（木材科学与技术专业论文）整体厨房cad及展示系统的研究.pdf

摘要 厨柜在人们的生活中t lr 有重要的地位，而国内厨柜业的兴起和发展只有短短的几年时间。由 于我国住宅制度的逐步改善，已经带动起厨柜这一新兴比族：】：业的蓬勃发展。随着人们生活水平 的提高，对住宅厨房的功能、质量与装饰的要求也越来越高，“以人为本”成为装修的中心思想， 而厨柜设计是厨房装修中体现这一思想的核心要素。为了提高设计的质最、效率，必须运川高科 技手段进行计算机辅助设计，并在设计阶段就能让消费者看到整体厨房的三维效果，这正是本论 文所探讨的问题：整体厨房c a d 及展示系统的研究。 本论文主要介纠如何运j _ io b j e c t a r x 2 0 0 0 对厨房家具c a d 系统进行研究与开发，并且提供 了设计产品进行渲染的虚拟环境，通过动画展示和虚拟集成，将设计、生产和销售过程中可能出 现的问题都解决在设计阶段，让产品在设计阶段就可以看到最终的整体效果，在结合生产者和消 费者的信息的同时，通过设计的优化达到产品的一次性成功。 系统不同丁以往a u t o l i s p 和a d s 都是面向过程的设计方法，而是采州了o b i e c t a r x 面向对 象程序设计的方法，研究和开发出了更适合厨房家具的c a d 软件系统，具有一定的实用性和创 新性；同时，结合先进的开发i ：具包软件v i s u a lc + + 6 0 ，利用a u t o c a d2 0 0 0 对系统的开放性 对其进行二次开发：采州标准的w i n d o w s 应用软件风格、友好的对话框设计界面，使州户的操作 简单容易；最后将设计好的家具在3 d v i z 软件中进行材质的选择和渲染，然后放置丁+ 利川3 d v i z 制作的虚拟环境中进行动画展示。本系统的建成对家具设计人员、生产厂家和人中专院校有关专 业师生都有很人的参考和使州价值。 关键词：厨房家具计算机辅助设计展示软什 a b s t r a c t k i t c h e nc a b i n e to c c u p i e sa n i m p o r t a n tp o s i t i o n i no u rl i f e ，a n dt h ek i t c h e nc a b i n e ti n d u s t r y d e v e l o p sf a s tv e r ym u c hi no u rc o u n t r y b e c a u s eo ft h eg r a d u a li m p r o v e m e n t o fr e s i d e n c es y s t e mi n o u rc o u n t r y ，o u rk i t c h e nc a b i n e t i n d u s t r yh a sa l r e a d ya r o u s e dt h eb o o m i n gd e v e l o p m e n ta l o n gw i t h t h ei m p r o v e m e n to ft h el i v i n gl e v e l ，p e o p l ed e m a n dt h ef u n c t i o n ，q u a n t i t yo ft h er e s i d e n c ek i t c h e n a n dt h er e q u e s to ft h ea d o r n m e n tb e t t e ra n db e t t e r , a n d p e o p l ei sc e n t e r ”b e c o m e st h ef o c u so f f i t m e n t a n dt h ed e s i g no fk i t c h e ni st h ee s s e n t i a if a c t o ri nt h ek i t c h e nf i t m e n t f o rt h es a k eo f i m p r o v i n gq u a n t i t y ，e f f i c i e n c yo fd e s i g n ，w em u s tm a k eu s eo ft h eh i g h - t e c hm e a n st op r o c e e dt h e c a l c u l a t o rt o s u p p o r tt h ed e s i g n ，a n dm a k ec o n s u m e rw a t c ht h r e ed i m e n s i o nr e s u l t o ft h ew h o l e k i t c h e ni nt h ed e s i g ns t a g e ，t h i si st h ee x a c t l yd i s c u s s e ds u b j e c tf o rm yt h e s i s ：c a da b o u tt h ew h o l e k i t c h e na n dt h er e s e a r c h h o wt od i