这一技术性方法，并通过数字化管理技术研发设计来提升技术的落实程度，对于现场工作任务的开展也有很大帮助。移动平台下信息传输速度得到了提升，同时更能够根据农业机械生产需求来做出调整，这一点是传统方法中所不具备的，也是未来数字化管理与云制造发展相互结合的有效技术性方法，充分完善设计理念，在最终的设计效果上才能有更好的进步。

结语

农业机械在农业经济和农业的发展中始终处于十分重要的地位, 将数字化设计技术引入农业机械行业是改变传统农业机械生产方式, 用新技术改造传统农业, 支持新兴农业技术, 提高农业竞争力的重要手段。

参考文献

数字设计与制造技术范文篇4

关键词：民机设计；数字化技术；三维模型设计；可视化后处理；数字化平面艺术

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)24-6029-03

TheApplicationandResearchofDigitalTechnologyinCivilAircraftDesign

LIUNing

(ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute,Shanghai200232,China)

Abstract:Toanalyzedigitaltechnologyinrespectofvirtualreality,three-dimensionalmodeling,visualizedpost-processing,digitalizedmanagementplatform.Thedevelopmentofcomputerdigitaltechnologybringsnewresearchmethodandwayofworkingtotheprogressofdesign,technologydemonstrationandmarketing.Italsobringstheprocessrationality,humanityandefficiency.Civilaircraft,astherepresentativeofthehigh-endproduct,showsthefutureofthetechnologydevelopment.Thegreatestvalueofcivilaircraftismarketingpromotion,recognitionandreputationbycustomsandclients.ThesearethekeystoimprovetheinternationalcompetitivenessofChina.

Keywords:civilaircraftdesign;digitaltechnology;virtualreality;three-dimensionalmodeling;visualizedpost-processing;digitalgraphicartanddesign

1数字化技术的定义

数字化技术指在一定的硬件基础上，通过计算机软件的运算方式来实现产品的设计研发、可视化术分析、虚拟产品展示等过程。这种过程可以简单称之为数字化技术。数字化技术以其丰富全面的功能在航空航天、科技、制造、多媒体等领域中得到了广泛的应用。

2国内外航空业数字化技术的发展

2.1国外数字化发展现状

国外数字化技术是随着信息技术、互联网技术、计算机硬件技术、CAD/CAE/CAM等技术的发展而逐渐发展起来。它主要以产品的数字化设计、协同平台管理、虚拟现实等技术为主要标志，促进了传统工作模式到数字化工作模式的根本性转变。随着产品制造模式的变化，这种工作模式在国外民机设计领域也得到了广泛的应用，极大提高了工作效率，节省了人力成本和硬件成本。

2.2国内数字化发展现状

国内航空业近年逐渐开始应用数字化技术，经过近数年的努力取得了显著成效,集中体现在以下几个方面：

1）虚拟现实技术：利用数字化技术实现三维模型的可视化、建立数字样机。在详细设计阶段进行结构件和部分系统件的三维数字模型、预装配、干涉检查与运动模拟效果，并利用渲染技术体现了产品的外形轮廓、材质的表达、环境的渲染等。模拟效果逼真。

3）数字化管理平台：绝大多数飞机制造企业引进了产品数据管理（PDM）平台。部分企业还制定了数字化设计/制造管理标准。

4）在数字化技术推广应用：各航空企业对数字化设备均有着较大的投入，从整个行业来看，数字化类固定资产已占到固定资产原值的三分之一以上；工作站、服务器已达几千台；CAD等各类软件已达千余套；数控设备五百余台；产品数据管理（PDM）终端用户超过500个。

5）以数字化技术为前提的数字化艺术：利用三维设计软件(如ProEngineer、Caxa、Aliasstudio、Maya等)，展示了优美的飞机外形、优雅的飞行姿态、美观的喷涂设计等。利用三维软件结合虚拟现实软件(如DivisionMockup)对飞机的内部结构、管路、电气等的设计情况进行分析、利用数字化平面设计软件展现飞机舒适的内饰环境和美轮美奂的灯光效果等。这种全新的视觉效果对飞机的宣传工作都起到了至关重要的作用。

3虚拟现实技术

3.1虚拟现实技术的定义

虚拟现实技术是近年信息技术迅速发展的产物,是一种创建和体验虚拟世界的计算机系统。它通过计算机硬件和软件系统共同实现。虚拟现实是在虚拟的数字空间中模拟现实世界中的事物,这是现实世界的事物在数字空间中的可视化和感官化的表现。

3.2虚拟现实技术的特点

1）Immersion（沉浸感）、Interaction（交互性）：对于产品展示，传统表现模式无疑受到了空间和时间的条件的束缚。而想要在真实产品前就可以评估其设计的合理性，需要的时间和人力成本将是十分巨大的，而虚拟展示设计具有感官上的真实性的特点。一个受测试者置身其中，通过操作一定的设备如手套、头盔、立体眼镜等，不仅能获得身临其境的感觉，而且其交互性使用户有着强烈的主动式的体验。在人工虚拟建成的数字世界中，用户的得到了类似置身实际场景的真实体验。

2）准确性：虚拟的展示设计一般通过纯数字化、模型化、图表化的来展示。依托于数据生成的模型、数据结果保证了可视化结果的准确性。各相关领域的专业人员通过行业认可的计算手段进行数据计算、分析。通过可视化分析结果，分析产品设计的合理性。例如飞机模型展示、模拟装配、场景展示，使研发工作人员及市场研究人员对飞机的设计的进展情况有着充分的了解，可以做到及时发现问题，解决问题。为设计人员节省了繁琐的人工劳动。

3.3虚拟现实技术发展趋势

如今，虚拟现实技术的发展成为数字技术发展最为迅速的领域之一，也是目前信息技术产业的热点之一。全世界很多发达国家虚拟现实技术在很多行业都得到了广泛的应用并取得了很大的发展，给企业带来了良好的社会效益和经济效益。未来，虚拟现实技术将从借助外部设备式的被动立体实现裸眼式的主动立体，效果将更加逼真、运算过程更加迅速；利用全球协作，将轻松做到分地实时渲染、数据同步更新。目前已有国内航空企业开始使用虚拟现实技术进行研发设计、技术分析。如DivisionMockup。

4数字化三维建模技术

4.1数字化建模技术定义

基于数字化模型的建模技术是由专业人员通过使用专业CAD/CAE/CAM技术的应用，运用计算机图形学、几何学以及自身的专业知识，搭建出物体的三维模型。三维建模技术给工程设计领域带来了根本性的变革，帮助设计师从传统的、枯燥的绘图方式中解脱出来，设计师可以不再花费大量的时间和精力去测量模型的尺寸、公差等设计特征本身，更好的理解和观察设计对象，优化产品设计。

4.2数字化建模的原理

三维设计软件模块众多，覆盖面广泛，软件功能强大，界面友好、操作方便。软件提供最基本的单元几何造型模型库，如球体、圆柱、圆锥等。创立简单的零件，可通过对其结构进行分析，将其分解成若干基本体，再对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。对于较复杂的图形，软件提供草图工具，设计人员可以通过它先勾勒出截面，再拉伸出较复杂的几何形体。为了满足人们不断提高的审美要求，目前主要流行的几款三维设计软件基本都提供面片模块，该模块为设计人员提供了非常方便的曲面设计工具。对于具有大块曲面的零件，设计师可以方便地对单个面或片体进行变形处理，以达到需要的曲面。

4.3数字化建模的应用

三维数字化模型可以更准确地对产品的数据进行定义，帮助相关专业人员对产品设计进行评估，并行地完成相关工作。更重要的是三维数字模型可以实现产品信息的数字量传递，直接作为制造加工的依据。

如今的航空领域，数字化技术中的建模技术已经应用的非常广泛。利用CAD软件，飞机的设计完全可以实现无纸化设计。为民机研发设计人员提供了极大的方便。

三维数字化模型同样可以与虚拟现实技术相结合，它是产品设计过程中最基本、最重要的工作之一。如图1、图2所示。

5工程可视化后处理软件

5.1可视化后处理软件

目前在航空领域可视化后处理软件有很多。其中Ensight为其中之一，它是一套适用于各种工程和科学的后处理与计算结果可视化与协同软件。在工业、科研、产品设计等领域应用广泛。可支持各种类型的工程分析数据。全球众多工程师、科学家及科研工作者都使用其来查看、理解、交流各种计算机处理数据结果。可处理百万甚至上亿的结点单元，具有并行处理与渲染的优势，并支持VR系统环境以及实时协同等功能。通过Ensight可以将模拟计算飞机各种运算的数据进行可视化。

