数字化产品设计范文10篇

【摘要】为了借助当今流行的文创产品将南京建筑遗产相关的文化和图像信息介绍、宣传给非专业的社会大众，提高人们保护古建的意识，在分析了文创产品现有的设计类型、设计流程、营销模式等基础上，通过激光扫描、摄影测量、全站仪、移动扫描仪等数字化测绘方法和器材，对南京建筑遗产进行取样和测量，再利用Metashape、CloudCompare等计算机软件进行分析与加工，最后运用解构重组的设计方法，可以设计出能够更准确反映建筑遗产信息并且带有美感的文创产品。该方法为以建筑遗产为素材的文创产品设计提供了一种具有创造性的思路。

【关键词】南京建筑遗产；数字化测绘；解构重组；文创产品；设计方法

一、文创产品现状分析

20世纪70年代，西方国家的博物馆就已经成立了文创产品公司，并设立了独立的博物馆商店，如今已形成成熟的产业链，为博物馆带来一定份额的收入；我国博物馆文创起步于2000年，经多年发展逐步成熟，2008年博物馆免费开放，加强了博物馆与公众的联系，文创产业随之迅速发展[1]。（一）文创产品类型中外文创产品品类没有较大区别。国外文创产品（美国、英国、荷兰、日本等）主要品类大致有家居用品、生活用品、学习用品和藏品复刻，少量有玩具、服饰等品类[2][3]；国内文创产品（故宫博物院、苏州博物馆、河南博物院等）主要品类除与国外相似部分，玩具类所占的比重也很大，其中以体验类玩具为主。（二）消费者对文创产品的期望不同人群对于文创产品的需求在产品设计、产品风格、产品价位和营销模式四个方面具有不同特点。1.产品设计。随着年龄的增加，对文创产品的实用性及非装饰性的需求增加，未成年人更加倾向于装饰摆件，装饰摆件和文具用品是全年龄段都比较喜欢的类型，18—40岁的购买者对手袋、T恤的需求较大。2.产品风格。消费者更青睐古朴传统和新颖创意的风格，古朴传统的风格被全年龄段所喜爱，创意新颖的文创产品对青中年人的吸引力更强。3.产品价位。消费者对文创产品的心理价位偏向于300元以下，主要集中在50—100元范围。4.营销模式。线上销售主要面向18—50岁的人群，线下则面向全年龄段，文创的受众主要在50岁以下。（三）文创产品设计方法及步骤1.文创产品设计方法。文创产品设计的一般方法是将提取出的文化元素结合各方面的影响因素进行再创作[4]。文创产品设计各阶段的常用方法及现实运用，如表1[5]。2.文创产品设计步骤。现有文创产品设计包含四个步骤[6]。（1）文化元素提取。挖掘文化内涵，从外在造型开始研究，逐步深入其内在特征。（2）创意设计。运用当代科技使传统元素完成现代化转变。设计者需要进行概念评估，从技术、成本、客户需求等方面判断方案的可行性。（3）方案实施。将设计产品分为现实实物和虚拟产品两种形式。（4）产品评估。从消费者需求、产品实用性及文化内涵三个方面对设计产品进行评估，从而进一步对产品进行改造，以延长其生命周期，使其更具市场竞争力。

