定制设计的虚拟交互技术研究.pdf

西北工业大学硕士学位论文定制设计的虚拟交互技术研究姓名:乔克申请学位级别:硕士专业:机械制造及其自动化指导教师:余隋怀20040301西北业大学顽学位论文摘要摘要在大规模定制时代,产品设计的成败与否直接决定着生产企业的生死存亡,三维数字化定制设计技术成为人们的关注焦点。论文依据国家高技术研究发展计划计划类项目—“面向信息家电的三维数字化定制设计关键技术研究”,开发出一套基于网络虚拟现实的定制设计软件平台,在此基础上重点研究了包括虚拟漫游、碰撞预防、目标控制、尺寸和色彩定制设计在内的人机交互问题,并介绍了系统的文件接口和数据组织。编程测试证明,文中所述算法能有效解决虚拟环境下定制设计的相关人机交互问题。关键词大规模定制工业设计人机交互家居产品两北业大学硕卜学位论文一“西北工业大学硕卜学位论文第一章绪论第一章绪论引言人类已经进入一个崭新的时代,全球化市场的出现正从根本上改变着现代企业之间的竞争。随着生产力的提高,上个世纪中期由于高需求与供给相对缺乏而产生的“卖方市场”已经变成了“买方市场”。今天的消费者不会再集中在巨大而单一的市场中,他们需要的是能满足个性化需求的细化市场与此同时,以互联网为旗帜的“新经济”使我们的世界更富戏剧性。企业的竞争不仅仅是单纯产品之间的竞争,而是经营模式之间的竞争。为了免遭时代淘汰,现代企业被迫放弃了生产导向与销售导向的生产方式,而把目光转向市场导向的新运营模式上他们试图利用缩短产品开发周期、增加产品种类等方法来提高自己在新型市场中的竞争力。这种基于互联网的商业模式将完全改写传统的生产函数,深刻改变制造产品和提供服务的方式,从而引起全球化的产业调整与变革。像美国这样的大型政府机构已经用“更好、更快、更便宜”的口号来宣传自己经营模式的转变,并从个人电脑、汽车到飞机,实现了制造和销售活动的网络化。客户成了个性化产品设计生产系统的重要组成部分,传统供应链的概念被改变了,以需求预测为前提的大批量生产时代即将成为历史。大规模定制〔的生产模式成为时代新宠,并被一些先锋企业津津乐道,如生产牛仔裤的李维斯公司可根据腰围、臀围、裤长和内接缝进行定制生产芭比娃娃的马特尔公司在网站上提供了至少中组合,孩子们可以自由选择娃娃的肤色、眼睛、发型和服饰等。有人预测,大规模定制在世纪的意义将等同于大批量生产在世纪的意义。上世纪末戴尔公司的股票增长率,以及等众多品牌的成功故事己成为该预言的有力论据。大规模定制时代的工业产品设计确切地说,大规模定制是一种将大批量生产与满足顾客个性化需求相结合的现代化生产方式,生产出符合顾客共性要求的标准件并根据顾客不同的个性需求灵活地加以改造组装,以形成客户满意的产品。其目的是,在保证企业经济效益的前提下,了解并满足单个客户的需求。“定制”这一说法,对人们并不是一个陌生的概念。在生产发展的初期,根据顾客要求来提供产品和服务就早己存在,如裁缝根据身体尺寸制作不同的西北工业大学硕卜学位论文第一帝绪论衣服,鞋根据脚的大小为客户定制鞋子。但这种生产方式最终由于生产率低下,质量难以持续保证,服务的市场太狭窄和制作周期较长而被大规模生产方式所取代。可以看出,早期的“定制”是一种手工劳动,与大规模生产和大规模定制生产都有着根本性的差别。年,世界上第一条汽车流水生产线在伏特汽车公司的出现是大规模生产的标志。大规模生产方式建立在消费者的需求是相似或同质的假定基础上,促进成本的大幅度下降而使产品迅速普及化。二战后,消费需求发生了巨大的变化,人们开始追求多样性和个性化的消费方式,大规模生产面临新的挑战,多品种小批量生产方式受到广泛关注。但是,多品种小批量的生产方式仍然只是一种向客户提供多种产品选择的生产方式,即先根据市场预测生产多品种的产品,然后消费者选择适合自己的产品。当人们的消费多样化向极限发展时,大规模生产不可避免地存在一定的产品库存。而大规模定制是一种用户先选择后生产的方式,通过信息技术和现代制造技术,它可以面向大量顾客以低成本的方式提供产品,同时大大降低成品库存。大规模定制生产方式在网络时代显示出巨大的发展潜力,其根本原因在于生产者能够通过互联网与顾客保持持续不断的对话,并通过计算机便捷地对标准件加以改造以满足顾客的口味。这种生产方式不仅保留了早期定制方式满足客户需求能力强的优点,还具备了大批量生产方式下低成本、易替换的特点。对工业产品而言,生产过程通常可分为以下几个阶段,产品设计阶段零部件制造阶段,装配阶段,供应链阶段,销售服务阶段。其中产品设计阶段的成本占整个产品成本的,其时间在整个产品生命周期中也占有很大比重。因此与大规模定制相适应的产品设计方法是新产品取得成功的重要前提。业设计,简称是一种现代的设计观和方法论。年,国际工业设计协会理事会给工业设计作了如下定义“就批量生产的工业产品而言,凭借训练、技术知识、经验