5.2可视化后处理软件的特点

1）支持图形质量和输出选择

2）动画功能

3）不限制的脚本实现批处理模式

4）虚拟现实的功适合演示

5）深度的右键单击选项，能够交互操作视图

5.3可视化后处理软件的应用

可视化后处理软件在航空业的起步较晚，在汽车行业，后处理软件已较多的运动在气动外形分析、动力分析等方面。国内航空业已有企业利用可视化后处理软件对飞机设计的进行计算、分析（如图4）。今后可视化后处理软件将越来越多的应用航空领域。

6数字化管理平台

目前国内航空业主流的数字化平台品包括PTC公司和法国DassaultSystemes公司的PLM系统。其中美国PTC公司的产品是基于Windchill内核技术，该平台的主要作用是管理飞机产品数据及流程，用于进行主制造商与供应商之间有实现在线协同设计等，该公司具备多年丰富的技术积淀和航空领域项目实施经验，全球很多航空企业是其合作伙伴。VPM是基于ENOVIA技术，用于管理飞机初步设计阶段的数模，与CATIA的无缝集成，是其在全球航空领域得到广泛应用的重要因素之一。

达索为各种企业提供电子商务解决方案，帮助企业实施数字化战略。ENOVIA专注于帮助企业管理数字化产品、流程和资源的综合性模型、协作模型及分布式模型。其核心优势主要是在数字化制造解决方案，不仅仅提供了生产过程的仿真，同时还提供了车间和生产线的仿真，人机工程等。

6.1PLM产品的发展趋势

1）进一步和CAD/CAM集成实现数字化生命周期管理；2）贯穿从市场开发到后续产品运维的整个产品生命周期管理；3）进一步加强PLM产品研发和SCM供应链管理两大核心业务的集成和协同；4）真正的将前端的市场和产品规划，组合计划过程和后续的产品研发集成起来。

7数字化平面艺术

如今，数字化技术越来越广泛的被运用在平面设计上，电子数码产品、多媒体产业、电子信息处理系统成为新技术的核心，平面设计成为数字化革命的实验田之一。数字化的平面技术带了艺术形式的新的表达形式，产生了数字化的平面艺术。

在航空领域飞机的外观和内饰中，平面设计已经是不可或缺的一部分，飞机的外观形象在飞机的宣传和销售过程中其实是非常重要的，国内以往整体效果偏向保守稳重，而近年国内民机的飞机喷涂有了新的变化，如上海世博会期间东航公司的“世博号”喷涂，积极的运用了新颖的图案设计元素，给飞机的整体外观注入了新的活力。国内某支线客机的蓝色图案和红色彩虹主题图案，也分别象征了该型号飞机的大气和活力。给我国自主研发的飞机的宣传起到了积极的作用。内饰方面，国产大型客机展示样机也同样大量的运用了平面设计元素。结合了中国祥云、龙的传统元素，搭配大气端庄的色彩，大型客机展示样机在2010年亮相珠海航展时，得到了国内外一致的好评。

8结论

数字化技术的应用，为飞机的研制提供高效可靠的设计手段；提高了飞机设计的可靠性和可维护性；通过有效的平台管理，确保了研制过程的高效化、无纸化、保证了数据源的唯一；设计过程清晰可追溯，便于协调；通过工程可视化和后处理软件，测试产品零件的合理性，减少零件间的干涉；减少了因为设计不合理所造成的设计更改，缩短新机研制周期，节省飞机的研制成本；展现了飞机外观内饰的美学设计，提高了飞机的国内外知名度。

因此，数字化技术将有助于我国民机事业的发展。飞机的研发和制造是一项复杂庞大的系统工程，在技术上，未来飞机研制的趋势将更多地运用数字化技术为之服务。在人力上，掌握数字化技术的人才将为飞机设计的研制周期、质量、安全性带来保证。

参考文献：

[1]金江波.关于数字化设计艺术的载体、信息特性及其技术的关系[D].上海大学美术学院,2002.

[2]潘云鹤,孙守迁.数字化艺术与设计研究进展[C].杭州:第五届国际CAID&CD会议,2003.

[3]刘芒果.机械CAD三维设计的应用研究[J].煤矿机械,2005(9).

数字设计与制造技术范文1篇5

[关键词]数字化；车间；系统；军工；制造

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2014.17.035

[中图分类号]F270.7；TP315[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2014）17-0059-03

数字化制造是传统的制造业依托高性能计算机、网络等高新技术，实现对产品需求分析、产品设计、零件加工制造、产品质量检验以及整个生命周期的数据信息管理、过程控制[1]。数字化车间可以有效降低生产成本、缩短产品研制周期，解决军工制造企业传统生产模式中的瓶颈问题。

1对军工特色数字化车间的思考

1.1数字化车间概述

数字化车间是指以制造资源、生产操作和产品为核心，将数字化的产品设计数据，在现有实际制造系统的数字化现实环境中，对生产过程进行计算机仿真优化的虚拟制造方式[3]。数字化车间将传统车间的生产系统、工艺设计系统、质量信息系统以及其他管理系统信息集成为DNC、ERP、MES系统，形成自动化制造体系，实现产品的设计、工艺、管理、制造一体化，提高企业生产效率，缩短制造周期，降低生产成本，对企业有非常重要的意义。

1.2军工生产企业打造数字化车间的必要性

（1）军工企业产品具有批量小、种类多、结构复杂、生产交付节点严格等特点[4]，产品依据车间制造能力进行路线划分、资源配置，产品零件分散到各个车间、工位，这对车间的零件调配、设备使用的灵活性提出了更高要求，车间信息不畅通，就会导致生产计划不能按时完成，生产质量也得不到保证，融入信息化技术可以实现产品、物料、工装、刀具等实时数据采集，相关人员通过终端系统可以掌握产品生产、工装、设备的使用情况。

（2）军工企业接收紧急任务。军工制造车间可能突然接收一些产品的紧急生产任务，在传统的制造模式下只能停止现有的生产任务，打乱了原有的生产计划安排。引入先进的制造信息平台，可以根据现在车间的生产情况及生产设备的占用情况进行分析，及时准确地评估插入任务对其他生产任务的影响，通过对生产工序进行拆分、合并、外协加工等排产调整，优化车间配置资源，在影响原有生产计划最小的情况下完成插入任务。

（3）军工企业产品要求质量具有可追溯性。军工产品零件质量要求具有可追溯性，传统操作方式是将数据人工记录，这种方式耗时且容易出错；引入条码扫描机、触摸屏、视频系统等信息采集方式后，将每件产品每道工序产生唯一条码，只需扫描条码，即可调出零件相关数据，为相关人员提供动态数据，实现零件可追溯性。

（4）军工企业制造资源利用率低。每个产品生产涉及现场操作人员、物料准备、设备准备、刀具准备等，传统制造模式由于信息不够畅通，使部分设备、工装闲置，而另外一些任务排满；通过信息化手段可提高车间现场资源利用率及资源优化配置，管理人员在最短的时间内通过大屏幕、PC终端等显示设备掌握生产现场的情况，以便做出准确的判断，采取有效措施，保证生产任务的顺利完成。

（5）军工企业技术文档管理难度大。车间技术文档、产品文档资料多，且很多为秘密材料，管理难度大，需要引进信息化技术进行管理，实现技术文档资料版本的严格控制及方便工人查询浏览。军工企业传统制造模式已经满足不了需求，亟需引进信息化手段、打造数字化车间来解决矛盾。

2数字化车间构造

2.1数字化车间的整体构架

数字化车间是一个庞大的具有信息化特点的制造系统，是基于传统制造业与信息化技术平台建立起来的，其整体框架如图1所示。

2.2数字化车间的模块分析

数字化车间以MES生产执行系统为核心，充分利用ERP、PDM等平台，依据车间自身特点，搭建系统应用的软硬件平台，实现设计、工艺、制造一体化的数字化生产模式，数字化车间打造基于以下信息化平台。

2.2.1数字化车间MES系统

数字化车间打造MES系统，改变了制造企业传统的单一信息采集方式，通过动态采集产品在制造过程中设备占用情况、生产进度、完成质量等数据，并对数据进行整合、分析，形成整体解决方案，确保将信息准确、及时地反馈给相关人员，为任务排产、决策提供依据。

2.2.2数字化车间生产管理平台

生产管理系统如图2所示，生产计划下达到车间后，车间工位生产信息采集系统将工位资源数据反馈给ERP系统，通过物料计划计算后，生产计划员根据将生产任务下达给相关的工艺、设备管理、物料管理人员，相关人员根据任务的优先级进行准备，生产计划员根据生产计划进行派工，系统具有生产过程监视以及生产调度指挥功能。调度系统的高效运作，避免了车间资源的浪费，缩短了型号产品的研制生产周期。