二、基于南京建筑遗产数字化测绘的文创产品设计研究

（一）南京建筑遗产的类型及创作价值南京作为六朝古都、十朝都会，拥有着浓厚的历史文化气息和丰富的建筑遗产资源。建筑遗产呈现多样化，包括了多个历史时期各自的时代特点，以及多种建筑及建筑相关的遗产类型。文创产品中的“文化性”来源于与其相关联的背景内涵，而建筑遗产带有的历史文化内容恰恰具有该方面的巨大潜力。不同类型建筑遗产的特色可以与多样的文创产品类型相匹配，寻找各自的合适载体。本文将南京建筑遗产大致分为以下四类。1.建筑类。南京历史文化悠久，不仅有着多处建筑古迹，并且在类别和风格上也十分丰富，有着诸如明孝陵、朝天宫、鸡鸣寺、灵谷寺等著名历史景点。这些建筑承载着我国不同历史时期的建筑营造技艺和艺术特征，无论在二维平面还是三维空间上都有着文创方面的创作价值。2.彩画类。该类在时间上主要以明清以及近代为主。明清时期建筑彩画已趋成熟，在建筑上有着广泛的应用，在构图、样式和色彩方面都颇为讲究，但是其中的内涵并不为大众所知悉。南京的建筑彩画颇多，明孝陵、中山陵祭堂、流徽榭、正气亭等都有着精美的彩画。若是将彩画本身的装饰美感与其在规范、等级方面的文化内涵共同转译于文创产品中，可以起到更好的文化普及作用。3.雕刻类。南京作为多个朝代的都城，也是多个帝、王侯的陵墓所在地。而在传统古代帝王陵墓的神道上会布有各式石像、石刻。南京最为有名的是明孝陵的石像生、文武官员石像。此外还有徐达墓、萧景墓以及丹阳、句容等地的石像石刻。这些雕刻多以神兽、动物和人为题材，造型生动传神，相较于其他建筑遗产更给人以亲切感。并且该类在文创方面适用范围更广，在平面图案、立体摆件等类别上都有可设计的空间。4.园林类。南京市内有多处园林景观，如瞻园、愚园、随园等。园林的“可游、可居、可观”的特点使其在总平面上有着丰富变化的流线，建筑和景观之间有着和谐交融的组合关系。与前三类不同，该类并不局限于单体，而是在整体上有着特别的传统意趣，可以从另外一个层面提供文创产品设计的思路。（二）基于南京建筑遗产的文创产品类型选择南京建筑遗产具有极高的文创设计价值和开发潜力，针对数字测绘得到素材的不同类型，在研发过程中首先需要选择合适产品种类和设计方向，确保后续进度的合理性。通过市场调研了解到装饰摆件和文具用品是接受度最高、最广的两个大类，以此为基础进一步确定了从二维图形和三维造型两方面对测绘所得素材进行分类。1.二维图形类。主要适用于诸如明信片、笔记本、钥匙扣、纸胶带、文件夹等文具用品。该类的主要亮点在于美观的平面图形设计，可以印刷于多种平面载体，并且可以生产出成系列的产品。在建筑遗产素材方面，适合选择建筑类的平面图和立面图、所有彩画类、雕刻类的侧面正射图以及园林类的总平面图等。由于该类对于载体的要求只有可印刷的平面，故也可用于冰箱贴、桌上台历、钥匙扣、手机壳、服饰、帆布袋等生活用品、装饰品的设计。总体上具有设计易操作性、生产友好性、广泛适用性等特点。2.三维造型类。主要适用于诸如桌上摆件、公仔玩偶、立体小饰品、立体积木拼图等。该类的亮点在于具有创意的产品形式、巧妙的立体产品设计以及足够好的产品质量等，对于研发者有着更高的设计能力要求，对于生产方也有着更高的生产技术要求。该类在范围上不如二维图形类广，对于建筑遗产素材的类型也有着较为特别的限制。雕刻类因其本身的三维造型性和合适的体量，是该类主要的设计对象。可以通过数字测绘所得到的三维电子模型进行加工，借助3D打印等技术手段生产出各种大小的摆件和装饰品。建筑类则可以以立体积木拼图为载体，依据测绘所得尺寸数据，在三维建模软件或专门的积木设计软件中实现产品研发过程。（三）南京建筑遗产数字化测绘的优势及素材提取流程1.建筑遗产数字化测绘结果的优势。建筑遗产数字化测绘与传统测绘方法的区别在于电子科技的运用。传统测绘方法得出的结果多为纯手工绘制，其中部分结果（如草图、拓片等）在测绘现场可直接产生[7]。数字化测绘中仪器取代部分手工，测量结果更加精准，通过后期软件处理得到最终结果。通过数字化测绘生成的3D模型与图片相比于传统测绘结果具有更加直观、准确的特点，将其作为文创产品设计的素材，最终的产品也会因其原始素材的专业性与其他文创产品有所区别。2.南京建筑遗产数字化测绘素材提取流程。（1）取样和测量。运用激光扫描、摄影测量、全站仪、移动扫描仪等测绘方法和器材，对南京多处建筑遗产进行测量。（2）数据整理。数字测绘得到的原始数据包括三维点云、正射图、激光扫描文件、三维网格面等[8]。（3）数据分析加工。将数据在Metashape、CloudCompare等计算机软件上进行分析与加工，获得的数字成果相较于传统意义上基于绘图软件绘制的二维矢量图，有着更准确真实地记录所测物件的现实状况的优点。（4）数据格式转化。将上一步获得的数据导入rhino等建模软件，得到数据向产品转化的原始模型素材。图1为数字测绘提取到的南京建筑遗产数字成果。（四）基于数字化测绘的南京建筑遗产文创产品设计方法建筑遗产携带着特殊的历史文化记忆，简单地拍摄移用无法表现出其中的价值内涵。对于历史文化主题类的文创产品，设计要点在于产品对原素材的“转译”，即“解构重组法”，提取出各类素材中最有文化宣传价值和产品研发价值的内容，通过设计者的再创造，使传统的建筑遗产在现代的文创产品载体上获得“新生”。南京建筑遗产文创产品设计方法分为七个步骤。1.市场调研。通过市场调研，借助KANO模型等方法在前期确立研发、生产与销售方针，在过程中根据实际情况实时修正，打造在文化宣传度和顾客满意度等多方面具有积极意义的文创产品。2.产品类型。根据调研结果选择合适的产品类型。3.素材选择。根据市场调研结果和产品类型选择合适的南京建筑遗产。4.素材提取。通过数字化测绘方法提取原始素材。5.主题确定。根据素材特点选择合适的文创主题。6.解构重组。数字测绘获得的原始数据是具体的、未处理的，在文创设计时，常常需要对其进行精炼，通过筛选和删减将其简化为可供使用的形象素材。这一过程需要设计师具备对于传统建筑遗产的专业认知和现代化的美学素养，精准地抓取到其中精髓。最终产品的吸引力和竞争力取决于设计师对于素材的总结能力和转译能力。7.根据产品类型再设计。根据不同产品类型对解构重组的形象素材进行再设计，保证产品最终呈现效果的完整性。

