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射頻技術可以實現非接觸識讀，識讀距離可從十幾厘米到幾十米；不需要光源；使用壽命長；識讀距離遠；抗惡劣環境能力強；安全性高；可同時識別多個對象，數據的記憶容量大；可不需人力介入操作。射頻技術可應用于產品防偽、物品追蹤、自動收費，尤其在物流管理系統中，應用非常廣泛。
二、物流管理系統
物流是物品在一定時間里的空間運動，物流的目標在于以最小的費用滿足消費者的物流需求。2007年中國物流企業信息化推進大會在北京舉行。大會指出，我國目前的物流產業現狀是物流信息化程度低，信息化系統功能欠完善，我國今后物流發展的主要任務是鼓勵生產流通企業應用現代物流管理技術，改善傳統企業的管理，促進流通的現代化。
三、射頻技術在物流管理中的應用
射頻技術在物流配送中的應用可分為商品的入庫、出庫、存儲、運輸跟蹤、配送等。RFID技術可以加快供應鏈的運轉，提高物流管理的效率。
1.商品出庫與入庫
物資配送中心所派車隊進入倉儲中心時通過門禁，閱讀器讀取到射頻標簽信息并在倉儲中心系統中顯示此時車隊所載物資為空。車隊裝載物資完畢離開發物倉庫時再次通過門禁，物流系統將出庫物資信息寫入到系統數據庫中并上報給物資配送中心，這樣就等于射頻標簽承載了其所運物資的相關信息，自動完成物資出庫，此時運送物資的車輛和物資進入在途狀態。運輸車隊到達收物倉庫時再次通過門禁，閱讀器讀取到射頻標簽中的信息后傳輸給倉儲中心系統，系統即顯示待入庫物資的相關信息并寫入數據庫，自動完成物資入庫，并上報給物資配送中心，通知物流配送中心配送任務已經完成。
2.存儲與庫存盤點
在倉庫里，射頻技術最廣泛的應用是存取貨物與庫存盤點，它能用來實現自動化的商品的登記、存貨和取貨等操作。在倉儲管理中，通過將供應計劃系統與射頻識別技術相結合，能夠高效地完成各種操作。可增強作業的準確性和快捷性，提高服務質量，降低成本，減少物流中由于偷竊、損害、出貨錯誤等造成的損耗，實現快速供貨并最大限度地減少儲存成本。
3.運輸跟蹤
在運輸管理中，通過在貨物和車輛上貼RFID標簽，完成設備的跟蹤控制。接收裝置收到RFID標簽信息后，連同接收地的位置信息上傳至通信衛星，再由衛星傳送給運輸調度中心，送入數據庫中。利用射頻技術可準確、迅速地完成配送任務并實現對在途物資的跟蹤。在物資運輸期間，物資配送中心根據發/收物倉儲中心上報的數據可知在途物資的名稱、品種和數量等信息，達到在途物資的可見性。
4.物流配送
在配送環節，采用射頻技術能大大加快配送的速度和提高揀選與分發過程的效率與準確率，并能減少人工、降低配送成本。到達中央配送中心的所有商品都貼有RFID標簽，在進入中央配送中心時，托盤通過一個門閱讀器，讀取托盤上所有貨箱上的標簽內容。系統將這些信息與發貨記錄進行核對，以檢測出可能的錯誤，然后將RFID標簽更新為最新的商品存放地點和狀態。這樣就確保了精確的庫存控制，甚至可確切了解目前有多少貨箱處于轉運途中、轉運的始發地和目的地，以及預期的到達時間等信息。
RFID技術可以實現合理的產品庫存控制和智能物流技術。借助電子標簽，可以實現商品對原料、半成品、成品、運輸、倉儲、配送、上架、最終銷售，甚至退貨處理等環節進行實時監控，使整個供應鏈管理顯得透明而高效。
四、RFID的發展方向
RFID與其他新興技術一樣，仍存在很多問題。缺乏統一的技術標準是制約RFID發展的重要因素。RFID的成本過高是抑制RFID技術的關鍵問題。其成本主要是標簽、讀寫設備及相關管理軟件的成本。其中，由于標簽將貼于單件產品上，數量巨大，標簽成本的降低，將是RFID成本降低的重要部分。采用RFID技術的最大好處是可以對企業的供應鏈進行透明管理，但同時會使個人隱私受到影響。因此，RFID的安全性也非常令人關注，需要盡快推出增強安全性能的RFID產品。RFID的讀取仍存在錯讀率高的問題。
射頻技術在物流管理系統中的應用，提高了商品入庫、商品配送和管理的工作效率，減少了人力資源的浪費，提高了人員的利用率，射頻技術作為供應鏈下物流管理硬件將會得到越來越廣泛的應用。
參考文獻:
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20世紀80年代，由于大規模集成電路技術的成熟，射頻識別系統的體積大大縮小，使得射頻識別技術進入實用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術。
射頻識別技術是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數據。它與同期或早期的接觸式識別技術不同。RFID系統的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應用。
典型的射頻識別系統包括射頻卡和讀寫器兩部分。
射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數據。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環境、可識別運動目標等優點。
在多數RFID系統中，讀寫器在一個區域內發射電磁波(區域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內有一個LC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器發射的頻率相同。當射頻卡經過這個區域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內儲存。當所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或接取讀寫器的數據。讀寫器接收到卡的數據后，解碼并進行錯誤校驗來決定數據的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送到計算機網絡。簡單的RFID產品就是一種非接觸的IC卡，而復雜的RFID產品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數，甚至可與GPS系統連接來跟蹤物體。
工作原理如圖1所示。
2射頻識別技術的分類
射頻識別技術主要按以下四種方式分類。
(1)工作頻率
根據工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統。①低頻系統一般指其工作頻率小于30MHz的系統。其基本特點是：射頻卡的成本較低、標簽內保存的數據量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統多用于短距離、低成本的應用中，如多數的門禁控制、動物監管、貨物跟蹤。②高頻系統一般指其工作頻率大于400MHz的系統。高頻系統的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內保存的數據量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統多應用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監控、高速公路收費等系統。
(2)射頻卡