s p l a yt h es y s t e m t h em a i nc o n t e n to fm yt h e s i si s m a k i n gu s eo fo b j e c t a r x2 0 0 0t os t u d ya n de x p l o i tt h ec a d o fk i t c h e n sf u r n i t u r e ，a n dm yt h e s i sp r o v i d e st h ev i r t u a ls i t u a t i o ni nw h i c hd e s i g n e dp r o d u c tc a nb e r e n d e r e d ，a n db yt h ea n i m a t e ds h o wa n dv i r t u a li n t e g r a t i o n ，a l lt h ep r o b l e m sw h i c hp r o b a b l ya p p e a r i nt h ep r o c e s s e so fd e s i g n ，p r o d u c ta n ds e l lc o u l db es o l v e da tt h es t a g eo fd e s i g n ，a n dt h ei n t e g r a l e f f e c tm i g h tb es e e na tt h es t a g eo f d e s i g n i nc o m b i n a t i o nw i t ht h ei d e a so fp r o d u c e r sa n dc l i e n t s ，t h e p r o d u c tb yo p t i m a ld e s i g nm i g h tb eo n e o f f s u c c e s s t h ed i f f e r e n c et h a tm ys y s t e md i f f e r sf r o ma u t o l i s pa n da d sw h i c ht a k e st h ed e s i g nm e t h o d f a c i n gt ot h ep r o c e s s i st oa d o p tt h eo b j e c t a r xw h i c h d e s i g n sp r o c e d u r eb yf a c i n gt ot h eo b j e c t ，a n d t os t u d ya n de x p l o i tt h es o f t w a r es y s t e mo fc a dw h i c hi sm u c hm o r es u i t a b l ef o rk i t c h e nf u r n i t u r e ， a n dt h es o f t w a r es y s t e mp o s s e s s e ss o m ei n n o v a t i o na n dp r a c t i c a b i l i t y ；a tt h es a m et i m e ，w i t ht h e a d v a n c e dd e v e l o p i n gl a n g u a g ev i s u a lc + + 6 0 a n dw i t ht h eu t i l i z a t i o no ft h eo p e n n e s so fa u t o c a d 2 0 0 0 ，t h es o f t w a r ei sd e v e l o p e db yt h es e c o n de x p l o i t a t i o n ；a n dm ys y s t e ma d o p t st h es t a n d a r d a p p l i e ds o f t w a r es t y l ea n dt h ef r i e n d l yd e s i g n e dd i a l o g u ei n t e r f a c ea b o u tw i n d o w s ，t h i sm a k e st h e u s e r s o p e r a t i o ne a s i e r ；f i n a l l yt h ef u r n i t u r et h a ti sd e s i g n e di se n d o w e d w i t hm a t e r i a l sa n dr e n d e r i n g ， a n dt h e np u ti n t ot h ev i r t u a le n v i r o n m e n tf o rp r o c e e d i n gt h ea n i m a t e ds h o w t h ee s t a b l i s h m e n to fm y s y s t e mp r o v i d e s m u c hv a l u eo f c