安世亞太“增材思維 數(shù)智未來(lái)”系列：自動(dòng)化時(shí)代,，人工智能如何改變?cè)O(shè)計(jì)

來(lái)源：安世亞太

全球疫情加快數(shù)字化時(shí)代的到來(lái),，技術(shù)對(duì)企業(yè)的影響越來(lái)越大,。呈指數(shù)級(jí)發(fā)展的新技術(shù)——人工智能 (AI),、自動(dòng)化,、物聯(lián)網(wǎng) (IoT),、區(qū)塊鏈和第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5G)之間交匯融合,，產(chǎn)生了重塑業(yè)務(wù)模式、運(yùn)營(yíng)流程,、工作方式的力量,。新技術(shù)與專業(yè)技術(shù)融合產(chǎn)生的智能設(shè)計(jì)也是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要發(fā)展方向之一。安世亞太公司深耕數(shù)字化仿真,、正向設(shè)計(jì)創(chuàng)新應(yīng)用多年,，深刻認(rèn)同增材制造是制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的驅(qū)動(dòng)力，而數(shù)字化設(shè)計(jì)是轉(zhuǎn)型中不可或缺的方面,，我們基于多年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和思考沉淀,，推出了“增材思維 數(shù)智未來(lái)”系列文章,。

本文是該系列文章的第三篇，接下來(lái)將陸續(xù)推出成本控制,、多源技術(shù)融合,、新能源應(yīng)用等方面的專欄文章，闡述增材制造的數(shù)字化未來(lái),。

△AI智能設(shè)計(jì),，會(huì)令工程師失業(yè)嘛？

1,、自動(dòng)化技術(shù)的影響和發(fā)展?jié)摿?/strong>
每個(gè)人都能親身感受到技術(shù)進(jìn)步的加速——從喬布斯在2007年說(shuō)“我們重新發(fā)明了手機(jī)”開(kāi)始,，短短幾年，手機(jī)就改變了每個(gè)人的生活方式,，成為每個(gè)人離不開(kāi)的智能助手,，閱讀、娛樂(lè),、溝通,、出行、購(gòu)物都靠它,；兩年前跟你通話所答非所問(wèn)的語(yǔ)音機(jī)器人現(xiàn)在卻對(duì)答如流讓你越來(lái)越難分辨是真人還是機(jī)器人,；一段時(shí)間沒(méi)去醫(yī)院，再一去發(fā)現(xiàn)就醫(yī)流程已經(jīng)全數(shù)字化了,，藥品的分發(fā)已經(jīng)全自動(dòng)化了,；技術(shù)進(jìn)步正在以我們能感覺(jué)得到的速度創(chuàng)造一個(gè)新的自動(dòng)化時(shí)代。我們親眼看到有些產(chǎn)品,、有些職業(yè)逐漸消失,，而更多的新產(chǎn)品和更多的新職業(yè)不斷出現(xiàn),。有些人可能會(huì)恐懼,，但更多的人是接受和期待。

據(jù)麥肯錫的一項(xiàng)研究：大多數(shù)人對(duì)人工智能可能改善他們生活的方式持開(kāi)放態(tài)度——只有 25% 的人認(rèn)為存在與人工智能相關(guān)的重大風(fēng)險(xiǎn),。這種開(kāi)放性主要是由 AI 應(yīng)用程序提供的更高的舒適度和便利性推動(dòng)的,。例如，75% 的消費(fèi)者表示他們對(duì)讓人工智能驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人做家務(wù)感興趣,。

無(wú)論你愿意與否,，智能化、自動(dòng)化的進(jìn)程都在加快,，它在改善人們生活的同時(shí),，也在改變每個(gè)人的日常工作活動(dòng)，改變企業(yè)的生產(chǎn)力,。機(jī)器人和計(jì)算機(jī)不僅能比人類更好,、更廉價(jià)地完成一系列日常體力勞動(dòng),，而且還能越來(lái)越多地完成認(rèn)知能力等一度被認(rèn)為難以成功自動(dòng)化的活動(dòng)，例如開(kāi)車,。