根據射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數據所花費的時間遠大于讀取數據所花費的時間(常規為改寫所花費的時間為s級，閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數據不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。
(3)射頻卡的有源與無源
射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內電池的能量、識別距離較長，可達十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發射功率大。
(4)調制方式
根據調制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發送數據給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調制散射方式發射數據。它必須利用讀寫器的載波調制自己的信號，適宜在門禁或交通的應用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內的射頻卡。
目前使用的多數系統中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區域內。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應用起來很不方便。現在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統的效率。
3國際射頻識別技術發展狀況
射頻識別技術在國外發展得很快。RFID產品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產RFID產品。他們的產品各有特點，自成系列。射頻識別技術被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。如澳大利亞將它的RFID產品用于澳機場旅客行李管理中并發揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統，調度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小了發生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統應用在汽車生產流水線的生產過程控制中等。
據有關權威數據顯示，射頻識別
產品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術具有廣闊的市場前景。
4射頻識別技術在我國的發展
我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃，是一個旨在加速推動我國國民經濟信息化進程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術的發展及應用十分迅猛。現在，射頻識別技術作為一種新興的自動識別技術，也將在中國很快地普及。
目前，我國的射頻識別技術在下列幾種應用中發展前景較好。當然，這里僅僅羅列了射頻識別技術應用的一部分。任何一種技術如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經濟增長點。
4.1安全防護領域
(1)門禁保安
將來的門禁保安系統均可應用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器，人員出入時自動識別身份，非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。
公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產。將射頻卡貼在物品上面，如計算機、傳真機、文件、復印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報警的方式限制物品離開某地。結合GPS系統利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進行有效跟蹤。
(2)汽車防盜
這是RFID較新的應用。目前已經開發出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當鑰匙插入到點火器中時，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發送來的特定信號，汽車的引擎將不會發動。用這種電子驗證的方法，汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。
另一種汽車防盜系統是，司機自己帶有一射頻卡，其發射范圍是在司機座椅45~55cm以內，讀寫器安裝在座椅的背部。當讀寫器讀取到有效的ID號時，系統發出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統還有另一強大功能：倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關閉，這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關閉，同時觸發報警裝置。
(3)電子物品監視系統
電子物品監視系統(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統包括貼在物體上的一個內存容量僅為1比特(即開或關)的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被激活。在激活狀態下，射頻卡接近掃描器時會被探測到，同時會報警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統已被廣泛使用。據估計每年消耗60億套。
4.2商品生產銷售領域
(1)生產線自動化
用RFID技術在生產流水線上實現自動控制、監視，提高生產率，改進生產方式，節約了成本。舉個例子以說明在生產線上應用RFID技術的情況。
用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應用射頻卡，以盡可能大量地生產用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產是基于用戶提出的要求式樣而生產的。用戶可以從上萬種內部和外部選項中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復雜的控制系統是很難完成這樣復雜的任務的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統，使用可重復使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細的要求，在每個工作點處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務。
(2)倉儲管理
