5G技术对工业产品设计的影响

熊美玲，叶双贵

（武汉理工大学，武汉 430070）

一、5G赋能工业产品领域

（一）5G技术浅析

5G并不涉及任何特定的技术，它本质上来说是一系列先进通信技术的总称。简单来说，5G技术就是第五代通信技术，它有着超高速度、超低延时、高可靠、大宽带的特性。随着通讯技术发展到第五代，其特征也在逐渐更迭。（表1）

>表1

从现阶段的国情和技术发展来看，普及5G是必经之路。作为新一代通信技术。不仅有许多国家纷纷发布政策支持5G技术，与此同时，芯片、通讯、运营商等商业霸主也都处在规划5G业务的过程中，5G得到的这些支持使万物互联的时代成为可能。5G让一些未来场景成为现实，让人们能够期待与地球上的万物通过直播的方式同步地、无时差地参与其中。

（二）工业设计的探索进程

以工学、美学、经济学为基础的工业设计早就萌生于人类第一次把石头和贝壳做成工具和装饰的时刻，而它正式起源于工业革命时期，工业产品的发展从初期的艺术装饰、流线型，发展到斯堪的纳维亚风格和其他倾向于多样化的后现代主义、流行风格等。

一直以来，在发展工业设计产业上下大力气，是国家经济转变发展方式的重要战略之一，是走“创新驱动、内生增长”发展道路的必然选择。毋庸置疑，工业设计必定是一门涉及面广泛的交叉学科，体现在其产品将心理学、人机工程学、市场学等多门独立学科联系在一起方面。

时代和科技发展到今日，工业设计已经从各个方面影响着人们的生活，时代的发展和技术的革新也影响着工业产品的发展，尤其是5G时代的来临，让人们对于产品有了更加未来化、科技化的探索。

二、5G让工业产品交互方式发生变革

（一）产品交互方式分析

交互设计不能脱离于产品独立存在，尤其在5G时代到来下，工业产品和新技术的结合几乎是交互大势所趋，从目前来看，工业设计产品的交互方式大体可以从以下几个方面来分析，即触觉、视觉、听觉。

触觉交互是人们操纵产品的重要方式，但交互细节随着时代和技术的变迁也在逐渐更迭，从最初的机械按键到电子屏，再到未来的虚拟屏，工业设计产品的交互细节随科技变化得尤为明显。如今的智能可穿戴设备也是通过接触人体的各个部分完成数据读取，从而达到记录步数、监测心跳血压等目的。如今的触觉接口能让人直接通过手与虚拟环境交互，能够让人们在虚拟环境中用手感受到物体的状态函数来产生指令，同时感知用户手的位姿来做出反馈。

视觉交互是最常见也是应用最广泛的交互方式，它具有传播力强、信息量大的特点。在人们互相的交互过程中，视觉与听觉相辅相成；而在人与机器交互的过程中，仅通过视觉交互，人们就能够获取更多的信息。机器能够“观察”人并感知相关的视觉信息，5G时代下，人们甚至可以通过增强现实隐形眼镜来感知和分离数字环境。

听觉交互技术的本质就是语音识别，语音识别技术不仅仅是声学信息的识别，也要关注构词、对话背景、句法等来协助识别。一些科学家说过：“对于计算机来说，它的下一次革命将会是从图形界面到语音界面。”锤子科技罗永浩也做出了TNT来尝试丢下鼠标和键盘的语音技术的探索，听觉交互技术的发展有无限的可能。

（二）工业互联网快速发展

2019年被称为5G元年，在此之前，以人为中心的消费互联网时代带来了蓬勃的互联网经济繁荣，紧跟2019年后的5G，它将会重塑IT时代，进而带领整个工业互联网不断向前发展。

工业互联网是集工业制造系统与分析计算、互联网技术于一体的全新的、开放的网络。工业互联网这一概念最早是由GE于2012年提出，其定义了工业互联网的核心要素，即设备、人、数据信息。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，正日益成为新工业革命的关键支撑。

1.国家及地方政策引导工业互联网在国内发展

国务院发布了一系列政策保护工业互联网在中国的发展，2015年发布了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，2017年国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，2019年工信部发布《工业互联网网络建设及推广指南》意见，指南中指出互联网与制造业要齐头并进，顺应时代潮流，将两者融合，充分发挥互联网的优势，提升传统制造业的网络化、智能化、数字化相关水平，提升实体经济的竞争力与生产力。国家出台一系列政策，浙江、上海、江苏、广东等地也积极响应，相信工业互联网平台在国内的发展在相关政策的作用下会发展得越来越好。

2.工业互联网前景

伴随着德国提出“工业4.0”的概念，中国提出“中国制造2025”的观点，美国也相继提出工业互联网这一重磅概念，自此，传统制造业与互联网的关系开始转变为“剪不断理还乱”，两者的融合已经不只是说说而已。这是工业时代与信息时代碰撞产生的火花。

从中国的视角来看，工业和信息化部门想要搭建10个国家级工业互联网平台；从全球的视角来看，现存的工业互联网平台数量已经超越150个，工业互联网平台的发展已经势不可挡。回首国内，2018年是工业互联网蓬勃发展的一年，中联重科发布了其云谷工业互联网平台“智联万物，云领未来”，富士康工业互联网公司正式开盘，阿里、华为、腾讯等知名企业纷纷发声，在政策的支持下敞开对工业互联网的怀抱。到2018年底，中国在建立工业互联网平台方面已经有所建树：

