人工智能與參數(shù)化設計在工業(yè)設計中的應用與發(fā)展趨勢

李兆益 山東科技大學

在工業(yè)領域運行中，隨著我國人工智能技術的日益革新，行業(yè)發(fā)展不僅將應用人工智能轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實產(chǎn)品，而且從中收獲了大量技術經(jīng)驗。在這一背景下，受先進技術理念的影響，我國工業(yè)設計水平得到了持續(xù)提高，不僅能優(yōu)化設計內(nèi)容，而且可以提升設計效率。因此，下面對人工智能與參數(shù)化設計在工業(yè)設計中的應用與發(fā)展趨勢進行研究。

1 人工智能

簡單來說，人工智能是指引用人工方法在機器上實現(xiàn)智能化發(fā)展。在經(jīng)濟全球化的背景下，隨著國內(nèi)外加大科技研究步伐的同時，有關人工智能的探索也越來越多。我國在提出人工智能理念后，針對有關研究提出了兩點目標：其一，近期目標。在現(xiàn)如今，與人工智能有關的研究任務就是結(jié)合馮諾依曼型計算機模擬人類智能行為，并研究出更多的智能程序；其二，遠期目標。要研制出全新的計算機，也就是智能計算機，以此造福人類。如下圖所示，其為世界上第一臺計算機——馮.諾依曼機。

圖 世界上第一臺計算機——馮.諾依曼機

2 人工智能與工業(yè)發(fā)展的關系

工業(yè)設計作為人類文明史上高速發(fā)展的內(nèi)容，是由機器大工業(yè)發(fā)展構(gòu)成的，屬于科學技術與文化藝術的融合產(chǎn)品。從廣義角度分析，工業(yè)設計是指在預先設定某一目標后，從構(gòu)思到構(gòu)建一個具有現(xiàn)實意義的實施方案，并結(jié)合有效的方式加以展現(xiàn)的系列行為。其中包含了所有引用現(xiàn)代化技術實施生產(chǎn)與服務的設計過程。而從狹義角度研究，其與傳統(tǒng)工業(yè)設計定義相同，都是以產(chǎn)品設計為核心，因此很多情況下產(chǎn)品設計也叫做工業(yè)設計。在經(jīng)濟全球化背景下，世界大部分先進工業(yè)國家都非常關注工業(yè)設計工作，并增加了有關方面的投資，這對工業(yè)與經(jīng)濟發(fā)展而言具有積極作用，同時也可以提高人們生活水平。在二十一世紀的環(huán)境中，高科技發(fā)展對工業(yè)設計而言帶來大量現(xiàn)代技術理念與方法，大范圍應用計算機有助于引導工業(yè)設計進入一個全新的環(huán)境中。尤其是在當前計算機軟件技術持續(xù)優(yōu)化中，VR 設計、計算機圖形學等內(nèi)容的進一步深化下，現(xiàn)代工業(yè)設計理念與應用方法已經(jīng)產(chǎn)生了新的變化。通過在工業(yè)設計中應用人工智能理論，也成為未來各行領域探究的主要話題之一，有助于工業(yè)設計向著現(xiàn)代化和數(shù)字化的方向穩(wěn)步革新。

3 人工智能與參數(shù)化設計在工業(yè)設計中的應用與發(fā)展趨勢

3.1 理論分析

在了解人工智能前，還要結(jié)合參數(shù)化設計進行研究，原因在于人工智能與參數(shù)化設計之間的關系非常密切。

最初參數(shù)化是為了減少實踐工作量提出的，但整合實際應用情況分析可知，真正影響結(jié)果的并不是參數(shù)化，而是設計人員提出的邏輯系統(tǒng)。因此，參數(shù)設計的根本并不是實際數(shù)據(jù)的變化，反而是某種影響因素的系統(tǒng)法則。此時的優(yōu)勢更多展現(xiàn)在一次性投資可以獲取永久性效益，不僅準確度極高，而且最終效果非常優(yōu)越。而最終的后期投資只集中在系統(tǒng)維護方面。以魯班智能設計為例，其具體原理在于拆分所有原本平面圖，促使其以圖層形式展現(xiàn)，并將其看作一個單獨的單元體，而后讓設計美學理念轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字程序，并提出明確的公式，最終系統(tǒng)可以結(jié)合多個用戶的瀏覽行為與興趣愛好等，從數(shù)據(jù)系統(tǒng)中篩選出相關產(chǎn)品進行設計與排版，以此為用戶提供更符合要求的廣告海報。

3.2 實際應用及發(fā)展趨勢

雖然現(xiàn)階段人工智能發(fā)展的速度非常快，但在工業(yè)設計領域當中的應用并不完善，其中存在大量急需解決的難題。由此，在未來設計發(fā)展中，人工智能必須要展現(xiàn)出自身的積極作用，促使工業(yè)設計人員在加快革新步伐的同時，從基礎上釋放人工勞動力。具體應用及趨勢分為以下幾點：其一，在提案與調(diào)研過程中，結(jié)合人工智能，深入探究大數(shù)據(jù)，了解群眾的想法，可以有效明確未來產(chǎn)品設計方向及業(yè)務優(yōu)化特點。如支付寶、微信等都可以為官方研究提供有效數(shù)據(jù)，不管是人們的興趣愛好還是日常生活關注的焦點，都可以成為實踐研究初期的重要依據(jù)；其二，在草圖階段，這是人工智能最大的魅力所在。通過將所有具備創(chuàng)造性的內(nèi)容提供給設計研究人員，不僅能優(yōu)化傳統(tǒng)發(fā)展的人工生產(chǎn)活動，而且可以獲取更多創(chuàng)造靈感。人工智能在整合研究累積數(shù)據(jù)信息的基礎上，自動改善草圖，不管是圖紙還是二維渲染，都能提升實際設計水平；其三，在數(shù)字模型階段，受日益革新技術水平的影響，現(xiàn)有三維造型軟件包含了雕刻、多邊形及樣條曲線三種形式。通過整合Microsoft Hololens，可以在構(gòu)建真實空間的同時，合理管控模型，在未來發(fā)展中勢必可以達成建模思想的統(tǒng)一化發(fā)展；其四，在生產(chǎn)過程中，人工智能可以做好預測、模型檢查及裝配檢查等工作，其中目前建筑領域當中已經(jīng)有這一方面產(chǎn)品的雛形。在這一過程中，不管是生產(chǎn)前還是生產(chǎn)中，人工智能都可以做好優(yōu)化與改善工作。

4 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)如今的人工智能已經(jīng)發(fā)展有數(shù)十年的歷史，不管是基礎理論還是實踐應用都有所進步。因此，在時代革新中，工業(yè)設計要加大對人工智能和參數(shù)化設計的關注，并由此為核心，提出更加適宜社會發(fā)展所需的工業(yè)設計革新內(nèi)容，從而拓展工業(yè)設計領域范圍，并解決以往工業(yè)設計模式涌現(xiàn)出的問題。