o n s u l t i n g a n d e m p l o y i n g f o rt h e d e s i g n e r s o ff u r n i t u r e ，t h e m a n u f a c t u r i n gf a c t o r i e sa n dt h et e a c h e r so rs t u d e n t so fj u n i o rc o l l e g e so rt e c h n i c a ls e c o n d a r ys c h o o l s i nr e l a t i v es p e c i a l i t y k e y w o r d s ：k i t c h e nf u r n i t u r e ；c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ；s h o w ；s o f t w a r e 整体厨房c a d 及展示系统的研究 1 前言 厨房同卧室、客厅等一样，都是人们每天必须打交道的地方，是人们生活的重 要组成部分之一。在室内装修的热潮中，人们早已把厨房的装修摆到了与室内其它 装修同等重要的地位。而厨房家具在厨房中的地位是非常重要的，它需要和建筑紧 密结合，进行现场设计，将厨房中的电、水、气以及使用这些能源的各种家用电器、 燃气用具等有机地结合在一起，使人们的饮食烹调活动变得更加方便，更具科学性， 同时兼有住宅室内的装饰性。随着人们生活水平的不断提高，生活方式也在不断变 化，这就要求家具设计也要根据用户的需求动态地做出相应的变化。因此，如何运 用高科技手段进行家具的计算机辅助设计，设计出更符合用户需求的家具产品，从 雨使家具行业取得进步，求得发展，是个值得我们深入研究和探讨的问题。 目前市场上的厨房家具已作为家具行业一个分支，形成了独立的生产、销售体 系，但其设计软件一般还是采用通用的绘图软件如a u t o c a d 、3 ds t u d i om a x 或二 次开发的板式家具c a d 专门软件等，甚至有采用w n d o w s 操作系统的“画图”应 用程序进行绘图设计的。这些绘图设计软件由于没有针对厨房家具设计的特点开发， 因而速度较低，效率不高。开发厨房家具c a d 软件，提商厨房装修设计的速度和 效率，已势在必行。针对上述情况，本研究是以厨房家具为例，采用0 b j e c t a r x 2 0 0 0 面向对象程序设计的方法，探索开发更适合厨房家具的计算机辅助设计系统，并提 供生成家具的动画展示环境。系统虽然以厨房家具为对象，还可以适用于其它类型 的家具c a d ，并且对家具设计人员、生产厂家和大中专院校有关专业的师生都有较 大的参考和使用价值。 本论文主要研究基于o 撕e c t a r x2 0 0 0 的厨房家具c a d 系统的构成、建立、实 际开发和展示过程，对于系统中的模块化设计、面向对象编程、参数化绘图、c a d 数据库技术、厨房家具的模型建立等问题进行了探讨与研究，并编制出了相应的程 序，以扩展a u t o c a d 在厨房家具中的设计功能。 1 东北林业大学硕士学位论文 z 文献综述 1 1 厨房家具的历程、现状和发展趋向 世纪之初，我们迎来了一个科技突飞猛进、世界瞬息万变的知识经济时代，随 着我国经济持续不断的增长，居民收入的稳定增长和住宅产业化的发展，人们对家 具的需求量也不断增加。从近几年来的消费倾向看，总的是从满足生存需求向重视 生活质量过渡。2 0 0 0 年，我国家具产值己达1 2 0 0 亿元，比1 9 9 9 年增长1 5 ，出口 额达3 5 6 5 亿美元，比1 9 9 9 年增长3 0 s o 】；2 0 0 1 年，生产继续快速增长，市场建 设加快，产品出口继续增长，据中国轻工信息中心统计，月资产在5 0 0 万元以上规 模的家具制造企业完成2 0 7 3 4 亿元，比去年同期增长1 9 0 6 ，我国家具产值达到 1 2 0 0 多亿人民币，出口额达到4 0 多亿美元【1 4 l ；2 0 0 2 年，我国家具产值达到1 6 5 0 亿元，比2 0 0 1 年增长1 7 8 ，家具出口额达5 4 1 7 亿美元，比2 0 0 1 年增长3 6 5 2 【l3 1 ，这些都远远超过我国国内生产总值( g n p ) 和出口的增长率，成为一个超常发 展的产业。我国的家具业经过了改革开放以来持续高速的发展，已经成为一个规模 相当庞大的产业。在这个庞大的产业当中，支新军正在迅速地崛起，这就是被称 为家庭“第三空间”好帮手的厨房家具1 3 “。 众所周知，作为家庭“第一空间”的卧室和“第二空间”的起居室一直是家具 业的发展重心，而我国人民所使用的厨房普遍是空间狭小、陈设简陋、卫生条件极 差。改革开放以来，举国上下开始大量兴建民用住宅小区和经济适用房，旨在改善 全国城镇居民的住房条件，从而扭转了广大人民群众住房短缺与困难的局面。这时， 关系到广大人民群众生活质量的厨房问题体现出来，群众对厨房家具设计质量的要 求臼益提高，针对这一现象，经过反复研究论证，国家建设部在1 9 8 9 年有针对性地 明确提出“厨房革命”这一新形势下的建筑设计理论与舆论导向，这是我国有史以 来第一次由政府权威部门明确提出“厨房革命”这一建筑领域的创新课题【1 l 】。 