【文章內(nèi)容簡介】 主要體現(xiàn)在“工”與“料”兩方面?！肮ぁ钡膬r值體現(xiàn)在設(shè)計、裝飾、工藝等制造過程環(huán)節(jié)中；“料”的價值則體現(xiàn)在材料（尤其是刀刃材料）的選材與處理工藝上。因此，本項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)方式進行研究，以尋找整體提升與優(yōu)化刀劍產(chǎn)業(yè)的途徑。1. 刀劍產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)開發(fā)1) 刀劍產(chǎn)品設(shè)計信息平臺建設(shè)信息平臺的內(nèi)容包括刀劍產(chǎn)設(shè)計的資源數(shù)據(jù)庫與知識庫，以及網(wǎng)絡(luò)化的信息輔助集成平臺。資源數(shù)據(jù)庫包括刀劍產(chǎn)品庫、刃型庫、柄型庫、材質(zhì)配色庫和不同文化的紋飾圖案庫等內(nèi)容，為刀劍設(shè)計師提供直接和快速的設(shè)計輔助。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)計師的概念設(shè)計提供發(fā)散性參考。網(wǎng)絡(luò)化的信息輔助集成平臺是為開展異地協(xié)同設(shè)計提供輔助。2) 刀劍產(chǎn)品開發(fā)流程建設(shè)建立計算機輔助刀劍產(chǎn)品開發(fā)的完整流程，選擇組配最合適的軟件工具、現(xiàn)代設(shè)計方法與工藝流程，在保證設(shè)計效果的基礎(chǔ)上，最大限度縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期。3) 刀劍產(chǎn)品風(fēng)格構(gòu)建技術(shù)研究面向刀劍產(chǎn)品的認知特性，建立刀劍產(chǎn)品設(shè)計風(fēng)格的表達方法。利用形態(tài)、色彩、裝飾、材料等設(shè)計元素的組合，構(gòu)建特定的風(fēng)格意象。配合感性工學(xué)的實驗研究，在風(fēng)格意象與設(shè)計要素之間建立廣義的函數(shù)關(guān)系，為設(shè)計師提供一個具有可操作性的方法體系和輔助框架。4) 刀劍產(chǎn)品裝飾設(shè)計技術(shù)中國傳統(tǒng)文化符號的組合應(yīng)用技術(shù)，包括圖案紋樣的參數(shù)化設(shè)計、圖案主題的快速檢索、圖案外形匹配、圖案的變形與組合技術(shù)等。5) 刀劍產(chǎn)品智能化創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)研發(fā)有兩方面研究內(nèi)容：一是實現(xiàn)刀劍設(shè)計的快速創(chuàng)新，其中包括造型、紋飾、配色等多種設(shè)計要素的快速構(gòu)建與組合設(shè)計；二是開發(fā)以可視化交互式遺傳算法（Visual Interactive Genetic Algorithms，VIGA）為主的智能化創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)刀劍產(chǎn)品的定位、差異化創(chuàng)新以及設(shè)計過程的透明化與可視化，使企業(yè)家、工程師、消費用戶等非設(shè)計人員都可以參與設(shè)計過程，通過交互評價推動設(shè)計方案的優(yōu)化。6) 刀劍產(chǎn)品CAD軟件開發(fā)開發(fā)針對刀劍產(chǎn)品設(shè)計的專用CAD軟件，集成人機工程評價、風(fēng)格構(gòu)建、裝飾與色彩設(shè)計、智能化創(chuàng)新等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的輔助功能，并為設(shè)計師提供友好的交互界面，在數(shù)據(jù)庫的輔助下大幅提高刀劍產(chǎn)品開發(fā)的效率與可靠性。2. 