2.2.3制造资源管理平台

制造资源管理模块流程如图3所示。通过数据库建立资源库将可以管理制造资源如刀具、设备、工装等，工艺人员可以根据需要添加、删减资源库中的内容，也可以及时查找各种工序需要的机床、刀具、量具相关数据以及占用情况，计划员也可通过数据库核算产品制造消耗和占用资源的成本。

2.2.4物料配管模块

产品生产过程中需要大量物料、工装等，由于车间制造现场空间、资源有限，需对现场物料、配套产品及使用工具等物件进行严格控制管理，建立物料配给管理机制，根据生产计划查询物料需求计划，并及时调整；通过网络终端查询库房库存情况，利用电子标签捡货系统指引快速取货，能够利用条码扫描终端自动记录物料信息，保证了库房物料信息的实时性与准确性。

3结论

通过对数字化车间的阐述及对军工企业特点的分析，论述了传统军工企业引进信息化技术打造数字化车间的必要性。数字化车间通过建立MES系统，提高了车间信息交流的畅通性和设备使用的灵活性。通过建立IPT协同设计系统，使得产品研制效率提高，缩短了产品研制周期。通过建立数字化生产管控系统，显现了管控系统对生产计划调整、任务监督、资源调配的便利性；建立物料配管模块，提高了物料、工装、产品管理管控工作的效率；建立质量管理模块，通过先进的检测、记录设备使产品质量可方便快捷追溯。

主要参考文献

[1]吕琳，胡海明.浅谈数字化制造技术[J].机电产品开发与创新，2009（1）：87-88.

[2]洪建胜.数字化车间环境下的MES应用[J].中国制造业信息化：应用版，2007（9）：51.

[3]李铁钢.钣金件数字化制造数据集成技术[J].河南科技，2013（3）.

数字设计与制造技术范文篇6

关键词：室内设计；数字艺术；教学模式；创新；改革

作者简介：马奕兰（1980～），女，本科，讲师，研究方向为室内设计实际操作与理论指导

一、引言

数字艺术从字面意思上解读就看以看出它是一种将数字技术融入艺术设计的新型设计模式，是适应数字化时代需求多种技术相结合而衍生出的一种有机的系统。在艺术设计中通过融入数字技术可以时设计的流程更加的简单化、快速化，同时也丰富了艺术创作的表现形式。将数字艺术特有的艺术表现形式融入到当代室内设计的教学过程中，不仅丰富了室内设计的创意教学，同时也对推教学的内容提出了更高的要求。室内设计教师应当明确数字艺术融入室内设计的教学模式与传统的教学模式之间的差别，发挥数字艺术在教学过程中的优势，促进数字艺术在传统室内设计中的发展。

二、室内设计传统教学的不足之处

室内设计作为一门综合性较强的学科，其教学目的是为了培养学生利用丰富的想象能力以及创造能力，按照现实空间的真实情况以及空间特点，运用电子信息技术的手段以及艺术创造的方法，规划出符合使用者心理和生理需求的舒适美观合理的室内环境。随着教育体制的不断改革，室内设计的传统教学模式和理念已经无法适应时展的教学需求，而其中的不足之处主要体现在以下两方面：

1）随着社会经济的不断发展以及生活水平的不断提高，人们对居住环境的要求也越来越高。因此，传统室内设计培养学生运用艺术创造方法以实际空间的具体情况为基础创造舒适美观居住环境的教学模式已经很难满足新时期社会的需求。传统室内设计的教学模式主要是加强学生的手工绘图能力，虽然对学生的动手能力等各方面有所锻炼，但手工制图花费时间比较长，且手绘的过程相当复杂也不容易进行修改。并且手工绘图通常都只在平面图纸上操作，对培养学生三位立体空间思维有所桎梏，使学生不能很好的对三维立体空间进行剖析。

2）传统室内设计的教学模式与新时代的技术脱节，在课堂上往往以教师为中心以“灌输式”的教学模式向学生进行知识的传授，又或是教师只注重对理论知识以及经验的传授而忽略了新技术在教学过程中的运用，使得学生的创造型思维在很大程度上被限制。当今社会是一个新技术、新思想不断涌现的信息化社会，新技术在社会生产中的运用极大地提高了生产效率，是促进社会经济的发展和科学技术的进步的动力。传统室内设计的教学模式往往忽略的学生的实践与操作，通常导致学生的作品缺乏实用性，无法满足当今社会发展的需求。

三、数字艺术融入室内设计教学的特点及优势

1）数字艺术融入室内设计教学的特点。在室内设计的教学过程中融入数字艺术是在提高教学效果的前提下将数字艺术与传统的手绘制图相结合，取长补短。对于设计师来说最重要的就是灵感，而在使用数字技术的时候很难将即时的灵感保存下来，这时就可以通过手绘的方式先将灵感及时的捕捉与记录，再通过数字技术结合手绘的框架进行绘制，并将其作为原始草图打印出来，再通过传统手绘的方式在草图上进行设计方案的绘制与修改，最后再通过数字技术进行更加精细的绘制。这种教学模式不仅使传统教学与数字艺术相结合，同时在制图过程中还能进行多次的修改，并设计不同的方案。

2）数字艺术融入室内设计教学的优势。当代室内设计的教学主要是对Photoshop、CAD、3DMAX等进行数字化的教学，而随着电脑信息技术的不断进步，出现了如GenerativeComponents等更加先进的设计软件。在室内设计的教学过程中：首先，教师应当让学生根据实际情况来建立设计思路；其次，利用CAD将具体的设计思路通过绘图表现出来；最后，通过三维建模表现出具体的空间内容再通过渲染等步骤让效果图更加的逼真。这种融入数字技术的室内设计方式不仅能避免数据计算上的错误，还对培养学生的三维立体思维以及创造能力有促进作用。同时这种数字技术与艺术设计有机结合统一的艺术变现方式，还能将理论知识以及抽象概念具体表现，并且使设计的过程更加的快捷方便而表现内容更加全面饱满。

四、数字艺术融入室内设计教学的应用

1）加大数字艺术在舍内设计教学中的力度。数字艺术这一艺术表现形式以数字技术作为基础，具有独特的艺术特点。教师在教学过程中运用数字艺术时，要让学生充分把握其与众不同的表现形式并了解其艺术精髓，从而培养学生的创造性思维，让数字艺术在室内设计的教学过程中发挥更有效的作用。

2）加强设计基础训练，提高专业素养。室内设计专业的基础课程包括：建筑结构、素描、色彩、构成制图等，这些基础技能的掌握不能培养学生在艺术方面的创造力和色彩造型方面的认知力，同时还能提高学生在审美方面的能力，让学生学会将理性认识作为基础，培养自身的感性认识，激发学生的创造性灵感。

3）加强设计实践。教师可以让学生进行设计实践，利用假期体验实践过程，也可以让学生自己拟定设计课题，与教师和其他同学进行研究探讨，从中发现自己还存在的不足之处。同时学校也可以邀请资深的室内设计师为学生讲解数字艺术在实际工作中的应用，从而拓宽学生的见识，并更好地发挥数字艺术在室内设计教学过程中的作用。

4）加强数字技术的运用。数字艺术在室内设计教学过程中的运用离不开数字技术，教师除了需要提高学生的艺术修养之外，还需要加强学生在数字技术方面的运用。如CAD、Photoshop、3DMAX等都是在室内设计中经常会使用的软件，所以，教师也需要加强学生在这些数字技术设计软件方面的练习。

五、结语

随着社会经济的不断发展，人们对居住环境的要求越来越高，社会市场对具有室内设计人才的需求量也在逐渐加大。为了满足市场竞争的需求，学校应当更加重视室内设计方面人才的培养，改革教学模式将数字艺术融入室内设计的传统教学，教师也要将培养学生的创造能力和自主学习能力作为教学目标，从而培养出更加适应市场竞争的室内设计人才。

参考文献

[1]李三一.郭浙兰.数字艺术用于室内设计教学的分析[J].美与时代(中).2015(02)

数字设计与制造技术范文

关键词：动画；角色形象设计；数字化

1数字技术介入角色形象设计

动画中的角色是动画作品中以生命形式进行活动的表演主体，设计师通过造型语言将动画作品的内涵和自己的审美将角色的特征表现为外在的可视的形象，使观者在欣赏的过程中产生审美想象与联想，并且通过动画作品的角色形象来理解作品真正的含义，角色形象是动画作品的灵魂，它主导整个动画片的表演情节和风格，它是决定动画成功与否的重要因素之一[1]。一部动画片不能没有生动的角色形象，虚拟的角色形象是动画中的“演员”，它决定着动画艺术的成败。大家所熟知的很多动画形象曾经带给我们无比的快乐和美好的回忆，这便是动画与众不同的魅力，它具有其他艺术不可替代的独特的娱乐性特征，是动画艺术的价值体现。动画片中具有生命力和艺术感染力的角色形象是动画设计的关键，它是动画设计师设计创造出来的。

