人工智能在工業設計中的應用研究

（陜西工業職業技術學院，陜西咸陽市，712000） 劉瑜興

1 人工智能與工業設計概述

隨著計算機技術的發展，其在運算能力不斷增長的同時，科學家也嘗試將計算機按照人類思考模式進行引導，仿照人類意識去處理各類復雜性問題，以達到人類大腦智能水平。人工智能從提出到運用，其中涉及到計算機技術、大數據技術、智能控制技術、態勢感知技術等，隨著人工智能研究的深入，其涉及領域已擴展到虛擬現實、智能語音等多個前沿學科，展示出了強大的發展前景。人工智能技術的發展，建立在人類信息化高速發展階段，在這一時期，芯片技術與移動互聯網技術快速發展，使萬物互聯成為可能。如今，人工智能在應用中最直觀體現就是智能家居的普及，但是需要認識到，目前人工智能技術還處在發展早期，更多是以概念形式介入到人們生活中，在實際應用中人工智能無論是在軟件研發還是硬件生產中都無法滿足現實需求。

所謂工業設計，就是以美學、經濟學為基礎，對工業品進行設計，涵蓋了多個產業，可以說我們現實生活中接觸到的任何工業產品都經過了工業設計。隨著現代社會經濟發現，工業設計涉及到社會學、心理學、美學，人機工程學，機械構造，攝影，色彩學等。工業發展和勞動分工所帶來的工業設計，與其它藝術、生產活動、工藝制作等都有明顯不同，它是各種學科、技術和審美觀念的交叉產物。

2 人工智能在工業設計中的優勢

2.1 轉變工業設計思維與方法

人工智能的發展，在工業設計中應用可以分為輔助設計與直接設計。早期計算機設計軟件代替了手繪草稿，實現了工業設計向電子化發展，隨著人工智能技術的出現，部分工業設計軟件實現半智能化，設計師可以通過專業設計軟件輔助進行工業設計，提高了工作效率，對于一些重復性工作，可以借助軟件功能直接完成。

2.2 拓寬工業設計行業的發展維度

傳統工業設計中，受制于時間與成本因素限制，設計人員往往局限于設計方案單一維度，無法充分發揮設計功能，人工智能技術的應用可以使交互設計的維度和視野得到擴展。例如，工業設計往往需要參考其他行業成熟案例，有時還涉及到產品本身參數與消費環境，這就導致設計師本身思維受限，再加上設計人員維度與視野本身限制，無法突破設計師本身枷鎖。人工智能則完全不受此影響，其可以利用全球數據資源，快速進行設計方案整合與在創造，產品數量越多，種類越豐富，其設計方案就更有優勢。實踐證明，工業設計有時需要創意方案，而更多則是兼顧現實需求，人工智能拓寬了工業設計發展維度，相比于設計人員，能夠以更為寬廣視野看待工業設計。

2.3 人工智能提高工業設計創新性

人工智能在工業設計中的應用，已經展示出了一定的創新性，特別在新式生活中，人工智能技術正在深刻改變我們的生活。目前城市交通管理日益復雜，依靠人工智能，可以提高交通管理效率。在電子產品領域，各種深度算法加持下，人工智能音響、智能家居等產品可以實現自主服務，大大便捷了人們的生活。人工智能技術在工業設計中提供技術支出，為產品的具體孵化提供有效途徑。未來設計人員在產品設計時，要具備整合、發展以及可持續的思維，通過合理運用人工智能技術，從而更好地實現產品創新。

3 人工智能在工業設計中的具體應用

3.1 智能造型設計

工業設計中最常見的就是產品外觀設計，通過造型布局、形狀組合變化等實現產品的外觀設計，滿足產品的功能設計要求與藝術美感。利用人工智能技術，一方面可以設計人員可以根據使用需求進行產品設計，并結合用戶審美需求滿足產品美感，另一方面，人工智能可以就外觀設計是否符合產品要求進行調整。例如，汽車外觀設計不僅要追求美感，還要考慮到風阻系數，風阻系數越小，耗油量越低，人工智能技術可以結合用戶需求與產品特點進行造型設計，平衡兩者之間的功能，同時為產品后續的色彩設計、人機設計以及設計評價等打下良好的基礎。

3.2 智能色彩設計

優秀的工業產品不僅體現在使用功能上，也表現在產品傳達的價值觀與文化上。在工業設計中，產品力的表達除了外形外，給消費者最直觀的感覺就是產品顏色。通過對人工智能技術的應用，可以分析出人們最喜歡與接受的顏色，并合理搭配，增強客戶體驗。需要認識到，人工智能更多是在執行環節，在進行智能色彩設計時，需要設計人員明確色彩選擇、調和以及語義驅動設計等技術要點，這樣在后續色彩設計中人工智能才會發揮技術優勢。

3.3 智能人機工程設計

信息技術的發展，使人機交流系統普遍應用于各種產品中，為了給予人機系統更好地體驗，設計人機工程時考慮到的問題不僅局限在人、機以及環境之間，還包括產品本身的生態圈構建。在產品設計中，設計人員除了要考慮硬件設備性能外，還要對產品所具有的人機特性、系統效能以及安全保護等人機工程因素進行充分考慮，從而確保人機工程設計與相關標準相符合。隨著人機系統在產品功能中越來越重要，其已經成為影響產品使用安全與穩定性的直接因素，需要設計人員予以充分重視。

3.4 智能設計評價

在人工智能設計過程當中，開展多目標實時評價工作時需要明確具體的評價目標體系選擇以及實時評價模式確定。與此同時，在進行評價時需要通過專用評價模塊形式，以評價目標為核心，從而提升多目標實時評價的準確性。而在多通道實時評價過程中，通過應用人工智能技術，可以使設計評價的效率以及準確性得到有效提高，減少人為主觀因素的干擾。

3.5 智能設計管理

在工業設計中，往往涉及到智能造型設計、智能色彩設計、人機工程設計以及設計評價等，如何優化各個環節的管理工作，提高設計效率就考驗管理者的能力。在智能設計管理中，采用用戶群管理的形式，將智能造型設計、智能色彩設計、人機工程設計以及設計評價等要素進行充分表現，從而更好地實現協同設計目標。相關專家學者針對智能設計管理也提出了相關的管理智能工具，可以幫助相關設計人員做出更為準確和明智的決策。此外，還可以通過信息管理系統的數據有效開展智能決策，為設計管理提供輔助作用，從而使管理水平得到顯著提高。

4 結語

人工智能的出現是科學技術進步的結果，目前人工智能在工業設計中已經顯露優勢，未來隨著人工智能技術的發展，人工智能在工業設計中應用范圍更廣。目前人工智能在工業設計中還無法代替設計師，需要人工智能技術與設計師共同協作，二者有效融合，從而全面提升工業設計水平。