【正文】 ii. 基體材料鑲嵌槽加工工藝研究與工藝流程建設(shè)基體材料是指材料鑲嵌入的基體構(gòu)件，主要是劍柄、劍格與劍鞘。項(xiàng)目由第二承擔(dān)單位負(fù)責(zé)整體規(guī)劃與協(xié)調(diào)。近三年來，承擔(dān)國家863計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金1項(xiàng)，主持和承擔(dān)某省重大專項(xiàng)等省部級項(xiàng)目7項(xiàng)，主持電動車、電動工具、公共產(chǎn)品、辦公用品設(shè)計(jì)等橫向課題80余項(xiàng)，科技經(jīng)費(fèi)總額達(dá)900萬元。項(xiàng)目組成員4，男，1977年生，講師。本課題組成員參與過古建筑、剪紙、竹編產(chǎn)品等多項(xiàng)文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，并擁有多項(xiàng)成果與軟件著作權(quán)，為本項(xiàng)目的實(shí)施提供了可靠的保障。，4次，共6萬元7合作、協(xié)作研究與交流費(fèi)項(xiàng)目中比較專業(yè)化的內(nèi)容與相關(guān)單位協(xié)作研發(fā)，主要用于數(shù)據(jù)庫構(gòu)建。19932003年，任教于某大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系，曾任平面設(shè)計(jì)教研室主任、新媒體設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人。項(xiàng)目組成員2，男，1972年出生，工藝美術(shù)師，第一承擔(dān)單位董事長。該公司商標(biāo)在刀劍行業(yè)唯一一個(gè)榮獲“中國馳名商標(biāo)”和“浙江省著名商標(biāo)”的品牌；該公司刀劍產(chǎn)品在行業(yè)中唯一榮獲“浙江省名牌產(chǎn)品” 稱號；該公司在行業(yè)中是唯一榮獲“浙江省守合同重信用AAA級”的企業(yè)；納稅排列全市刀劍產(chǎn)業(yè)第一位，是某市的納稅大戶，榮獲某政府頒發(fā)的貢獻(xiàn)“十大”工業(yè)企業(yè)，誠信“十佳”工業(yè)企業(yè)等稱號。3．組織方式 本項(xiàng)目為產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目，由第一承擔(dān)單位負(fù)責(zé)，與第二承擔(dān)單位合作開發(fā)實(shí)施。切割是對玉、石材等材料進(jìn)行整體切割成型；雕刻是在整體切割的基礎(chǔ)上在材料表面雕刻圖案紋樣；打碎是對琉璃、貝殼等材料打碎成指定粒度的碎塊并用于圖案拼接；粉碎是將材料加工成粉末狀；研磨是指對鑲嵌后的材料進(jìn)行表面加工，使之光滑平整。IGA與KE協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制如圖12所示：圖12 IGA與KE協(xié)同進(jìn)化的產(chǎn)品創(chuàng)新機(jī)制4） 花紋鋼刃材工藝技術(shù)研究i. 花紋鋼材料特性試驗(yàn)研究包括機(jī)械加工特性試驗(yàn)和花紋成型特性試驗(yàn)。該技術(shù)在項(xiàng)目合作單位從事山東省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)的數(shù)字化技術(shù)研究”時(shí)已形成初步成果，并成功運(yùn)用于中國傳統(tǒng)植物（竹）圖案的設(shè)計(jì)。參數(shù)化技術(shù)為針對特征圖塊（或稱“符號圖塊”）單元的操作技術(shù)，包括兩類：生成技術(shù)與修改技術(shù)。i. 資源數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建與應(yīng)用與一般的數(shù)據(jù)庫不同，刀劍產(chǎn)品的資源數(shù)據(jù)庫以圖形和色彩兩類數(shù)據(jù)為主，并且配有對兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化操作的程序。2）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用推廣。CI與PI的實(shí)施是刀劍產(chǎn)品走上商業(yè)化運(yùn)作的必經(jīng)之路。