数字技术是与计算机相伴相生的科学技术，它借助一定的设备将图像、文字、声音、影像等各种信息转化为计算机能识别的二进制字符0和1后，进行运算、加工、存储、传送、还原的技术[2]。因为在运算、存储过程中要借助计算机对信息进行编码、压缩、解码等，因此也称为数码技术、计算机数字技术等。

数字技术介入动画领域后，动画的角色形象设计也发生了转变。数字角色形象既可以存在于虚拟空间，也可以活跃于现实世界之中，当虚拟形象的象征意义被人们认同以后，将成为现实生活中的一种文化象征物。例如：QQ的吉祥物QQ企鹅作为数字虚拟的角色形象，它的存在与影响力并不是因为以数字技术虚拟了一只可爱的企鹅，而是在于这个虚拟的企鹅形象在跨越时空的网络人际交流平台中扮演了一个为人们提供方便、快捷通讯服务的角色，成为QQ的象征物，如图1所示。

2数字动画角色形象设计的特征

动画艺术经过百年的发展历程，已形成百花齐放之势。而几乎每一部或长或短的动画片中都不缺动画角色的表现，尤其是商业动画中，动画的角色的“表演”起着举足轻重的作用，因为它直接影响到动画片的吸引力以及动画衍生产品开发的成功与否。纵观百年动画角色造型，固然呈现出形式多样、风格各异的特点，或抽象或写实，或恬静或动感。处于数字时代的背景下动画角色有哪些代表性特征呢？在这里将动画角色形象特征进行梳理。

（1）技术特征。在动画角色形象的设计创作过程中运用数字技术具有很大的便捷性，动画形象在电脑诞生之前只能用徒手绘制的方式来创作，一个动画师的动画稿月产量是1500张左右，可是在电脑诞生以后运用数字技术进行动画创作，动画师的动画稿月产量提高了一倍，由此可见数字技术的力量是巨大的，动画师只需在软件中运用鼠标选择相应的工具就能画出需要的形状和效果。和传统的手工绘制动画形象相比，运用数字技术绘制角色形象更方便快捷，描线一次完成，上色颜色一致，界线准确，绘画过程中如果产生错误，可以用撤销工具撤销错误的操作或者运用各种虚拟工具进行修改，并且画面上不会留下痕迹。计算机图像可以多次拷贝、粘贴、放大、缩小、翻转、移位等，这些都是传统手绘达不到的。数字技术的介入带来绘画工具的便捷性，大大的提高生产效率，可以有效缩短动画制作周期。

（2）艺术特征。数字动画角色形象设计目的就是最大限度的表现作品的艺术性。数字时代动画的最大特点就是能够创造一个虚拟的数字世界，表现现实生活中无法满足的视觉图像。动画角色形象比起其他任何艺术形式都要更加充分、更加自由，更具有想象力、创造的空间。动画王国是梦幻的王国，具有高度的假定性和超现实性。想象性与创造性是动画的生命，动画造型有着无限的自由创作空间，动画中的角色形象是虚构的，是设计者根据脚本的需要和按照审美及美术规律设计制作的形象。比如，指头大小的精灵或是三米高的巨人，它可以不受自然规律的限制，不受时空限制，局部的造型、角色的位置比例关系都可调整，可以制造出虚幻、奇妙、诡异的视觉形象；可以让人物上天入地、随心所欲；可以让神仙鬼怪、动物植物充满人性，使用人语；可以展现生活中没有的某种超自然的神力。数字时代动画角色形象的艺术性特征更加充分的表现。

（3）技术与艺术相结合特征。动画是“会动的画”，虽然这一解释不够严谨，但却让人很容易理解，其中包含了“动”和“画”两个重要方面，“画”强调艺术性方面的要求多一些；“动”是对技术有较高要求[3]。动画是一门独特的艺术形式，技术领域的每一次革新都影响着动画的艺术表现力，艺术家的创意构思和丰富的想象力也一次次对技术提出更高的要求，而且成为动画制作技术进步的内在主要因素。从艺术发展的历程看，艺术的每次的变革和进步都与科学技术的发展密切相关。艺术创新与技术进步如影随形，几乎某一新形式的产生都是以某种新技术为基础的[4]。数字艺术要体现审美质感，必须依托于一定的艺术形象。就数字艺术的艺术形象而言，它的生成和表现都借助于数字技术的发展，而数字技术的发展水平往往决定着数字艺术的高度。数字艺术涉及不同领域的技术，数字艺术创作者有时候不能单独完成，而是根据需求与各类技术人员合作完成，最后出来的是共同创作的成果，因此，动画具有“技术和艺术完美结合的特征”[5]。

动画形象的数字化设计，将科技与动画艺术成功的链接，集中体现出技术和艺术手法的结合。影片《玩具总动员》就是将科学技术与动画艺术完美结合的代表性作品，运用现代化的技术，该作品中动画角色形象设计、场景、视听效果等方面将作品推上了新的高度。动画的发展对技术也会提出新的更高的要求，从而促进技术不断提高。数字化动画形象正是“富含技术的艺术作品”的集中体现。

3数字技术对动画角色形象设计的影响

数字技术对动画艺术和动画角色形象的设计都产生了很大影响，具体表现在以下方面：

（1）数字技术带来动画角色形象设计的便捷性。人类历史上工具的进步会带来文明的发展，数字技术的产生同样给动画发展带来质的飞跃。数字化时代动画角色形象设计具有便捷的虚拟动画制作工具方便于修改，大大的提高了动画制作效率；数字动画的角色形象采用数字化的储存形式，只占用几MB电脑空间，时间长了也不会改变画质，还可以反复的利用；如果存储在便携式移动存储设备里携带方便，数字化图片的存储空间较小，而且网络已经普及，动画师足不出户就可以游遍世界名胜古迹，采集创作素材。这就可以使动画师能够轻松建立庞大的数字化创作素材库。

（2）数字图像技术支撑数字角色形象的生存。数字动画角色形象的运动依赖于数字虚拟的图像空间，数字角色形象的传播依赖于数字网络平台及数字图像存储介质，总之，数字角色形象的生存离不开数字图像技术的支撑。这是数字角色形象与其他方式塑造的角色形象最主要的不同之处。从手绘草图到数码图像的扫描采集，从二维数字图像绘制到虚拟三维空间形象的创建，从静态数字图像到动画数字影像。从单一的角色形象到声音与画面互动形式，数字动画角色形象的发展与数字图像技术的发展密不可分。

（3）人机互动技术使数字虚拟角色形象更具生命力。在数字网络传媒中的数字角色形象不仅体现了数字图像生成技术的特点，同时体现了数字图像传播技术的革新，网络传播中的人机互动技术使数字虚拟角色形象更具生命力。通过受众与数字角色的交互，增强了受众身临其境的融入感和人机互动的趣味性，体现了虚拟现实的实质特征。通过虚拟角色启发人们的思维、构想现实环境和体验获取信息过程的最终目的[6]。数字图像技术与图像传播技术的进步为数字角色形象带来了广阔的发展空间，对数字时代的审美和娱乐消费都产生了巨大的影响，成为数字角色形象走向大众化的重要前提和基础。

4总结

动画角色形象设计凭借数字技术和数字设备的推动在数字化时代得到迅猛的发展，它具有便捷的虚拟绘画制作工具；无限制的修改；保存、携带、传播的便捷性；轻松建立庞大的数字化素材库等一系列鲜明的特点。数字化角色形象的传播领域变得更加广阔，动画角色形象设计运用现代的数字技术将体现出艺术与技术相互交融的数字艺术形象。

数字时代，数字化动画角色形象可以促进信息文化更广泛更便捷的传播，带动动画产业及周边产业的发展，从而提升角色形象的艺术价值和商业价值，更好的满足大众的生活娱乐需求。

参考文献：

[1]王淑敏.动画造型设计[M].辽宁美术出版社，2009.

[2]廖祥忠.数字艺术论[M].北京：中国广播电视出版社，2006.

[3]沈巾力.数字角色形象设计[M].西南师范大学出版社，2009.

[4]李立.传播艺术与艺术传播[M].中国传媒大学出版社，2009.

[5]王虎.数字媒体艺术[M].华中科技大学出版社，2008.