8 0 年代以前，作为厨房家具而言，当时城镇居民家庭能自己打造或购置一个碗 柜( 小贮藏柜) 置于所谓的厨房间，就已经相当不错了。毕竟在那时，我国城镇居 民的厨房空间实在是微不足道的。改革开放初期，由于一部分城镇人民群众的居住 条件逐步得到改善和提高，加之人造板材在国内家具行业的广泛应用，具有初期形 态和特征的厨柜产品已经开始小批量出现在大城市市场f 3 引。8 0 年代初，已经有企 业开始批量设计与生产厨柜类家具，但当时的厨柜产品设计风格比较单调，构造简 单，只是一种放置杯盘碗碟和贮物之类缺乏美学组合变化的矮式组合柜( 吊柜) 而 2 整体厨房c a d 及展示系统的研究 已，与发展到今天的现代设计风格高科技含量的厨房家具相比，实有天壤之别。但 这毕竟是我国现代厨房家具发展史上一个良好的开端。我国8 0 年代初中期厨房家具 的研究与开发，无疑为9 0 年代乃至今天的厨房家具产业的科技发展奠定了坚实的美 学和工业化生产基础【4 0 1 。 9 0 年代初，我国部分家具骨干企业在大量引进国外先进木工专用设备，发展板 式家具生产的同时，亦开始注意研究西欧、美国等发达国家厨房家具先进的设计与 加工手段，包括专用的加工设备。大约从1 9 9 3 年起，我国出现了工业化生产厨柜的 工厂，1 9 9 7 年至1 9 9 9 年这三年是我国厨房家具飞速发展的时期，以深圳、南京、 杭州、上海几城市为例：1 9 9 7 年国内居民在家庭装饰中安装厨柜的几大城市中，深 圳占3 0 ，上海占5 ，南京占3 ；1 9 9 8 年家庭装饰中安装厨柜的几大城市中，深 圳占5 0 ，上海占3 0 ，南京占1 0 ：1 9 9 9 年家庭装饰中安装厨柜的几大城市中， 深圳达到9 5 以上，上海达到7 0 ，南京达到3 0 。厨房家具在我国短短几年的发 展速度和水平走过了德国和意大利2 0 年乃至3 0 年的历程。在苏、浙、沪三省市， 无论是装饰材料专业市场，还是大型建材超市、专卖店、厨柜一条街，各种品牌厨 柜的竞争己初步形成。在上海新开业的月星家居广场，不惜用最好的位置，组织了 颇有代表性的1 0 多家设备先进、销售理念超前、经营状况较好的厨柜专业企业入 驻，5 0 多套展示样品，基本上代表了我国当今的厨柜制作水平。在上海，有品牌的 厨柜企业达到百家以上，南京与杭州也达到数十家( 真正能够达到工业化生产的不 多) 。市场刺激了厨柜企业的发展，同样，厨柜企业的兴起也说明了市场的潜力和需 求存在1 7 。 目前，我国厨柜专业化生产企业年产销售额在2 0 0 0 万元人民币以上，在业内 具有一定技术设备实力的企业约有百余家，年产销售额总计已逾5 0 亿元人民币。全 国各省市从事厨柜专业化生产的中小型企业约有1 0 0 0 多家，其年营业额能够达到 1 5 2 0 亿元人民币。在全国各地，出现了一批具备一定影响力的厨具生产企业，如 上海的雅迪尔实业有限公司，青岛的海尔住宅设施有限公司，青岛的泰旭木业有限 公司，广州的恒丰橱柜装饰有限公司，宁波的帅康现代家具有限公司，苏州的摩登 家私有限公司，北京的易行厨具有限责任公司，广州的万家乐燃气具有限公司，成 都的倍特厨柜公司，北京的康迪厨柜公司，沈阳的乐乐厨柜公司等，它们代表了中 国厨房家具业的先进水准。引人注意的是，一些专业生产家用电器的企业也开始涉 足厨房家具，如宁波的帅康家用电器有限公司，广州的万家乐燃气具有限公司，无 锡的小天鹅等，这说明越来越多的企业开始看好中国厨房家具的市场前景，并充满 信心 3 9 1 。 3 东北林业大学硕士学位论文 可见，中国将逐步成为世界家具业的生产大国、出口大国、消费大国，就厨房 家具而言，将呈现以下趋势： 1 专业化一一随着我国厨房家具行业的快速增长，市场竞争的白热化，行业重 新洗牌，必将淘汰一大批“假冒伪劣”、缺乏市场竞争力的家具企业，导致厨房家具 行业生产、市场的专业化成为一个必然趋势。企业现有的“大而全、小而全”的初 级工业生产方式，将越来越明显地阻碍厨房家具行业的继续发展，专业化分工合作 的现代工业生产方式则渐渐体现其优越性，专业化分工的结果是使企业根据自己的 技术条件，确定自己的行业地位与角色，形成少数的主角，多数的配角：一部分厨 房家具企业将专门从事新产品设计、开发工作，一部分厨房家具企业将专门从事半 成品的加工、配套工作( 如加工毛胚、框架、部件、喷漆、电镀等等) ，一部分厨房 家具企业将专门从事厨房家具产品的最终装配成品，一部分厨房家具企业将专门从 事区域总代理、总经销以及市场推广工作，一部分厨房家具企业将专门从事市场的 连锁零售工作【3 7 】。 2 现代化一一随着我国厨房家具的工业化批量生产，国家将加大对厨房家具 工业生产区域规划的合理布局，环境保护的规范要求，加上消费者对产品质量越来 越高的要求，厨房家具企业的现状将发生深刻的变化。现代化的厂房、现代化的设 备、现代化的管理将陆续出现，一些工厂的工人将在环境幽雅、空气相当净化、污 染减至最低的车间里工作。因此，厨房家具企业要建立一个中长期的发展规划，寻 找适合企业发展的突破口和目标，形成一种长期的、可持续发展的能力，重视不断 地研究市场，针对市场的变化而应变，不要漫无目的地广泛地开拓市场。