將RFID系統用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計算機里，與該貨物有關的信息都能在計算機里查到。當貨物出庫時，由另一讀寫器識別并告知中央計算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實時地了解到已經生產了多少產品和發送了多少產品。
(3)產品防偽
偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術應用在防偽領域有它自身的技術優勢。防偽技術本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內存，可以儲存、修改與產品有關的數據，利于銷售商使用；體積十分小、便于產品封裝。像電腦、激光打印機、電視等產品上都可使用。
(4)RFID卡收費
國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現金交易。現金交易不方便也不安全，還容易出現稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據市場。原因是在一些惡劣的環境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費。另外，還可同時識別幾張卡．并行收費，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。
4.3管理與數據統計領域
(1)畜牧管理
該領域的發展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內有一個線圈，約1000圈的細線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發展到了標識牲畜。牲畜的識別提供了現代化管理牧場的方法。
(2)運動計時
在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時第一個出發的人同最后一個出發的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計時裝置，就會出現差錯。射頻卡應用于馬拉松比賽中，運動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點線處放置帶有微型天線的小墊片。當運動員越過此墊片時，計時系統便會接收運動員所帶的射頻卡發出的ID號，并記錄當時的時間。這樣，每個運動員都會有自己的起始時間和結束時間，不會出現不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運動員在每個階段所用的時間。
RFID還可應用于汽車大獎賽上的精確計時。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的
天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當賽車每越過一個天線時，賽車的ID號和時間就被記錄下來，并存儲到中央計算機內。這樣到比賽結束時，每個參賽選手將會有一個準確的結果。
4.4交通運輸領域
(1)高速公路自動收費及交通管理
高速公路自動收費系統是射頻識別技術最成功的應用之一。目前，中國的高速公路發展非常快，而高速公路收費卻存在一些問題：一是在收費站口，許多車輛要停車排隊，成為交通瓶頸問題；二是少數不法的收費員貪污路費，使國家損失了相當的財政收入。RFID技術應用在高速公路自動收費上，能夠充分體現它非接觸識別的優勢——讓車輛高速通過收費站的同時自動完成收費，同時可以解決收費員貪污路費及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術的不停車高速公路自動收費系統是將來的發展方向；人工收費，包括IC卡的停車收費方式，終將會被淘汰。預計在未來10年內，高速公路自動收費系統將有數十億元的需求。
在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強交通的指揮、控制、疏導，提高道路的利用率，深挖現有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術的交通管理系統可實現自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實時跟蹤指示公共汽車到站時間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。
(2)火車和貨運集裝箱的識別
在火車運營中，使用RFID系統很大的優勢在于：火車是按既定路線運行的，因此肯定要通過設定的讀寫器的地點。通過讀到的數據，能夠得到火車的身份、監控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發生撞車事故，同時能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達測距系統讀出車廂側的條碼，現在被RFID系統取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實時信息及車廂內裝的物品信息。
目前，射頻自動識別系統的安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯網啟用車次車號自動識別系統，為自備車企業、合資鐵路和地方鐵路實現信息化智能運輸管理提供了重要良機。
ROF技術是將射頻微波信號調制到光載波上，在光纖中傳輸載有射頻信號的光波，并在目的地通過解調獲取需要的信息，從而實現遠距離低損耗傳輸射頻信號的技術．ROF系統的基本結構，包括基站(BS)、中心站(CS)、以及中心站與基站之間的光纖傳輸鏈路．在傳統的移動通信系統中，各種RF信號的處理如變頻、調制、復用等均在基站進行，然后由天線把RF信號發射出去．運用ROF技術，多個基站與中心站相連，各種射頻信號的處理工作在中心站完成，基站僅起光/電轉換以及信號的放大、接收與發射的作用，結構大為簡化;同時信號集中處理使復雜昂貴的設備集中到中心站，方便了系統的維護和升級;多個基站共享這些設備，實現了資源的動態分配．而另一方面基站更加接近用戶終端，縮短了系統中無線鏈路的傳輸距離，顯著改善無線傳輸的性能．
2ROF技術下小區的基本系統架構
目前的通信網絡一般進行單業務操作，而ROF技術利用光纖代替大氣媒介進行通信．光纖的大帶寬以及優異的傳輸性能允許采用波長交叉的波分復用的技術，使一根光纖承載多個不同的業務，不同的業務使用不同的波長，在傳輸的兩端由光復用器進行分離;多路上行信號則可通過光耦合器合成在一根光纖里進行傳輸，從而為小區用戶提供多業務服務。中心基站由多業務接口單元、控制中心模塊、光信號產生模塊、光信號發射和探測模塊組成．多業務接口單元實現與主網絡之間業務數據信息的交換，信號的處理、變頻、調制等復雜功能由中心控制模塊完成;光信號產生模塊產生出可用于上行和下行的光載波信號，并由光發射器將該光載波信號發射出去，到達目的基站后由探測裝置接收．基站由一個光信號發射和探測模塊、功率放大器以及一個射頻收發單元組成．
3ROF傳輸鏈路