摘要：工业产品设计创新不单只是为了迎合市场进行的一场艺术形式推敲，其目的是建立一种人与物的和谐环境的基础上，增进物的技术功能升级和整体品质。信息时代的加速发展，成为设计数字化管理成熟的时代优势。面对产品创新，数字化管理是提高企业设计质量的一套产品创新信息系统。基于多学科交叉的特点对设计活动进行整理、改善、管理能为企业设计创新提供指导意见，有效协同企业、设计师、用户之间有效沟通。

关键词：产品创新；设计管理；数字化

一、前言

随着信息化时代的迅疾化发展，企业激烈角逐的时代背景下，创新在工业产品设计具有举足轻重的作用，在日新月异的社会环境里，尤其在产品设计行业没有创新开拓的精神则意味着失败。面对更加广阔的市场、更加个性化的消费者需求、更短更快的产品开发周期以及趋向同一的技术平台高质量的产品以及良好的市场运作是成功的两大法宝。目前，我国不是缺乏好的设计，而是设计需要管理。长期以来，企业由于设计层层审批或者没有专业设计背景的管理导致优秀设计只能停留在图纸上，面临这样的现状，所以设计需要企业优化流程，设计需要管理提升产品的竞争力。

二、工业产品创新设计

（一）工业产品创新设计本质与意义

摘要：在生产力和生产关系快速发展的带动下，现代的科学技术发展越来越先进，数字化设计技术在各行业的应用也不断扩展完善，在解放劳动力的同时，也便捷了人们的日常生活。本文在分析数字化设计技术的基础上，探讨其在机械设计中的具体应用，以期能够拓展数字化技术的应用领域。

关键词：数字化；设计技术；机械设计；应用分析

在这个经济迅速发展的时代，经济效益和社会效益是企业发展的根本目标，企业发展尤为重视效益问题。为创造企业经济利益，机械设计技术是企业降低生产成本、提高现代机械设备的安全性与稳定性方面不可忽视的重要措施。在进行机械设计工作时，适当的采取数字化技术能够实现设计技术的突破性进展，使得机械设备运行的安全性与可靠性得到大大的加强，另一方面也可以提高机械的工作效率，使得企业实现经济效益与社会效益的双收。数字化设计技术是信息科技时代重要的科学技术之一，它目前在机械设计方面的应用受到人们广泛的关注，虽然暂时在于机械设计工作的融合也出现了一些亟待解决的问题，但是随着科技人员工作经验的增加以及研究的深入，相信在未来数字化技术在机械设计方面的应用会达到炉火纯青的地步。

1简要介绍数字化设计技术

在党和政府的政策指导下，我国的科技创新力度不断加大幅度，机械设备在科学技术的支持下发生了翻天覆地的变化，大型化、自动化、高精度化的机械设备不断涌现。数字化设计技术的出现，使得机械设备更加如虎添翼，设备结构复杂化，但是机械的生产规模和运行效率也更加的高效。

1.1数字化设计技术的内涵分析

在农业机械设计过程中应用数字化设计技术可以有效的提高设计的精准度，降低设计成本。数字化设计技术主要是利用计算机来进行各项设计活动，代替了以往人工绘图的形式，有效缩短了在农业机械设计中所需的设计周期。可以说在农业机械设计中应用数字化设计技术能使机械产品的结构得到有效优化，提高产品性能。

