人工智能在工业设计中的应用研究

2023-03-11陕西工业职业技术学院陕西咸阳市712000刘瑜兴

石河子科技 2023年4期

（陕西工业职业技术学院，陕西咸阳市，712000）刘瑜兴

1 人工智能与工业设计概述

随着计算机技术的发展，其在运算能力不断增长的同时，科学家也尝试将计算机按照人类思考模式进行引导，仿照人类意识去处理各类复杂性问题，以达到人类大脑智能水平。人工智能从提出到运用，其中涉及到计算机技术、大数据技术、智能控制技术、态势感知技术等，随着人工智能研究的深入，其涉及领域已扩展到虚拟现实、智能语音等多个前沿学科，展示出了强大的发展前景。人工智能技术的发展，建立在人类信息化高速发展阶段，在这一时期，芯片技术与移动互联网技术快速发展，使万物互联成为可能。如今，人工智能在应用中最直观体现就是智能家居的普及，但是需要认识到，目前人工智能技术还处在发展早期，更多是以概念形式介入到人们生活中，在实际应用中人工智能无论是在软件研发还是硬件生产中都无法满足现实需求。

所谓工业设计，就是以美学、经济学为基础，对工业品进行设计，涵盖了多个产业，可以说我们现实生活中接触到的任何工业产品都经过了工业设计。随着现代社会经济发现，工业设计涉及到社会学、心理学、美学，人机工程学，机械构造，摄影，色彩学等。工业发展和劳动分工所带来的工业设计，与其它艺术、生产活动、工艺制作等都有明显不同，它是各种学科、技术和审美观念的交叉产物。

2 人工智能在工业设计中的优势

2.1 转变工业设计思维与方法

人工智能的发展，在工业设计中应用可以分为辅助设计与直接设计。早期计算机设计软件代替了手绘草稿，实现了工业设计向电子化发展，随着人工智能技术的出现，部分工业设计软件实现半智能化，设计师可以通过专业设计软件辅助进行工业设计，提高了工作效率，对于一些重复性工作，可以借助软件功能直接完成。

2.2 拓宽工业设计行业的发展维度

传统工业设计中，受制于时间与成本因素限制，设计人员往往局限于设计方案单一维度，无法充分发挥设计功能，人工智能技术的应用可以使交互设计的维度和视野得到扩展。例如，工业设计往往需要参考其他行业成熟案例，有时还涉及到产品本身参数与消费环境，这就导致设计师本身思维受限，再加上设计人员维度与视野本身限制，无法突破设计师本身枷锁。人工智能则完全不受此影响，其可以利用全球数据资源，快速进行设计方案整合与在创造，产品数量越多，种类越丰富，其设计方案就更有优势。实践证明，工业设计有时需要创意方案，而更多则是兼顾现实需求，人工智能拓宽了工业设计发展维度，相比于设计人员，能够以更为宽广视野看待工业设计。

2.3 人工智能提高工业设计创新性

人工智能在工业设计中的应用，已经展示出了一定的创新性，特别在新式生活中，人工智能技术正在深刻改变我们的生活。目前城市交通管理日益复杂，依靠人工智能，可以提高交通管理效率。在电子产品领域，各种深度算法加持下，人工智能音响、智能家居等产品可以实现自主服务，大大便捷了人们的生活。人工智能技术在工业设计中提供技术支出，为产品的具体孵化提供有效途径。未来设计人员在产品设计时，要具备整合、发展以及可持续的思维，通过合理运用人工智能技术，从而更好地实现产品创新。

3 人工智能在工业设计中的具体应用

3.1 智能造型设计

工业设计中最常见的就是产品外观设计，通过造型布局、形状组合变化等实现产品的外观设计，满足产品的功能设计要求与艺术美感。利用人工智能技术，一方面可以设计人员可以根据使用需求进行产品设计，并结合用户审美需求满足产品美感，另一方面，人工智能可以就外观设计是否符合产品要求进行调整。例如，汽车外观设计不仅要追求美感，还要考虑到风阻系数，风阻系数越小，耗油量越低，人工智能技术可以结合用户需求与产品特点进行造型设计，平衡两者之间的功能，同时为产品后续的色彩设计、人机设计以及设计评价等打下良好的基础。

3.2 智能色彩设计

优秀的工业产品不仅体现在使用功能上，也表现在产品传达的价值观与文化上。在工业设计中，产品力的表达除了外形外，给消费者最直观的感觉就是产品颜色。通过对人工智能技术的应用，可以分析出人们最喜欢与接受的颜色，并合理搭配，增强客户体验。需要认识到，人工智能更多是在执行环节，在进行智能色彩设计时，需要设计人员明确色彩选择、调和以及语义驱动设计等技术要点，这样在后续色彩设计中人工智能才会发挥技术优势。

3.3 智能人机工程设计

信息技术的发展，使人机交流系统普遍应用于各种产品中，为了给予人机系统更好地体验，设计人机工程时考虑到的问题不仅局限在人、机以及环境之间，还包括产品本身的生态圈构建。在产品设计中，设计人员除了要考虑硬件设备性能外，还要对产品所具有的人机特性、系统效能以及安全保护等人机工程因素进行充分考虑，从而确保人机工程设计与相关标准相符合。随着人机系统在产品功能中越来越重要，其已经成为影响产品使用安全与稳定性的直接因素，需要设计人员予以充分重视。

3.4 智能设计评价

在人工智能设计过程当中，开展多目标实时评价工作时需要明确具体的评价目标体系选择以及实时评价模式确定。与此同时，在进行评价时需要通过专用评价模块形式，以评价目标为核心，从而提升多目标实时评价的准确性。而在多通道实时评价过程中，通过应用人工智能技术，可以使设计评价的效率以及准确性得到有效提高，减少人为主观因素的干扰。

3.5 智能设计管理

在工业设计中，往往涉及到智能造型设计、智能色彩设计、人机工程设计以及设计评价等，如何优化各个环节的管理工作，提高设计效率就考验管理者的能力。在智能设计管理中，采用用户群管理的形式，将智能造型设计、智能色彩设计、人机工程设计以及设计评价等要素进行充分表现，从而更好地实现协同设计目标。相关专家学者针对智能设计管理也提出了相关的管理智能工具，可以帮助相关设计人员做出更为准确和明智的决策。此外，还可以通过信息管理系统的数据有效开展智能决策，为设计管理提供辅助作用，从而使管理水平得到显著提高。