ROF鏈路將射頻信號調制到光波上進行傳輸，鏈路可分成調制、傳輸和解調三部分．在運用ROF技術的小區里，下行鏈路中多網絡業務數據經中心基站處理后轉變為射頻信號，射頻信號再被調制到光信號上，不同波長的光信號可使用波分復用裝置由單根光纖傳輸到基站;基站通過光電探測和解調技術得到所需的射頻信號，射頻信號經功率放大器放大后直接由天線發射給用戶終端．上行鏈路中終端設備發射的射頻信號在基站內被調制到光信號上，再由光纖傳輸到中心控制基站進行處理．中心基站通過光纖與基站相連，微波信號在光纖中傳輸損耗低，可輕松實現遠距離傳輸;同時光纖中傳輸的信號對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力，因此光纖中傳輸的信號不易被竊聽，具有良好的保密性;而且射頻信號在光纖中的透明傳輸使系統的靈活性得到了提高．為避免信道的擁擠和相互間的干擾，同時增大系統的通信容量，ROF系統放棄資源緊張的低頻段，采用頻率更高的毫米波進行通信．但毫米波傳輸損耗很大，在光纖中傳輸色散比較嚴重，如何產生高質量的毫米波才能既降低系統成本又提高系統性能，是許多研究人員共同關注的問題，各種各樣的毫米波產生技術也相繼出現．在實際研究當中常用的有直接調制技術、外部調制技術、遠端光外差技術．遠端光外差技術在中心站產生兩路相位相干、偏振方向相同、不同頻率的2個光波，經光纖傳輸后，在遠端基站差拍(heterodyne)產生出所需頻率的毫米波．由于兩光波光譜很窄，頻率間隔可調范圍很大，并能夠克服光纖中的色散問題，產生高頻的毫米波，與另外兩種技術相比更具優越性．
4基于ROF技術智能小區的多業務終端
隨著社會的發展、技術的日漸成熟，數碼已經不是白領層人士與青年一代的專用品，數碼產品正向普及性、大眾化發展，而消費群體的擴大也為數碼產品的發展帶來了新的契機。海外一家公司就推出了一款專為老人設計的手機，大字體大屏幕，按鍵接觸面積相比普通手機要大出30%，方便老人撥號或者編寫信息，而且內置多組快速撥號鍵，可以在遇到緊急情況時一鍵撥打求救電話。同時，殘疾人用數碼產品、兒童用數碼產品等也已成為廠家與設計界研究的重要課題。
市場在擴大的同時也呈現出細分化的趨勢，消費者越來越突出與強調對個性化或個人特有的風格的追求，也就是說當前人們對產品的選擇，主要基于個人獨特的感受和所在階層或小團體的價值觀，由此導致產品的設計正逐漸由尋求“原型”到追求“個性”。而當前“原型”與“個性”相互矛盾的傾向并列，造成一種矛盾雙方并列存在的時期。正如TufanOrel所說：一方面，消費者們期望變得自然，具有創造性，和成為自己趣味的主人；另一方面，各種模型、趣味或風格標準又不斷強加于消費者，為的是使他們將自己的生活環境“個性化”。而如何才能在原型與個性、獨特化與標準化之間找到平衡，以廣博得創新應對多變的市場，也是數碼產品所要面對的問題。而在這一問題上，我們也一直在不斷地思考與嘗試，尋求解決“原型”與“個性”的方法，例如，在手機產品設計中由系列產品的組合到單一產品的變異，利用模塊化的設計進行單一手機的造型形態的變化，滿足不同消費者的需求與審美。像索愛SO703i這款手機就提供了Style-Up面板更換功能，只要將Style-Up面板與安置在手機上的“香囊”粘貼在一起，手機就能夠發出香味。同時，不同的Style-Up面板具有不同香味的Style-Up面板，比如藍色的面板和香囊粘貼后可以散發海洋一樣的香味，因此可讓消費者根據自己的喜好有所選擇。
二、功能的多元化、集成化
數字技術在音、視頻傳輸及信息的互動方面存在傳統的模擬技術無法比擬的優越性，伴隨著數字技術的推廣與成熟，現代個人數碼產品的功能呈現一種由標準化、單一化向靈活化、集成化的轉變，多數產品都集多功能于一身。以手機為例，現代的手機除了基本的通訊功能外還集攝像、游戲、音樂、電子閱讀器等為一身，根據不同的消費需求，產生了不同的產品概念，已經脫離了傳統的手機概念。
歐洲一家公司研制出一種名為“SmartBadge”的ID胸卡式手機（圖1），它將ID胸卡與手機這兩樣必備物品合二為一，平時可當作ID卡，在配上相應的耳機后便可接電話，用于通訊。
三、系統的網絡化、平臺化
隨著網絡與數字技術的發展，數碼產品的兼容化、網絡化、平臺化正逐漸顯現，以家庭為中心的多媒體綜合處理系統正成為未來生活的一大發展趨勢，網絡與日常居家生活產品的融合正才成為時尚生活的代表，智能家居生活系統已不再是傳說。例如：微軟和惠普力推的MEDIACENTER多媒體中心操作系統、聯想大力研發的關聯電腦、海信“DNet-home”數字家庭系統都是數字技術與家電融合的顯著代表。
四、交互的人性化、虛擬化
傳統的“人機工程學”僅集中于用戶與產品之間的物理性界面，然而現代更需要研究的是用戶和產品之間的認識的和情感的關系。在信息化時代，信息的交互是數碼產品設計的核心，是人機之間互動的平臺，已經成為決定產品功能能否成功實現的關鍵因素之一。
當前，由于交互的頻繁與產品環境的復雜，人機交互越來越多地考慮人的因素，注重交互方式與交互界面的研究。其中界面設計是一個多學科參與的工程，結合計算機科學、美學、心理學、人機工程學等工業和商業領域的行為，了解各類用戶的習性、技能、知識和經驗，執行和優化信息與通信系統以滿足用戶的需要。加之科技的發展與高端技術的運用，也為人機的交互帶來了巨大的靈活性。虛擬現實技術的運用就帶來了一種全新的模式，其通過借助于部分特殊虛擬外設，將交互基礎由“以計算機為主體”轉換成“以人為主體”，向用戶提供一個身臨其境、實時交互、自由構想的環境與平臺，建立和諧、靈活、人性化，以人為中心的交互式系統。
總之，隨著社會的發展，數碼產品的普及與普遍化，產品的競爭也就由初期的高新技術轉向產品的設計——市場的開拓、功能的開發、系統的建立、交互的人性化等等，由此就需要我們對數碼產品的現狀進行分析與研究，以便了解與把握數碼產品的發展趨勢。
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關鍵詞：產品藝術設計行為心理學人性化設計原理
產品藝術設計從萌芽到發展，經過了漫長的歲月，經歷了多種多樣的設計風格的變革。從以紋樣裝飾為主的裝飾風格和古典藝術風格的復興，到注視功能和有機形體的現代主義，藝術設計似乎都停留在造型的范疇上。對藝術設計的內容與形式方面的探討，卻都反映了一個經濟現象，那便是以產品為主導的經濟現象。以往的產品藝術設計過多地重視了產品的制造，產品銷售的利潤，卻忽略了產品的使用者——人的因素。
北歐的產品藝術設計，因其一貫堅持的人性化，在不犧牲功能的“軟性現代主義”的設計風格下，產生了許多被人們所接受和喜愛的產品。它們便是重視了人的因素，才使得北歐設計代表了優秀設計的高品質，成為世界優秀設計的代名詞。
一、人的需求是產品設計的主要依據
隨著社會的不斷進步，最高效率地掌握和操作產品，是當今設計的關鍵和核心。現代生活的人們工作節奏加快，面臨的是競爭激烈的世界，當然不希望在使用日常生活用品的過程中也碰到許多意想不到的麻煩。產品的功能設計要根據消費者對產品的生理需要，力求達到產品的方便性、使用的科學性和相應的價值觀。如果一件新產品，人們需要事先閱讀說明書才能明白操作的要領，那么它絕對不是好的設計，因為沒有一個使用者會愿意去看說明書里枯燥而煩瑣的內容。
簡單和功能單一的產品逐漸受到人們的喜愛，因為人們曾經陷入科技發展而導致的產品設計的誤區。多功能的、過于飽和與功能的重復堆砌不僅僅造成資源的浪費，也容易引起人們的誤操作。而多功能必然導致設計的復雜性，要設計師們合理安排各種設計界面的穿插也是很不容易的，因此，功能飽和的設計僅僅是對科技發展的炫耀，而不是人的實際需要。事實上，有一些產品的功能，用戶使用的頻率極小。