1数字化设计技术及农业机械设计特点分析

1.1数字化设计技术。数字化设计技术是计算机技术在产品设计领域延伸出的一种辅助技术，它最开始是以计算机辅助设计，即CAD的形式显现出来的。以前设计师在进行机械相关的设计工作时都离不开实物模型的帮助，但是在数字化设计技术出现之后，它可以利用计算机技术建立数字化的模型，从而降低实物模型的使用频率，提高了工作效率。数字化设计技术最为重要的特征就是产品的定义模型较为统一。任何一个产品都有生命周期，如开发期、成长期、成熟期、衰退期等等，数字化设计技术对于产品的每个生命周期都有相关的设计，都是统一运行的[1]。这种统一的设计模式大大降低了产品设计的繁琐程度，使得产品设计流程更为简单化。另外，数字化设计技术可以实现并行设计，这样一来，不仅仅是提高了机械的生产效率，另一方面也能够大大的缩短相关产品的生产周期，降低了运行成本。1.2农业机械设计特点分析。1）农业机械型号种类较多。目前在农业生产作业过程中其所采用的机械种类较为多样，并且根据生产环境的不同其结构及型号也有一定的区别，例如在对播种机进行设计的时候，需要根据所播种的农产品物种和农业的特点来进行划分，常见的机械类型有条播机、穴播机和精密播种机等，因此在进行农业机械设计过程中必须要对此类设计特点进行全面考虑。2）农业机械结构较为简单。目前在农业生产中对其所采用的机械设备功能的要求较为稳定，而这也使得农业机械其整体的复杂程度不高，此种特点为机械设计提供了基础保障，以播种机为例，在组成上，它一般都会有机架、地轮和传动系统等。但是在实际设计过程中需要注意农业机械在实际中受其使用要求的影响需要保证不同型号的机械结构参数与实际设计标准要求相符，以此来保证产品的性能[2]。

2农业机械设计中数字化设计技术的应用分析

2.1虚拟技术的应用分析。当前，在农业机械设计的过程中通过虚拟技术的应用可以构建起相应的数字化仿真环境，以此来通过对农业机械各项参数的设计建立起相应的产品模型，从而更加真实的反映出农业机械产品及特征，为农业机械设计方案的优化提供基础条件。在虚拟技术的应用中其属于多技术融合下的一种综合性技术，主要包括了网络技术、仿真技术、三维成像技术等，通过几种技术的融合可以使农业机械在设计过程中以三维立体模型的方式展现出来，这样可以更加直观的对农业机械及设计情况进行了解。对于在机械设计中应用的虚拟设计系统来说，它主要有两个部分，一个部分就是虚拟设计系统的主体，这个主体，它是由虚拟环境生存下来构成的。另外一个部分则是一个外围的设备，这个外围的设备是非常多样化的有数据的传输装置，也有信号的控制装置，更有人机进行交互的各种各样的工具等等[3]。在这些部件和系统的帮助之下，可以大大节省机械设计的周期，提升效果。2.2实现产品的设计和制造协同。在进行农业机械设计的过程中实现其设计与制造的协同可以保证设计方案具有可行性，在以往的设计过程中受技术条件等因素的影响使得，一些设计理念无法在制造中得以实现，而这也出现了设计与制造脱节的情况，而此类问题也使得农业机械产品无法更好的为农业生产进行服务。针对此种情况在进行农业机械设计过程中采取数字化设计技术应考虑如何在其技术支持下来实现产品设计与制造的协同，同时要想实现农业机械产品的设计与制造协同则需要具备完整的农业机械产品及零件的数据库，这样可以保证在设计过程中对其零件参数进行及时的获取，使农业机械设计能够得到优化，并且这样的优化是比较及时的有效的，使得需要花费的费用得到降低，缩短整个设计和制造的周期。2.3创新农业机械设计。在农业机械设计的过程中通过数字化设计技术的应用可以将机械结构特点及性能更加清晰的表现出来，这样也可以为农业机械产品及设计优化提供良好的技术支持。并且在农业产业发展的过程中对农业机械产品的要求也会发生一定的改变，因此需要采取适当的技术措施来进行机械的创新，以此来避免在农业机械产品应用过程中存有质量隐患问题。现今在农业机械设计的过程中，要想保证其设计创新可以符合农业生产实际的需求则需综合考虑在设计活动中的各项环节及条件，采取数字化设计措施来对机械设计方案进行优化及提升，使农业机械产品可以融入最新的设计理念及设计技术，达到对农业机械设计进行创新的目的，使机械的性能可以符合农业生产实际的发展需求及发展条件[4]。2.4优化农业机械设计流程。在以往的农业机械设计过程中，多数是以手工绘图的方式来进行，因此在进行农业机械产品设计过程中容易出现误差问题，在进行手工绘图的过程中机械各个尺寸、规格、大小等都容易出现偏差，而这些因素也会对农业机械产品设计的质量产生直接影响，使农业机械产品样品后续的生产制造活动受到影响。而通过数字化设计技术的应用可以有效的对以往农业机械设计手工绘图的作业形式进行改变，在数字化设计技术的支持下使农业机械设计过程中存有的问题进行优化及改善，因此需要注意通过数字化设计技术的使用来对机械的各个部分的参数进行精准的计算及应用，以此来达到优化农业机械设计的效果。同时在对数字化设计技术应用的过程中还需制定完善的设计流程方案，以此来避免在进行农业机械设计过程中存有疏漏问题，并且在设计流程的优化上还可以有效的减少在农业机械设计过程中不必要的环节，针对此种情况还需重视对计算机技术、网络技术、信息技术等进行综合应用，使农业机械设计在现代化技术的支持下满足其不断增多的设计要求，以此来达到有效提升农业机械设计水平的效果。

