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(lèi)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(chē)。

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？

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梢詫?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(lèi)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。

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• -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(xiāo)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。

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• -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(lèi)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(lèi)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(chē)中通過(guò)智能設(shè)計(jì)算法開(kāi)發(fā)了汽車(chē)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）

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）

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）

• -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(lèi)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