比如，對有關微波烤箱的消費者調查顯示：烤箱的功能很多，可絕大多數的消費者在使用過程中只是將食物放入烤箱，設定所需時間，然后開機。至于其他復雜的附加功能從未使用過。因此，根據消費者的動態的心理變化和需求，產品的功能設計有幾個趨勢：
1.自動化程度提高；
2.向“輕、薄、短、小”方向發展；
3.從提高生活質量出發，注重整體設計效應；
4.一看就懂，易于操作，功能適度。
二、行為心理與產品設計
人是設計的前提，是設計的對象，是設計的主體。如何設計使用方便、結構合理的產品，需要人們研究工程心理學和工效學方面的知識，了解產品的功能設計與人的生理和行為特點的匹配關系。因此，在產品設計中，要考慮消費者的行為規律，力求做到人——機——環境的和諧。怎樣設計才能更簡潔明了？怎樣才能迅速引起操作者的注意？怎樣傳達正確的信息才能使得使用者有正確的理解？因此，想要有合理的、科學的設計，必須對使用者行為心理有一定的研究，才會有效地設計產品。
首先，要了解人在做一件事時所經歷的步驟，即行動的結構問題。要做一件事時，人首先要明白做這件事的目的——行動目標；然后，要采取行動，自己動手或利用其他的人和物；最后是看自己的目標是否已達到。所以簡單地說要考慮目標，對外部世界所采取的行動、外部世界本身以及查看行動在外部世界中所形成的后果。行為本身又包括兩個方面，去做什么和檢查做的結果，又稱為“執行”和“評估”。
實際生活中，這個過程卻不那么簡單。因為最初的目標也許并不十分明確，目標并不會準確表明行動的具體內容——在哪做，怎么做等等，所以要想采取行動，還需要將目標轉化為明確的行動步驟，即“意圖”。
假設坐在沙發上看書，天色已晚，需要光線亮一些。目標：要得到更多的光線。目標轉化成意圖是：開臺燈。但還需要明確如何移動身體，如何伸手觸摸開關，如何用手指去操作開關，還可以有其他意圖，請一個人幫忙開燈。這樣目標沒有發生變化，可意圖和具體的動作卻有不同。
然而，人們在實際的行動過程中，充滿了不確定和隨機性，有的時候很多活動不是靠單一行動所能完成的，或者一次行動無須經過所有的階段,所以活動的復雜性使得行動中產生執行和評估階段的斷續。
在使用產品的過程中，人們常弄不明白自己心理意圖及解釋，與實際操作及外界狀態之間的關系。每一個斷續的產生都是人內心對外界的解釋與外界實際狀態這兩者的差異造成的。某種產品的操作系統是否與用戶設想的一致？執行階段的斷續即指用戶意圖與可允許操作之間的差距。在評估階段，容易得到并可輕松地解釋系統提供的有關信息一致，則所產生的差異很小。
這兩個斷續，正是一些日用品設計的瓶頸，一些看似簡單的日用品，結構并不復雜，卻因為沒有處理好這兩個斷續的解決方法，就難倒了用戶，讓用戶自己來承擔操作困難的責任。于是，根據這些基礎的行為心理知識，為設計師提供一些基本依據，以便檢查設計有沒有出現執行和評估的斷續或將它們處理好。
如何使用戶輕松地確定某一操作？有哪些可能的操作？具體如何操作？如何建立操作意圖與操作行為之間的匹配關系？如何建立系統狀態與用戶解釋之間的匹配關系？用戶如何知道系統現在的狀態？這些都需要設計者有所考慮。當然，行動的每個階段都需要自身獨特的設計策略，根據每個階段的情況來確定設計方案，這就得到一個重要的設計原理：
1.可視性，用戶一看就知道的物品狀態和可能的操作方法。
2.正確的概念模型，使操作鍵的設計與操作結果一致。
3.正確的匹配，建立可判定的操作與結果，控制器和功能，系統狀態與可視提示之間的匹配關系。
4.反饋，用戶可以接收到有關操作結果的完整，持續地反饋(轉第103頁）(接第109頁）信息。
三、設計原理中的心理學思維
設計優秀的物品容易被人理解，直接給用戶提供了操作方法上的線索；而設計拙劣的物品使用起來很困難。它們不具備任何操作上的線索或給用戶提供一些錯誤的信息，使用戶陷入困惑，破壞了正常的解釋和理解過程。可以利用以上原理對現有設計做個評估，從而可以知道，有問題的設計問題出在哪，向哪個方向改進會避免問題的出現；也可以用這些原理指導我們的設計，在創新的過程中創造出有效、易于操作的使用方式。
可視性，要表現操作意圖與自己和產品之間是否實現了互動，即操作意圖與實際操作之間的匹配，并且要讓用戶看出物品之間的關鍵差異。基于可視性，才可以把事物區分開來。操作結果的可視性能夠讓用戶知道使用的方法是否正確。
可視性只是原理的一點，更重要的是建立正確的概念模型。這里需要提到預設用途的概念，指物品被人們認為具有的性能及其實際上的性能。預設用途為用戶提供了操作的明顯線索。比如手板是用來推的，旋鈕是用來轉的，狹長的方孔是用來插東西的等等。如果預設用途在設計中得到合理的利用，用戶則無須借助任何圖解、說明就知道如何操作了。在概念模型中，物品的表面結構，限制條件和匹配可以幫助人們了解物品的使用方法。以剪刀為例。剪刀柄上的圓環顯然是讓人放東西進去，而唯一合乎邏輯的就是把手指放進去。圓環的大小決定了使用上的限制，限制了放的手指的數目；同時剪刀的功能不會受到手指位置的影響，放錯了手指，照樣可以使用剪刀。所以就算是第一次使用剪刀，用戶也可以弄明白它的使用方法。因為剪刀的各部分顯而易見，功能清楚。剪刀的設計突出了概念模型，并有效利用了預設用途和限制條件。
匹配原則，以汽車為例，想要把車往右轉就需順時針轉動方向盤，這里有兩種匹配關系，方向盤是唯一負責汽車方向的，方向盤不是向左轉就是向右轉。匹配性使得用戶的操作動作與操作結果之間表現出緊密可見的關系，信息反饋很迅速，也非常好記。
反饋原則在原來經典的電話概念模型中有很好的體現，按下按鍵用戶會聽到確定的聲音來幫助辨別工作狀態。功能設計上要注意到對人的視覺有及時的反映，以判斷操作的正誤。
了解用戶的行動結構和行為心理所得出的設計原理是產生優秀設計的重要依據。貫徹以人為本的科學發展觀，也是產品藝術設計中的關鍵。研究人的行為心理可以更好地為人類服務。
市場經濟的不斷發展，研究消費者心理已成為生產者和設計師的出發點。如果沒有對消費者心理深入的了解，設計出來的產品再好，也只能是放在柜臺里，不能產生市場效益，所以重視對消費者的需要、動機、個性、情感的調查和了解，做到產品設計理念上新穎，視覺上好看，使用上方便，品位上滿意，價格上合理，就一定能推出受市場歡迎的優秀設計，實現生產者、設計師和消費者共贏，達到市場經濟不斷繁榮的目的。
參考文獻：
關鍵字：斯堪的那維亞；景觀設計；布蘭德特；索倫森；安德松
CombinationofAestheticQualityandSocialQuality
——TheLandscapeDesigninDanmark
LINQing
Abstract:Searchingforthecombinationofsocialqualityandaestheticquality,Danishlandscapearchitectsconstructedtheircharacteristiclandscapewithsimpleandclearlanguage,andbecameoneofthemostinfluentialgroupsinthefieldoflandscapearchitectureinEuropeinthepostwaryears.Thisarticleintroducestheideasandworksofthreewell-knownDanishlandscapearchitects,G.N.Brandt,C.T.SrensenandS.I.Andersson.
Keywords:Scandinavia;landscapedesign;GudmundNyelandBrandt;CarlTheodorSrensen;Sven-IngvarAndersson