3结束语

摘要：分析了数字化设计技术的含义以及特征，与传统农机设计中存在的弊端对比进行。重点介绍数字化技术应用在农机设计中的具体方式，从计算机辅助概念设计、虚拟原型等方面来进行。对数字化设计技术的未来发展趋势进行简要总结。

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

1数字化设计技术相关内容概述

1.1数字化设计技术概念。所谓“数字化设计技术”，是指在计算机数字化技术发展到一定程度的背景下，用于辅助设计领域的部分工作[1]。就当前大家所了解的数字化设计技术而言，涉及众多技术，核心处理技术主要有数字压缩、数字编码以及数字调制等。伴随着信息技术与计算机技术的不断深入应用与发展，数字化设计技术也得到了长足发展，逐步建立了一个以计算机为基础框架的模型，现如今在社会众多领域当中得到了广泛应用[2]。1.2数字化设计技术特点。数字化设计技术在实践应用中，彰显了众多特点，总结起来，主要包括以下几个方面：首先，一个统一化产品定义模型，在社会众多领域当中能够得到更加广泛的应用，并且有着巨大的、潜在的应用空间；其次，数字化设计技术可实现并行设计，能够实现多小组同时作业，在一定程度上，可以大大提高工作效率[3]；再次，基于统一化模型，设计质量也有相应的保障；最后，设计可以实现虚拟仿真处理，主要是利用计算机技术来实现，避免了传统设计对实物模型依赖程度高的弊端，相比传统设计而言，具有明显的优势，具体表现在工作效率与成本2个方面。

2农业机械设计中数字化设计技术应用现状分析

在数字化设计技术推广应用之前，设计主要是满足设计对象的一些具体要求，在局部优化或者整体优化方面，并没有重点考虑，导致无法实现总体设计优化。数字化设计技术的应用，主要是在产品设计过程中，注重CAD、CAE等多类处理技术的应用，使得产品设计周期影响因素发生巨大改变，从而达到各项要求，例如设计质量、设计成本等。与此同时，为保障后期维护工作的便捷，设计会重视总体设计的优化。就农业机械而言，具有种类繁多、市场需求量大等特点，在具体设计中，主要是在传统设计理念的支撑下，采用一些传统的设计工艺，造成整体设计水平低下，然而数字化设计技术具有一定的先进性，基于农业机械设计现状，无形中为数字化设计技术的应用提供了巨大的空间。纵观当前数字化设计技术的应用，尤其是在农业机械设计中的应用，有效促进了农业机械设计效率与质量的提升，然而在实际应用中，相关设计人员还需要高度重视一些注意事项，包括农业机械设计特点，同时对数字化设计技术的特点引起高度重视，确保两者的兼容性，以此有效提升农业机械设计的总体水平。农业机械设计特点众多，概括起来，主要包括以下2个方面：首先，从结构方面而言，结构类型较多且较为复杂；其次，从功能角度而言，功能多样，操作较为方便、简单。就前者而言，以播种机为例，在具体的设计过程中，设计人员通常需要重视的仅有2项，一是农作物的品种，二是农艺特点。根据上述2项要求，播种机便可以大致分为条播种机、穴播种机以及精密播种机等，在此基础上，结合工作原理加以区分，播种机又可以分为2大类，分别是机械式与气力式。基于此，农业机械种类繁杂。就后者而言，为满足播种的各项需求，即使农业机械型号不同，在功能方面也没有本质差异。