刀劍產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)開發(fā)1） 中國刀劍的花紋鋼工藝技術(shù)研究中國刀劍鍛制所用的傳統(tǒng)花紋鋼在性能和視覺效果上均可媲美著名的大馬士革刀所用的烏茲鋼材料，花紋鋼的配方在多年失傳后，近期已被重新開發(fā)出來。本項目的承擔(dān)單位已成功掌握花紋鋼的鍛制技術(shù)，并用于多種產(chǎn)品。目前花紋鋼還僅用于傳統(tǒng)的仿古刀劍，在現(xiàn)代刀劍產(chǎn)品中使用極少，而大馬士革鋼在現(xiàn)代產(chǎn)品中的成功運用為我們提供了良好的借鑒。對花紋鋼的工藝技術(shù)進行深入研究，提高其機械性能和視覺效果，將有利于提高中國刀劍產(chǎn)品的文化價值和品牌價值。2） 刀劍產(chǎn)品的新材料應(yīng)用研究利用特殊材料強化中國刀劍產(chǎn)品的本土特色。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北京奧運會的金牌設(shè)計上也采用了“金鑲玉”的形式，并取得了巨大成功。中國文化中所使用的非金屬材料十分豐富，包括玉類、水晶、石材、貝類等多種，既體現(xiàn)了獨特的文化風(fēng)貌，又拓展了產(chǎn)品的創(chuàng)意空間。非金屬多屬自然材料，意蘊貼近遠古，對于開發(fā)具有先秦戰(zhàn)國等上古意蘊的刀劍產(chǎn)品更富有表現(xiàn)力，且綠松石、琉璃、玉等從商周時期開始就是刀劍產(chǎn)品常用的非金屬鑲嵌材料。同時，非金屬材料可以表現(xiàn)豐富的色彩效果，對當(dāng)前中國刀劍產(chǎn)品相對單調(diào)的木質(zhì)與金屬色調(diào)也是一種有效補充。通過非金屬材料及其設(shè)計還可提高產(chǎn)品附加值并拉開產(chǎn)品價位。非金屬材料在中國傳統(tǒng)中多具有文化意蘊，如上百種玉各具不同的文化背景，石材產(chǎn)地的人文風(fēng)物也是極具文化開發(fā)價值，這類材料與刀劍產(chǎn)品的結(jié)合為賦予刀劍產(chǎn)品更多更廣泛的文化內(nèi)涵提供了一個有效的載體。3） 關(guān)鍵性生產(chǎn)技術(shù)一些關(guān)鍵性生產(chǎn)技術(shù)對刀劍產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和精度有很大影響，如非金屬材料的切割與加工成型、弧面基材的紋飾自動雕刻等，這些技術(shù)問題的解決將大幅度提高刀劍產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。3. 刀劍產(chǎn)品的用戶研究1） 刀劍產(chǎn)品人機工程研究刀劍產(chǎn)品的人機工程研究主要集中在手部，包括刀劍柄部的握姿舒適度與可靠性（如防滑）、刀劍重量與運動特征（如舞劍）的協(xié)調(diào)性、手指操作的效率和安全性（如折刀的開合），以及刀劍產(chǎn)品的攜帶、存儲、包裝等等。2） 刀劍產(chǎn)品的感性工學(xué)設(shè)計技術(shù)研究對某寶劍的用戶感性認知、消費者感性需求等信息設(shè)計調(diào)研實驗，展開調(diào)研并收集用戶調(diào)研數(shù)據(jù)，基于調(diào)研數(shù)據(jù)建立感性工學(xué)系統(tǒng)（KES），形成用戶感知與寶劍的造型、紋飾、色彩等設(shè)計要素的雙向映射“翻譯”機制。4. 刀劍產(chǎn)品的品牌建設(shè)與市場研究1） 刀劍產(chǎn)品的產(chǎn)品線拓展研究從不同的角度對刀劍產(chǎn)品的功能和用途進行重新定位，從傳統(tǒng)工藝品向現(xiàn)代生活領(lǐng)域拓展，區(qū)分出幾個大的產(chǎn)品領(lǐng)域，然后進行功能細分、差異化特征構(gòu)建和系列化產(chǎn)品設(shè)計。在市場定位上拉開傳統(tǒng)刀劍與現(xiàn)代刀劍產(chǎn)品的距離。以精湛的傳統(tǒng)工藝和手工鍛制技術(shù)為特色強化傳統(tǒng)刀劍產(chǎn)品的優(yōu)勢，同時以功能和造型上的創(chuàng)新提高現(xiàn)代刀劍產(chǎn)品的品位。2） 刀劍產(chǎn)品的CI與PI研究CI（Corporation Identification）是指企業(yè)形象，是企業(yè)的視覺形象和經(jīng)營理念等企業(yè)行為綜合形成的整體性識別特征。