可喜的是， 目前国内己有一些有识之士已开始从传统的追求对大市场的占有率，转向对目标市 场绝对优势的占有率。 3 国际化一一随着世界厨房家具需求的国际化，厨房家具生产、销售的国际化 也随之出现。目前，许多经济发达国家以及厨房家具生产发达的国家由于劳动力、 资源、产业调整等因素，已逐渐将厨房家具生产基地向中国转移，而越来越多国家 的厨房家具进口商更注重向中国进口适销对路、异国情调、舒适美观的厨房家具产 品。对此，我们应当把握时机，迅速提升一批厨房家具工业品牌、销售品牌，尤其 是大力树立一批国际晶牌，加快中国厨房家具生产、销售的国际化进程。现代的国 际市场竞争，要求企业摆脱传统的单纯依靠产品开发，转向综合性、立体式全面发 展，从注意经销商转向重视消费者，围绕树立品牌为中心，大力培育国际竞争优势。 4 电脑化一一随着我国电脑普及和网络时代的到来，厨房家具行业将如虎添 翼地加快发展。厨房家具生产、销售企业将从电脑辅助设计产品开始，到电脑采购 4 整体厨房c a d 及展示系统的研究 原材料和零部件，电脑进行生产过程管理，电脑进行质量监控管理，电脑企业管理， 电脑仓储、供货管理，网上宣传、推销、采购、结算等电子商务等等。在厨房家具 生产、销售企业各个环节逐步应用，不断完善f 4 “。 但厨房家具作为特殊场合使用的产品，对其使用功能和物理化学性能都应有更 严格的规定，非一般场合使用的家具所能相比。由于我国厨房家具起步较晚，消费 者对厨房家具的理解尚有一定的距离。第一代厨房家具以“顶天立地”的“兵营式” 厨柜为主体，消费者在追求“完美”的同时又讲求实惠。而目前的消费者热潮导致 了“一哄而上”的现象，加上厨房家具又没有一个统一的产品标准，致使多年来市 场发展无序，产品质量良莠不齐。为了改变这种局面，建设部发展中心制订的 g b l l 2 2 8 8 9 住宅厨房及相关设备基本参数对厨房家具的设计与生产作了初步的 规范：由国家家具质量监督检验中心、国家轻工业局家具质量监督检测天津站等单 位起草的厨房家具行业标准，也已于2 0 0 1 年5 月中旬通过审定。这标志着我国 厨房家具市场多年来的散乱现象有望得到改善，同时也为规范厨房家具生产，维护 消费者利益，促进厨房家具业的健康发展发挥积极的作用。 目前，我国的厨房家具市场仍处在初级发展阶段，存在很大的发展空间，根据 如下： 1 我国的商品房政策正在全面落实，今后十年，装修住宅将成为热潮，据有 关权威人士预计，2 0 0 0 到2 0 1 0 年，我国平均每年的住房需求量将达到5 2 亿平方 米，若按全国6 0 0 0 万户城市居民计算，每家厨房在装修与配置厨房家具上花费约2 万元人民币，若按1 3 家庭配置厨柜家具计算，需要投资4 0 0 0 亿元人民币，这将是 我国家具全部年市场额的4 倍。美化厨房，安装厨房家具逐渐成为居民装修住宅的 首要要求，带动着厨房家具市场的发展。少数事业成功人士追求进口品牌、追求风 格、款式和色调，他们是“富裕程度看厨房”之说的主要代表。大多数居民也越来 越追求个性化的厨房家具，人们对厨房的重视和需求选就了厨房家具市场广阔的发 展空间9 “。 2 目前，市场上的厨柜价格大多每套需5 0 0 0 1 0 0 0 0 元左右。由于低价位的竞 争，无疑给市场埋下了伏笔，留下了新的空间，随着厨柜业的发展和消费者的不断 成熟，设计新颖、科技和文化含量较高的厨柜，必然会亮相市场，带动新一轮的市 场发展。 3 我国的大规模厨柜市场按地域主要集中在三大地区。一是以广州、深圳为 主体的广东地区；二是江、浙、沪地区：其次北京地区。这三个地区占了当今我国 7 0 以上的厨柜市场，由于厨柜市场的发展偏于东南沿海，造成了目前嘲内厨柜市 5 东北林业大学硕士学位论文 场的不平衡，随着中西部地区的大开发的到来，中西北部地区巨大的市场潜力必然 逐渐显露出来。 2 0 0 1 年底，我国加入了世界贸易组织( w t o ) ，这给中国的家具业提供了新的 发展机遇，也带来了新的挑战，必将对家具行业的发展产生重大而深远的影响。国 际家具市场开放度的加大，使全世界约1 3 的家具产品进入国际市场，从而加剧了 国际竞争。到了2 0 0 5 年的1 月1 日，我国的家具进口关税将从目前的2 2 降至为 零，这就更为国际家具产品的市场进入提供契机，国外资本必定会对我们形成一定 的冲击【3 3 】。比如，2 0 0 1 年的欧洲厨房家具的生产呈负增长，下调1 2 ，而其销售 方面却上升了1 3 ，迫使不少生产厂家将竞争转向产品的材料和价格方面1 2 3 1 。总 之，对我国而言，机遇大于挑战。而我国的厨房家具业自改革开放以来，得到了迅 速的发展，特别是经过近十年来的高速发展，已经成为家具生产大国和出口大国， 加入世界贸易组织( w t o ) 已经具备了基本的竞争能力，所以我们要看到我们的优 势和长处，充分利用入世良机，在新世纪进行第二次创业。厨房家具必将成为我国 家具业中一个新的增长点。 尽管厨房家具的发展前景十分美好，但我国当前的厨房家具设计与工艺技术方 面仍然存在着一些问题与差距： 1 缺乏整体观念。随着现代化工业的飞速发展，微波炉、电烤箱、电饭煲、 消毒柜、电冰箱等许多电器已走入平常人家，为厨房现代化提供了定的物质基础； 同时，随着我国人民生活水平的不断提高，厨房中容纳的产品类别越来越多，厨房 的设计也变得越来越复杂。