3农业机械设计中数字化设计技术应用前景

数字化设计技术在农业机械设计中的应用，具有十分重要的现实意义。伴随着各项技术的进一步发展，有必要对数字化设计技术的应用前景进行更深层次的剖析。对其应用前景进行论述，具体内容如下：（1）农业机械设计中引入虚拟技术。虚拟技术在农业机械设计中的应用，最大优势在于有效解决复杂结构设计问题，具体操作：借助声音定位技术以及三维成像技术实现仿真处理，在计算机上完成结构设计，以此简化设计，有效降低设计难度。另外，虚拟技术的应用，可以真实再现机械运动过程，并且可以在虚拟的情况下，借助计算机进行机械运动的力学分析，以此有效提升农业机械设计的可行性与质量。（2）实现产品设计以及制造的协同性，主要是注重两者的协调，才能保障农业机械设计质量。然而传统设计在设计与制造2个方面，存在严重的脱节问题。因此，在今后的设计中，设计人员需要高度重视农业机械产品设计与制造的协同化，并且落实到具体的设计工作中，以此实现农业机械设计优化、降低成本以及周期缩减等目的。关键工作是落实数字化设计技术的集成式应用，恰当运用这一技术，能够实现设计效果的最优化。（3）重视技术的创新。21世纪是知识时代，也是一个创新时代。一项技术是否能可持续发展，关键在于技术是否能够与时俱进、不断创新。数字化设计技术也需要不断创新，才能满足农业机械设计的各项实时要求。随着时间推移，农业机械设计将会不断衍生出新问题，数字化设计技术的应用将会面临诸多挑战。基于这一认识，为满足农业机械设计的可行性与前沿性，实现数字化设计技术的创新显然具有十分重要的现实意义。与此同时，农业机械设计必然朝着高标准方向发展，这无形中对数字化设计技术提出了更高的要求。数字化设计技术的创新，注重理念与技术的同时创新，以新理念推动技术的深入研究与实践，以此推动技术的发展，切实使设计水平得到有效提升。

近年来，伴随着互联网的迅猛发展，数字化转型成为出版行业发展的必经之路。同时，自2006年，为贯彻《国务院关于大力发展职业教育的决定》（国发[2005]35号）精神，教育部启动了国家示范性高等职业院校建设，十多年间，职业教育领域由于信息化技术地融入，也发生了急剧的变革。因此，对教育出版来说，数字化教学资源产品的生产已成为出版者和职业院校教师共同的诉求。经过一段时间的探索和尝试，很多出版社都生产出了一些具有实践意义的数字化教学资源产品，如在纸质教材中加入二维码，通过智能手机扫描获取多媒体学习资源，以及素材丰富的多媒体资源库（包）等，一定程度上满足了教师需求，提高了教师的教学效率，使教师组织教学的抓手更为丰富、直观。然而，随着教学改革的进一步深化，教师对数字化资源产品需求程度加深，凸显了数字化教学资源产品应用实效性不足问题，即产品供给和需求存在错位情况。本文分析了目前职业教育数字化教学资源产品供给存在的问题及原因，提出了职业教育教学产品“全媒体出版”理念，并就具体实施中存在的难点和重点提出几点建设性意见。

1目前职业教育数字化教学资源产品存在的问题

笔者通过大量走访院校、发放调查问卷、与教师/学生座谈等方式，调研了解了多所职业院校教师关于目前市场上数字化教学资源产品的认识，总结造成产品供给与需求错位现状有如下几点原因。

1.1资源散碎，不成体系

从2006年职业教育教学改革起步至今，十多年来，职业教育经历了教育部国家示范性高等职业院校建设、骨干校建设，以及各地方示范校建设。这些建设计划中对信息化技术在教学中的应用均提出了要求，因而由“以评促建”产生了大量的数字化教学资源。但这批资源多是散碎的，未成体系的，没有进行过总体设计的。形式多种多样，有动画、现场录像视频、微课程等，但因为不成体系，且制作标准不一，相互间难以形成衔接和呼应，因此，当教师在实际使用这些资源时会感到捉襟见肘，从而造成虽有海量资源，但无法在教学中充分发挥作用局面。

1.2成体系的教学资源库（包），体量庞大，且与纸质教材内容对应度低

摘要：随着数字化技术的发展，传统的分散式串行研发模式已不能满足目前新形势下企业快速发展的要求。分析了企业产品研发阶段的现状与需求，研究了协同设计的概念及其发展的合理性，最后对企业协同设计提出了目标和建议。