数字设计与制造技术范文篇8

关键词：数字化设计；设计技术；农机设计

1数字化设计技术的含义及特点

1.1含义。农业机械设计需要结合使用方向来进行，优化功能组成，这样在使用阶段可以降级故障发生几率，农业生产任务也能够高效完成。数字化设计理念在农机产业中虽然应用实践较短，但却取得了很好的成果，所设计的机械结构更能够满足使用需求，基于计算机设备完成的设计任务，可以节省数据分析运算所用时间。借助计算机中的功能软件，能够轻松的完成图纸绘制工作，并通过系统模拟来观察运行期间的设备稳定性，最终得到的产品生产方案更安全可行。

1.2特点。数字化技术是科技发生的成果，农机生产行业正在向自动化控制方向发展，要求设计环节科学高效，必然会应用到数字化技术。分析技术应用特点可以了解到，在设计时间上有明显的节约，可以同时完成多项任务，包括数据的录入与运算，帮助提高产品设计效率。数字化技术还能够结合使用需求对设计方案做出优化，并通过计算机软件来完成设备的运行模拟，这样所确定的最终方案更安全可靠，有效的降低来生产成本。传统设计方法中，需要同时得出多种设计方案，增大了工作任务的难度，这一点在数字化技术中得到来解决。

2当今数字化设计技术研究的热点

2.1计算机辅助概念设计（CACD）。新型技术的应用离不开计算机设备，农机设计过程中会涉及到大量的图纸绘制，计算机绘图软件可以完成这一任务，在工作任务开展期间，技术人员将所得到的参数输入到计算机中，选择相应的功能，便能够将机械图形展现在其中。目前管理图纸绘制的软件也正在完善，功能也有明显的增多，为农业机械设计提供来便捷性。

2.2知识工程（KBE）。知识工程在数字化设计技术中的应用愈来愈广泛。现代设计之所以不同于传统的设计，是由于市场、竞争和技术进步形势的变化，它比过去任何时候都更加依赖于对新知识的获取，而不是依赖经验。过去的一二十年间，在人工智能和知识工程等领域发展起来的基于框架、规划、模型、本体等多种知识建模技术，主要是为实现计算机对知识的智能推理，提高计算机智能服务的。对于新知识的获取，通常有以下几个来源：已有知识；市场信息；数字仿真或虚拟现实；物理模型试验；样机试验；已有产品运行表现。

2.3虚拟原型（VP）。虚拟原型技术，近年来作为数字化设计的一个重要的分支，得到了人们的普遍关注。虚拟原型技术是在CAX（如CAD、CAM、CAE等）/DFX（如DFA、DFM、DFS等）等技术基础上发展而来，它将信息技术、先进制造技术和先进仿真技术等应用于复杂系统全生命周期，并进行综合管理，从系统的层面来分析复杂系统，支持“由上至下”的复杂系统开发模式。虚拟原型是根据产品设计信息或产品概念产生的在功能、行为和感观特性等方面和物理原型尽可能相似的可仿真的计算机模型。虚拟原型技术经过近十年的发展，已经可以部分替代物理原型，在产品设计中得到了广泛的应用。

3农业机械数字化设计技术的发展趋势

农业机械属于制造业的范畴，门类广、种类多，市场需求潜力巨大，据统计，目前我国农业机械产品拥有14大类、95小类，3000多种产品。尽管我国能生产的农业装备品种很多，但产品技术水平、产品结构与发达国家还存在相当差距。在构型设计方面除了利用计算机辅助设计加速产品开发的同时，基于知识工程，利用计算机仿真对产品性能进行预测以优化产品结构也得到了人们的关注。在农业机械产品概念设计方面的研究也有学者开始涉及。今后数字化设计技术在农业机械中的发展趋势，应注重以下几点。

3.1突出产品创新设计。设计过程中应当突出产品的使用功能以及创新性，消费者在购买机械设备时拥有更多的参考。应用数字化技术后，设计阶段创新理念可以更好的展现，结合农机设备使用阶段容易发生的故障问题来进行，将故障发生几率降至最低，这样才能够降低农业生产的成本投入，确保设备具有消费市场。农机设计生产企业有很多，只有突出设计阶段的创新性，才能偶在激烈的市场竞争中占据有利位置。可以明确，产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。

3.2重视虚拟现实技术。虚拟现实技术的出现，给产品设计带来了一场新的革命，它集3D图形、声音等多媒体为一身，让设计者/用户身临其境的感受产品的设计过程，体验其性能，从而提高设计的成功率。该技术在农业机械设计及制造中非常重要。对于结构复杂、设计困难、设计周期长的大型农业机械的设计，采用虚拟现实技术，既便于模拟产品的某些性能，又便于设计人员对产品的修改，更便于用户针对产品的原型了解产品的结构和性能等，提出反馈意见，加快了产品投入市场的速度。目前国外已提出了两种基于VR的工程设计方法，一种是增强可视化，它利用现有的CAD系统产生模型，然后将模型输入到VR环境中，用户充分利用各种增强效果设备如头盔显示器等产生临境感。另一种是VR-CAD系统，设计者直接在虚拟环境中参与设计。国内相关的研究才刚起步，尤其是VR在工程上的应用方面还缺乏一套较为完善的理论和方法。

3.3强调产品协同设计。农业机械制造企业面临着新的商业环境，如产品定制需求的增多；跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等，因此，产品设计制造的协同是现代企业适应全球经济的重要手段，也是我国发展农业机械行业乃至整个机械行业所需要瞄准的方向。据估计，发达国家制造企业在新产品的开发过程中往往有40%~70%的工作是与其他企业和合作伙伴共同完成的。如何从浩瀚的产品资源中选择合适的为己所用，这就提出了在已有知识库中的搜索算法实现问题。PTC公司的Web服务器上保存了众多世界领先的零件供应商的百余万个零件，且每月增加几万个新的零件。尽管象PTC公司这样将所有资源都纳入自己的服务器的做法在搜索算法实现上较为容易，但在我国目前采用是不现实的，并且从长远看也不是方向。一个可行的办法就是由供应商在自己的服务器上提供零件的资源信息，这样采用什么特征及其参数引导在众多的供应商之间搜索，以及如何实现客户端各种异构的应用系统与服务器各种异构数据库之间信息的传递就成为研究的方向。农业机械在农业经济和农业的发展中始终处于十分重要的地位，将数字化设计技术引入农业机械行业是改变传统农业机械生产方式，用新技术改造传统农业，支持新兴农业技术，提高农业竞争力的重要手段。

参考文献

[1]王维亮.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].才智，2013（7）：126.

数字设计与制造技术范文篇9

关键词：数字化；制造技术；汽车；质量管理

1数字化制造技术的内容

通常情况下，认为数字化制造技术的技术基础是计算机的虚拟制造，利用虚拟的功能，在没有制作样品的情况下，对产品的设计、制造、安装、质量检测等阶段进行模拟，降低产品从设计到制造之间的不确定性[1]。在计算机的模拟技术中，生产制造的过程在数字空间压缩和提前，并得到检验，能够提前发现在实际的生产制造中可能会出现的问题，并及时改善，使实际的生产过程和生产系统得到优化，在节约研发费用和研发时间的基础上提高设计的成功率。

2数字化制造技术的具体工作流程

数字化工厂系统是数字化制造技术在工艺领域的综合运用，也为汽车的供应商和制造商提供一个共享工艺信息的开放平台，企业在这个平台上能够实现制造各个流程的模拟，并且共享制造的信息，顺利制造产品。数字化制造技术的具体流程包括：①从设计部门获取产品（汽车）的数据；②从工装工具和汽车生产部门获得资源数据；③对制造工艺进行规划；④对制造工艺进行验证和仿真；⑤客户化输出。

3数字化制造技术在汽车制造中的实践

数字化制造技术从汽车的开发到质量检测都能够模拟，能够大幅度提高汽车的开发质量，因而得到在汽车制造中得到应用普及。数字化制造技术在汽车制造流程中的应用包括了质量管理、冲压、白车身、涂装、总装、动力总成。1）在冲压中的应用。仿真冲压生产线能够分析动态力、材料流，检查模具干涉，从而对汽车的设计加以验证。其主要优点是：利用3D在设计阶段就能够更好地沟通，检查早期设计错误、优化运动学、工艺设计同步进行、降低工作时间。2）在白车身中的应用。汽车制造中白车身的制造主要是焊装，通过自动分配焊点、自动选择焊枪、可达性分析、离线编程等工具的使用，优化管理白车身的工艺流程（设计、仿真、优化、方案验证），并将白车身制造过程中的信息及时更新、共享，加强生产线供应商和主机厂的交流合作。3）在涂装中的应用。仿真涂装生产线，利用可达性分析、离线编程、标准工序等工具动态分析涂装流程，并对多种概率分布，比如正态、经验分布做统计分析，输出相关的统计分析图，利用这些分析图优化设计方案。4）在总装中的应用。数字制造技术在总装生产线上主要是对生产工艺进行规划，包括定义装配操作和装配次序，分配需要装配的零部件。在总装中可以利用的技术有三维仿真分析、静动态干涉分析、装配间隙分析、支持生产装配分析、工具可达性分析、装配可视性分析等等，利用仿真人工装配操作优化操作的场地和装配循环的时间，并且制定方案设计和排产计划[2]。5）质量管理。利用数字制造技术对汽车制造的质量进行管理，在设计上优化公差和装配方案，并以定义的质量特征为依据；在离线的状态下生产测量程序，供数控机床或者是坐标测量机使用。对比CAD模型的尺寸信息，分析和优化汽车的质量控制。