厨房内既要安装成套的厨柜、食品加工器及水暖器材， 还要安装通风、除湿、排除废气、排除污水、排除污物的设备和设施；冷热水、电 、燃气、通风等各种管道集中在这并不大的空间，既要满足各种功能需要和规范要 求，又要考虑优化设计。因此，为实现厨房使用方便、舒适的目的，必须建立厨房 整体设计的观念和方法，以人的居住行为和生理、心理的特征为依据，合理安排炊 事操作系统，减少功能交叉，综合考虑管线布局、设备安装和通风排气系统的要求， 达到整体配套的目标。 2 厨柜功能不全。许多国产厨柜家具柜体内设有一层或两层搁板，贮物灵活 性不够，而且柜内( 包括吊柜) 贮藏功能也未能细化，如过多的抽屉、过滥的搁架， 功能就不明确。由于我国人民的饮食文化习惯与欧美国家不同，因此厨房内储存物 品的种类、数量、方式应有平民化的时代特点。另外，我国的厨房家具五金装饰配 件不够齐全、功能欠缺、品种少、质量粗劣，在一定程度上也制约了厨桩，功能多样 p - z - n 罩# 胂 6 整体厨房c a d 及展示系统的研究 3 组合变化单调。从厂家和家具商场以及用户家中使用情况调查分析，厨柜 雷同化、老面孔，设计上的照抄照搬较多，柜体空间分割变化少，表面呆板、色彩 单调，毫无个性的简单重复，难以组合出具有个性和文化品位的现代厨房家具和厨 房空间。 为了解决上述问题，我国许多厨具制造企业推出了整体厨房家具。这种整体厨 房家具不同于以往的普通厨房家具，它是集所有家用电器诸如电冰箱、电烤箱、洗 碗机、灶具、抽油烟机等为体的厨房系统，功能十分齐全。这种厨房家具的最大 特点是一次选购，整体到位。整体厨房家具在西方发达国家和地区已非常普及，但 在中国起步还比较晚。而且，我国大部分现有住宅的厨房面积小，即使消费者有改 善厨房的愿望与经济条件，对于整体厨房家具也只能“望洋兴叹”；另外，现在的厨 房设计没有统一的规范，水，电、气、通风等管道位置不一，迫使整体厨房家具无 法成为现阶段厨房家具市场的主流。因此，厨房家具的设计不但要考虑到家具与家 电的一体化问题，还要根据用户厨房的实际情况( 包括管道线路的位置与厨房空间 的大小等) 制定相应的设计计划【3 8 1 。 在整体厨房家具尚不能完全推广开来的时候，整体厨房的概念进入了人们的视 野。整体厨房，顾名思义，是将厨房作为一个整体，将厨柜和各种厨用家电按使用 要求进行巧妙搭配，合理布局，实现了厨房家电一体化，而且还可依照家庭成员的 身高、颜色偏好、文化修养、烹饪习惯及厨房空间等进行科学合理的设计，使厨房 成为客厅的延 申。它在进行厨房设计和厨柜量身定做时，特别注重厨房整体的格调、 布局、功能与档次，而自制厨柜则缺乏整体的考虑，它所需要的五金配件一般均为 从市场上零买的，质量很难保证；而且为了尽可能做好自制厨柜，客户一定要投入 很多的精力去了解材料及其价格，苦思冥想设计方案，同时，还必须为了订购门板、 台面板及其它材料四处奔波、八方提货而费时费神，一套厨柜由好几种材料集中起 来，所耗的精力可想而知；另外自制厨柜在降低价格的同时，一般也会降低材料的 档次，丢弃了似乎可用可不用的辅助材料，质量也相应降低等级；因此在条件许可 的情况下，订做整体厨柜成为一个非常合适的选择。它不但拥有自制厨柜无法相比 的技术优势，而且可以使用户享受代为设计、代客运输、上门安装的一条龙服务， 还享有质量验收、提出异议、要求更改的合法权益，如同“交钥匙工程”，由专业人 员为您提供专项服务，不必投入太多的精力就可以得到理想的厨柜 2 4 1 。 整体厨房先从设计入手，由设计人员去现场帮助消费者策划水、电、气、通风 等管道的位置，协调厨房和整个家具装饰的风格；然后经过双方协商后，由设计人 员设计出设计方案。为了解决整体厨房的设计问题，必须要有一个优秀、便利、实 7 东北林业大学硕士学位论文 用的设计方法。因为施工设计的劳动消耗约占总劳动消耗的6 0 ，如果设计工作跟 不上生产节拍，将会成为整个生产运动中的瓶颈。整体厨房的计算机辅助设计 ( c a d ) 软件的出现将是疏导这一瓶颈的有效手段。 2 2 计算机辅助设计的发展概况 在设计过程中，利用计算机作为工具，辅助设计师进行设计的一切实用技术的 总和称为计算机辅助设计。计算机辅助设计包括的内容很多，如：概念设计、优化 设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图、计算机辅助设计过程管理、几 何建模等。其中，计算机辅助绘图是c a d 中计算机应用最成熟的领域。而几何建 模技术是c a d 系统的核心技术，因为几何建模是从人们的想象出发，根据现实世 界中的物体，利用交互的方式将物体的想象模型输入计算机后以定的方式将模型 存储起来的过程，它是分析计算的基础，也是实现计算机辅助制造的基本手段。 在设计中，一般包括两种内容：带有创造性的设计( 方案的构思、工作原理的 拟定等) 和非创造性的工作，如绘图、设计计算等。创造性的设计需要发挥人的创 造性思维能力，创造出以前不存在的设计方案，这项工作一般应由人来完成。非创 造性的工作是一些繁琐重复性的计算分析和信息检索，完全可以借助计算机来完成。 一个好的计算机辅助设计系统既能充分发挥人的刨造性作用，又能充分利用计算机 的高速分析能力，即要找到人和计算机的最佳结合点。