关键词：产品研制；制造企业；协同；MBD

在某些制造企业，尤其是科研院所，长期以来一直采用产研分离的产品科研生产体制，主要体现在设计所负责产品的设计需求、设计开发和试制、设计定型、工艺设计等工作，而生产厂则根据设计提供的图纸、工艺路线及相关工艺文件进行产品的批量生产。设计提供的通常都是二维图纸和纸质技术资料，工艺文件编制和生产过程中的二维图形和三维数据模型都要重新绘制，使得工艺准备周期较长，这样的串行工作模式也使得设计更改频繁，设计效率低下，设计、工艺和制造部门间的沟通成本大，研发制造成本高。目前结合数字化制造技术的发展方向，传统的以数字量为主、模拟量为辅的协调工作法开始被全数字量传递的协调工作法代替，实现设计、工艺、制造的一体化协同管理模式，使产品研发的信息充分共享，缩短产品研制周期，降低生产成本，提升企业的竞争力。

1需求背景

传统的产品研制通常是采用按顺序作业的工程方法，企业的设计、工艺、检验、制造都是相互独立的活动，前一个阶段的工作完成后，后一阶段的工作才能开始，组织和管理也都是围绕这个思路展开，在设计阶段，设计人员无法考虑制造工艺方面的问题，造成设计与工艺制造环节的脱节，设计方面的错误往往要在设计后期甚至是在制造阶段才发现，只能返工重新设计生产，造成人力、物力、财务的浪费，同时产品质量也无法保证。由此可见，企业产品设计环节至关重要，好的产品设计，不仅体现在优越的功能和性能，更要便于制造，降低成本。传统的研发设计过程面临如下诸多问题。1）设计流程管理问题。设计、工艺、制造的串行流程使产品研发周期长、进度难以掌控，成本增加，由于缺乏产品数据管理应用，因此资源共享性较差。2）三维数模应用问题。由于企业车间采用二维图纸指导生产，而设计部门的三维设计应用越来越广泛，设计部门需要将三维数据模型转换为二维图形，由于产品的复杂性，很多零部件需要多张2D图纸才能表示完整的信息，工艺员和操作工需要花很多时间来理解图纸，设计版本控制和更改的及时性得不到保证，这为后续的应用带来不便。3）设计工具分散独立。不同设计问题的设计过程中用到的软件工具是分散独立的，系统设计软件之间存在不兼容问题，在一定程度上影响了三维数据模型在生产制造过程中的应用。产生上述问题的原因错综复杂，但根本原因之一是在设计时缺乏从整个产品生命周期考虑各环节的活动，考虑生产、交付周期、成本等要求，同时缺乏知识的积累与重用。因此，要求在设计阶段尽早考虑产品生命周期内所有的影响因素，工艺、检验、材料、质量、制造、维修等。随着目前新形势下企业的快速发展，现有的研发模式难以满足产品研制过程中的跨部门、跨单位协作的需求，必须对企业现有研发模式进行优化和创新才能适应外部激烈的竞争环境。对标国外先进水平，欧美国家产品的研发以产品研发中心、协同工程环境和并行设计环境等为主要支撑，并行协同的研发模式是研发的主要发展趋势。数字化协同研发技术是一种全新的研发模式，其核心是多专业的数字样机，强调强耦合的快速设计和集成化的研发[1]。在国内，大型制造企业的数字化技术也发展迅速，基于三维模型定义（ModelBasedDefinition，简称MBD）的数字化设计与制造技术已经成为新的发展趋势，三维数字化设计技术得到广泛应用。基于MBD技术的产品定义标准和规范是实现全三维设计技术在设计工艺制造各个环节落地的基础，也是协同设计的前提，其广泛应用并行工程设计理念和方法，实现全生命周期数据管理，提高研发设计制造一体化，从而提高研制效率、缩短研制周期，减少研制成本。

2协同设计内涵

从计算机工程研究角度来看，信息艺术不只是一种艺术的表现手段，其在计算机信息技术以及产品设计中更是实现交互性、体验性，满足用户心理需求的一种功能手段，是产品和使用者之间信息交换和情感互动的实现保障。尽管目前对信息艺术没有准确权威的定义，但是可以从特征上来界定其本质，概括来说，信息艺术包括3个基本特征：（1）数字化，信息艺术具有信息化的本质，其表现手段多借助于数字化技术来实现。（2）艺术性，信息艺术作为一种艺术设计形式，表达了动人的艺术效果，具有感染力。（3）交互性，信息艺术作为一种艺术形式，与常规艺术表现的区别在于通过交互带给使用者全新的体验，使产品能够产生功能表达与功能使用之间的互动。

