淺析5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)的變革與展望

柴帥帥　張澤

摘要：隨著5G已經(jīng)進(jìn)入越來(lái)越多人們的視野，我們開(kāi)始考慮5G能為我們帶來(lái)什么，在信息化時(shí)代的今天5G技術(shù)影響著我們生活的方方面面，工業(yè)設(shè)計(jì)旨在創(chuàng)造出更合理的生活方式，提高人們的生活品質(zhì)，引領(lǐng)科技創(chuàng)新。在5G的大系統(tǒng)下，工業(yè)設(shè)計(jì)在為我們創(chuàng)造更高的生活質(zhì)量的同時(shí)也將對(duì)其自身的發(fā)展與定位有全新的理解。本文分析5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)發(fā)生哪些變革以及5G通訊技術(shù)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)帶來(lái)的多方面影響，以求更好地展望工業(yè)設(shè)計(jì)未來(lái)。

關(guān)鍵詞：5G;工業(yè)設(shè)計(jì);變革;展望

中圖分類(lèi)號(hào)：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）05-0029-02

1 5G概述

5G，既第五代移動(dòng)通訊技術(shù)（5th generation mobile networks），5G的運(yùn)用被稱(chēng)為“第四次工業(yè)革命”的到來(lái)，意味著開(kāi)啟了“工業(yè)4.0”時(shí)代。該技術(shù)并不是4G網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單的升級(jí)進(jìn)步，而是跨行業(yè)的數(shù)字信息融合，全場(chǎng)景化應(yīng)用以及商業(yè)模式的徹底革新，是真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。5G超高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、超低的網(wǎng)絡(luò)往返延遲等特點(diǎn)將從多個(gè)方面顛覆我們對(duì)“網(wǎng)絡(luò)”的認(rèn)知。

這項(xiàng)技術(shù)在頻譜方面相比于4G通訊技術(shù)的頻譜有很大地提升。1G的頻譜為300Hz～3400Hz，使移動(dòng)語(yǔ)音通話(huà)成為可能;2G頻譜提升到了200KHz，在語(yǔ)音通話(huà)的基礎(chǔ)上給我們帶來(lái)了文字短信的通訊體驗(yàn);3G的頻譜進(jìn)一步擴(kuò)大到5MHz，圖片內(nèi)容迅速崛起，彩信以及以圖片形式瀏覽信息的方式應(yīng)運(yùn)而生;4G的頻譜更是達(dá)到20MHz，推動(dòng)了二維碼以及視頻等內(nèi)容爆發(fā)，用戶(hù)開(kāi)始以視頻的形式獲取信息。5G通訊技術(shù)，頻譜已經(jīng)達(dá)到了驚人的100MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率是4G網(wǎng)絡(luò)的100倍以上，傳輸速率可以達(dá)到10Gbis/s。與此同時(shí)，5G通訊有著超低的網(wǎng)絡(luò)往返延遲，并且它支持大約1ms的往返延遲，作為對(duì)比4G通訊網(wǎng)絡(luò)往返延遲的80ms～100ms，可以看到5G網(wǎng)絡(luò)往返延遲在本質(zhì)上有一個(gè)非常大地提升。

5G通訊技術(shù)的核心作用是把該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)拓展到新的應(yīng)用領(lǐng)域，在各行業(yè)全面滲透，以最佳的方式聯(lián)接、控制、交換、定位、協(xié)同工作，并超越空間的限制因素來(lái)創(chuàng)建新的模式。綜上所述，超快的傳輸速度、極低的網(wǎng)絡(luò)往返延遲、更加穩(wěn)定多元化的體驗(yàn)等優(yōu)勢(shì)對(duì)于各領(lǐng)域來(lái)說(shuō)無(wú)疑會(huì)激發(fā)出更多在4G通訊中無(wú)法達(dá)到的創(chuàng)新和創(chuàng)意。