PI（Product Identification）是指產(chǎn)品識別，是從認知心理學(xué)與感性工學(xué)角度，利用產(chǎn)品的功能、形態(tài)、色彩等要素構(gòu)筑品牌形象的重要手段。CI與PI的實施已在大多數(shù)國外刀劍企業(yè)和產(chǎn)品中發(fā)揮重要作用，而中國的刀劍產(chǎn)品還尚未引入，尤其是PI。CI與PI的實施是刀劍產(chǎn)品走上商業(yè)化運作的必經(jīng)之路。3） 刀劍產(chǎn)品市場數(shù)據(jù)的分析研究市場數(shù)據(jù)的即時反饋與準確分析是產(chǎn)品成功營銷的關(guān)鍵。市場數(shù)據(jù)中往往隱含著用戶偏好與需求信息，以及對產(chǎn)品細節(jié)改進的導(dǎo)向性指示。本項目將結(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)計輔助信息，并用于產(chǎn)品的優(yōu)化與改進，增強對消費市場的理性把握，為產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)提供可靠的支持。5. 刀劍產(chǎn)品專業(yè)化研發(fā)人才培訓(xùn)聯(lián)合高等院校相關(guān)專業(yè)，按照現(xiàn)代產(chǎn)品研發(fā)人才的教育體系為刀劍企業(yè)培養(yǎng)刀劍產(chǎn)品的專業(yè)化研發(fā)人才，打造通曉刀劍制造技術(shù)、藝術(shù)和市場的綜合性研發(fā)人才。（二） 技術(shù)關(guān)鍵 1）刀劍產(chǎn)品風(fēng)格構(gòu)建技術(shù)； 2）中國刀劍的花紋鋼工藝技術(shù)； 3）刀劍產(chǎn)品智能化創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)；4）刀劍產(chǎn)品的感性工學(xué)設(shè)計技術(shù)。（三） 主要創(chuàng)新點1） 為中國刀劍產(chǎn)業(yè)引入現(xiàn)代產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計理念；2） 為中國刀劍產(chǎn)業(yè)引入智能化創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)和用戶研究技術(shù)，基于交互式遺傳算法、感性工學(xué)和人機工程學(xué)等先進技術(shù)提升刀劍產(chǎn)品研發(fā)的效率和可靠性；3） 為中國刀劍產(chǎn)業(yè)建立了完善的計算機輔助開發(fā)流程，并將形成針對刀劍產(chǎn)品的專業(yè)化CAD軟件，降低了刀劍產(chǎn)品開發(fā)的門檻，并有利于培養(yǎng)專業(yè)化設(shè)計師隊伍，提升我國刀劍產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量和品牌地位。四、項目預(yù)期目標1．主要技術(shù)經(jīng)濟指標 技術(shù)指標：1）開發(fā)刀劍產(chǎn)品設(shè)計專用CAD系統(tǒng)，獲刀劍產(chǎn)品輔助設(shè)計軟件著作權(quán)兩項以上；2）獲刀劍產(chǎn)品設(shè)計專利10項以上；3）在國內(nèi)外有影響力的期刊或會議發(fā)表學(xué)術(shù)論文5篇以上。經(jīng)濟指標：1）刀劍產(chǎn)品研發(fā)周期縮短30%以上；2）項目示范企業(yè)銷售收入提高20%。2．推廣應(yīng)用前景本項目的研究內(nèi)容面向刀劍企業(yè)共同的問題，所形成的成果也是具有共性特征的，其中刀劍設(shè)計資源數(shù)據(jù)庫和軟件成果可以面向某地區(qū)100多家刀劍制造企業(yè)推廣。隨著這些成果在刀劍產(chǎn)業(yè)內(nèi)的推廣，有望把企業(yè)的盈利方式從投入大收益薄的OEM代工方式轉(zhuǎn)移到投入小而收益大的創(chuàng)新設(shè)計上。