2） 刀劍產(chǎn)品的新材料應(yīng)用研究利用特殊材料強(qiáng)化中國刀劍產(chǎn)品的本土特色。因此，本項(xiàng)目的研究工作將圍繞刀劍產(chǎn)品制造的工料技術(shù)深入展開，并對其用戶市場和專業(yè)人才的培養(yǎng)方式進(jìn)行研究，以尋找整體提升與優(yōu)化刀劍產(chǎn)業(yè)的途徑。IGA的用戶交互特征使之成為更加貼近設(shè)計(jì)師原始創(chuàng)意方式的良好工具，并可用于捕捉設(shè)計(jì)師的意圖和用戶知識，使設(shè)計(jì)過程更具智能化。2. 文化符號應(yīng)用技術(shù)刀劍作為一種傳統(tǒng)冷兵器，一直是伴隨著文化發(fā)展的，可以說是文化的一個(gè)物質(zhì)載體。下面對三類技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡要介紹：1. 用戶研究與產(chǎn)品風(fēng)格構(gòu)建技術(shù)刀劍產(chǎn)品的用戶研究包含兩方面內(nèi)容：一是針對刀劍產(chǎn)品實(shí)用功能的人機(jī)工程研究；二是刀劍產(chǎn)品風(fēng)格特色（包括造型、紋飾、色彩等）的用戶感性意象研究。它們的成功無一例外的都與持續(xù)的產(chǎn)品創(chuàng)新有關(guān)，在創(chuàng)新的策略上則是貼近應(yīng)用市場而非走純工藝品路線，其中大部分都得益于成功的風(fēng)格塑造和明確的用戶定位，如：外觀與品質(zhì)兼優(yōu)的Buck軍刀；裝飾華麗具有紳士風(fēng)度的William Henry工藝刀；軍旅風(fēng)格的Smith amp。本項(xiàng)目依靠自主創(chuàng)新讓刀劍產(chǎn)品廣泛進(jìn)入大眾的日常生活，而不是停留在工藝品的狹小定位上，同時(shí)對帶動地域經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展也是重要的促進(jìn)。5） 現(xiàn)代設(shè)計(jì)發(fā)技術(shù)應(yīng)用很少。經(jīng)過深入調(diào)研，某的刀劍產(chǎn)業(yè)的問題主要集中在如下幾個(gè)方面：1） 產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)品線單一、市場觀念淡薄。產(chǎn)品多數(shù)為仿古工藝品，產(chǎn)量低、價(jià)格高、市場面狹小。設(shè)計(jì)科學(xué)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已形成大量的輔助設(shè)計(jì)成果、先進(jìn)工具軟件以及專業(yè)化設(shè)計(jì)技術(shù)，但是在刀劍這類傳統(tǒng)產(chǎn)品中幾乎毫無應(yīng)用。3. 發(fā)揮集群產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，借助現(xiàn)代技術(shù)實(shí)施創(chuàng)新。 Wesson戶外刀；Chris Reeve的一體刀；定位于陽剛型硬漢的Strider刀；外形奇特創(chuàng)意不斷的蜘蛛折刀；為《魔戒》等電影做道具設(shè)計(jì)的SOG刀；以及家喻戶曉的日常必備工具瑞士軍刀等等。人機(jī)工程學(xué)是產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)的重要組成部分。中國幾千年來所積淀下來諸多風(fēng)格特征鮮明的紋樣圖案與文化符號，都有可能出現(xiàn)在各歷史時(shí)期刀劍的造型與紋飾上面，對現(xiàn)代刀劍產(chǎn)品的風(fēng)格塑造是一個(gè)重要的資源。中國礦業(yè)大學(xué)的鞏敦衛(wèi)、郭一楠等提出了有知識引導(dǎo)功能的分層IGA，通過用戶的交互評價(jià)過程提取知識，并提出了基于地勢知識的新個(gè)體選擇策略。1. 刀劍產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā)1) 刀劍產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息平臺建設(shè)信息平臺的內(nèi)容包括刀劍產(chǎn)設(shè)計(jì)的資源數(shù)據(jù)庫與知識庫，以及網(wǎng)絡(luò)化的信息輔助集成平臺。