4数字化制造技术在汽车质量管理中的应用

车身的质量是汽车质量控制的重点内容，其中包括了钣金连接强度、内外观性能、装配难易性等，而这些又都和制造的精度有着密切关系[3]。控制汽车制造精度技术控制汽车各种尺寸，因此需要控制和管理尺寸偏差。汽车的机构比较复杂，一般只看车身装配就包括了四百个左右薄板冲压零件、一百个左右装配站、两百个左右夹具和四五千个焊点，还包括内外饰件，过多的零件会积累尺寸偏差，必须在汽车质量控制的全过程对尺寸偏差实施管控。1）设计阶段。在数字化制造技术中有一种叫做产品保质设计的设计方法，利用仿真分析工具模拟原型，并将后续的制造问题也考虑在设计当中，优化设计方案和设计工艺。在设计中利用的仿真分析工具是3D尺寸链和仿真产品，在其制造和装配的过程中对产品的尺寸偏差进行预测，并分析导致偏差的原因，判断设计的尺寸能不能够达到要求，如果不能达到要求，就会给出整改方案。2）制造阶段。在加工制造汽车的过程中，对质量进行控制的是CMM和CNC，CMM是指数字化的设置、仿真与模拟三坐标测量仪，而CNC是指数控加工设备，利用这两个设备做到制造阶段的离线编程和在线监测。3）汽车生产阶段。跟踪、分析和从工厂各类测量设备中获取的生产质量信息，利用对数据的深度关联分析找出能够解决问题的方案，在降低成本的同时提高汽车的质量和生产效率。

5结束语

在汽车质量管理中，数字化制造技术是未来汽车行业会普遍应用的技术，也是汽车行业在市场竞争和科技发展下的必然选择。只有融合了高科技技术的汽车制造，才能够满足人们对汽车质量的要求，保持汽车行业的健康可持续发展。

参考文献：

[1]黄川.全面质量管理方法在汽车制造业的运用——以江铃汽车全面质量管理运用为例[J].南方农机,2014(6):9-11.

[2]周会霞,孙会玲.汽车质量管理中数字化制造技术的实践[J].科研,2016(8):82.

数字设计与制造技术范文篇10

透过闪烁着微弱荧光的电脑屏幕，一辆汽车打着趄趔撞入墙壁，警报灯骤然亮起，车内机器人急速转身，三个栩栩如生的模拟人飞快冲上前去，将散落的零件组装起来……

这样的情景很容易让人联想起电脑游戏中的画面，而实际上，这是急速变化着的数字化汽车制造技术的一个片段。计算机模拟和合成技术――也可统称为数字制造技术，正为汽车业和飞行器制造业创造源源不断的利润。

“数字化”的背后

隐藏在“数字化制造”五个字后面的哲思，是通过信息技术的整合，令生产计划、资源配置以及产品生产得以同步进行。从前，任何设计上的微小失误、生产过程中的瑕疵都会造成无法弥补的损失；如今，这些潜伏着的“隐患”在模拟实验阶段就被排除，公司新产品推向市场的速度大大加快。咨询机构CIMdata预测，未来三年内，用于数字化制造技术的投资将每年增长25%。

首席信息官（CIO）在这场变革中所起的所用可是非同小可。“他们堪称企业内部信息技术的专家，数字化生产是信息技术应用的重要领域”，Pratt&Whitney（加拿大）公司首席信息官AmalGirgis说。在这场技术变革浪潮中，CIO的角色是多重的：他既是预言家，透过扑朔迷离的表象准确预测出未来的竞争态势，又是企业内部变革的有力推动者和中坚力量。与技术工程师和生产管理者相配合让CIO们对产品信息结构作出合理安排，用数据整合令企业各业务子系统做到有机结合，同时机敏识别出哪些领域最适合首先采用数字技术。“为迎接数字化浪潮的到来，你有必要对企业进行‘再造’（reengineer），创造出一种信息共享的企业文化”，亚利桑那大学研究管理信息系统（MIS）的MichaelGrieves说。

“几无瑕疵”的产品

仅几年前，Pratt&Whitney公司(P&WC)的一款飞机引擎，从投入研发到推向市场还需要五年；到今天，因为有了先进数字技术的支持，产品的研发周期缩短了两年。P&WC还在设法令它的研发周期更短，到两年半。今天的福特汽车公司、通用汽车公司和戴姆勒-克莱斯勒公司都在矢志不渝地推动数字技术应用于商业领域。CIMdata的调查（2003）显示，采用了数字化技术的公司，其产品推向市场的速度增加了30%，重复设计减少了65%，生产规划（planning）流程精简了40%，平均产量增长了15%。

2000年，当通用汽车第一次运用数字化模型来模拟汽车设计时，当年的成本节约便高达7500万美元。另一项里程碑意义的杰作来自对现场操作的精确模拟，通过该技术，更多有关人类工程学的难题可谓迎刃而解。如今，通用在全球范围内拥有25家模拟实验室，公司新产品以3D图像显示在屏幕上，设计师和技术专家通过研究这些图形，可以开发出合理的零部件体系和生产流程，从而极大地避免了生产过程中的冗余。

自从数字化技术得到广泛应用，通用汽车公司已见证了许多“无瑕疵”产品的诞生。通用公司流程信息主管TerryKline说：“以前，要找到生产工序中需改进的地方，你必须实地造出一辆汽车来；而现在，我们可以把这项工作交给计算机去办。”在戴姆勒-克莱斯勒公司，由于数字技术的引进，德国新工厂的建设时间减短了30%，建设成本降低到原来的90%。新产品的生产规划时间少了30%。

技术进步功不可没

数字技术何以如此风靡？来自软件开发商技术的长足进展功不可没。如今数字技术已达如此地步――用计算机模拟分析得出的结果和实际生产流程几乎可以毫分不差。“成本的节约是显著的”，AMRResearch副总裁KevinO'Marah说，“如果你在设计中考虑到生产工序，你就可以提前获知设计的大概成本和实现量产所需的各种资源。”

然而要令这一切都成为现实，你还要准备付出巨大的费用――数字化制造软件通常价格昂贵，功能复杂。此外，商业流程的改变也是必须要应对的难题――欲令生产和设计团队在尽可能早的阶段投入产品开发，你必须做好企业文化巨大跨越的准备。另外，就大规模制造而言，新技术、新方法的应用绝非一蹴而就，其间会遭遇到很多观念上的阻力。很多中层主管对数字制造软件供应商提出的方案表示怀疑，即便勉强采纳了也难以承担随之而来的管理体制变动风险。而要令生产变得更加“数字化”，绝大多数厂商必须完成观念上的转换，毕竟经改造后的生产流程与企业旧的流程有着天壤之别。

在传统经济年代，设计和生产有着明显的顺序上的差别。工程师们应用计算机辅助设计软件对产品设计方案进行改良，然后将它们提交给技术专家，后者使用专门工具测算产品的生产成本、所需设备等等。接着需要测试制造的可行性，及时修正各种问题，然后再进行测试，再修正，等等，如此循环往复。这样的方式极大地延缓了产品推向市场的速度，制造成本大大增加。“如果不使用模拟技术，诸如遗漏三到四个焊接点这样的错误会经常发生”，Grieves说，“现场模拟可以很好地解决这个问题。”自模拟技术应用以来，工程师们便可以在尽可能早的时间获知哪些部分需要改进，那些流程需要更新。对已经建成的生产线来说，一个正处在设计中的产品的数字化展示（representation）可以让工程师们知晓焊接点的状况，机器人是否按设置执行了指令，等等。

不要“为技术而技术”

在戴姆勒-克莱斯勒公司，“数字化制造”让生产部门和设计部门的交流变得轻松自如。在2003年举行的一次模拟方案交流会上，设计师和技术专家们对一个特制组件能否被嵌入车体产生了分歧。过去，这样的讨论动辄以月计。如今，一个半小时的会议就可以轻松敲定。两方专家集中到会议室，组件结构和工厂布局都显示在屏幕上。答案很快出来了：工人应进入车内，用最平常的动作将零部件组装进车体。“生动的图像胜过千言万语”，戴姆勒-克莱斯勒首席信息官Unger说。