麥肯錫全球研究所（MGI）關(guān)于技術(shù)對(duì)未來(lái)工作的影響的研究分析了800多個(gè)職業(yè)的2000多項(xiàng)工作活動(dòng),，估計(jì)出，人們?cè)谌�球�?jīng)濟(jì)中所從事的有償活動(dòng)中,，有50% 有可能通過(guò)采用目前已證明的技術(shù)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,。雖然只有不到5% 的職業(yè)可以完全自動(dòng)化，然而,，幾乎每個(gè)職業(yè)都有部分自動(dòng)化的潛力,，因?yàn)槠浠顒?dòng)的一部分可以自動(dòng)化，大約60% 的職業(yè)至少有30% 的活動(dòng)在技術(shù)上可以自動(dòng)化（參見(jiàn)圖1）,。

不僅僅是低技能,、低工資的工作可以被自動(dòng)化; 中等技能、高收入,、高技能的職業(yè)也有一定程度的自動(dòng)化潛力,。活動(dòng)的自動(dòng)化可以使企業(yè)通過(guò)減少錯(cuò)誤,、提高質(zhì)量和速度來(lái)提高業(yè)績(jī),，在某些情況下，還可以實(shí)現(xiàn)超出人類能力的成果,。自動(dòng)化也有助于提高生產(chǎn)力,，正如它在歷史上所做的那樣。在生產(chǎn)率增長(zhǎng)乏力之際,，這將為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和繁榮提供必要的推動(dòng)力,。它還將有助于抵消許多國(guó)家工作年齡人口比例下降的影響�,；�于MGI的場(chǎng)景建模,，他們估計(jì)自動(dòng)化每年可以將全球生產(chǎn)力增長(zhǎng)提高0.8% 到1.4% 。

2,、當(dāng)前設(shè)計(jì)活動(dòng)的智能化和自動(dòng)化水平
相比制造和業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化智能化,，設(shè)計(jì)的智能化、自動(dòng)化發(fā)展相對(duì)緩慢,，在很多領(lǐng)域,，采用CAD繪圖式的低效設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)甚至成為整體產(chǎn)品開(kāi)發(fā)或企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)能的瓶頸，眾多的設(shè)計(jì)人員甚至可能成為企業(yè)最大成本支出,。企業(yè)迫切需要提升研發(fā)效率,，但對(duì)于設(shè)計(jì)研發(fā)活動(dòng)能否自動(dòng)化，很多人要么持懷疑態(tài)度，認(rèn)為AI還遠(yuǎn)不能替代工程師的工作,；要么就盲目相信,，認(rèn)為存在通用的智能化設(shè)計(jì)AI，可以解決所有設(shè)計(jì)問(wèn)題,。

那么,，設(shè)計(jì)活動(dòng)到底能不能自動(dòng)化呢？如果能,，是全自動(dòng)化還是部分自動(dòng)化,？

同濟(jì)x特贊設(shè)計(jì)與人工智能實(shí)驗(yàn)室范凌的《人工智能與設(shè)計(jì)的未來(lái)——2017設(shè)計(jì)與人工智能報(bào)告》試圖回答設(shè)計(jì)本身能不能算法化、數(shù)據(jù)化的問(wèn)題,；他認(rèn)為人工智能與設(shè)計(jì)師的關(guān)系不是替代,，而共同進(jìn)化，提出了“腦機(jī)比”的概念,。他們調(diào)查分析了6個(gè)行業(yè)的1300位設(shè)計(jì)師,，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)師在不同任務(wù)中的時(shí)間分配比例不同（大部分設(shè)計(jì)師自認(rèn)為的設(shè)計(jì)中的重復(fù)性體力勞動(dòng)低于實(shí)際比例），不同任務(wù)可被智能化的可能性不同,，設(shè)計(jì)行業(yè)整體“腦機(jī)比”為1.55（參考圖2）,，換種說(shuō)法，設(shè)計(jì)任務(wù)中有39.21%的工作可以用AI機(jī)器完成,。

圖 2設(shè)計(jì)行業(yè)整體腦機(jī)比

（圖片來(lái)源：范凌的《設(shè)計(jì)與人工智能報(bào)告》）

既然設(shè)計(jì)活動(dòng)中有相當(dāng)?shù)谋壤�可以�?shí)現(xiàn)智能化,、自動(dòng)化，那么設(shè)計(jì)AI現(xiàn)在發(fā)展到什么程度了,？我們分別從擁有相關(guān)技術(shù)的不同類型的行業(yè)來(lái)看看：