1信息艺术与产品设计

随着社会进步和人自身对审美追求的不对提高，作为技术与艺术相结合的工业设计得到越来越高的重视。工业设计是以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行的人工物设计，是技术与艺术的结合，其内容涵盖了人类生活的方方面面，其宗旨是用最少的资源、最简单的形式创造出更宜人、易用的产品。信息艺术作为技术进步的代表，与工业设计、产品设计的结合自然也越来越紧密。Zilver创始人ErikRA将设计看作是“创造有价值的交互载体”，并提出了相关的分层策略。如图1所示，产品设计包含了美学、交互、性能、结构等多种要素，要求设计从艺术、交互性和功能等多角度进行创新设计信息艺术不但能通过声、光、电等多媒体手段进行产品的美学提升设计，还可以通过信息交互的方式提升产品的交互性以及通过更复杂的计算技术手段提供更优的功能。信息艺术的应用提高了产品的可用性。可用性是产品设计的根本目的，产品的可用性包含了有用—易用—想用三个层次。有用是功能上满足基本要求；易用是拥有广泛的适用范围，可以满足大多数人的需求；想用是指产品有吸引力、动人和有趣。在产品可用性上，信息艺术通过计算机技术将人的审美体验感受通过技术的形式表现出来，充分体现了以人为本的现代设计思想。如图2所示，是荷兰飞利浦公司设计“布贝尔服”，它包含内外2层，内层含有捕捉情绪的生物识别传感器，把情绪转换成颜色传给外层。当女人穿上这种衣服时，其情绪的改变可以引起衣服颜色的改变。这种信息艺术手段在产品设计上的运用，使服装不但具有穿着的功能，而且具有了趣味性和吸引力。从信息艺术的产品设计实例可以看出，计算机为代表的信息艺术，不再只是一种信息的载体和传播工具，而是逐渐走向人们的艺术生活，并转化为工业产品，通过艺术与技术的结合，使产品具有了更强的交互性和体验性，给用户或参与者带来了使用的乐趣。

2信息艺术与产品设计结合的关键技术

信息艺术是计算机技术发展的产物，作为提高产品附加值的手段，实现两者的有机结合需要解决的关键技术包括数字技术、UCD（UserCenteredDesign，以用户为中心的设计）和认知科学三个方面，如图3所示，描述了信息艺术在产品设计中的运用需要解决的三大关键技术的主要内容

2.1UCD-以用户为中心的设计

摘要：随着航空制造业的不断发展，同一机型、不同构型的任务日趋增加，如何低成本提高多品种、小批量飞机装配的生产效率至关重要。柔性装配技术利用自动化生产技术、信息处理技术和制造加工技术来适应新时代的生产要求。文章描述了国内外飞机装配生产线的发展历程，介绍了柔性装配的关键技术及其研究现状，最后对站位式飞机柔性装配技术的特点进行了探讨。

关键词：柔性装配；飞机装配；站位式生产线

飞机装配是按设计要求，将飞机零部组件按照设计和技术要求进行定位连接，形成高一级装配体或整架飞机的过程。据统计，由于飞机产品存在大尺寸、外形复杂、零件数量巨大等特征，飞机装配工作量约占飞机制造总工作量一半甚至更多。随着社会对航空产品需求的增长以及市场竞争的加剧，飞机装配逐渐成为飞机制造周期改进的瓶颈。国内外各大飞机制造公司为缩短生产周期、降低成本，对飞机装配生产线进行持续的优化迭代，从传统固定式手工装配生产线、站位式半自动化装配生产线到近年来的柔性装配生产线。本文主要介绍了飞机装配生产线的国内外发展现状，分析了柔性装配技术的发展，最后结合国内的生产现状对站位式飞机装配柔性生产技术的应用进行了探讨。

1飞机装配生产线发展现状

1.1飞机装配生产线发展进程

随着航空业的蓬勃发展，市场对飞机的需求量大幅增长，以固定工位配置刚性工装的工作环境，以手工定位、制孔、装配操作为主的操作方法，采用模拟量进行协调量传递的传统固定式站位飞机装配生产线已无法满足市场对飞机的需求。在此背景下，飞机装配生产线从传统固定式站位的手工装配、单站位式的装配模式，逐步改进为多装配站位，并按一定的节拍移动、标准化作业的站位式装配生产线。站位式装配生产线的诞生显著提高了飞机装配效率，极大地降低了装配成本，对于飞机研制和批量生产具有深远的意义。20世纪80年代以来，随着市场对飞机产品个性化需求的不断增加，飞机产品呈现多品种、小批量、质量要求高等特征，为了更高效、更快速地适应市场需求，就需要对目前飞机装配生产线进行持续深入改进[1]。近年来，随着计算机、网络技术的突破性进步，结合其技术成果飞机装配技术发展出了计算机辅助装配技术、基于网络进行生产调度模式以及各种创新装配工艺技术。基于上述技术进步，国外先进航空制造企业紧随汽车柔性装配制造业发展出了飞机柔性装配技术，并在飞机研制过程中进行了初步的应用，得了较好的成效。（如表1）