数字化制造软件的高额投入要求它的使用者将“数字生产”当作公司战略考量的核心。美国轮轴公司（AAM）将数字化生产当作它实现“高效企业”（leanenterprise）的重要战略。AAM首席信息官AbdallahShanti说：“北美制造业面临着来自全球各方面的竞争，惟一办法是保持创新――不仅仅是产品上的创新，还有商业流程上的创新。”

数字设计与制造技术范文

陶瓷造型设计专业已经成为高校的冷门专业，虽然陶瓷设计作为一种传统艺术，但由于受众人群少，因此很难获得学生的认可。传统的教学缺乏实践性和趣味性，对学生的兴趣提高产生消极影响。因此，新时期的陶瓷造型设计教学主要任务就是采用能够激发学生兴趣的方法，数字交换技术具有直观性、高效性，其应用具有积极意义。

数字交换技术的应用优势

与传统的教学相比，数据交换技术在高校陶瓷造成设计专业中的应用具有一定的优势。首先，这种教学方法将学生视为教学主体，通过清晰化的教学内容来激发学生的兴趣，现代教师需要掌握的是教学技术和教学技巧，而传统的陶瓷造成设计在案例提供时还需要教师做大量的准备工作，很明显数字交换技术提高了教学效率。陶瓷是居家必备的一种生活用品，目前，陶瓷的应用领域不断扩大，教学中要充分认识陶瓷的全新的应用，而这恰恰需要信息技术来完成。数字交换技术一定程度上提出了多种设计方法和全新的设计理念，为陶瓷造成设计提供了前提条件。数字交换技术还开发了设计潜能，设计与理念之间有着密切的关系，多媒体课件的展示更容易激发学生的想象空间，使其设计不拘一格。

数字交换技术的实现过程

要发挥数字交换技术在陶瓷设计教学中的作用，首先要采取正确的教学方法。注重理论与实践的结合，注重多媒体等先进教学方法的应用，才能提高陶瓷设计教学的效果。

1.数字交换技术与理论教学的结合

教师首先要了解数字交换技术，并利用这一技术制作需要的教学课件。将理论渗透给学生，并且不断的将理论与数字交换技术相结合。设计与理念和思维是分不开的，因此除了强调方法外，设计教学中还要重点强调思维。教师要善于通过多媒体的优越性，激发学生的兴趣，活跃学生的思维。当然，基本功不能忽视，把握好教学节奏是教师的重要任务，教师应根据课堂内容进行多媒体课件的准备，发挥其补充作用，并且定期对学生进行测试，根据其表现对教学做出适当的调整。

2.多媒体的正确应用

现代教学中，多媒体扮演着重要角色，在多个学科的教学改革中都提到多媒体。设计离不开图形，更需要多媒体来补充。合理的利用多媒体可以丰富教学资料，构建现代化的课堂教学模式，提高教学效率。在陶瓷设计中我们可以应用计算机计3dsmax技术、MAYA技术等。教师应换位思考，从主讲人转变为主动与学生分享，使学生自主了解优秀网站、优秀设计作品，讨论设计过程从而合理化设计过程。总之，要合理使用以计算机和多媒体为主的多种现代化的教学方法，实现数字交换技术在陶瓷造型设计中的应用。

数字交换技术在陶瓷造型设计教学中的应用实例

1.数字交换技术模型制作

要应用数字交换技术，要从素材的模型制度开始。具体讲数字交换技术的素材模型制作可分为：静态的动画素材、动态的贴图设计素材和素材模型制作交互素材模型等。这些技术的实现是shader设计的基础。课件数字交换技术是一项复杂的过程，要完成这一过程，需要教师掌握扎实的计算机3dmax等制作手法，了解内页层级制作、脚本制作编写等多种内容，做到精心设计，目的明确。教师准备的越充分，学生的接受程度也就越高。

2.陶瓷造型特色shader的设计和制作

陶瓷的广泛应用早在我国古代就有发生，当代人反而对这种古老的艺术显示出陌生，目前优秀的陶瓷设计师少之又少，这与高校的教育之间存在着必然的联系。我们将陶瓷造型特色shader的设计过程进行分析，提醒现代陶瓷设计教学中，采取合理的方法，培养专业的设计人才。陶瓷造型设计中要注意节省资源，灯光的使用就值得思考。Shader基本原理认为，通过在一张可以展现特殊质感位图上进行颜色提取，之后将所提取的颜色映射到对应的陶瓷模型表面，这就是一种特殊的Shader设计方法。其中，质感图的选择决定了图片的效果，需要设计师根据其理念设计出不断变化的陶瓷作品。

总结

数字设计与制造技术范文篇12

当前社会正在经历着一场变革,那就是信息化的变革,信息化的变革依托于数字化的变革,这种变革现在已经广泛地渗透到了社会的各个领域。世界正在进入成熟的数字化时代,数字已成为贯通世界所有人群、行业的基本要素。谁领先拥有不断刷新的数字化技术,谁就名列前茅,如不把握数字化技术,必将落后挨打以至于被淘汰。这是一种趋势、也是一种势不可挡的潮流。

在国外发达国家,尤其是美国、日本、韩国及欧洲等国家和地区,数字艺术产业已经成为重要的支柱产业。美国是当今世界上最大的动画生产和动漫产品输出国,包括动漫业的文化产业早已名列6大支柱产业之一,在其国内产业结构中仅次于军事工业,位居第二,动漫及其衍生产品的出口额甚至超过了汽车和航空航天工业的出口。日本是仅次于美国的第二大动漫生产国,数字艺术产业的出口额是其钢铁出口额的4倍,包括动漫业在内的文化产业成为仅次于旅游业的第二大支柱产业。韩国政府十分重视数字艺术产业的发展,专门成立了“文化产业振兴院”,对动漫产业在政策和财政上给予很大的支持,使韩国在短短的10多年内一跃而成为第三大动漫产业国。英国数字艺术产业所创造的年产值已超过了任何一种传统制造业所创造的产值。

印度近几年数字艺术产业的发展,使其的综合国力得到很大的提升。

近几年,中国对发展数字艺术产业给予了前所未有的高度重视,使我国的数字艺术产业已经成为最具潜力的产业之一,同时也成为信息技术及文化产业中一个重要的阵地。数字艺术产业正在带动其它相关产业,如计算机硬件、软件、网络通讯以及运营、出版、媒体、医疗造像、军事、制造业、娱乐休闲等诸多产业的迅速发展,有力地推动了国民经济的飞跃发展。同时,政府建立了一批动漫游戏产业发展基地,专门设立了高达30亿元人民币的动漫产业发展专项资金,支持优秀动漫原创产品的创作和生产,并为创立我国原创动漫品牌和培养数字艺术创作人才,精心营造了良好的政策环境。

随着数字技术的不断发展和创新以及信息传递方式的多元化,数字艺术领域正日益拓宽,其中动漫技术就包括了二维艺术动画、三维计算机动画、网络动画、四度立体全息影视动画等泛动画现象,手机游戏、网络多媒体、影视广告、电视节目制作、科技成果演示、虚拟漫游、娱乐休闲、模型玩具等领域都被叫作数字艺术,而事实上这些概念反映的是艺术与计算机相结合之后的一个发展历程,并且,作为不同的分支,都在朝着各自的方向深入发展。由于数字艺术领域发展太快太广,似乎很难给数字艺术下一定义,然而,还是可以把数字艺术定义为:“使用以下三种方式的数码技术的艺术,将他们成为作品、将他们成为过程、或者是事物本身”。当然,对数字艺术的定义,并不是希望区分数字艺术与其他艺术的界限,而是为了获得数字技术对于艺术领域的影响,尽可能地使数字艺术完善起来。

二、科技进步,教育先行

艺术伴随着人类的诞生而诞生,千百年来,人类科技的进步时时触发艺术创作的灵感。著名科学家李政道教授曾经讲到:“科学与艺术是一个硬币的两面”,意指艺术与科学殊途同归、不可分离。在计算机技术和网络技术飞速发展的今天,科学更加成为了艺术创作的现实工具和传播载体,也因此而诞生了数字艺术和新媒体这些新的领域。同时,艺术又往往先于技术而行,良好的艺术构思往往可以在具体操作过程中促进技术的发展。有新的领域的诞生,就需要有教育的跟进,所谓“科技进步,教育先行”,教育是社会生产力、生产关系和意识形态的反映,同时又对它们给予影响和作用,科学技术的发展对于教育领域的影响是显而易见的。科学技术对艺术的影响在近代历史上也已经发生过多次,每一次都催生了新的艺术门类以及在此基础之上产生的新的艺术教育门类和学科。因此,积极探索一条适应产业发展的数字艺术教育之路,是中国高等艺术教育义不容辞的责任。