早期的c a d 技术只能进行 一些分析、计算和文件编写工作，后来发展到计算机辅助绘图和设计结果模拟，目 前的c a d 技术正朝着人工智能和知识工程方向发展，即所谓的i c a dc i n t e l l i g e r t t c a d ) 。另外，设计和制造一体化技术即c a d c a m 技术以及c a d 作为一个主要单 元技术的c i m s 技术都是c a d 技术发展的重要方向【”。 c a d 技术起步于5 0 年代后期，在c a d 软件发展初期，c a d 的含义仅仅是图 板的替代品，即：意指c o m p u t e r a i d e d d r a w i n g ( o fd r a f t i n g ) 而菲现在我们经 常讨论的c a d ( c o m p u t e r a i d e d d e s i g n ) 所包含的全部内容。近几年来，随着p c 平台技术的迅速发展，微机的运算能力有了大幅度的提高。普通p c 平台上的c a d 软件在很多方面达到了以前图形工作站上软件的功能。如：三维实体造型技术、参 数化设计、虚拟现实等技术。而且微机有着综合成本低、操作简单易学等特点。 c a d 作为信息技术的一个重要组成部分，将计算机高速、海量数据存储及处理 和挖掘能力与综合分析及创造性思维能力结合起来，对加速工程和产品的开发、缩 短设计制造周期、提高质量、降低成本、增强企业市场竞争能力与创新能力起着重 8 整体厨房c a d 及展示系统的研究 要的作用。无论是军事工业还是民用工业，无论是建筑行业还是制造加工业，无论 是机械、电子、轻纺产品，还是文体、影视广告制作都离不开c a d 技术。c a d 技 术是企业信息化的重要技术基础，也是企业进入国际市场的入场券。但总的来看， c a d 技术在这些领域的应用主要归纳为以下几个方面： 1 工程和产品设计：采用c a d 技术后，首先是工程或产品设计和施工图纸不 必再由人工绘制。当前，许多工程、产品的投标项目必须提交用c a d 技术绘制的 图纸，手工绘制的不再受理，有些工作不用c a d 技术根本无法人工完成，如集成 电路掩模板图的生成。在建筑领域采用c a d 技术后，可节省方案设计时间约9 0 、 投标时间约3 0 、重复绘图作业费约9 0 。 2 仿真模拟和动画制作：应用c a d 工作站可以真实地模拟产品的加工处理过 程和设计对象的工作过程。如飞机起飞、船舶进出港口、物体受力破坏等现象。在 影视方面，可用来产生动画片和电影的特技镜头。 3 事物管理：在事物管理中采用c a d 技术可绘制各种形式的统计管理图表， 如直立图、扇形图、库存图等。甩图表反映统计量将会更清顺，更直观。【4 2 】 4 绘制测量图：用c a d 技木绘制地图、地形图、矿藏勘探图、气象图、人口 分布密度图以及有关的等值线、等位面图，早已在工程建设中产生了巨大的作用。 5 机器人：用c a d 技术可以模拟各种形式的机器人、机械手以及运动环境。 进入2 0 世纪以来，科学技术的急速发展和市场竞争的日益加剧，迫使设计与制 造手段和方法发生根本的变革，以c a d c a m 为代表的现代设计制造技术更是以惊 人的速度被发展和应用。根据美国d a t a q u e s t 公司的统计资料，计算机辅助设计技 术被应用于各个不同领域的比例为：在机械为6 3 ，在电子设计自动化为2 7 ，在 土木建筑工程为3 5 。1 9 9 1 年3 月2 0 日，美国政府发表了跨世纪国家关键技术发 展战略，列举了与美国国家安全和经济繁荣至关重要的6 大技术领域的2 2 个相关项 目，而c a d 技术与其中的两大领域1 1 个项目紧密相关，即制造领域：柔性计算机 集成制造、智能加工设备、微米级毫微米级制造、制造系统管理技术；信息和通讯 领域：软件、微电子学和光电子学、高性能计算机和网络、高清晰度成像显示、传 感器和信号处理、数据存储和外围设备、计算机建模和仿真【4 3 1 。 c a d 技术的发展及应用水平在某种程度上已成为衡量一个国家科学技术水平 的重要标志之一。为此，我国已成立了国家c a d 应用工程协调指导小组，并提出 了我国今后开展c a d 应用工程的有关政策，将进一步普及深化c a d 应用工程列为 “科教兴国”的重要内容。c a d 技术在我国的发展和应用必将因此掀起新一轮的热 浪 4 4 1 。 9 东北林业大学硕士学位论文 c a d 的另一个发展方向是研制智能型c a d 系统，即将专家系统等人工智能技 术引入到c a d 中。其目的是使c a d 系统不仅能很好地处理数据信息，而且能很好 地处理知识信息，即能够进行符号处理和符号推理，以取得运用计算机进行创造性 辅助设计的功效。专家系统是一种能够在专家水平上工作的计算机程序，由于具有 领域专家的知识和能力，这种系统能够在特定的领域和范围内，运用领域专家的专 门知识和推理能力，解决在通常情况下难以处理的问题。智能c a d 一般包含有多 个专家系统，它们独自负责解决某一领域的设计问题，但它们又是分布式的，通过 协同工作，解决涉及多领域的复杂设计问题；同时，它应该能为复杂产品的创新设 计、革新设计或变型设计提供功能强大、可灵活变化的支持环境或工作平台，不应 该是针对某类产品设计的专用系统1 4 “。 