中國文化傳統(tǒng)中在金屬器物上鑲嵌玉石等非金屬材料是一種常見的裝飾手段，2008北京奧運(yùn)會的金牌設(shè)計(jì)上也采用了“金鑲玉”的形式，并取得了巨大成功。3） 刀劍產(chǎn)品市場數(shù)據(jù)的分析研究市場數(shù)據(jù)的即時(shí)反饋與準(zhǔn)確分析是產(chǎn)品成功營銷的關(guān)鍵。現(xiàn)代設(shè)計(jì)過程包括用戶調(diào)研、產(chǎn)品定位、概念創(chuàng)新、詳細(xì)設(shè)計(jì)、樣品試制、功能測試、工藝設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)、企業(yè)形象、品牌規(guī)劃等一系列過程，其中大部分設(shè)計(jì)流程環(huán)節(jié)在設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域已經(jīng)有比較成熟的技術(shù)成果，如市場分析中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、用戶調(diào)研中的感性工學(xué)技術(shù)、概念設(shè)計(jì)中的頭腦風(fēng)暴創(chuàng)意法、組合創(chuàng)新技術(shù)、資源數(shù)據(jù)庫輔助技術(shù)、詳細(xì)設(shè)計(jì)中的色彩方案情感分析技術(shù)、刀劍產(chǎn)品手感的人機(jī)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)、紋飾圖案的參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)、企業(yè)品牌形象的統(tǒng)一性設(shè)計(jì)技術(shù)等等。色彩數(shù)據(jù)及其相關(guān)操作模塊具有通用性，可以把課題組以前的研究成果直接移植過來即可。生成技術(shù)是指根據(jù)用戶給定參數(shù)而自動生成圖塊單元，修改技術(shù)是針對用戶已經(jīng)手工建立的圖塊單元，編寫一系列通用“修改器”程序讀取圖塊單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)并賦予參數(shù)，對其尺寸、形態(tài)、比例、局部細(xì)節(jié)等進(jìn)行參數(shù)化修改調(diào)整。本項(xiàng)目利用交互式遺傳算法（IGA）工具實(shí)施刀劍產(chǎn)品的風(fēng)格構(gòu)建與快速設(shè)計(jì)：i. 基于已被廣為接受的刀劍文物原型進(jìn)行變化設(shè)計(jì)首先建立文物原型的數(shù)字化設(shè)計(jì)方案文檔，設(shè)計(jì)方案處理為符號單元的組合形式，然后運(yùn)用參數(shù)化修改器模塊工具系列對各符號單元進(jìn)行修改變化。花紋鋼可以通過手工或空氣錘鍛打成型，手工鍛打效率低但花紋形態(tài)美觀細(xì)致，表現(xiàn)力豐富；空氣錘鍛打效率高但花紋形態(tài)效果要遜于手工鍛打。加工性能測試的目標(biāo)是弄清各類非金屬材料作為刀劍產(chǎn)品鑲嵌裝飾的可行性，包括工藝和經(jīng)濟(jì)兩方面的性能指標(biāo)，經(jīng)過試驗(yàn)測試最終選定若干在經(jīng)濟(jì)上與工藝上具有綜合可行性的鑲嵌材料，用于產(chǎn)品的開發(fā)。本項(xiàng)目研究開發(fā)涉及到調(diào)研、技術(shù)研究開發(fā)、工藝美術(shù)研究等工作，為保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，組建由教授、博士、藝術(shù)家和工程師組成的復(fù)合型團(tuán)隊(duì)來共同完成各項(xiàng)開發(fā)工作。第二承擔(dān)單位： 為某省著名高校，學(xué)院現(xiàn)有教師80名，其中博士生導(dǎo)師1人、教授5名、副教授18名，教育部藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)指導(dǎo)委員會委員1人。公司從1998年家庭式作坊起家，發(fā)展至今已成為占地面積17000余m2，建筑面積17000余m2，總投資3000萬元，其中固定資產(chǎn)2000萬元，現(xiàn)有職工近200名的市級生產(chǎn)刀劍產(chǎn)品的重點(diǎn)骨干企業(yè)之一。