1）互聯(lián)網(wǎng)基因的科技公司
眾所周知那些大科技公司在AI技術(shù)上是走在前面的,，那么，我們看看他們?cè)谥悄茉O(shè)計(jì)上做了什么：
阿里巴巴智能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室有個(gè)最著名的項(xiàng)目叫鹿班,，可以把鹿班理解為一個(gè)人工智能設(shè)計(jì)師,，從2015年雙十一開(kāi)始，已經(jīng)自動(dòng)為客戶設(shè)計(jì)生成了千人千面的廣告圖片幾十億張,，他們還推出了馴鹿計(jì)劃,，讓用戶可以訓(xùn)練自己獨(dú)特的小鹿班。
京東繼鹿班之后也出了一個(gè)AI設(shè)計(jì)神器——羚瓏,，現(xiàn)在的羚瓏已經(jīng)涵蓋了包括圖片處理,、廣告圖設(shè)計(jì),、視頻設(shè)計(jì),、頁(yè)面設(shè)計(jì)、SNS 互動(dòng)營(yíng)銷以及小程序的設(shè)計(jì)等各方各面,，解決商家及公司內(nèi)部關(guān)于設(shè)計(jì),、美、效果等問(wèn)題,，為京東節(jié)省了大量的設(shè)計(jì)成本,。
Meta近日宣布首創(chuàng)了一種AI系統(tǒng),，可以在沒(méi)有任何人工指導(dǎo)的情況下，高成功率地自動(dòng)為兒童手繪人物和類人角色制作動(dòng)畫(huà),，幾分鐘就可以實(shí)現(xiàn)從一張靜態(tài)圖到動(dòng)畫(huà)的轉(zhuǎn)變,。

圖 3 Meta AI （圖片來(lái)源：Meta）

2021年10月，字節(jié)跳動(dòng)公司發(fā)表了利用單張圖片做三維重建的論文受到關(guān)注,。

各大科技公司在3D自動(dòng)設(shè)計(jì)方面主要聚焦3D重建方向,，應(yīng)用場(chǎng)景聚焦自動(dòng)駕駛，元宇宙等熱門(mén)方向,。

從上述大科技公司的AI設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)例我們可以看出,，他們所作的智能化設(shè)計(jì)方向都未涉及工業(yè)領(lǐng)域、產(chǎn)品設(shè)計(jì),。分析其原因可能有：工業(yè)領(lǐng)域和產(chǎn)品設(shè)計(jì)不在他們聚焦的領(lǐng)域,；工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品眾多，需求各異,，無(wú)法用少量的AI算法覆蓋,；人工智能技術(shù)與工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬于不同的技術(shù)領(lǐng)域，需要更多的學(xué)科交叉融合,，而目前看,，他們沒(méi)有工業(yè)領(lǐng)域的基因。

2）工業(yè)軟件領(lǐng)域
廣義的CAD是CAD/CAE/CAPP/CAM的高度集成工具,，涵蓋從設(shè)計(jì)到制造的各個(gè)階段所用的工具,。CAD不針對(duì)任何產(chǎn)品，而是面向各行業(yè)有設(shè)計(jì)需求的企業(yè),，提供產(chǎn)品研發(fā)所需的底層的通用功能,。技術(shù)人員可以用CAD做自己能力所及的任何產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、仿真分析,、工藝制定,、CNC編程等工作。

從狹義上講,，CAD指單純的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),，主要以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)核心目標(biāo)(視覺(jué)交流)可以分解為三個(gè)基本任務(wù)：表示,、交互,、繪制，即如何在計(jì)算機(jī)中“交互”地“表示”,、“繪制”出豐富多彩的圖形,、模型。簡(jiǎn)單地說(shuō)，CAD就是給用戶提供了在電腦上交互式繪圖的工具,，它們解決的是繪圖問(wèn)題,，而不是設(shè)計(jì)問(wèn)題。

有部分面向特定行業(yè)的專用CAD中嵌入了專業(yè)知識(shí)和規(guī)則,，如鈑金CAD,、模具CAD、管路CAD等,，給特定行業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一定的方便性,。

近幾年，各大CAD廠家都開(kāi)始了CAD和CAE的融合,，做仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),，最典型的是拓?fù)鋬?yōu)化算法用于設(shè)計(jì)。這是智能輕量化設(shè)計(jì)的方法,，可以解決材料優(yōu)化分布類型的設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題,。