目前有很多的c a d 软件，但近十年来占据绘图市场主导地位的是美国a u t o d e s k 公司的a u t o c a d 软件。a u t o d e s k 公司推出的功能不断加强的a u t o c a d 软件，为设 计人员提供了一个优秀的绘图与设计环境。自1 9 8 2 年面世以来，至今已发展到2 0 0 2 版。a u t o c a d 具有很强的图形构造、编辑、显示功能以及良好的用户界面，还可以 进行三维实体造型、影像光色处理和图形动态显示等，受到了广大工程师设计人员 的普遍欢迎。a u t o c a d 的正式用户目前已超过2 4 0 万，遍及全世界1 5 0 多个国家和 地区。该软件提供了标准格式文件及与高级语言连接的功能，其文件可与数据库及 其它图形软件和c a d 系统交换，用户可以用其自带的开发系统或其它程序语言编 写应用程序，对其进行专业化的二次开发。 对a u t o c a d 的二次开发是指根据不同的开发环境，用不同的开发语言利用 a u t o c a d 提供的库文件和头文件进行编制接口程序，通过接1 3 程序对原始的参数和 数据进行处理，使a u t o c a d 自动或半自动执行重复性的计算与绘图任务，提高运 行效率。而使用v c “作为开发工具，利用o b j e c t a r x 开发环境进行a u t o c a d 的开 发，无论是在执行的速度、程序的稳定性，还是对a u t o c a d 的控制深度方面都是 一种有效的方法。在机械、建筑，纺织等很多领域已利用a u t o c a d 开发出实用有 效的软件用于辅助设计。 a u t o c a d 得到广泛应用的原因除功能强、易学易用外，更主要的是因为它具有 开放的体系结构，允许用户和开发者在几乎所有方面对其进行扩充和修改( 即进行 定制和开发 ，能最大限度地满足用户的特殊要求。特别是该软件提供的各种编程工 具与接口，为用户在其基础上进行修改和扩充创造了便利条件。通过定制和开发， 可方便地将之改造成为一个按照用户要求订做的专用软件 。 1 0 整体厨房c a d 及展示系统的研究 2 3 计算机辅助设计在家具生产中的应用 近几十年来，现代科学技术得到了飞速的发展，尤其是计算机技术的发展给人 类社会的方方面面都带来了巨大的变化。我国厨房家具工业向高科技方向发展也成 为主流趋势。c a d 技术的应用，可以提高工程和产品的设计质量，缩短设计周期， 加速产品更新换代，降低设计成本，提高设计工作的科学性和创造性，从而使厨房 家具设计和生产的过程与形式等方面都发生根本性的变革。 目前，在我国家具行业中，人们已普遍认识到c a d 技术是现代工业提高产品 设计质量和市场竞争力不可缺少的先进手段。因为施工设计的劳动消耗约占总劳动 消耗的6 0 ，如果设计工作跟不上生产节拍，将会成为整个生产运动中的瓶颈。过 去，家具生产一直属于手工业生产方式，以边设计边生产的方式进行着，生产者就 是设计者；而到了工业化时代，这种形式已不能再适应家具市场的发展，那些简单 而笨重的生产和设计工具很快被先进的机械设备所取代。在竞争激烈、科技飞速发 展的今天，低效率的劳动已无法再作为现代家具设计的手段。 传统的家具设计以笔、尺规、橡皮、图板及各种手册等为工具的，设计和试制 融为一体；一件产品从设计到制成成品要经过很多步骤：构思产品的外形和结构， 画草图，从众多草图中选定一个或几个方案，据此加工出粗糙的模型，根据草图和 模型修改和评定，再制出精致的模型或样品，定型产品，并根据样品绘制结构图和 工程图纸，定制生产标准。复杂的设计过程和手工绘图使产品设计周期长，更重要 的的设计人员忙于绘图而少有创造性的设计，而且这种方法呆板不灵活。近几年来， 计算机技术的发展给人类社会的方方面面都带来了巨大的变化，必然涉及到了家具 领域。计算机辅助设计( c o m p u t e r a i d e d d e s i g n ) 技术的出现给家具设计技术带 来了高效的手段。计算机辅助设计( c a d ) 技术在现代家具设计中的应用，使设计 师完全甩掉图板，从传统的手工制图中解脱出来，使原来繁重复杂、枯燥无味的设 计工作变得简单而生动有趣，将造型设计一一结构设计一一工艺设计一一物料配套 一一投标方案等一气呵成。 由于计算机具有诸多优点，使得由c a d 系统设计出的图纸规范、整齐、清晰、 美观，而且审核修改方便，从而能达到提高设计质量、缩短设计周期及降低设计成 本等优点。随着c a d 软件的不断开发，功能更加完善的软件不断涌现，家具设计 师不仅可以将设计意图由三维建模以三视图、透视图及施工图的形式表现，而且还 可以在计算机上运用虚拟现实技术，更加逼真地表现家具及所处环境，运用家具布 置环境动态漫游观看功能，提供给需方以身临其境的感觉，更加直观形象地体会到 1 1 东北林业大学硕士学位论文 设计布置的效果。 计算机辅助设计( c a d ) 技术设计整体厨房的一般步骤为：建立厨房家具部件 和厨房家电设备的通用图库，根据用户厨房的使用面积与空间情况，从各方案中选 出符合设计要求与用户要求的最优方案为最终方案，根据最终方案进行成本核算， 在绘图仪上绘出该设计方案的设计图。整体厨房的计算机辅助设计将使本行业的设 计人员彻底摆脱图板，降低劳动强度，提高出图速度，保证图纸质量，并使设计人 员和用户更生动