3. 研究基礎(chǔ)項(xiàng)目承擔(dān)單位已有多款自主研發(fā)的產(chǎn)品上市并出口，部分產(chǎn)品如圖14。共16萬元8出版/文獻(xiàn)/信息傳播/知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)費(fèi) 共計(jì)18萬元學(xué)術(shù)論文發(fā)表，4篇，共1萬元出版費(fèi)共3萬元文獻(xiàn)資料查閱共2萬元外文資料購買共2萬元設(shè)計(jì)專利與軟件著作權(quán)申請，15項(xiàng)，共3萬元相關(guān)軟件購買二維與三維平臺軟件購買共 7萬元9人員勞務(wù)費(fèi)預(yù)算總額的3%共18萬元10專家咨詢費(fèi)軟件測試、驗(yàn)收、鑒定等的專家咨詢費(fèi)用11管理費(fèi)資助經(jīng)費(fèi)的5%12不可預(yù)計(jì)費(fèi)用總預(yù)算的5%以內(nèi)共14萬元 34 。 （a）傳統(tǒng)刀劍產(chǎn)品 （b）現(xiàn)代刀劍產(chǎn)品圖15 刀劍產(chǎn)品合作研發(fā)實(shí)例本課題組在項(xiàng)目所涉及的各項(xiàng)技術(shù)方面均有研究成果，本項(xiàng)目的主要工作目標(biāo)為研究成果面向刀劍產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)與應(yīng)用。組織和參與某省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，主持產(chǎn)品設(shè)計(jì)及企業(yè)形象設(shè)計(jì)項(xiàng)目10余項(xiàng)，擁有實(shí)用新型專利授權(quán)1項(xiàng)，發(fā)表論文2篇，參編教材1部，主要研究領(lǐng)域?yàn)楫a(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、企業(yè)形象系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)目前擁有教授（博士生導(dǎo)師）1名，副教授5名，碩士生導(dǎo)師3人，2007年被批準(zhǔn)為某省重點(diǎn)特色專業(yè)。刀劍產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)由第一承擔(dān)單位負(fù)責(zé)完成，第二承擔(dān)單位配合。批量加工設(shè)備的工作效率以不低于原有產(chǎn)品的制造效率為基本原則，即非金屬鑲嵌材料的創(chuàng)新不得影響產(chǎn)品生產(chǎn)效率。ii. 花紋鋼視覺特性試驗(yàn)研究通過機(jī)械、熱處理和化學(xué)加工手段三結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。ii. 對所擬表現(xiàn)的目標(biāo)風(fēng)格的代表性元素符號進(jìn)行組合設(shè)計(jì)基于所擬表現(xiàn)的目標(biāo)風(fēng)格的時(shí)代與地域元素符號進(jìn)行組合運(yùn)用。方案的評價(jià)、選擇、調(diào)整和決策則在風(fēng)格處理模塊中實(shí)現(xiàn)。其中紋飾圖形的矢量化處理是工作的核心，由于已收集的紋飾圖形多為位圖，因此需要進(jìn)行矢量化后才能實(shí)現(xiàn)其參數(shù)化修改。創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)的推廣形式分為兩種：軟件產(chǎn)品與設(shè)計(jì)服務(wù)。本項(xiàng)目將結(jié)合感性工學(xué)與IGA技術(shù)從市場數(shù)據(jù)中提取出設(shè)計(jì)輔助信息，并用于產(chǎn)品的優(yōu)化與改進(jìn)，增強(qiáng)對消費(fèi)市場的理性把握，為產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)提供可靠的支持。非金屬多屬自然材料，意蘊(yùn)貼近遠(yuǎn)古，對于開發(fā)具有先秦戰(zhàn)國等上古意蘊(yùn)的刀劍產(chǎn)品更富有表現(xiàn)力，且綠松石、琉璃、玉等從商周時(shí)期開始就是刀劍產(chǎn)品常用的非金屬鑲嵌材料。