面向工業(yè)設(shè)計(jì)的智能設(shè)計(jì)體系

王燦　劉晶晶　葛靖

摘要：人工智能是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)和心理學(xué)等一個(gè)綜合性很高的學(xué)科，同樣，工業(yè)設(shè)計(jì)也是一門交叉性的學(xué)科，設(shè)計(jì)對(duì)象為人造物，強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新的解決問(wèn)題”，將強(qiáng)大的人工智能技術(shù)運(yùn)用到工業(yè)設(shè)計(jì)中，不僅能開發(fā)更高效的設(shè)計(jì)流程并引導(dǎo)設(shè)計(jì)師、設(shè)計(jì)行業(yè)或設(shè)計(jì)教育的轉(zhuǎn)變，還能在人們普遍注重效率、體驗(yàn)與情感的當(dāng)下，為大眾創(chuàng)造一種全新的生活方式并促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計(jì);智能設(shè)計(jì)體系

中圖分類號(hào)：TB47;TP18文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）07-0030-01

Abstract：artificial intelligence is the collection of computer science， linguistics and psychology， a comprehensive high disciplines such as also， industrial design also is a cross discipline， design objects is creation， emphasis on "problem solving" innovation， the powerful artificial intelligence techniques applied to the industrial design， not only to develop more efficient design process and guide the designer， design or design the transition of the education industry， also in widespread attention to efficiency， experience and the emotion of the moment， for the masses to create a new way of life and promote social development.

Key words：industrial design;Intelligent design system

引言：智能即智慧和能力的總和，目前人們已進(jìn)入智能時(shí)代，生活在由智能產(chǎn)品、系統(tǒng)和環(huán)境構(gòu)成的智能生態(tài)圈中。在智能化時(shí)代，智能制造已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。智能設(shè)計(jì)是智能制造的起點(diǎn)與關(guān)鍵。就智能制造而言，智能設(shè)計(jì)的研究及應(yīng)用需加強(qiáng)，因其決定智能制造的質(zhì)量及效率。

1概述

1.1人工智能概述。人工智能，是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具備的，可以履行原本只有依靠人類智慧才能完成復(fù)雜任務(wù)的能力。它是使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)從“smart”向“intelligent”的轉(zhuǎn)變，它可以像人一樣合理的思考并合理的行動(dòng)。它誕生于信息技術(shù)革命以后的信息時(shí)代，試圖通過(guò)對(duì)智能進(jìn)行解析，從而探尋智能的本質(zhì)。在人工智能的研究過(guò)程中，人們始終在試圖生產(chǎn)一種智能機(jī)器，能夠像人一樣對(duì)外界的各種刺激做出回應(yīng)。最終，通過(guò)科學(xué)研究使得智能機(jī)器能夠模擬人類智能，預(yù)期的研究成果主要包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦的計(jì)算機(jī)等。

1.2工業(yè)設(shè)計(jì)的概念。工業(yè)設(shè)計(jì)（IndustrialDesign）與其他交叉學(xué)科相同，很難用統(tǒng)一描述對(duì)其定義。1980年，當(dāng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)正大力發(fā)展時(shí)，工業(yè)設(shè)計(jì)的對(duì)象幾乎全為工業(yè)產(chǎn)品，國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì)（ICSID）對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)做出定義：就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練、技術(shù)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、視覺及心理感受，而賦予產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工、裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格。隨著進(jìn)入21世紀(jì)，互聯(lián)網(wǎng)與人工智能等科技的發(fā)展以及社會(huì)問(wèn)題的轉(zhuǎn)變，該組織于2015年10月對(duì)（工業(yè)）設(shè)計(jì)的定義更新為：（工業(yè)）設(shè)計(jì)旨在引導(dǎo)創(chuàng)新、促進(jìn)商業(yè)成功及提高生活質(zhì)量，是一種將策略性解決問(wèn)題的過(guò)程應(yīng)用于產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)及體驗(yàn)的設(shè)計(jì)活動(dòng)。在此定義中，強(qiáng)調(diào)了工業(yè)設(shè)計(jì)提供的創(chuàng)造性決策帶來(lái)的效果，而不限制其方案的載體。這足以體現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)科綜合性。對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生和從業(yè)者而言，設(shè)計(jì)對(duì)象是產(chǎn)品本身或以產(chǎn)品為基礎(chǔ)的服務(wù)系統(tǒng)，因此文中工業(yè)設(shè)計(jì)特指狹義的工業(yè)設(shè)計(jì)，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

2智能設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

2.1以設(shè)計(jì)思維和方法為指導(dǎo)，通過(guò)設(shè)計(jì)方法學(xué)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的本質(zhì)、過(guò)程、思維等方面進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和智能化研究，這是智能設(shè)計(jì)模擬人工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

2.2以人工智能為手段，以大數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)，支持設(shè)計(jì)全過(guò)程的智能化。

2.3利用各種設(shè)計(jì)軟件和數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用有限元分析和圖形仿真等功能進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證結(jié)果輸出。④集成智能化技術(shù)支持制造類軟件和數(shù)據(jù)的集成，提供符合設(shè)計(jì)邏輯的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型和應(yīng)用接口。⑤提供人機(jī)交互功能，設(shè)計(jì)者與計(jì)算機(jī)融合為人-機(jī)智能化系統(tǒng)。