此外，很多CAD軟件都提供了編程語(yǔ)言和編程工具,，可以用來(lái)開(kāi)發(fā)智能化的設(shè)計(jì)程序,。只要你是編程高手，就可以通過(guò)編寫(xiě)算法做設(shè)計(jì),。但對(duì)于大多數(shù)設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō),，編程是應(yīng)用難點(diǎn)。即會(huì)設(shè)計(jì)又會(huì)編程的人才極少,，致使CAD中的編程工具利用率極低,。低代碼編程設(shè)計(jì)平臺(tái)將是未來(lái)的方向。

PART community在線三維零部件模型庫(kù)提供國(guó)內(nèi)外廠商的零部件產(chǎn)品模型,。他們沒(méi)有在模型設(shè)計(jì)生成上使用智能算法,，而是加持智能AI“猜你喜歡”、模型智能比較等推薦,、選型助手功能幫用戶選型,。

nTopology 是目前CAD市場(chǎng)上比較智能化的軟件，它背后有很多算法,，可以簡(jiǎn)化用戶的建模過(guò)程,，同時(shí)還可以用表格形式把多個(gè)算法串起來(lái)定義自己的設(shè)計(jì)工作流，供后續(xù)反復(fù)使用,，以實(shí)現(xiàn)相同設(shè)計(jì)任務(wù)的自動(dòng)化,。

3）企業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)智能化應(yīng)用
寶馬公司在其BMW VISION NEXT 100概念車中通過(guò)智能設(shè)計(jì)算法開(kāi)發(fā)了汽車動(dòng)態(tài)功能性外表皮和內(nèi)飾，并配合4D打印方式進(jìn)行制造,，實(shí)現(xiàn)了超高性能,。設(shè)計(jì)工程師們可以想象，如果這樣的動(dòng)態(tài)表皮結(jié)構(gòu)用CAD來(lái)建模,，難度將會(huì)是多大,，又會(huì)耗費(fèi)多少時(shí)間。而用智能算法輔助設(shè)計(jì),，不僅能批量處理所有單元,，并引入變化，還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬,。

圖 4 寶馬公司智能算法設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)表皮（圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)）

機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)例：在很多產(chǎn)品設(shè)計(jì)中都需要做機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),，理想的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方式應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的。例如機(jī)器人手臂開(kāi)發(fā)中需要的連桿曲線設(shè)計(jì),，用傳統(tǒng)CAD繪圖設(shè)計(jì)的方法做連桿曲線設(shè)計(jì)比較難,，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)更難，需要大量的繪圖工作,，而通過(guò)按照規(guī)則編寫(xiě)的算法輔助設(shè)計(jì)就可以免去繪圖,，輕松實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)（雙擊圖5觀看動(dòng)圖）。

圖 5 智能連桿曲線設(shè)計(jì)（動(dòng)圖來(lái)源：安世亞太）

模具隨形水路智能化自動(dòng)設(shè)計(jì)：隨形水路是增材制造模具獨(dú)有的冷卻結(jié)構(gòu),，它可以顯著提升模具成型零件的質(zhì)量,。隨形水路形狀不規(guī)則，每種零件的模具的隨形水路形狀都不同,，用傳統(tǒng)CAD繪圖方法設(shè)計(jì)隨形水路非常費(fèi)力耗時(shí),。安世亞太智能化隨形水路自動(dòng)設(shè)計(jì)算法完全免去了手工繪圖，設(shè)計(jì)效率可提升20~100倍,。

圖 6 智能化隨形水路自動(dòng)設(shè)計(jì) （動(dòng)圖來(lái)源：安世亞太）

大規(guī)模定制鞋自動(dòng)設(shè)計(jì)：當(dāng)前市場(chǎng)上定制鞋還處于手工作坊階段,，只能為少數(shù)人服務(wù)。但實(shí)際上每個(gè)人都有定制鞋的潛需求,。3D打印等數(shù)字化制造技術(shù)已經(jīng)為定制鞋做好的制造的準(zhǔn)備,，現(xiàn)在定制的瓶頸在于設(shè)計(jì)。以制鞋必須的鞋楦為例,，現(xiàn)在定制鞋楦主要靠選型方式,，特殊腳形的則由鞋楦師手工制作，根本無(wú)法滿足大量的定制需求和樣式需求,。安世亞太開(kāi)發(fā)的定制鞋楦自動(dòng)生成算法,，只需幾分鐘就可以生成一雙鞋的定制鞋楦模型。這種提升可以使定制鞋業(yè)務(wù)從手工時(shí)代一下子飛躍到自動(dòng)化時(shí)代,，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的效率提升幾百倍,。

