從計算機輔助設計到AI輔助設計，CAD這個名字也許要改寫了

丁海驁

了解工業(yè)軟件起源的人，都知道，所謂的CAD實際上是Computer Aided Design（計算機輔助設計）的縮寫。這個名字在很大程度上，定義了計算機在設計——這個完全源自人類靈感的工作——過程當中的從屬地位。但是現在，這種情況正在發(fā)生改變。

“當計算能力有限的時候，你的設計軟件來設計什么，你決定什么時候做模擬仿真檢驗設計成果；當計算能力無限，可以把整個過程顛倒過來，我們可以不再基于設計來進行模擬仿真，也不再是只在設計當中才能進行模擬仿真，而是通過模擬仿真來發(fā)現理想設計方案?！崩罨埽瑏碜詺W特克公司應用研究實驗室的首席研究工程師，在2017歐特克AU中國“大師匯”現場的演講當中，為在場的工程師們描繪了一幕利用AI完成設計的未來圖景。

從CAD到CID

事實上，去年年初，歐特克就曾經展示過一種被融入了AI技術的設計工具，“衍生式設計”。當時，結合三維打印的技術，歐特克還與荷蘭藝術家 Joris Laarman合作，在阿姆斯特丹的Herengracht運河上架設了一座用于行人的金屬橋梁。近來，歐特克又在探索如何通過衍生式設計所能生成的接近自然狀態(tài)的復雜座椅結構，來為飛機減重。

用一句話解釋衍生式設計：就是基于最初的設計需求，利用人工智能的算法和基于云計算的無限計算能力，由計算機系統(tǒng)生成數以千計的設計方案，最終由人再來選擇確定最終的設計方案。

例如設計一把椅子，設計人員只需要告訴系統(tǒng)：對于椅子承重要求、尺寸要求、材料要求……系統(tǒng)立刻就可以提供出數以千計的設計方案，設計人員只需要選擇就好了。

這顯然與傳統(tǒng)的工程師利用設計軟件完成產品設計的過程是有區(qū)別的。最大的區(qū)別也許在于人類與計算機在設計過程當中地位的微妙改變：計算機的價值再次被放大——雖然最后的決策權還在人類手中，但是計算機系統(tǒng)能夠發(fā)揮的空間和便捷被拓展到了可以參與設計方案的制定。這當然不僅僅是效率得到提高這么簡單，很大程度上，此時的設計軟件，本身已不再是工具，甚至不再需要操作者掌握任何的經驗和技巧，系統(tǒng)自身的功能和學習能力，替代了設計師的日積月累。

如果到這里，你已經開始覺得AI技術的加入，正在改變了CAD本身，將Computer Aided Design改寫成CID（Computer independent design），其實，這還僅僅是一個開始。

“不久前，歐特克多倫多的團隊喬遷新樓，我們就做了這樣一個實驗，利用衍生式設計完成樓面設計?！苯洑v了一年多的時間，衍生式設計實際上正在表現出無限的進步空間。李卉強調其不僅僅能夠完成幾何結構的綜合，它已經開始學會理解更加無限復雜化的事物，“比如人的需求”。

在歐特克多倫多的辦公室規(guī)劃當中，衍生式設計不僅要滿足所有員工對辦公場所的偏好、工作習慣、露面的建筑面積、固定位置等硬性設計需求，而且還要實現減少干擾因素、最大化窗口視野、優(yōu)先考慮人際交往關系等以往被明確認為只有人才能“思考”的設計目標。最終，衍生式設計找到了一個兼顧所有人需求的公平的解決方案。“以往我們是下指令，設計工具執(zhí)行指令，但是現在這種關系已經演變成適應性、自適應性關系?！碑斣O計師與設計工具之間，不再是用戶和工具的關系，事實上雙方在設計過程中的作用就已經很難再有明確的界限。

這里不容忽視的一點是：歐特克結合AI技術推出的全新設計方式，要依賴于全新的生產加工方法。例如最初阿姆斯特丹的鐵橋項目，就是依賴三維打印技術這一新的加工方法——這也是筆者迄今為止看到的將三維打印應用到設計系統(tǒng)，并最終改變設計方法最成功的思路。真不難理解，因為如果沒有全新的加工制造方法，結合了AI的衍生式設計則依然需要考慮加工方式和裝配流程，依然需要保證設計出的零部件符合工藝規(guī)范，那么實際上由系統(tǒng)結合AI設計出來的產品，與人類根據經驗設計出的作品，相差也不會太遠。正是由于新興加工方式的出現，才使得基于AI的衍生式設計徹底擺脫了加工的桎梏，才能真正得以“天馬行空”，肆意創(chuàng)造出一種來自計算機的設計邏輯。

這并不意味著加工制造過程被排除在AI系統(tǒng)之外。事實上，在歐特克的規(guī)劃當中，無論是加工制造還是傳統(tǒng)意義上的仿真，都將被融合入更多的AI和機器學習的特征。而且其定位也不僅僅是工具和產品層面。在專注于打造中國無限制機器人格斗賽事的極戰(zhàn)體育公司技術負責人王涵看來，未來的產品打造首先一定要足夠智能化，其次基于人工智能的虛擬仿真，將極大程度地幫助公司在產品試錯階段就發(fā)現問題，降低成本。

歐特克公司應用研究實驗室里，有一個大名鼎鼎的Bishop機器人項目。這并非是針對某一類工業(yè)機器人的編程工具，恰恰相反，歐特克希望能夠通過引入AI技術，改變以往通過編程操控機器人的方式，而是給予機器人更多的學習能力，使之能夠在一個統(tǒng)一的平臺，實現機器人之間的“交流”，以及機器人與人的“交流”。