3智能化工業(yè)設(shè)計(jì)體系

3.1智能造型設(shè)計(jì)。智能造型設(shè)計(jì)就是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下，通過(guò)造型組合、布局、變化等方法進(jìn)行產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)，以滿足用戶對(duì)美感的個(gè)性化需求，是工業(yè)設(shè)計(jì)中最為重要的環(huán)節(jié)之一。智能造型設(shè)計(jì)是后續(xù)色彩設(shè)計(jì)、人機(jī)工程設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，承擔(dān)著提供產(chǎn)品幾何模型的重要任務(wù)。

3.2智能色彩設(shè)計(jì)。工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的色彩設(shè)計(jì)理論和方法是針對(duì)用戶個(gè)性化、情感化、綠色化和文化的色彩設(shè)計(jì)知識(shí)體系。結(jié)合智能技術(shù)的特點(diǎn)，智能色彩設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)主要集中在色彩選取、色彩調(diào)和、語(yǔ)義驅(qū)動(dòng)的色彩設(shè)計(jì)和色彩模型庫(kù)等方面。設(shè)計(jì)者個(gè)人的知識(shí)是有限的，所以在色彩大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用人工智能技術(shù)對(duì)應(yīng)色彩設(shè)計(jì)的知識(shí)，可快速提高設(shè)計(jì)效率和個(gè)性化體驗(yàn)。這方面研究和應(yīng)用十分豐富。如智能手機(jī)上的相機(jī)美顏就是典型的智能色彩應(yīng)用。

3.3智能設(shè)計(jì)管理。智能設(shè)計(jì)中的管理強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用用戶群管理方式。針對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程在不同階段的矛盾進(jìn)行智能管理，由此縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)費(fèi)用，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量等。智能設(shè)計(jì)管理需保證在智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)上充分表現(xiàn)造型、色彩、人機(jī)工程、評(píng)價(jià)等各要素的模式，使得工業(yè)設(shè)計(jì)人員能夠方便地進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

4人工智能技術(shù)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的影響體現(xiàn)

導(dǎo)致工業(yè)設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)思維的轉(zhuǎn)變。在個(gè)體層面，人工智能技術(shù)一定程度上導(dǎo)致了工業(yè)設(shè)計(jì)方法和思維的轉(zhuǎn)變。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，設(shè)計(jì)呈現(xiàn)不再完全依賴手繪草圖，而是開始合理運(yùn)用三類計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。一類是輔助表現(xiàn)類，即設(shè)計(jì)師運(yùn)用PS、C4D等軟件輔助表達(dá)想法，既提高效率又增強(qiáng)表現(xiàn)。此階段人工智能未參與，機(jī)器僅是執(zhí)行者，設(shè)計(jì)主體為設(shè)計(jì)師;二是輔助決策類，即基于知識(shí)推理或遺傳算法的概念生成和方案評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)等，幫助設(shè)計(jì)師擺脫經(jīng)驗(yàn)限制和固有印象，生成用戶模型或配色方案等。此時(shí)設(shè)計(jì)師開始與人工智能通力合作;三是自主設(shè)計(jì)類，雖然目前在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域未有成熟自主設(shè)計(jì)平臺(tái)，但就平面設(shè)計(jì)而言，阿里巴巴的“鹿班”，在2017年雙十一，設(shè)計(jì)總量高達(dá)4億，每秒完成8000張網(wǎng)頁(yè)banner設(shè)計(jì)，人類美編設(shè)計(jì)完成同樣工作量需連續(xù)工作173天。且購(gòu)物者并未察覺區(qū)別，在此種環(huán)境下，設(shè)計(jì)師與人工智能逐漸轉(zhuǎn)為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。因此設(shè)計(jì)師需有敏銳的觀察力并進(jìn)行充分思維碰撞以尋求創(chuàng)意解決方案。此外，如何結(jié)合人工智能與設(shè)計(jì)師優(yōu)勢(shì)以改良或創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維范式，也是當(dāng)前較熱點(diǎn)的研究方向。

結(jié)語(yǔ)：研究結(jié)果表明：智能設(shè)計(jì)的體系有助于加速工業(yè)設(shè)計(jì)向人工智能轉(zhuǎn)型升級(jí)，形成創(chuàng)新設(shè)計(jì)模式———智能設(shè)計(jì);推進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)思維變革，更新設(shè)計(jì)思維模式。智能設(shè)計(jì)的研究及應(yīng)用起步較早，有利于現(xiàn)代設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔雨佳，姜虹.淺析人工智能對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的影響[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2020（03）：53-54.

[2]王敏.人工智能對(duì)未來(lái)工業(yè)設(shè)計(jì)的影響[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2019（09）：369.

[3]戴俊騁，左倩，李文姬，姚寧，王夕元.工業(yè)設(shè)計(jì)支撐智能制造發(fā)展[J].中國(guó)科技信息，2019（05）：101-102+14.