而創(chuàng)新設(shè)計的深入推廣對塑造國產(chǎn)刀劍品牌也是極具價值的。本項目研究成果以輻射的形式推廣，主要表現(xiàn)在對其他傳統(tǒng)產(chǎn)品創(chuàng)新的影響與帶動作用。1）現(xiàn)代設(shè)計理念的應(yīng)用推廣。設(shè)計理念的推廣最重要的效果是讓其他刀劍企業(yè)看到，刀劍產(chǎn)品的利潤可以依靠設(shè)計來創(chuàng)造，設(shè)計產(chǎn)生的利潤率要遠遠大于在工藝和材料等制造環(huán)節(jié)上的投資。設(shè)計理念推廣的具體方法是首先在示范企業(yè)中開展系統(tǒng)化的設(shè)計服務(wù)，依靠設(shè)計技術(shù)迅速推出大量創(chuàng)新產(chǎn)品，以眼見為實的效果吸引其他刀劍制造企業(yè)對設(shè)計的重視。2）現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用推廣?，F(xiàn)代設(shè)計過程包括用戶調(diào)研、產(chǎn)品定位、概念創(chuàng)新、詳細設(shè)計、樣品試制、功能測試、工藝設(shè)計、包裝設(shè)計、企業(yè)形象、品牌規(guī)劃等一系列過程，其中大部分設(shè)計流程環(huán)節(jié)在設(shè)計研究領(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)、詳細設(shè)計中的色彩方案情感分析技術(shù)、刀劍產(chǎn)品手感的人機工程學(xué)實驗分析技術(shù)、紋飾圖案的參數(shù)化設(shè)計技術(shù)、企業(yè)品牌形象的統(tǒng)一性設(shè)計技術(shù)等等。這些技術(shù)都將對刀劍產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)產(chǎn)生積極的推動，其中本項目的合作單位在部分技術(shù)方面已有較成熟的研究成果，經(jīng)過簡單的轉(zhuǎn)化開發(fā)即可形成專用于刀劍產(chǎn)品創(chuàng)新的專業(yè)化設(shè)計技術(shù)。創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)的推廣形式分為兩種：軟件產(chǎn)品與設(shè)計服務(wù)。軟件產(chǎn)品形式的推廣是將項目的技術(shù)成果開發(fā)為商品化軟件形式，其中包括設(shè)計資源數(shù)據(jù)庫、刀劍設(shè)計專用軟件以及相關(guān)的技術(shù)方法集成軟件。軟件推廣可以憑借相對簡單的形式讓研發(fā)成果進入廣大刀劍企業(yè)，不足之處是商品化軟件開發(fā)的投資較大，且面臨著盜版風(fēng)險，另一方面使用軟件的刀劍企業(yè)也需要成立專門的設(shè)計部門并招聘設(shè)計師。這對地處偏遠的某市來說，是有一定困難的。設(shè)計服務(wù)形式的推廣是成立專門的“刀劍產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計服務(wù)中心”，由項目組或招聘人員組成專業(yè)化設(shè)計服務(wù)隊伍，利用項目成果為刀劍企業(yè)提供設(shè)計服務(wù)。這種做法的優(yōu)點是企業(yè)不必單獨招聘設(shè)計師，且項目的最終成果也不必走軟件商業(yè)化道路，成為自產(chǎn)自銷的技術(shù)，節(jié)約了企業(yè)和開發(fā)者兩方的開支，也避免了盜版風(fēng)險。3．獲取自主知識產(chǎn)權(quán)情況本項目在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計與研發(fā)兩方面均有可能在自主知識產(chǎn)權(quán)上產(chǎn)生突破，其中研發(fā)成果為國內(nèi)首款刀劍設(shè)計專用軟件，獲軟件著作權(quán)2項以上。在國內(nèi)外有影響力的期刊或會議發(fā)表學(xué)術(shù)論文5篇以上；申請專利10項以上。培養(yǎng)本科生15人，碩士研究生5人。