丹麥位于歐洲大陸西北端，由400余個大小島嶼組成，南部毗連德國，北與挪威和瑞典隔海相望。屬于斯堪的那維亞半島的國家(斯堪的那維亞國家包括北歐的瑞典、芬蘭、挪威、丹麥和冰島五個國家)，要想更好地了解丹麥的景觀設計，應該首先了解斯堪的那維亞國家的設計，因為這些國家的現代設計有著相似的特點，都追求樸實、實用和美觀，其風格自成一體、獨樹一幟，產生了世界性的影響。
斯堪的那維亞國家均地處高緯度地區，有些地方接近北極圈，那里有著漫長的冬季和冬季漫長的夜晚，特殊的氣候條件使人與建筑、室內、產品包括環境的關系顯得特別密切，設計非常重視人情味，建筑、景觀常采用磚、木等本土材料，從傳統中吸收設計語言，再與現代設計結合起來，形成具有本土特點的現代主義。
斯堪的那維亞的自然景觀非常平和，這里柔緩的地表變化、整體的植物群落、平靜的湖泊、緩緩彎曲的海岸塑造了人民平和的心態。斯堪的那維亞人民對自然有著強烈的熱愛，景觀設計表現出對大自然的向往。
斯堪的那維亞國家多是高稅收、高福利國家，人民享有平均的、良好的生活水準。社會各階層生活水平的接近，使工人階級的地位明顯上升。因此，不同于法國等一些國家，那里藝術的發展在經濟和道德上依賴于大城市里的上層階級。在斯堪的那維亞國家，這種發展依靠知識分子、中產階級和工人階級上層。建筑、景觀、工業產品沒有機會向奢侈品方向發展，功能主義占據了主導地位，現代運動得到了廣泛的社會需求的鼓勵，受到普遍的歡迎。為普通人提供普通的、但卻是精良的設計是斯堪的那維亞國家各個設計領域追求的最高境界。
在設計上，斯堪的那維亞國家從來沒有試圖以紀念碑式的形式或是以絢麗的外表與鄰國競爭，他們總是把對舒適和使用的追求放在首位，總是試圖改進現有的解決問題的方法，而不是盼望著新事物的出現。設計不追求前衛、精英化與視覺沖擊效果，而是著眼于追求內在的價值和使用功能，所以多數設計作品在使用了數十年后，仍然非常實用，并且充滿魅力。斯堪的那維亞的景觀設計也是本土的，是貼近于日常生活的。可以說，日常生活的需要是景觀設計的重要出發點。然而在實用的同時，斯堪的那維亞的景觀并不缺少浪漫，設計師常常采用自然或有機的形式，以簡潔、柔和的風格，創造出富有詩意的園林景觀。
斯堪的那維亞的景觀設計師幾十年來較少地受到外部環境流行風格的影響，堅持走自己的道路，以功能化的、樸素的風格受到人們的尊敬。丹麥的布蘭德特(GudmundNyelandBrandt1878～1945)、索倫森(CarlTheodorSrensen1893～1979)和安德松(Sven-IngvarAndersson1927～)是其中杰出的代表，他們常以簡潔而清晰的手法，構筑特點鮮明的景觀，追求社會品質與美學品質的融合，成為二戰后對歐洲景觀設計最有影響的團體之一。
社會品質與美學品質的融合
1布蘭德特
布蘭德特精通植物，善用野生植物和花卉，他的柔和的園林形式體現了丹麥人對自然景觀的熱愛。在哥本哈根市中心的蒂伏里(Tivoli)花園中，他設計了一系列并排的卵形種植池，池中綠地上點綴著數十個木盆噴泉。在大的環境中他借鑒了19世紀下半葉英國工藝美術運動時期的園林設計師杰基爾女士(GertrudeJekyll1843～1932)和建筑師路特恩斯(EdwinLutyens1869～1944)的思想，用精細的植物種植軟化幾何式的建筑和場地(見圖1及彩頁)。布蘭德特倡導用生態原則進行設計，他認為自己更是一位園藝家，而不是設計師，他的設計常采用規則式和自然式混合的形式(見彩頁)。
安德松認為設計最基本的事情就是確定一個空間，使人們能夠很好地使用它。如果設計師幸運的話，人們對這個空間的利用會超出他原來的預想。在巴黎德方斯凱旋門環境設計中，安德森在寬闊的場地上，用一條白色的大理石鋪裝步行道，斜向嵌入寬闊的場地中，旨在豐富廣場的視覺效果。這條鋪裝帶無意中成為溜冰愛好者訓練的場所，他們將障礙沿線布置，使這里成為溜冰訓練的課堂(見彩頁)。
在丹麥，安德松獲得了“將詩引入花園”的美譽。
布蘭德特、索倫森和安德松三人代表了不同的時代，通過他們的作品可以了解丹麥現代景觀設計的風格和特點。他們都曾在位于哥本哈根的皇家美術學院(theRoyalAcademyofFineArts)的建筑學院任教，通過教學、著作和設計，他們影響了丹麥幾代景觀設計師。
參考文獻：
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隨著經濟的全球化與信息的社會化，市場競爭日益激烈，產品競爭已經由傳統的價格競爭轉化為技術含量的競爭，高科技產品成為市場的主流，創新成為企業發展的靈魂。為了適應新的市場變化，企業必須以最快的上市速度、最好的質量、最低的成本和最優的服務來滿足不同用戶的需求。面對不可預測、持續發展、快速多變的市場需求，企業的生產活動必須具有高度的柔性，對市場需求的變化做出快速反應。為此，探索新的設計制造方法是企業生存的最重要手段。
隨著信息技術的迅猛發展，出現了一些先進的設計制造技術，現代設計制造技術的發展方向就是不斷吸收現代科學技術，實現設計制造技術的數字化、功能化、智能化和網絡化。虛擬技術已成為當今最活躍的制造業設計技術，它的發展，促進了虛擬制造(VitrualManufacturing)的形成和發展，為機械產品的設計、加工、分析以及生產的組織和管理提供了一個虛擬的仿真環境，從而在計算機上“組織”和“實現”生產，在實際投產前對產品的可制造性等方面進行評估，保證一次成功生產，從而降低生產成本，減少上市時間，快速響應市場，提高企業競爭能力。
1虛擬制造的內涵及其分類
1.1虛擬制造的內涵
隨著制造業技術的飛速發展，人們對制造的內涵也有了全新的、更全面的認識。制造是指按照市場需求，運用知識和技能、借助工具、采用有效的方法、將原材料轉化為最終產品并投放市場的全過程。虛擬制造(VitrulaManufacturingVM)是指利用計算機模型和仿真來實現產品的設計和生產的技術，它以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術和高性能的計算機、高速網絡為支持，在計算機上群組協調工作，實現產品的設計、工藝規劃、加工制造、性能分析、質量檢驗以及企業各級過程管理與控制等產品制造的本質過程。“虛擬制造”雖不是實際的制造，但卻實現實際制造的本質過程，它在產品設計或制造系統的物理實現之前，就能通過模型來模擬和預估未來產品的形態、功能、性能以及可加工性等方面可能存在的問題，從而可以做出前瞻性的決策和優化實施方案，從而使制造技術發展到全方位預報階段。虛擬制造是實際制造在計算機上的本質實現，它是各種計算機輔助技術面向產品全生命周期的集成化綜合運用。
實際制造具有對物質、信息、能源進行轉換的功能，即投人原材料、生產、信息、電力等能源，制造出所需的產品及與產品相關的信息。虛擬制造是將實際生產中的“物質”和“能源”信息化，針對實際生產系統中的信息及被信息化的“物質”和“能源”實現與實際生產在信息上的等價交換，虛擬制造雖然沒有制造出實際產品，但卻生成了有關產品的信息以及制造產品所需的信息。
1.2虛擬制造的分類
虛擬制造既涉及到與產品開發制造有關的活動，又包含與企業組織經營有關的管理活動。根據所涉及的范圍及工程活動類型，可將虛擬制造分為三類：以設計為核心的虛擬制造；以生產為核心的虛擬制造；以控制為核心的虛擬制造。
1）.以設計為核心的虛擬制造。以設計為核心的虛擬制造將制造信息引人設計過程，利用仿真來優化產品設計，從而在設計階段就可以對零件甚至整機進行可制造性分析，包括加工工藝分析、熱力學分析、動力學以及運動學分析等。主要解決“設計出來的產品是什么樣”的問題，以便對產品各方面性能進行仿真與評估；