圖 7挑選鞋楦vs智能化自動(dòng)設(shè)計(jì)鞋楦

（上圖來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)，下動(dòng)圖來(lái)源：安世亞太）

從本章節(jié)的分析和實(shí)例,，我們可以得出結(jié)論：

• 設(shè)計(jì)活動(dòng)中一定有可以自動(dòng)化的部分
• 自動(dòng)化設(shè)計(jì)算法有較強(qiáng)的任務(wù)針對(duì)性,，沒(méi)有普適的AI算法可以解決所有設(shè)計(jì)問(wèn)題
• 智能設(shè)計(jì)算法可以做到工程師用交互式CAD建模難以做到的事情
• 智能設(shè)計(jì)算法可以在解決同類問(wèn)題時(shí)無(wú)限重復(fù)利用
• 自動(dòng)化設(shè)計(jì)算法完成任務(wù)的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人
  

3,、設(shè)計(jì)智能化如何賦能企業(yè)
改革開(kāi)放40多年來(lái)，我國(guó)的制造業(yè)在設(shè)備,、制造,、生產(chǎn)管理等方面得到很大的發(fā)展，有了先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線,、有了ERP等數(shù)字化管理系統(tǒng),，使企業(yè)有能力承接大量的制造訂單，經(jīng)濟(jì)上也上了幾個(gè)臺(tái)階,。但是,，筆者了解到，一些獨(dú)資企業(yè)的中國(guó)公司是沒(méi)有R&D部門(mén)的,，只有技術(shù)部主要解決生產(chǎn)問(wèn)題,，即使有研發(fā)部，也主要是做些適應(yīng)性改型設(shè)計(jì)等工作,。那些外資企業(yè)在高新技術(shù)方面一直是想制約我們發(fā)展的,。特別是近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)企業(yè)面臨的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)創(chuàng)新,、人才短缺,、外部卡脖子等一系列挑戰(zhàn)更加嚴(yán)峻。在擁有先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和數(shù)字化管理系統(tǒng)的很多企業(yè)中,，研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)甚至成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸�,，F(xiàn)在已經(jīng)到了研發(fā)提能提效迫在眉睫的時(shí)候，而以智能化設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)的研發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型將會(huì)是最有效的方法,。

1）算法生成任意復(fù)雜度的幾何建�,！�—提��
隨著增材制造技術(shù)的進(jìn)步，很多具有優(yōu)秀性能的結(jié)構(gòu)可以用在產(chǎn)品中,。傳統(tǒng)CAD交互式建模方式很難畫(huà)出形狀復(fù)雜或不規(guī)則結(jié)構(gòu),。例如下圖所示的用數(shù)學(xué)函數(shù)定義的TPMS胞元結(jié)構(gòu)建模背后的支撐都是算法，通過(guò)相同的算法邏輯,、不同的數(shù)學(xué)函數(shù)以及參數(shù)的變化,，就可以生成符合特定性能需求的胞元結(jié)構(gòu)。再進(jìn)一步,，可以用集成度更高的算法,，實(shí)現(xiàn)零件級(jí)、部件級(jí)和產(chǎn)品級(jí)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)設(shè)計(jì)和建模,。

圖 8 算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何自動(dòng)建模（動(dòng)圖來(lái)源：安世亞太）

2）仿真驅(qū)動(dòng)的智能快速動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)——提能
智能算法驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)完全是動(dòng)態(tài)的,，無(wú)論是滿足幾何關(guān)系約束的運(yùn)動(dòng)，還是像真實(shí)物理世界的物體在力的作用下產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)或變形,，都可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn),，過(guò)程中任意狀態(tài)的幾何模型都可以輸出,。在這種動(dòng)態(tài)的智能設(shè)計(jì)過(guò)程中，仿真已經(jīng)成為真正的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的工具,，力可以直接用來(lái)塑造形狀,，就像大自然一樣。