三、我国数字艺术教育现状分析

由于我国数字艺术产业发展的时间较短,数字艺术教育的起步更晚,目前,国内数字艺术教育的专业教师的知识与能力结构不合理,大部分专业教师为本科计算机专业或美术设计院校毕业,教师的年龄结构普遍年轻,真正具有数字艺术制作经验又有教学经验的高学历教师少之又少,高端人才更少。甚至存在“美术加计算机等于数字艺术”、“掌握计算机软件的能力等于掌握数字艺术能力”等错误概念,出现了懂艺术的不了解计算机技术,懂数字技术的却往往缺乏艺术基础的现象,而且工科类院校单纯注重数字技术应用,艺术类院校只注重艺术创作能力培养的弊端已经显现,导致培养出来的人才普遍存在理论性强、实践性差,不能满足企业的岗位要求。而且,大部分院校新办的数字艺术专业的学术基础薄弱,人才技能层次过低,人才培养模式的落后,这些都严重影响教学质量与教学效果,不可避免地导致教与需之间的脱节,使数字艺术教育难以适应产业调整所带来的需求变化,因此,目前产业急需的数字艺术专业人才缺口非常大,就影视动画方向的调查数据表明,2008年的人才缺口为80万。这已成为制约数字艺术产业发展的瓶颈,同时也使得数字艺术企业的运行成本居高不下,降低了企业的竞争力,这些都是制约技术发展、阻碍产业进步的重要因素。因此,数字艺术专业人才的培养已成为政府、行业协会、企业及社会各界都非常关心的问题。

四、数字艺术教育的构架思考

教育的好坏需要社会的检验。我们不能脱离社会的大环境来讨论人才的素质结构及其培养模式。目前,对于数字艺术教育来讲,最为紧迫的是,明确数字艺术教育的培养目标,构建完整的数字艺术教育体系、教育模式,系统规范的数字艺术专业教材,打造课程与实训之间的创新平台。

由于数字艺术具有很强的针对性和应用性,加上数字艺术横跨艺术、技术两个领域的特性,这就要求数字艺术行业人才的培养也要实现艺术和技术的结合。因此数字艺术人才培养目标应该是:以培养德、智、体、美全面发展的,融艺术与科学为一体的,具有敏锐的观察能力、丰富的表现能力、扎实的动手能力、既具备艺术素养和精通专业技能,能将数字艺术语言、运动规律体现在计算机相关的应用中,又能依据相关软件进行数字艺术新作品的创作与研发,更能适应行业发展和技术进步要求的高素质应用型人才。

要培养高素质数字艺术专业人才,传统的艺术设计教育体系和教育模式显然不能适应数字艺术教育的要求,更不能适应行业和市场的需要。但通常的大学教育规律,是相对稳定的,几年调整一次,不可能随便更换。而数字艺术行业发展很快,时常会有非常大的飞跃与更新,可能在今天需要几个小时完成的功能,在新的软件里只需几分钟就可以帮你完成了,如果你还只是维持一、两年前学到的软件,那么效率就要比别人低得很多,加上行业所发展的新的东西很难反映到大学里来,因此如何以产业发展和行业需求为切入点,和著名企业联合办学,整合优质教育资源,并以项目驱动和实训环节为主,坚持把实训贯穿于整个教学的始终,搭建合理的实训平台,使学生所学到的知识结构完全符合企业和就业的要求。从而使课程、实训、就业构成一个系统的、互动的数字艺术教育体系。

要建设一支综合实力较强的师资队伍,邀请企业、机构的业内专家担任教学顾问和客座教授,通过专家将数字领域比较前端的东西,比较高技术的内容带给学生,使学生充分掌握行业经验、技术经验。同时,基于团队的项目学习模式和多层立体教学模式无缝链接学生职场生涯,真正让学生成为企业需要的人才。

在课程设置上,要以市场需求为导向,引进企业的核心项目进行教学,贴近企业对人才的实际要求,按照行业、企业的需要来确定专业课,再根据确定的专业课来按排专业基础课,根据行业和企业的用人标准来制定完整的课程体系。

在课程体系上,可以采取模块化方式,将人文科学、前沿技术分解到相关模块,加强学生整体素质的培养。由于数字艺术教育的范围很广,本文仅以影视动画方向进行课程体系的研讨。

影视动画方向的课程体系可以分成5大模块:

1.绘画技能

培养学生的手绘能力,使之具备绘画方面的基本技能,具有平面手绘动画、二维角色背景设计、二维动画设计、手机像素画设计、视觉广告平面设计、游戏原画设计等能力。

主要课程:素描、色彩、速写。

素描:系统的阐述动画素描的概念和基本理论,包含动画片中常见的各种人物、动物、场景、表情、动作等创作思想和技法。

色彩:系统地讲解色彩构成的基本原理、基础知识,色彩绘画的基本技法。

速写:全面的概括动画中线描技术的应用、基本方法应用、以及关于线描造型的基本训练方法。

2.专业认知

了解专业发展、行业技术、基本操作,使之了解本专业的特点,以增加专业认知能力。具有前期策划、基础操作的能力。

主要课程:动画概论、影视技术概论、操作系统、电脑动画基础。

动画概论:系统的介绍动画的基础知识,包括创作要素、制作流程和基本制作法。

影视技术概论:全面系统的概括影视技术的发展过程。包含对影视技术的内涵、沿革和发展。

操作系统、电脑动画基础:讲授计算机基础理论、windows操作系统。

3.艺术素养

全面学习动画理论知识,提高动画作品鉴赏、艺术美感、动作理解及运用。具有艺术素养、动画鉴赏、培养造型美感、动画感觉的能力。

主要课程:视听语言、作品赏析、动画造型、动画场景、动画运动规律。

视听语言:视听语言概论、镜头、轴线、场面调度、剪辑技巧、电影声音等影视动画视听语言学的本质和核心内容。

作品赏析:通过精心选择国内外经典影视动画作品,从独特的视角进行科学理性的分析,深入探讨这些作品的成功和缺憾。

动画造型:系统讲解动画造型的创作基础,包括创作规律和基本方法,动画造型中分类的创作技巧,不同风格动画造型的赏析与应用。

动画场景:系统介绍动画场景制作的各种技巧,包括场景造型的构思方法、场景的空间构成、影片色彩创作、光影造型、陈设道具、场景图等。

动画运动规律:介绍加速度、力学原理、动作基础、夸张、变形等运动规律的基本原理。使学生掌握人物、动物及自然的基本运动规律。

4.专业技能

系统学习影视动画的主体制作工具MAYA软件,全面培养影视动画制作的实战技能。具有动画建模、动画材质、动画动作、动画特效、影视动画短片制作、工业造型设计、多媒体制作的能力。主要课程:平面软件、Maya制作基础、Maya制作基础建模、Maya制作基础渲染材质、Maya制作基础动画、Maya制作基础特效。

平面软件:以Photoshop、Painter、Illustrator等软件为例,全面介绍平面绘图软件的基本操作和应用。Maya制作基础:介绍Maya软件的功能、工作界面和基本操作,包括模型、渲染、动画、特效等方面的基础知识。

Maya制作基础建模:MAYA界面介绍和基本操作应用、各种场景和角色制作、各种建模介绍、NURBS生物和人物制作、细分建模介绍和细分角色制作等。

Maya制作基础渲染材质:hypershader界面介绍、基本计算程序节点、各种贴图、贴图的绘制、强烈镜面反射的材质、灯光与阴影、复杂程序节点的综合使用、层材质和笔刷特效等。

Maya制作基础动画:动画基础操作、animatio菜单、路径动画学习、BlendShape学习、晶格、簇、骨骼、IK解算器、蒙皮、各种约束、角色骨骼、角色化设置、动画创作技巧等。

Maya制作基础特效:粒子属性及类型、粒子、流体、软体、刚体碰撞、刚体约束、火焰、烟雾、闪电、弹簧、各种动力场的应用等。

5.就业准备

完整掌握影视动画制作流程,为就业做好准备。具有影视后期合成、影视后期特效、影视后期剪辑、影视动画作品制作的能力。

主要课程:非线性特效、电脑动画短片制作。

非线性特效:通过大量的实例练习,培养学生熟练掌握软件的基本编辑技巧和实际应用能力。使学生掌握应用级的影视编辑技巧,熟练掌握软件的核心内容和高级使用技巧,以及实际应用的操作。