2）.以生產為核心的虛擬制造。以生產為核心的虛擬制造將仿真技術溶人生產過程模型，以此來評估和優化生產過程，以低費用快速評價不同的工藝方案、資源需求計劃、生產計劃等。主要解決“這樣組織生產是否合理”的問題，以便對生產過程進行仿真，對各個生產計劃進行評估；
3）.以控制為核心的虛擬制造。以控制為核心的虛擬制造將仿真技術加到控制模型和實際處理中，實現基于仿真的最優控制。充分利用計算機的強大功能將傳統的各種控制儀表、檢測儀表的功能數字化，對生產線的優化等生產組織和管理活動進行仿真。主要解決“如何去控制”的問題。
2虛擬制造的特點
與實際制造相比，虛擬制造具有其本身的特點：
1）.虛擬性。虛擬制造不是真實的制造過程，不生產實際的產品、不消耗真實的材料與能源，是通過數字化手段來對真實制造過程進行動態模擬以實現制造的本質過程；
2）.基于數字化模型的集成。虛擬制造過程依賴于模型，涉及到的模型有產品模型、過程模型、活動模型和資源模型。通過這些數字化模型在計算機上的集成，實現對產品的設計、制造、測試、裝配等操作，而不再做對傳統的原型樣機的反復修改；
3）.支持敏捷制造。由于整個過程的信息存儲在計算機內，能夠根據用戶需求或市場的變化快速改型設計，快速投人生產，能夠大幅度壓縮開發新產品的時間、提高質量、降低成本；
4）.分布合作。借助于計算機網絡，虛擬制造可使分不在不同地點、不同部門的不同專業人員對同一個產品模型同時工作，相互交流，實現信息共享，減少大量文檔生成及其傳遞的時間和誤差，從而使產品開發更快捷、優質、低耗地響應市場變化；
5）.仿真結果的高可信度。虛擬制造就是通過模型的驗證、效驗等仿真技術來檢測設計出的產品或制訂出的生產規劃，使得產品開發或生產組織一次成功，所以它能真實地反應實際對象。
3虛擬制造的關鍵支撐技術
虛擬制造借助于虛擬環境中獲取的各種信息，集成和綜合了可運行制造的環境，用來改善從裝配產品的概念設計到動態仿真的各個階段。虛擬制造技術涉及面很廣，如環境構成技術、過程特征抽取、集成基礎結構的體系結構、制造特征數據集成、多學科交叉功能、決策支持工具、接口技術、虛擬現實技術、建模與仿真技術等。其中后三項是虛擬制造的核心技術。
3.1虛擬現實技術
虛擬現實(VirtualRealityVR)技術是美國JaronLanier于1989年首次提出的，該技術的內涵是由計算機直接把視覺、聽覺和觸覺等多種信息合成，并提示給人的感覺器官，在人的周圍生成一個三維的虛擬環境。從而把人、現實世界和虛擬空間結合起來，融為一體，相互間進行信息的交流和反饋。虛擬現實技術或由它構建的系統，最重要的特征在于沉浸感(Immersion)，交互性(Interaction)和構想性(Imagination)。
虛擬現實技術綜合利用計算機圖形系統、各種顯示和控制等接口設備，在計算機上生成可交互的三維虛擬環境。虛擬現實系統(VRS)由人機接口、軟件技術、虛擬實現的計算平臺等部分組成。利用VRS可以對真實世界進行動態模擬，通過用戶的交互輸人，并及時按輸出修改虛擬環境，使人產生身臨其境的沉浸感覺。
3.2建模技術
虛擬制造系統是現實制造系統在虛擬環境下的映射，是現實制造系統的模型化、形式化和計算機化的抽象描述和表示。虛擬制造系統的建模包括生產模型、產品模型和工藝模型。
(1)生產模型。可歸納為靜態描述和動態描述兩個方面。靜態描述是對系統生產能力和生產特性的描述，給出產品設計方案的可能性；動態描述是對系統動態行為和狀態的描述，進而預測產品生產的全過程；
(2)產品模型。產品模型是制造過程中，各類實體對象模型的集合。對虛擬制造系統來說，要使產品實施過程中的全部活動集成，就必須具有完備的產品模型，即產品模型描述的信息既包含產品結構、產品形狀特征等靜態信息，還包含能夠進行干涉檢查，各項性能分析等方面的動態信息，是能夠通過映射、抽象等方法提取產品實施中各活動所需所有信息的模型；
(3)工藝模型。將工藝參數與影響制造功能的產品設計屬性聯系起來，以反應生產模型與產品模型之間的交互作用。工藝模型必須具備以下功能：計算機工藝仿真、制造數據表、制造規劃、統計模型以及物理和數學模型。
3.3仿真技術
仿真就是應用計算機對復雜的現實系統經過抽象和簡化形成系統模型，然后在分析的基礎上運行此模型，從而得到系統一系列的統計性能。由于仿真是以系統模型為對象的研究方法，借助于計算機的快速運算能力，可以用很短時間模擬實際生產中需要很長時間的生產周期，因而可以縮短決策時間，避免資金、人力和時間的浪費，并可重復仿真，優化實施方案。
仿真的基本步驟為：研究系統、收集數據一建立系統模型*確定仿真算法*建立仿真模型神運行仿真模型*輸出結果并分析。虛擬制造系統中的產品開發涉及到產品建模仿真、設計過程規劃仿真、實際生產過程行為仿真、裝配過程仿真、檢驗過程仿真等，以便對設計結果進行評價，實現設計過程早期反饋，減少或避免產品設計錯誤。
4虛擬制造技術的現狀分析
盡管虛擬制造技術近年來在國際上取得了迅速的發展，但是目前還缺乏從產品設計全過程的高度開展虛擬制造的研究，集中體現在以下方面。
4.1基于集成的數字化產品模型技術尚處于概念階段
(1)CAD模型中的產品信息含量太低。CAD模型是在產品的設計過程中形成的，很多信息(幾何的非幾何的)需要記錄在其中，它是重要的數據源。在虛擬制造中，很多分析模型需要從CAD模型中提取相應信息。然而目前的CAD模型主要是從幾何實體的角度描述產品，遠不能全面的描述產品，能夠提供的共享信息太少；
(2)現有的CAD模型無法支持產品的概念設計。產品的全新設計要經過概念設計、詳細設計、產品工藝規劃及制造幾個過程，而CAD模型只支持產品的詳細設計；
(3)缺乏良好的產品信息重用機制。由于目前各應用軟件間的產品數據交換主要是通過專用的數據接口來實現，這種轉換也是同一問題數據的簡單映射，無法實現模型間數據的自動轉換和衍生，無疑增加了虛擬制造產品開發的復雜性。
4.2產品創新支持工具尚不充分
(1)缺少創新設計支持系統。產品創新設計是一門綜合性科學，需要新技術、新材料、新工藝的支持。虛擬制造的環境為創新設計提供了很好的運行機制，但是還需進一步組織開發創新設計的支持系統；
(2)缺乏將知識與虛擬制造結合的工具。知識可以創造革新產品和新技術，產品創新注重知識。但是由于知識表達與組織的復雜性與重要性，如何將其與虛擬制造的數字化產品結合起來是一個有待解決的難題；
(3)缺少交互式外形設計技術與虛擬制造的集成工具。
目前，虛擬制造被認為是最有發展前景的產品創新技術。如何解決將有關產品整體定位、外觀設計的交互式外形設計技術引人到產品虛擬制造中并與之有機地集成起來尚需進一步研究。
4.3產品數字化技術
(1)基于產品數據管理(PDM)與其他軟件的集成問題。產品數字化的核心是PDM技術的應用，目前，出現了各種版本的PDM軟件，但是缺乏標準，由此造成了PDM軟件與其他應用系統的集成問題。在虛擬環境下，各專業、各部門人員基于同一產品模型協同工作，必須解決PDM與其他應用軟件的集成；
(2)虛擬產品開發的產品數據組織體系。虛擬產品開發方式生成的產品數字樣機的產品結構樹既要反映產品設計階段的構造層次結構、產品的裝配順序，還要反映生產流程，制造部門可以直接根據產品數字樣機進行制造。因此，研究適合虛擬產品開發的產品數據組織體系是切實必要的；
(3)與數字化產品模型相關數據的組織和管理。
