写一篇关于“模型在设计中的意义”的论文需要两千多字

一、模型在产品设计中的意义

工程设计是一种思维活动，是“对技术产品创造性的一种严密的前概念”。

设计过程是设计对象随着设计者的思维活动由不确定性变为确定性的过程。

一方面，这个过程意味着技术创新的机会。一个产品的技术含量、技术性能、制造成本、营销收入，很大程度上取决于设计。

另一方面，这个过程意味着一种风险:走弯路的风险，走错路的风险，甚至失败的风险。产品的复杂程度越高，风险就越大。设计师在设计过程中不得不考虑这种风险，往往为了避免这种风险而放弃创新。如何才能充分利用创新的机会，提高设计质量，降低设计成本，同时最大限度地降低风险，提高产品开发的一次成功率？此外，激烈的市场竞争也要求在最短的时间内完成设计开发工作，提高对市场需求的响应速度。因此，有必要研究工程设计这一思维活动本身的特点和规律，设计方法论由此诞生。

根据设计方法论的观点，工程设计的思维活动既有内在特征，又有外在特征。所谓“内在”，就是思维是在设计师的大脑中进行的，每个人的思维和思维方式都不一样，外人是看不到的。所谓“外在性”，是指设计者的思维过程和思维结果要以一定的形式记录和表达，并与他人(其他设计者、制造商和使用者)进行沟通。这种思维过程和思维结果可以用语言的形式表达出来，但在工程设计中更多的是通过模型来表达。示意图和草图是模型，图纸和计算书是模型，纸板模型、木质模型、泥塑模型是模型，计算机中的计算模型、CAD模型、有限元模型是模型，制造出来的样机也是模型。所以这里的“模型”是广义的，包括了所有用英文单词sketch、drawing、model、prototyping表达的内容。在工程设计过程中，当设计对象从不确定性变为确定性时，这些模型在不同的阶段发挥着不同但重要的作用，特别是随着设计对象复杂程度的提高和旨在提高设计效率、缩短设计周期、提高一次成功率的并行工程的实施，对设计过程早期阶段模型的要求越来越迫切。

三维CAD模型可以有效地满足这一需求。有了三维CAD模型，我们可以在虚拟现实环境中分析结构和性能，模拟装配，渲染外观，甚至操作和使用它。虚拟设计和虚拟制造为设计方法论注入了全新的研究内容。

但是，虚拟模型在计算机中的出现并没有也不能完全取代其他模型，尤其是其他具有三维立体形态的模型，比如:

在产品的造型设计中，不仅要考察产品的外观和色彩效果，还要考察其手感。

在航空和航天器的设计中，气动“风洞”试验并没有因为三维CAD的采用而被放弃。同样，结构安全“碰撞”测试在汽车行业的任何新车开发中都是不可避免的。

虽然有非常详细的军事地图，但在大型战役的指挥中，“沙盘”仍然是不可或缺的。

这一切都是因为:

1.毕竟计算机模型无法提供产品的全部信息(比如手感)；

2.计算机模型只能模拟已知的环境条件；

3.三维空间中的实体模型比2D屏幕上的模型更真实、更可触摸。

4.计算机模型本身也需要验证。

因此，在大力研究和应用基于三维CAD的虚拟设计和虚拟制造的同时，也应该积极研究和采用同样是在三维CAD基础上产生和发展起来的快速原型技术。