知識庫包含刀劍產(chǎn)品的就技術(shù)性知識與文化知識，為設(shè)計(jì)師的概念設(shè)計(jì)提供發(fā)散性參考。適應(yīng)度地圖（Fitness Landscape）是對個(gè)體編碼空間適應(yīng)度綜合描述的工具，JongHa Lee等人基于適應(yīng)度地圖利用直接個(gè)體操作的方式為種群植入基于用戶意圖或先驗(yàn)知識的個(gè)體，用以引導(dǎo)種群的進(jìn)化方向，并在服裝設(shè)計(jì)中做了具體應(yīng)用驗(yàn)證。藝術(shù)界對此已有長期的研究，并形成大量的經(jīng)驗(yàn)成果。人機(jī)工程學(xué)的研究主要包括相關(guān)人體尺寸的測量數(shù)據(jù)以及肢體動作分析與評價(jià)。 Wesson 廓爾喀野營刀國外刀劍產(chǎn)品無論是傳統(tǒng)還是現(xiàn)代，都非常重視用戶與市場。4. 傳統(tǒng)現(xiàn)代雙線并進(jìn)，以現(xiàn)代產(chǎn)品帶動傳統(tǒng)工藝保護(hù)。由于市場面窄、消費(fèi)群體小，中國目前還沒有形成專業(yè)化的刀劍產(chǎn)品設(shè)計(jì)人才隊(duì)伍，只有精于鍛造的刀劍工藝美術(shù)大師，而沒有專注于新產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)師。而國外同類刀劍產(chǎn)品則已在現(xiàn)代工具市場中全面鋪開，并有力帶動了傳統(tǒng)工藝和產(chǎn)品品牌的發(fā)展壯大。另外，在競爭激烈的國內(nèi)外市場環(huán)境以及嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)危機(jī)形式下，以O(shè)EM代工為主要利潤來源的刀劍制造企業(yè)也受到了很大的沖擊。有些更是西洋的造型配上中國的龍鳳。國外刀劍產(chǎn)品的收藏者數(shù)量眾多，是一個(gè)重要的消費(fèi)源，且收藏對象并不僅限于文物和仿古產(chǎn)品，設(shè)計(jì)精良的現(xiàn)代刀劍產(chǎn)品也是收藏者競相追逐的目標(biāo)。尼泊爾的廓爾喀彎刀的標(biāo)志是其狗腿形刀刃輪廓，目前已從其濃郁的原始地域產(chǎn)品演變?yōu)槎鄧婈?duì)與戶外運(yùn)動的必備工具，除刀刃形態(tài)外，在材料、裝飾等方面也隨著應(yīng)用背景而發(fā)生了多軌道演化（圖3～4），“廓爾喀”這一尼泊爾地名也隨之威名遠(yuǎn)揚(yáng)；具有貴族化傾向的各類工藝刀劍更是將不同的文化傳統(tǒng)和裝飾風(fēng)格發(fā)揮得淋漓盡致（圖2）。其中：用戶研究與產(chǎn)品風(fēng)格構(gòu)建的重要性在國外成功刀劍產(chǎn)品中已得到充分的證明，是中國刀劍產(chǎn)業(yè)需要重點(diǎn)引入的新思想；文化符號的準(zhǔn)確應(yīng)用是塑造中國文化風(fēng)格刀劍產(chǎn)品的技術(shù)關(guān)鍵；研究刀劍產(chǎn)品的智能化創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)則是依靠技術(shù)力量彌補(bǔ)刀劍設(shè)計(jì)專業(yè)人才的短期內(nèi)欠缺的不足，輔助中國刀劍產(chǎn)品快速提高設(shè)計(jì)質(zhì)量并趕超國外著名品牌。諾基亞等著名企業(yè)的研發(fā)部門都十分重視產(chǎn)品的用戶研究，利用感性工學(xué)原理做了大量的測試研究，對產(chǎn)品的市場成功作出了巨大貢獻(xiàn)。交互式遺傳算法（Interactiver Genetic Algorithms，IGA）是機(jī)器創(chuàng)新的主要技術(shù)工具，屬于組合優(yōu)化方向，由于操作性較好，對于知識集成和實(shí)例推演兩個(gè)方向的技術(shù)成果都有著較強(qiáng)的吸納能力，已逐漸演化成快速創(chuàng)新的主要力量。CD’2007),[9] A Study on the Modeling of Korean Traditional Architecture with Parametric Object Library of an Architectural CAD System. （韓國：韓國Woosong大學(xué)博士論文，2006）[10] 王才強(qiáng). 唐長安的數(shù)碼重建. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，20