圖 9 快速動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和模擬實(shí)例

3）突破思維禁錮讓設(shè)計(jì)超越想象——提能
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)建模方式是工程師邊想邊畫(huà),，耗費(fèi)大量時(shí)間,，如果想象不出來(lái)也不可能畫(huà)出來(lái),。工程師做設(shè)計(jì)通常做出3個(gè)方案?jìng)溥x,，如果能出到10個(gè)設(shè)計(jì)方案那就是非常牛的頂級(jí)設(shè)計(jì)師了。但面向應(yīng)用問(wèn)題的設(shè)計(jì)智能算法自動(dòng)設(shè)計(jì)出的結(jié)果數(shù)量卻遠(yuǎn)超人類最牛的設(shè)計(jì)師,。如圖10 所示的自動(dòng)輪輻設(shè)計(jì)算法,，通過(guò)5個(gè)參數(shù)，可以生成40萬(wàn)種設(shè)計(jì)方案,，其中會(huì)有很多讓人眼前一亮的設(shè)計(jì)呈現(xiàn),。

圖 10 一個(gè)應(yīng)用算法可生成很多很多備選方案

4）算法無(wú)限次重用的設(shè)計(jì)自動(dòng)化——增效
如前面圖6所示的隨形水路設(shè)計(jì)智能算法可以無(wú)限次重復(fù)使用，智能算法會(huì)對(duì)不同的模具自動(dòng)計(jì)算生成合適的隨形水路（雙擊圖11觀看動(dòng)圖）,，算法生成的時(shí)間僅為幾分鐘,。對(duì)比原來(lái)手工建模需要花費(fèi)的2小時(shí)至一天的時(shí)間，自動(dòng)設(shè)計(jì)效率提升可達(dá)10~100倍,。

圖 11重復(fù)使用智能算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)設(shè)計(jì)

（動(dòng)圖來(lái)源：安世亞太）

5）引導(dǎo)并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)正向設(shè)計(jì)——?jiǎng)?chuàng)新
前面提到,，自動(dòng)化設(shè)計(jì)算法有較強(qiáng)的任務(wù)針對(duì)性，沒(méi)有普適的AI算法可以解決所有設(shè)計(jì)問(wèn)題,。每一個(gè)智能設(shè)計(jì)算法中都包含了任務(wù)相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)則,，這些規(guī)則需要從設(shè)計(jì)需求和設(shè)計(jì)的想法中提煉。這個(gè)抽取提煉規(guī)則的過(guò)程就是MBSE的過(guò)程,。從需求——規(guī)則——智能設(shè)計(jì)算法是完全的正向設(shè)計(jì)過(guò)程,。本節(jié)相關(guān)內(nèi)容涉及更深層次的話題，將在未來(lái)有專題討論,。

6）數(shù)字化設(shè)計(jì)打通端到端的全數(shù)字化流程——降本增利
數(shù)字化智能設(shè)計(jì)的模式會(huì)給企業(yè)帶來(lái)很多的可能性,，如非標(biāo)零部件在線定制，客戶參與設(shè)計(jì)的定制體驗(yàn)（雙擊圖12觀看動(dòng)圖）,，產(chǎn)品的多樣性,、系列化帶來(lái)的營(yíng)銷機(jī)會(huì)，大規(guī)模定制服務(wù),，等等,。

圖 12 端到端全數(shù)字化平臺(tái)示例

（上圖：ProtiQ，下圖：shapelamp）

4,、企業(yè)如何開(kāi)啟設(shè)計(jì)智能化的數(shù)字化轉(zhuǎn)型
1）從解決痛點(diǎn)/難點(diǎn)問(wèn)題入手提能提效
設(shè)計(jì)智能化對(duì)于工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)還是新事物,，但這是未來(lái)的趨勢(shì)是非常確定的,。先行的企業(yè)通常有一位具有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的領(lǐng)導(dǎo)，對(duì)新技術(shù)新趨勢(shì)敏感,，對(duì)新事物持開(kāi)放的態(tài)度,，這很重要。其次,，需要技術(shù)人員具有開(kāi)放和積極的態(tài)度,。第三需要確定起點(diǎn)，審查研發(fā)設(shè)計(jì)流程中有哪些需要人重復(fù)去做的事情,，有哪些特別耗時(shí)費(fèi)力的事情,，如果這些工作在研發(fā)中的占比較高，就可以以此作為起始點(diǎn),。然后嘗試用智能化設(shè)計(jì)方法去完成這些設(shè)計(jì)活動(dòng),，并評(píng)估自動(dòng)化帶來(lái)的能力和效率的提升，以及其他的可量化和不可量化的價(jià)值,。