2 5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)的變革

2.1 5G通訊技術(shù)引領(lǐng)交互方式發(fā)生變革

5G通訊技術(shù)的發(fā)展將催生出許多全新的交互方式，若把5G前的交互方式統(tǒng)稱(chēng)為傳統(tǒng)交互方式，那么傳統(tǒng)交互方式也在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展快速更迭。其中以手機(jī)為代表的交互方式就很好地體現(xiàn)了這一變化，從最初的按鍵手機(jī)時(shí)期的機(jī)械按鍵，用戶(hù)每一次按動(dòng)按鍵，手機(jī)都會(huì)給予一定的語(yǔ)音或按鍵聲提示，再到后來(lái)的電子觸摸屏，交互方式變成了觸碰電子屏幕，伴隨著頁(yè)面的跳轉(zhuǎn)給予用戶(hù)一定的反饋，再到以iPhone為代表的Siri智能語(yǔ)音交互，將人和電子產(chǎn)品間的交互方式由接觸式轉(zhuǎn)為非接觸式，而在5G時(shí)代下將向著“泛屏”或者“無(wú)屏”方向發(fā)展，人與人之間的交流不再局限于電子屏幕，人與產(chǎn)品之間將產(chǎn)生一種全新的交互方式。

2.2由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)思維變革到“互聯(lián)網(wǎng)+”思維

工業(yè)設(shè)計(jì)誕生之時(shí)主要針對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、家具以及日常用品是工業(yè)設(shè)計(jì)的主要領(lǐng)域，各行業(yè)間并未有太多交集，但是隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展這一局面被打破了，應(yīng)運(yùn)而生的是新的思維方式——“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，在“互聯(lián)網(wǎng)+”思維下各個(gè)行業(yè)都將進(jìn)行深度融合，從而將簡(jiǎn)單的“1+1=2”轉(zhuǎn)化為“1+1=∞”，其理念也影響著工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展理念。工業(yè)設(shè)計(jì)同樣開(kāi)始從最初的傳統(tǒng)思維轉(zhuǎn)化為“互聯(lián)網(wǎng)+”式的全新思維，針對(duì)于用戶(hù)的需求，通過(guò)非凡的體驗(yàn)方式來(lái)超越產(chǎn)品固有價(jià)值。在這種思維下，工業(yè)設(shè)計(jì)需要考慮怎樣與“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)進(jìn)行有效地結(jié)合，把用戶(hù)的需求作為著手點(diǎn)，滿(mǎn)足用戶(hù)的直接與潛在需求，從而使產(chǎn)品的價(jià)值達(dá)到最大化。因此，“互聯(lián)網(wǎng)+”對(duì)現(xiàn)如今工業(yè)設(shè)計(jì)的主要影響是：（1）如何運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思想對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行額外賦能;（2）傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)如何過(guò)渡為智能工業(yè)設(shè)計(jì)。

3 5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)的展望

3.1萬(wàn)物互聯(lián)使產(chǎn)品更加智能化

近年來(lái)，智能制造正逐漸引起人們的關(guān)注，并逐步走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，使萬(wàn)物互聯(lián)成為可能，并將工業(yè)設(shè)計(jì)與萬(wàn)物互聯(lián)交融。世界各國(guó)相繼提出了一系列先進(jìn)的制造模式以及國(guó)家戰(zhàn)略，例如，工業(yè)4.0、中國(guó)制造2025、互聯(lián)網(wǎng)+制造和云制造等。其中“中國(guó)制造2025”期望達(dá)到的目標(biāo)就是把工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和互聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算進(jìn)行交叉融合，預(yù)計(jì)2020年將會(huì)有500億臺(tái)相關(guān)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接，而5G正是實(shí)現(xiàn)這一切最為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我國(guó)工信部在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》中表示，預(yù)計(jì)到2020年底要完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系的初步建設(shè)。該政策正是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)構(gòu)建而提出的，使“萬(wàn)物互聯(lián)”更快地進(jìn)入我們的視野圈，并滲透進(jìn)我們的衣、食、住、行等方面，催生出更加智能化的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