“我們力求使用同樣一個軟件、同樣一個交互模式可以跟所有這些不同的牌子的機器人來非常容易地交互，你覺得會不會有意思？”在接受筆者采訪時，李卉強調，目前歐特克公司應用研究實驗室正在做的一件事，就是在研究將現有的軟件（例如Stingray）用于機器人，從而為機器人構建一個屬于它們的模擬仿真世界。然后，通過AI和機器學習的手段，使機器人能夠具有某種將虛擬和現實聯系起來的能力：“我們機器人與其他機器人沒有什么區(qū)別，但是我們并沒有把它鎖在工具間，而是給它安裝眼睛，讓他看到適應周圍環(huán)境。我們不再需要產品手冊或者是傳統(tǒng)編程，而是借助VR進入它的世界，機器人同樣也可以通過觀察我們來學習?！崩罨軓娬{這是一臺“具有好奇心機器人”，因此隨著其“智力”的自然發(fā)展，Bishop將最終具有主動對周邊環(huán)境做出反應，并給予回應的能力，從而實現從設計到仿真和生產加工的全部過程，且整個過程是由計算機系統(tǒng)自適應完成。

從技術到商業(yè)

事實上，無論是AI還是機器學習，或者衍生式設計，這些事物都處于他們發(fā)展的初期的階段，這些面向未來的改變所產生的影響還稱之為初露端倪。筆者在此更想討論的是：作為在1982年率先推出AutoCAD這樣一個到目前為止最為普及的CAD工具的公司，在業(yè)界普遍認為CAD無論是功能還是性能，都已經觸到天花板的今天，歐特克至今依然保有熱情，將更多新興技術以一種創(chuàng)新的方式注入傳統(tǒng)領域，并從邏輯上去逐漸實踐，不應被僅僅理解為一種宿命式的技術輪回，更多地，是一種對已知未來的長期投入，以及從技術層面，對現有商業(yè)模式的積極響應。

早在2014年10月舉行的歐特克投資者日上，歐特克的管理團隊就宣布將轉變公司的商業(yè)模式：將逐漸停止銷售永久授權許可，率先將商業(yè)模式轉到“Subscription固定期限的使用許可”的方式來提供產品和服務。2015年初，歐特克中國正式公布了這種改變的時間表：自2016年2月1日起，進入過渡期，屆時，大多數桌面軟件產品的新坐席僅通過購買Desktop Subscription合約方式提供。到2016年8月1日，歐特克中國宣布完成此過渡。

與行業(yè)內企業(yè)類似規(guī)模的公司相比，歐特克幾乎是一種決絕的態(tài)度，與自己過去熟悉的輝煌告別，也相當于在向整個行業(yè)的商業(yè)模式發(fā)起一次挑戰(zhàn)。

“我們現在正在轉型的過程之中。一般來說，這種業(yè)務轉型的模式會對我們的各種業(yè)績指標產生影響，包括我們的業(yè)績、利潤都會在短時間之內出現下滑。但是現在一年過去了，我們發(fā)現實際的情況比我們的預期要好。”出席本次“大師匯”的Steve Blum， 歐特克公司全球銷售與服務高級副總裁在接受記者采訪時，雖然未透露具體的數字，但是強調對“連續(xù)六個季度的實際業(yè)績超出預期”的結果表示滿意，同時指出，如果“按年度的同比來看，采用固定期限使用許可證的數量是在不斷上升的”。

事實上，在2015年初，筆者曾經在一次采訪當中，與歐特克中國區(qū)的高層討論過這種改變對中國市場可能帶來的影響，其中，最大的擔憂，是將原本可以擁有的軟件改成租用，對于用戶來講，無論是消費習慣還是財務制度，是否能夠接受和支持。而時至今日，在歐特克公司大中華區(qū)總經理李邵建看來，“中國的客戶對于固定期限使用許可的接受度遠遠超過我們的想象，我們的轉型也比我們想象的更加順利?！边@一點也許可以從歐特克中國市場持續(xù)的領先的業(yè)務數據可以得到印證。

而隨著業(yè)務模式的轉變，歐特克與市場和用戶的互動模式也在發(fā)生一些調整。歐特克公司亞太地區(qū)全球銷售與服務高級副總裁Patrick Williams尤其強調了這一點。在他看來，隨著整體業(yè)務模式的轉變，歐特克除了對銷售團隊進行重組，按照不同的行業(yè)進行細分，而且基于這樣一種全新的業(yè)務架構，其對于服務本身的關注也越來越成為歐特克保持市場領先的關鍵?！霸谑曛?，歐特克在不斷成長，不斷成熟。十年過去了，現在，任何一個客戶，他們首先會考慮：我們是不是能提供他們需要的服務?！?/p>

寫在最后

對于所有身處工業(yè)軟件領域的系統(tǒng)提供商來說，在支持各個領域的企業(yè)實現業(yè)務轉型的同時，其實際上自身也面臨巨大的轉型壓力：如何找到下一個成長周期的接續(xù)點，無疑是一個只有自己才能給出答案的問題。

歐特克所實踐的，是商業(yè)模式和技術的同時轉型：以往，從制造業(yè)，到工程建設業(yè)，再到傳媒娛樂行業(yè)，歐特克利用自身對技術和產品的苛刻要求，實現了用戶行業(yè)的跨越；如今，他依然試圖通過對技術和應用的持續(xù)投入，來保障自身商業(yè)模式轉型的成功。歐特克希望驗證：也許一類軟件的名字會因為所采用技術的不同而改變，但是在IT甚至科技領域當中，對技術的持續(xù)關注和引領，將是一個系統(tǒng)提供商不變的生存法則。