2）構(gòu)建設(shè)計(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路線圖
要開(kāi)啟設(shè)計(jì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路,，首先需要企業(yè)確定目標(biāo)愿景，然后根據(jù)之前的設(shè)計(jì)智能化試點(diǎn)項(xiàng)目積累的認(rèn)知,，梳理設(shè)計(jì)活動(dòng)智能化的優(yōu)先級(jí),，此外，企業(yè)還需尋求專業(yè)人員的支持,，和專業(yè)人員共同規(guī)劃數(shù)字化轉(zhuǎn)型最合適的路線,。

3）做好全員準(zhǔn)備
智能技術(shù)的應(yīng)用有助于減少重復(fù)繁瑣的勞動(dòng)，提升研發(fā)設(shè)計(jì)效率,，計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力使很多人力難以做到的事情可以快速實(shí)現(xiàn),。但所有這些收益實(shí)現(xiàn)的前提是得到企業(yè)所有人的全力支持，要消除員工的顧慮,，幫助他們?cè)谛碌墓ぷ髂Ｊ较抡业阶约旱奈恢�,。記者在采訪鹿班項(xiàng)目負(fù)責(zé)人樂(lè)乘時(shí)，談到設(shè)計(jì)師對(duì)人工智能設(shè)計(jì)的態(tài)度的對(duì)話,，很值得參考（圖13）,。

圖 13 UX COFFEE 和樂(lè)乘的對(duì)話（圖片截取自：uisde.com）

5、智能化設(shè)計(jì)展望
還是借用同濟(jì)x特贊設(shè)計(jì)與人工智能實(shí)驗(yàn)室范凌的《人工智能與設(shè)計(jì)的未來(lái)——2017設(shè)計(jì)與人工智能報(bào)告》的觀察分析（圖14）：需求測(cè)的極度細(xì)分的趨勢(shì)需要供給側(cè)的人工智能來(lái)匹配,；在線/連接/交互的趨勢(shì)從信息在線,，經(jīng)歷關(guān)系在線、物的在線,，逐步發(fā)展為各類技能在線,，最終將是心和腦的在線——人工智能/AI；伴隨著具有不可被取代的超細(xì)分技能的個(gè)體不斷涌現(xiàn),，平庸時(shí)代將會(huì)結(jié)束,；未來(lái)的組織將是人/機(jī)交互的新組織,，他們會(huì)把任務(wù)靈活地派發(fā)給外部人才，內(nèi)部人才,，或機(jī)器自動(dòng)化地完成,，通過(guò)建立機(jī)制把整個(gè)設(shè)計(jì)工作流程整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的任務(wù)完成路徑,。

圖 14

當(dāng)智能設(shè)計(jì)時(shí)代來(lái)臨后,，人類的技術(shù)與設(shè)計(jì)工作更少了還是更多了呢？我們回看Photoshop出現(xiàn)后的20年,，清晰地看到,，印刷和排字工作被摧毀，但是數(shù)量更多的平面設(shè)計(jì)工作不斷增加,。引用《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》的話：技術(shù)摧毀舊的工作,，但總是能夠創(chuàng)造更多新的工作,。

參考資料
1.《A FUTURE THAT WORKS: AUTOMATION, EMPLOYMENT, AND PRODUCTIVITY》January 2017, McKinsey Global Institute
2.《人工智能與設(shè)計(jì)的未來(lái)——2017設(shè)計(jì)與人工智能報(bào)告》同濟(jì)x特贊設(shè)計(jì)與人工智能實(shí)驗(yàn)室范凌的

—作者—
張效軍 現(xiàn)任安世亞太公司DfAM業(yè)務(wù)部高級(jí)技術(shù)顧問(wèn)
有20余年機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)的教學(xué),、教研和企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，10余年的創(chuàng)新咨詢,、設(shè)計(jì)方法研究與實(shí)踐,。始終關(guān)注技術(shù)進(jìn)步，對(duì)于新技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用做了很多成功探索,，產(chǎn)生很多創(chuàng)新成果,，有多項(xiàng)發(fā)明專利。