以汽車(chē)工業(yè)中的無(wú)人駕駛為例，一輛時(shí)速1 00km/h的汽車(chē)在無(wú)人駕駛情況下遇到緊急情況，如果以100ms的網(wǎng)絡(luò)往返延遲計(jì)算將增加2.5m的額外剎車(chē)距離，而在5G時(shí)代下以1ms的網(wǎng)絡(luò)往返延遲計(jì)算只會(huì)增加2.5m的額外剎車(chē)距離?，F(xiàn)在的自動(dòng)駕駛技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依靠GPS導(dǎo)航裝置、激光雷達(dá)、攝像頭以及毫米波雷達(dá)判斷車(chē)速和車(chē)距，但鑒于車(chē)型、地形等原因仍然存在許多安全隱患，未來(lái)的自動(dòng)駕駛是將車(chē)輛與互聯(lián)網(wǎng)連接，在大數(shù)據(jù)及云計(jì)算的處理下統(tǒng)一處理，保持車(chē)輛有序、安全、穩(wěn)定運(yùn)行，這之間依靠的正是物與物之間在一個(gè)龐大的互聯(lián)網(wǎng)體系下的相互交流。除此之外，也涉及到日常生活的諸多領(lǐng)域，如智能穿戴、智能家居、智能醫(yī)療等方面。工業(yè)設(shè)計(jì)師也應(yīng)該具備物聯(lián)網(wǎng)化思維，在萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代背景下，將自身與趨勢(shì)相結(jié)合，在電子類(lèi)產(chǎn)品快速更迭的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈在不斷向下拓展，設(shè)計(jì)師不僅需要解決人與人的交流，也需要解決人與物、物與物之間的交流。在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代到來(lái)時(shí)，工業(yè)設(shè)計(jì)將迎來(lái)更大的創(chuàng)作面，將創(chuàng)造出更加高效可靠的物聯(lián)網(wǎng)化產(chǎn)品。

3.2多元技術(shù)使產(chǎn)品更加多維化

工業(yè)設(shè)計(jì)在多元化技術(shù)的支持下將會(huì)實(shí)現(xiàn)更加智能化的設(shè)備設(shè)計(jì)。如果說(shuō)3G到4G促使智能化設(shè)備的出現(xiàn)，那么4G到5G的躍遷則是智能化設(shè)備徹底變革的決定性因素。我們?cè)?G時(shí)代接觸到產(chǎn)品可能只是單薄地信息傳輸，通過(guò)圖像或者文字的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)信息交換，如當(dāng)時(shí)的手機(jī)被大多數(shù)人使用來(lái)瀏覽網(wǎng)頁(yè)，除此之外，人們還可以通過(guò)電腦來(lái)獲得更多的新聞資訊，在這樣的背景下生產(chǎn)手機(jī)的公司就要考慮到手機(jī)設(shè)備的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)，從開(kāi)始的簡(jiǎn)單按鍵式手機(jī)漸漸到后來(lái)出現(xiàn)的滑蓋式、翻蓋式手機(jī)都是工業(yè)設(shè)計(jì)催生的產(chǎn)物。包括后來(lái)居上的4G也同樣催生出多樣化產(chǎn)品，平板成為了當(dāng)時(shí)熱度化的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)平板之初為了更好地使之與通信交融，滿(mǎn)足用戶(hù)需求，平板也逐漸地支持語(yǔ)音通話(huà)功能。D2D作為面向5G的關(guān)鍵候選應(yīng)用技術(shù)，旨在讓一定范圍內(nèi)的指定用戶(hù)的通信設(shè)備之間直接產(chǎn)生數(shù)據(jù)交換，從而降低服務(wù)基站的應(yīng)用負(fù)荷，為設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化創(chuàng)造有利條件，在對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)講，D2D技術(shù)中對(duì)于提升用戶(hù)相關(guān)體驗(yàn)、擴(kuò)展蜂窩通信應(yīng)用成為了主流前景，同時(shí)也受到了廣泛用戶(hù)的關(guān)注，與此讓眾多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)公司利用此項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)上有所作為。其實(shí)早在該技術(shù)之前也有類(lèi)似技術(shù)的應(yīng)用，如藍(lán)牙技術(shù)、Wi-Fi Direct技術(shù)，但是這兩種技術(shù)不依靠基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，所以會(huì)出現(xiàn)控制范圍小，信息傳輸速度慢的缺點(diǎn)，因此在產(chǎn)品設(shè)備中表現(xiàn)的不是很理想。相比之下，D2D技術(shù)的應(yīng)用因其使用電信運(yùn)營(yíng)商的特定授權(quán)頻段，從而在數(shù)據(jù)交換方面更加流暢，既可以在基站控制下進(jìn)行連接及資源分配，也可以在無(wú)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的時(shí)候進(jìn)行信息交互，讓產(chǎn)品設(shè)備體現(xiàn)出多樣化功能，這樣很大程度上提高了用戶(hù)的交互體驗(yàn)。在上述技術(shù)的支持下，智能設(shè)備將呈現(xiàn)出處理信息更快、使用范圍更廣、可應(yīng)用的場(chǎng)景更多、抗外界無(wú)關(guān)干擾能力更強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，相比傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，智能化設(shè)備在多元技術(shù)的支持下，會(huì)呈現(xiàn)出多維的工業(yè)產(chǎn)品形式。綜上，基于以上技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)設(shè)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域變得更加寬廣，諸多智能化的設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的可能性也更高。

