Разработка дизайна изделий методом автоматизированного варьирования параметров модели

• Автор: Дронов, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 17.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ АВТОМАТИЗАЦИИ В ДИЗАЙНЕ Ю
1.1 ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ДИЗАЙН
ПРОЕКТИРОВАН11Я
1.2 ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ СИСТЕМАМ В ДИЗАЙНЕ 17 ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНЫХ ПЛАТФОРМ
ТРЕХМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.1 СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В
ДИЗАЙНЕ ИЗДЕЛИЙ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОГО СПРОСА
2.2 СИСТЕМЫ ТРЕХМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ДИЗАЙНЕ
2.3 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПАКЕТОВ САПР И 3D ВИЗУАЛИЗАЦИИ 28 ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ВАРЬИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ
3.1 МОЗГОВОЙ ШТУРМ КАК БАЗА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДА
3.2 ВЫБОР ПРОГРАММНОЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДА
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВАРЬИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ
3.3 РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВАРЬИРОВАНИЯ
ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ
ГЛАВА 4 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ДИЗАЙНА ВАРИАНТОВ МОДЕЛИ
4.1 ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ МЕТОДОВ
4.2 ОБОСНОВАНИЕ КОЛИЧЕСТВА ЭКСПЕРТОВ
4.3 ВЫЧИСЛЕНИЕ ОБОБЩЕННОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВАРИАНТОВ МОДЕЛИ
ДИЗАЙНА ИЗДЕЛИЯ
4.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ ПРИМЕНИМОСТИ МЕТОДА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ФОРМООБРАЗОВАНИЯ
ГЛАВА 5 ДИЗАЙН-ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНОГО
МОДУЛЯ AUTOMORPH
5.1 ОЦЕНКА ВРЕМЕННЫХ ЗАТРАТ
5.2 ТЕСТОВЫЕ ДИЗАЙН-ПРОЕКТЫ И ИХ АНАЛИЗ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение
Применение прогрессивных технологий и постоянное развитие технических средств и методов, применяемых в процессе проектирования, неразрывно связано с созданием объектов дизайна. В первую очередь это обусловлено развитием компьютерной техники и средств автоматизации производства.
Технология быстрого прототипирования, получившая распространение в последнее десятилетие, позволяет в значительной степени сократить время на изготовление опытных образцов продукции, а применение оборудования с числовым программным управлением обеспечивает внедрение так
называемых «безбумажных» технологий, когда создание чертежей изделия не требуется для его изготовления. В связи с этим появляется возможность за тот же отрезок времени рассмотреть большее количество вариантов проектируемого изделия.
В условиях конкурентного сосуществования на рынке субъектов, предлагающих дизайнерские услуги, немаловажными факторами становятся временные затраты на разработку дизайн-проекта изделия, а также количество предоставляемых заказчику вариантов изделия.
В свою очередь увеличение количества вариантов обусловливает необходимость решения смежной задачи - совокупной оценки качества предлагаемых вариантов дизайна. Таким образом, актуальность
диссертационной работы определяется необходимостью обеспечить
дизайнера методом, позволяющим в автоматизированном режиме создавать большее количество вариантов параметрической виртуальной модели с последующей интеграцией их в технологический процесс.
Обоснованное применение такого метода позволит находить новые дизайнерские решения и снизить трудозатраты на получение вариантности внешней формы изделия.

Объектом исследования является компьютерное проектирование изделий. Предметом исследования являются способы осуществления процессов художественного проектирования изделий.
Цель диссертационной работы - разработка научно обоснованного метода автоматизированного получения вариантов дизайна трехмерной компьютерной модели изделия и их оценки.
Достижение поставленной цели предполагает решение следующих взаимосвязанных задач:
1. Проанализировать характеристики программных платформ для создания трехмерных моделей изделий наиболее значимые для применения их в дизайне.
2. Предложить и научно обосновать метод автоматизированного создания вариантов дизайна изделия.
3. Разработать методику оценки качества полученных вариантов дизайна.
4. Определить класс объектов дизайна, для которых рекомендовано применение данного метода.
5. Определить основные временные показатели, влияющие на дизайн-проектирование с использованием предложенного метода.
В работе в качестве методологической базы применялся системный подход, предполагающий комплексное рассмотрение предмета исследования. Для получения аналитических данных использовался метод сравнительного анализа. Экспериментальные исследования проводились с использованием экспертных методов. Обработка экспериментальных данных проводилась на ЭВМ с применением методов математической статистики.
Научную новизну, определяемую результатами работы, которые правомерно считать новыми, можно сформулировать следующим образом:
1. Впервые предложен и научно обоснован метод автоматизированного получения вариантов дизайна изделия.

созданных в САПР может применяться для создания высококачественной фотореалистической визуализации моделируемого объекта и разработки
r\/Lf ГМЗГЛ ТГГ'ГТ? Т/‘ГТТР'1ТТТГГ'Г> ГГГЧТТТ.ГЗГ15ЯГГТТ<Г Я rw/trrvo/ 7ГГ* ГЦ ТТГЧ Г*(лгъГТГ(* ТТ
joj1 RuDu/j,v i D ivviiw liiui kj nvyjiDJvDu jl Ct x Ciiv/Tw p j ivv/Dууд w i D ни vuoj/uv H
эксплуатации изделия, если таковые требуются в силу однозначности математической трактовки информации, содержащейся в компьютерных документах модели.
В свою очередь, модели, полученные в пакетах трехмерной визуализации, имеют ограниченное применение в этапах производственного цикла - это разработка эскизного проекта, а также частичное применение на этапах конструирования и разработки эксплуатационной документации. Информация, содержащаяся в файлах моделей этого типа, мало применима в реальном производственном процессе в силу своей аппроксимирующей природы - точная и математически однозначная геометрическая информация из них зачастую не может быть извлечена.
Показано, что имеется инструментарий для автоматизированного внесения вариативности в модели в средствах 3D визуализации, однако внедрение модели такого формата в производство предполагает дополнительные шаги по изменению формата модели либо уточнения геометрической информации, содержащейся в модели.
Рассмотрены предпосылки к применению некоторых эвристических методик, в частности второго этапа мозгового штурма, на платформе промышленной САПР.
Выявлено, что благодаря открытым интерфейсам программирования приложений, внедрение подобного рода инструментария возможно практически во все распространенные на сегодняшний день САПР. Недостающая в конкретном пакете функция может быть реализована через интерфейс программирования (API, application programming interface).