產品的數字化包括建立產品的數字模型及其相關的性能指標，包括結構分析、運動學分析、動力學分析、熱力學分析的結果，為產品的定型提供理論依據，并對產品性能進行改造。如何有效地解決數據的組織和管理，使之有效地適合虛擬制造的需要是目前研究的熱點。
4.4制造過程仿真建模方法和技術
基于物理模型的制造過程仿真技術已經得到廣泛應用，但建模方法與建模技術仍未有突破性進展。
(1)虛擬加工工具有待完善。目前已有很多商品化軟件可以進行“可加工性”評價，但虛擬制造還需研究開發大量的虛擬加工分析工具，如具有切削力分析功能的加工過程仿真系統等；
(2)虛擬裝配的基礎理論研究。虛擬制造對虛擬配中的公差分析與綜合技術還缺乏理論基礎，在模型的生成以及對ISO公差標準、形位公差的支持方面還存在很多問題，迫切需要解決；
(3)裝配工藝規劃的進一步研究。目前基于虛擬裝配工藝規劃的研究存在很大的局限性，主要是指:僅考慮沿坐標軸方向的平移，裝配運動方式過于簡單；偏重于幾何計算，工程語意知識的利用有待加強；裝配順序的選擇標準不夠廣泛和統一；
(4)虛擬測試技術研究。虛擬測試是成功運用“虛擬產品開發”技術的關鍵環節，也是必不可少的。當所有環節計算機化后，測試和效驗環節就成為影響效率的重要因素。
（一）3D打印拓展了設計人員的想象空間
在后工業時代，每個人都是設計師，傳統的設計師不再依靠自己的力量獨立設計，而是扮演設計組織者的角色，組織有效的設計平臺。3D打印是由計算機通過三維軟件進行模型建造，并以STL的文件格式傳輸至3D打印機，3D打印機識別到片層截面，并完成文件輸出。截面是由多個三角形面來模擬所設計的物品的表面形態，三角形面越小，物體打印的越精細。此外，VRML、WRL也是經常被使用的輸入文件格式。設計師能夠專注于產品形態創意和功能創新，即所謂“設計即生產”。設計師對產品形態的創作將更加揮灑自如，這是傳統產品設計、手板模型制作等流程難以企及的。
（二）3D打印縮短了產品設計到成型的周期
當前，消費者對新奇產品的需要和渴望遠遠大于過去，3D打印等數碼技術可以幫助廠家應對消費者瞬息萬變的口味，設計師可以通過互聯網這個開源平臺進行設計，注重利基產品的開發和生產，進入產品和經營的長尾時代。3D打印更適合一些小規模制造，尤其是高端定制產品，比如零部件制造。雖然當前打印制造材料仍然以塑料為主，但金屬材料肯定會在未來被運用到3D打印中來。可以預見，該技術將會在未來得到越來越廣泛的應用。
（三）3D打印節省產品設計研發的成本
市場需要產品以最快的速度更新換代，但新產品生產出來后，若沒有銷路，則得不償失。開發一副模具要幾十萬，甚至幾百萬，而利用3D打印技術，可以把產品先開發出來，如果該產品符合技術要求和市場需求，再進行模具開發，并進行進一步批量生產。此外，3D打印技術和傳統模具制造技術可以實現相互補充，而未來的制造領域中，3D打印機可完成30%的產品，而70%由模具制完成。在產品設計方面，3D打印產品不需要昂貴的模具實現生產注塑，其所需的原材料和能源僅為傳統方式的1/10，還降低了企業因開模不當造成的不必要損失和風險；3D打印可以制造曲面更復雜、造型更豐富的產品，可以為客戶定制個性化產品，實現“即想即得”；3D打印產品也可以遠程傳輸文件并異地打印，減少運輸費用。3D打印的出現意義在于我們能夠制造自己的產品供其他人進行消費，人們的設計創造才能被盡情釋放，能夠滿足高層次的需要。
二、結語
地域文化是指在特定區域中源遠流長、獨具特色的文化傳統，包括這一區域的自然環境、民俗習慣、傳統文化等內容。它的形成與特定的地域環境關系緊密，因而區別于其他地域，獨具特色。一直以來，廣泛流傳于民間。俗話說：“三里不同風，五里不同俗”。我國幅員遼闊，少數民族眾多。不同的地理條件、自然氣候孕育出多樣化的地域文化。它的表現形式更是內容豐富、形式多樣。民間藝術就是其中的一種重要表現形式。它是區分于學院派藝術、宮廷藝術和文人藝術等藝術門類而言的。廣義上的民間藝術是指勞動者為了滿足自己的生活生產實用和審美需求而創造的多元藝術，包括了工藝美術、戲曲、音樂、舞蹈等多種藝術形式。而狹義上的民間藝術主要指民間造型藝術，其中包括民間美術和工藝美術等表現形式。民間藝術的傳承正在由于經濟效益下降和老一輩民間藝人逐漸減少等原因而日益艱難。將民間藝術產業化發展是使其傳承與發揚的有效途徑之一。近年來，隨著社會各界對民間藝術重視程度的不斷加深，越來越多的民間藝術被發掘、包裝，逐步走進大眾的視線。民間藝術品品牌逐漸增多，但市場中的民間藝術品良莠不齊，存在著多方面的問題。如產品推廣的針對性不強、相似種類產品出現雷同、品牌識別性差、產品設計與現代審美不符不能為消費者接受等。在競爭激烈的市場上，民間藝術品牌顯然需要更加鮮明的地域特色和更多的文化內涵來支撐。
2、地域文化在民間藝術品牌設計中的應用方法
2.1發掘地域文化中的題材元素。地域文化中題材元素的主要來源是發掘地域視野下文化元素的表層和深層。表層元素的發掘具有具象性、形態性和物質性的特點。其中滲透著本土的歷史文化、地域特征和民族特色等。不同的地區有著各自不同的題材元素，比如北京的四合院，山西的五臺山佛塔，西安的兵馬俑等等。不同的地區民俗習慣也有很大差異，比如晉中民居辟邪石獅浮雕、陜西神木民間木版年畫、內蒙古赤峰地區的煙荷包、山西平遙的喜花等等；而深層元素的發掘具有抽象性、隱性和精神性的特點，主要體現在地方精神和價值觀上，如三秦文化中，秦人把生命本性以藝術的形式表現出來，或厚重率直、或尚元音色、或慷慨激昂、或簡約大度，都體現著一種地域大美的氣度和色彩。又如三晉文化中，山西商人在外經商時所遺留的明清時期雕工精湛的民間晉商物品、牌匾、石雕和仿古桌椅板凳家具等。正是這些題材元素為設計者的創作提供了靈感，并對其進行詳細地歸納和提煉，充分發掘其包含的深刻意境，再分析和創作出符合其地域文化的題材元素并應用到設計中，來增強視覺效果，增加地域特征和內涵。
2.2提取地域文化中圖案素材。不同的自然條件孕育了不同的地域文化。這些特色鮮明的地域文化以自身的個性風格與表現形式，為民間藝術供給著豐富的養分與能量。其中蘊藏著多樣的藝術元素和多元的主題素材，為民間藝術品牌設計提供了寶貴而豐富的資源。例如剪紙、年畫等民俗美術作品用夸張詼諧的造型和鮮艷的色彩描繪著勞動人民生活的場景、傳說故事或愿景中的畫面，鄉土氣息濃郁，十分耐人尋味。歸納其中的圖案、符號等元素，取之精華并經過提煉、結構、重組等方法，可以轉化成為多種設計素材，運用于民間藝術品牌的設計中去。
3、地域文化應用于民間藝術品牌設計中的重要性
地域文化是民族文化的重要組成部分，是特定地域的勞動人民在世世代代的勞動與生活中不斷總結、創新、發展而來的生活的藝術。它體現了當地人民的審美觀念、文化底蘊、情感氣質、意識形態等多方面的狀態。它純真質樸、生動豐富，是勞動人民智慧的結晶，是元天然的藝術寶庫。但是由于商品經濟的沖擊，民間藝術品牌產品中所蘊含的地域文化內容越來越淡。當民間藝術作品失去了地域文化內涵，藝術表現也失去了原味，就只能淪落成輕薄的裝飾品了。這樣的產品很難得到進一步的推廣。文化是品牌的靈魂，只有加強品牌文化內涵才能塑造出有頑強生命力的品牌。民間藝術品牌設計要和當地地域文化相結合，將地域傳統文化滲透到品牌文化中。宣傳地域文化，讓消費者更深入地了解民間藝術品所蘊含的文化內涵和歷史淵源，進而可以由內而外地欣賞并接受民間藝術作品。同時，通過有地域文化特色的品牌文化的塑造，不斷彰顯品牌的文化個性，形成差異化的品牌特色。民間藝術所蘊含的地域人文精神本身就是值得我們竭力守護的。因而，當民間藝術品牌面對市場經濟和工業化社會，其發展之路更要走得清醒，時刻警惕背離人文精神價值核心的危險，避免出現舍本求末。
4、結語