五、項目實施方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分解1．項目實施方案本項目的實施方案如圖5所示。選用通用二維與三維產(chǎn)品設(shè)計平臺，CAD創(chuàng)新技術(shù)、用戶研究、風(fēng)格構(gòu)建和智能化創(chuàng)新都基于通用平臺以二次開發(fā)的形式完成。其中部分子模塊項目承擔(dān)單位與合作單位已有較成熟的研究成果，因此開發(fā)任務(wù)主要是基于通用平臺進行轉(zhuǎn)化與集成，并針對刀劍產(chǎn)品的特色對軟件功能進行拓展。圖5 刀劍產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)技術(shù)實施方案2．技術(shù)路線1） 刀劍產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)開發(fā)針對刀劍產(chǎn)品的特征，選用二維與三維平臺相結(jié)合進行流程開發(fā)，形成概念方案——效果圖——三維模型——工程圖——手板的一條龍的設(shè)計體系，全面負責(zé)刀劍產(chǎn)品設(shè)計的各個環(huán)節(jié)工作，并對設(shè)計文檔和圖紙制定標準，為產(chǎn)品的改型設(shè)計、分析比較和持續(xù)創(chuàng)新提供良好的規(guī)范，以提高設(shè)計效率，縮短開發(fā)周期。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)進行參數(shù)化操作的程序。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。而圖形數(shù)據(jù)則需要進行單獨構(gòu)建，并實現(xiàn)圖形的矢量化、參數(shù)化和特征化操作，這也是本項目的工作重點之一。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，因此需要進行矢量化后才能實現(xiàn)其參數(shù)化修改。CorelDraw等軟件帶有矢量化處理插件，但是處理效果并不理想，圖形文件較大、控制點太多，不利于參數(shù)化處理。且原始位圖文件中多帶有噪聲，影響了線型的美感與流暢性，這些都需要單獨的編程處理。而對于一些較復(fù)雜的紋飾圖形（如饕餮紋、植物紋等），也需要經(jīng)過人工分解為復(fù)雜程度較低的符號單元，并建立其統(tǒng)一的組織模式和表達形式（即圖形文法）。資源數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建流程如圖6所示。資源數(shù)據(jù)庫是刀劍產(chǎn)品創(chuàng)新的支持，其構(gòu)建需要藝術(shù)家、設(shè)計師和軟件工程師的協(xié)同努力。圖6 資源數(shù)據(jù)庫構(gòu)建流程ii. 形態(tài)的數(shù)字化輔助形態(tài)是刀劍產(chǎn)品的重要識別特征。本項目對刀劍產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計的輔助上采用特征化與參數(shù)化兩種技術(shù)，在資源數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上產(chǎn)生豐富多樣的產(chǎn)品形態(tài)。目前特征化與參數(shù)化設(shè)計技術(shù)已趨成熟，并有多款商品化軟件，但都是三維軟件（如Unigraphics、Pro/E、Solidworks等）。刀劍類傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的設(shè)計人員多數(shù)習(xí)慣于以“所見即所得”的直觀二維方式進行設(shè)計，所使用的CAD軟件以Photoshop、CorelDraw、Painter、Illustrator等集設(shè)計與效果表現(xiàn)于一體的二維軟件為主，這些軟件都不具有特征化與參數(shù)化功能。為了與刀劍產(chǎn)業(yè)的設(shè)計領(lǐng)域保持技術(shù)