4結(jié)語(yǔ)

5G的到來(lái)，給我們的未來(lái)添加了許多未知性和可能性。在2012年，也就是4G的商用元年搜索4G的作用，當(dāng)年消費(fèi)者抱怨4G業(yè)務(wù)資費(fèi)貴，認(rèn)為3G已經(jīng)可以滿(mǎn)足日常生活所需，可是4G在經(jīng)歷短短幾年的發(fā)展后就徹底改變了人們的生活格局，短視頻內(nèi)容井噴式地爆發(fā)，手機(jī)移動(dòng)支付已重塑了消費(fèi)者的消費(fèi)習(xí)慣，大量APP的出現(xiàn)方便了人們的社交、出行等活動(dòng)。其實(shí)站在現(xiàn)在看過(guò)去對(duì)未來(lái)的猜想是一件非常有趣的事。

同理，5G通訊技術(shù)的逐漸成熟以及大范圍地普及是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ瑒?shì)必會(huì)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)到達(dá)一個(gè)新的高度，而且5G要遠(yuǎn)大于4G給我們帶來(lái)的改變。萬(wàn)物互聯(lián)解決人與人，人與物以及物與物之間的交流問(wèn)題，無(wú)人駕駛技依靠5G通訊技術(shù)的高速率低延遲而日趨完美，未來(lái)無(wú)人駕駛會(huì)是比人類(lèi)自行駕駛更加可靠的方案。5G還會(huì)大幅度提升個(gè)人信用價(jià)值，信用本身將會(huì)在未來(lái)越來(lái)越重要，犯罪也會(huì)因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)的全面鋪開(kāi)從根本上大幅度減少。家電更加智能化，家電為人類(lèi)規(guī)劃好均衡的膳食營(yíng)養(yǎng)、合理地出行，我們將享受到前所未有的智能交互體驗(yàn)。在這其中，工業(yè)設(shè)計(jì)為使這些系統(tǒng)完整準(zhǔn)確地運(yùn)作起來(lái)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，5G背后附著于龐大的數(shù)據(jù)支撐，工業(yè)設(shè)計(jì)使大數(shù)據(jù)更加專(zhuān)業(yè)化、個(gè)性化、定制化服務(wù)于人們生活工作的方方面面，并且5G時(shí)代下的工業(yè)設(shè)計(jì)也將向著更加智能的方向發(fā)展，引領(lǐng)人們的智慧生活，為更加智慧的生活賦能。5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)將大有所為！