IaaS云服务平台：如阿里、华为、腾讯主导，三大运营商跟进的工业互联网平台。

物联网（设备）云服务平台：如树根互联根云平台、东方国信平台。

MES云服务平台：比如宝信的工业互联网云服务平台、西门子的工业互联网云服务平台。

企业级应用软件平台：ERP应用平台、PLM应用平台等。企业级管理解决方案平台：如兮易云诊断平台。

大数据算法云服务平台：阿里云平台。

专业解决方案云服务平台：盾构云平台。

行业垂直价值链重构云平台：海尔Cosmoplat、美的、中联重科云平台。

全覆盖的云服务平台：华为、阿里、富士康等大型企业的工业互联网云服务平台。

小米云服务平台：小米的产品工业互联网云服务平台。

传统制造业与客户关系是生产多少卖多少，处于主导地位的是企业，但当互联网渗透到传统制造工业中之后，互联网的优势是传输高速、计算高速、通信成本低，为传统制造业收缩成本，提高工作效率，产出大量工业互联网产品，客户与企业的关系正在发生着决定性的变化，客户逐渐夺回本该属于他们的主导权，这一现象无疑激发了企业活力。

无论从国家和地方政策的角度还是从企业成长发展的必经之路来看，发展工业互联网平台是势在必行，整合和搭建工业互联网平台的新兴力量正在不断聚集，工业互联网势必进入一个平稳、高速的发展进程中。

三、5G引领工业产品发展方向

（一）5G的应用场景及工业应用

>表2

先进的5G技术适用于uRLLC、eMBB、mMTC等情景中，它们各自拥有超高可靠性和超低延迟、移动宽带加强、超大容量机器通讯等优点。以工厂场景举例来说，uRLLC可低时延传输，减少网络等待时间，实现网络传输的实时性，为工厂的重要数据同步提供支撑，eMBB可实现远程监控和视频会议，能够实现厂内外的通信与互通，与此同时mMTC能够达到嵌入式终端超低功率耗能的数据传输与联接的要求。（表2）

（二）工业设计在5G时代下的发展趋势

1.物联化

物联网是以传统电信网、互联网、其他信息载体为基础的网络，它能够让所有对象去独立完成它的功能，达到对象之间的互联互通的状态。伴随着5G时代的到来，物联网能够提高它在基础建设方面的速度，并且在不同的领域如车辆网、工业互联网、医疗行业等发挥至关重要的作用，实现大容量、低延时、高可靠的万物互联的状态。

物联网肩负着资料收集这一重要任务，这些资料信息来自于信息传感设备，去向互联网资料库，所有事物相互联系、相互作用，它们能够实现智能识别与管控。物联网有着十分广阔的用途，其中包括：智慧农业、智慧医疗、智慧工业、智慧城市等，并且其对象也开始以政府为导向。但其也有与智能化交叉的领域，如智能家居领域，工业设计师也应有物联思维，智能台灯、家庭安防、智慧空调等都是物联化思维下的工业设计产物。

超高可靠性、超低延迟性的5G技术在不远的将来，能够去提升自动驾驶领域和智慧医疗方向的发展。自动驾驶领域立足于车联网先进技术，能够采集多种信息与数据，智能化算法可以帮助用于监控车辆工况，并且可以根据这些数据来进行优化设计。物联网适用于医疗设备后，传统医疗也会有翻天覆地的变化，5G物联网将会使智能医疗领域受益无穷，以为患者提供更优质的服务。

2.智能化

本质上来讲，智能化其实与物联化是存在些许的区分的，但两者你中有我，我中有你，难分彼此。智能化对象呈现出更加民用化的趋势，智能穿戴类型的工业产品如今已经遍布市场，智能家用机器人、智能停车等也在逐渐渗透入我们的生活中。智能化在网络分析及优化、用户感知评估及优化、日常投诉快捷处理、网络价值挖掘等方向都有极大发展空间。

3.云化

企业上云主要有四个阶段，大中型企业基础系统上云，中小型企业管理上云，小微企业核心业务上云，垄断性企业生态服务上云，以体现成本低廉、安全稳定、管理能力强大等优势。云化在无形中使物联产业愈加强大，企业内部的联系更加深刻，生态产业的分工越来越清晰。

5G云VR已经成为虚拟现实（VR）产业的热门话题，以产业生态领域为落足点，端云协同的虚拟现实网络分发和应用聚合平台（Cloud VR）正高速发展，安全、可靠、高效率的虚拟现实内容和支付平台的销售渠道开始搭建。

架构云化将会挣脱瓶颈的束缚，使5G云VR实现网络化、规模化、产业化、差异化等应用的推广。

四、结语

5G技术可以提供超低延迟的速度，甚至能达到毫秒级，无疑为自动驾驶、无人驾驶、工业互联网的搭建与推广提供了有力的网络技术支持，5G时代下的工业设计也走向了更加智能的跑道，引领人们的智慧生活。

过去，北京环卫工人在扬沙、灰尘大的天气需要投入更大的精力去维护街道清洁，如今，针对扬沙和灰尘大的天气的无人清扫车已经在海淀公园和首钢园区投入使用，6～8个环卫工人的工作强度才能等效于一台无人清扫车；未来，超市中“智能货架”能够读取消费者的特征信息和购买行为，用来优化货品摆放的位置及品类并进行智慧推荐；基于物联网的远程医疗系统能轻松实现传感器所采集的生理参数的实时性、稳定性和准确性。

智能音像、智能照明、智能安防、智能互联、智能家电、智能控制等将会全方位地造福于当今人类的生活，我们享受智能家电带来的智慧交互，享受智能门锁带来的智能安防。工业设计在5G技术的引领下逐渐改善和提升人们的生活品质，为更加智慧的未来赋能。