致有意从事工业产品设计的朋友(原创)

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致有意从事工业产品设计的朋友:
   
    大家好!
   
    本人长期从事工业产品设计与逆向工程,对这行有一定的了解!也长期亲手完成过大量难易不同的系列产品方案!并将一年内完成的大量经典3D案例图片上传至共享全名叫"欲从事工业设计必备3D作品(原创经典教材)",供需要的朋友参考之用!笔者如今也从事着产品开发的一线工作.经常和线上的在校朋友聊天,对高校开设的课程有所了解.也和一些工业设计专业的朋友聊过,听他们毕业进入社会,刚开始多么雄心壮志要在这行做出成绩,却屡屡碰壁的故事.他们一些人进入其他行业;一些人上了拉线工地用体力换取生存的一点生活费!也有一些人终于进入这行,却必须从最底层做起,因为企业告诉他们所学的东西已经过时了!他们的情况不一定比拉线好多少!学校和市面上的教材内容假大空的东西太多,实际可操作性却很少!几年寒窗交了N万大洋,对于苦苦支撑自己的家庭,用投资回报比来算的话,那可是亏大啦!
   
    本人在校学的是会计.毕业后好长一段时间都找不到工作,无奈之下就上了拉线.由于工作的原因认识了模房的朋友,后来还介绍我进了模房做学徒,虽然当时并不喜欢这行(当然现在不是了),但是我知道这是个机会!对模具的操作流程了解后,就在公司不远的电脑培训班自学了破衣(PROE),现在想起那段日子,都不知道当时是怎么熬过来的!每天下班就拿本书往电脑培训班跑,晚上11点多又赶回公司.花了一段时间把林清安的教材啃完,发觉心里还是空空的,虽然那时候就知道公司复杂的产品设计都是让设计公司完成,但是还是以为学好破衣就万事大吉!于是就信心满满地辞了工作的第一家公司,出了公司本来想找个分模的工作,实际却没我想的那么容易,不是太难分不出或不合理就是2D水平过不了关.白天在各大工业区寻找机会晚上睡10元的床位,这样一下就过了两个月,身上的钱所剩无几,如果不是那天碰巧进了家产品设计公司,我想我现在应该还在拉线上混.那年是2001年,我也感觉到这可能是我职业生涯的一个转折点.从此才算是真正进入产品设计这行!
   
    想大家也看到了,我都是把产品设计和逆向工程连在一起说的,有些朋友会说逆向工程只是复制怎么可以和产品设计挂钩?我想说这种话的朋友应该还是停留在传统的设计思路(2D转3D)上的原因吧.这种传统的思路已经不适合于现今高速发展的产品设计行业了,逆向工程发展的程度将会直接影响到产品设计的未来走向!我也希望我后面所说的能给这部分朋友有所助益.
    逆向工程与传统上的设计制造流程是相反的,它是经由测量设备(如ATOS,雷射三坐标或接触试等)检测物理样品,经过电脑计算产生坐标点资料,而后用点资料产生CAD资料的一种工程程序.这种由物理样品到CAD资料的运作方式,让工业界跳脱以往的2D工程图的思维模试,提升了工业在设计,制造的速度,也填补了许多制造上的盲点区.因为传统的正向设计在特殊造型,自由曲面造型(如汽车外观面,车灯内部的反射曲面或是造型设计师以手工制的特殊造型等),碍于CAD类软件(如破衣)的限制,皆无法符合造型师的设计理念.这时就需要用测量设备完整复制物理样品的外型资料,再进行逆向工程建构.
   
    逆向工程已经逐渐成为现今产品开发的主流工具.而且由于以下要谈到的几点因素,我深信,逆向工程仍然是以后新产品开发所必备的工具(这也是我写这篇贴子的原因和忧心现今的高校大部分还单纯以传统产品设计思路来开设课程,只能是误人子弟)
   
    1,产品设计方式的差异:以往设计师可能只作2D平面设计,再经由CAD软件(如破衣,UG等)转换成3D.但现今设计师往往会以手工制作模型,因此需要逆向工程的工具将手工模型转换成3D点资料,以利于后续的工作.
   
    2,产品设计走向自由曲面造型.目前消费者对产品的需求不单单只考虑功能性,产品的外观造型也成为消费者考虑的重要因素,但由于设计师所创造的外观造型若利用传统的制造方式无法完全表达设计师的设计理念,因此需要逆向工程的工具来达到设计师的要求.
   
    3,正向设计资料取得不易.基于商业机密,原厂一般不会把原始CAD资料提供给下游厂商,只会提供一个物理样品给厂商,因此需要经过逆向工程的工具将原始CAD资料还原出来,所以一家厂商逆向工程的能力无形之中也是获得定单的一项利器.
   
    4,检验正向设计的结果.这被称作为电脑普助检测(Computer Aided Inspection),通过逆向工程的工具可对成品做一全面性的品质检测,从而大大提升品质的稳定度.
   
    由以上几个方面可以看出,逆向工程是经由物理样品经过测量到CAD资料的建立或CAM输出这样的流程的统称(Reverse Engineering),通过这样的流程可以大大的节省产品开发的时间与成本.
   
    很多人以为逆向工程可以把Model建构成跟原始的物理样品一模一样,甚至只要把Model测量出来,曲面就自动完成,而不需经过任何处理过程,事实上以现今的技术是不可能达到的,测量会产生误差,曲面建构也会产生误差,这样如何能把Model做百分之百的复制呢?而我们所能做的只是忠实的把模型表现出来.
   
    由于须以逆向工程建构的产品通常都无法以尺寸来描述,因此都需要以原型来确认,由此而后产生了快速原型与快速模具.这是由逆向工程工具测量的点数据直接以聚合物复合材料,粉末冶金等制造出原型或模具.每年过一段时间大家去看某某展览会的时候,会发现又出现了大量目不暇接的新品,而且外形和功能一次比一次吸引人,而这些新品都是通过快速原型和快速模具小批量迅速制造而成,这样一来大大的降低了新产品的开发成本,也不会存在库存积压的问题.因此逆向工程是提升产品开发品质,速度,成本不可或缺的一环.目前国内产品开发不但要求功能性,更越来越走向产品造型设计,并以逆向工程协助开发.而国外CAD正向设计软件公司,不论是并购逆向软件公司(如UG一次性买断Imageware全部),或是开发新逆向模组的动作(如破衣新加的重新造型只是应用还差强人意),都可以看得出来,逆向工程并非只是复制,抄袭的工具在当前需要不断创新,开发的时代,逆向工程更是正向设计工程中协助快速研发的工具.
   
    逆向工程,是整合多种设备,软件及产品设计的一种工业流程,涵盖的应用范围相当广泛,从早期的游标卡尺,千分尺等工具,所做的实物测绘.到如今的雷射测量,照相测量,3DCAD,结合测量理论科学,电脑软硬件,速度与精度的提升,可谓一日千里.
   
    当然逆向工程并不是万能的,逆向工程也是传统设计手段发展到一定时期,为了加速产品开发的时效与品质而扩展出的一个领域.由于现今测量设备与逆向工程专用软件(Imageware)的发展限制,也使的逆向工程在运用上仍有一定限制,而要克服这些困难则须与传统的开发流程做个整合,取长补短才能使产品获得良好的品质同时也能节省时间与成本.本人所在公司就是以破衣搭配Imageware,以正向参数式之长与逆向自由造型之长处互补的一个典范.而Imageware软件在逆向软件中不管是易用性还是功能性都排第一位的软件!
   
    由于把一年多来工作中完成并已经批量生产的经典产品案例图片上传至共享全名叫"欲从事工业设计必备3D作品(原创经典教材)",所以决定写个贴子简单介绍产品设计和逆向工程,以及图片中相应类型产品的优化设计方法.也对前段时间很多朋友提过的问题,作一综合性的回复.现今国内高校开设的工业设计课程已经跟不上潮流,看看国外的高校一般都是新技术的推广者,而国内却刚好相反.而广大欲从事工业产品设计的朋友.现在和今后逆向工程知识积累和应用程度的高低,必将直接影响到自己对工作的主动选择权和薪资水平的高低!
   
    由于本人所在公司为产品设计公司,因此上传的图片中的产品案例范围是很广泛的.大到汽车类,小到沙拉油罐等.其实不要以为小的东西就容易,它们也有学习的价值,如要在一片小区域中处理大量的三角面,以及在不规则面上阵列等等.下面就对上传图片中不同类型的产品案例,叙述其优化设计方法.
   
    A 汽车类,现今国内大部分的此类厂商,都还是停留在模仿阶段,或者是国外汽车公司发给国内模具厂制作模具的,这样的话设计公司的任务就大部分是复制了,当然发展方向是自主设计只是时间问题而已!做这类产品的话Imageware就发挥优势作用了,先用Imageware完成大部分的曲面建构任务,如果是外表面的话曲面的连接质量要达到A级,这样处理上的时间会稍长.如果是车灯内部的大量的反射光曲面,建构起来正向和逆向软件都是比较吃力的,记得前不久做的一个车灯中的一万多个共四点凸型曲面,先想用破衣的阵列,破衣的顶尖高手都咨询了做不到,有个共识就是不能把不规则曲面阵列的四点和边共交.最后就只好用Imageware一个个去建构,动用了3个人做了两天,这真是做苦力!后续就是用破衣完成结构,组装和检测干涉了.当然也有很多公司是用CATIA来做汽车方面的产品设计,这里就不做详细讨论.
   
    B 电器类,由于电器类的产品外形相对而言比较规则,而且对尺寸的要求也是比较严格的,所以不是很特殊的情况,应用上都是采取将点资料(*.stl为常用格式)用Imageware将切出X,Y,Z三个方向上的spline线,插入到破衣里面作为参考,建构3D模型.电器类模型一般特征步数不多,破衣的优势就凸显了,可以频繁的为每个特征重定义来改变模型或者使用关系试来把模型控制在需要的范围.
   
    C 玩具类,玩具类的产品设计自由造型是占了很大部分的,其中一些怪面(如头发,皮肤,装饰花纹等)还须用到针对性的专业软件(如free from),而其中绝大部分的造型曲面Imageware是能够完全应付自如.一般来说开始用Imageware将外形全部完成,然后再插入到破衣里面拆件,结构设计,装配以及干涉检测等动作,对于一些有活动关节或牙箱的产品,还可以做运动检测;当然还有一些专业检测,很少用,不需要做深入研究.
   
    D 生活休闲类,这一类中有太阳眼镜,滑雪镜,高尓夫,头盔,沙拉油罐等等,像这类产品设计用到Imageware的机会就少一点(头盔),用破衣设计占的分额就大多了,但还是在必要的时候必须让它们优势互补,像这类产品推陈出新的频率非常高,有时客户只提供一部分参考(如图片,部分标准件,小块的点资料等),那么用破衣的正向方法加上逆向点资料的部分约束(比如插入部分点资料到破衣中),加上破衣也提供了造型的功能(只是这功能在曲面质量,易用性以及速度上还不成熟但也能完成部分造型),那么设计品质和速度就事半功倍了!

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