传统的工业设计模式刻板单一，且受制于时间与投资成本因素，导致较多的生产问题产生｡比如，各设计模块数据封闭，不能进行数据融合交流，也不能实现数据有效把控，任何一方数据设计参数异常，都会造成整个设计方案的作废，耽误生产进度｡将 AI 技术融合入工业设计中，可以使相关的模块进行有效衔接，数据实时进行更新，实现有效控制，还可以共享资源，使交互设计的维度和视野得到扩展，有效提高了数据迭代速度，不仅使物力､人力消耗降低，也大大提高工作效率，还为今后 “工业设计智慧化” 提供了信息支撑｡

1 工业设计概述

工业设计贯穿产品的全部生命周期，以美学､图案设计等为基础，对产品进行外观和材料等设计，其涉及社会学､美学､心理学､机械设计､色彩学等｡工业设计必须是一个系统，绝不仅仅是装饰，需要从最初的调研，分析人的需求，产品的潜在存在方式，根据工艺成本以及结构，人机工程，人群习惯的考虑，综合设计方案解决，再到后续生产控制跟进，包装以及平面标识，宣传方案，售后跟踪反馈｡工业设计本身很难，需要宽广的知识面，各种生活体验，以及基本的材料结构知识，成功率才会高，所看到的画图的场景只是过程中很小的一段，没有前段调研和后端工程阶段的反馈，工业设计出的产品质量就不会有太大提升｡

2 AI 技术在工业设计中的应用优势

拥有自动化的程序设置，可以保证工业设计结果或产品性能与模拟仿真效果一致，且严格按照程序设置好的标准生产，从源头上保障设计质量｡此外，设计误差相对较小，AI 技术在运行中，一般由计算机内部程序设定好，一旦设置完毕便不会改变，后续的算法肯定能够得到保障，减少了工作人员参与，避免了人为误差，整个计算过程通常不会有明显的误差｡

转变工业设计理念与方法，进行发散性思维｡AI 在工业设计中的应用具体主要有两种形式，即辅助间接设计和直接用于设计｡初期随着计算机技术发展，各种 PC 机设计软件崭露头角，取代了手工制图，后来，AI 逐渐进入人们视野，专业的工业设计软件如雨后春笋般大量出现，设计师可以借助该软件直接进行工业设计，大大缩减了工作时间，提高了设计质量，种种应用表明，工业设计是要使创意设计新颖独特､美观大方，但更多的是需要满足现实生产应用的需求，AI 技术可以充分吸收全球相关数据信息，统筹进行各种设计资源，设计出数量更多，外形丰富的产品｡

节省人力物力成本｡在传统的工业设计中，涉及较多模块，这些模块相互间不太兼容､独立性强，这样一来，很多数据不能共享，存在较多重复工作，造成了大量的人力､物力资源浪费，而 AI 技术利用其强大的数据分析能力，在程序设定好的情况下可以自动运行，释放了人力，节省经济成本的同时也提高了工作效率｡

3 AI 技术在工业设计中的具体应用

3.1 在工业设计流程中的应用

人工智能技术是当前工业设计普遍采用的设计工具，尤其在产品效果图设计方面，人工智能技术效率很高，设计人员可以借助 AI 迅速生成各种草图方案进行备选｡对于传统工业设计流程来说，仅仅是市场调研分析部分就会耗费设计人员较多的精力，而借助 AI 技术，用户研究､市场分析及市场定位工作则变得高效便捷且全面详细；在参数化设计方面，借助 AI 技术可以进行参数化建模､结构设计及结构验证；在模型样机设计方面，借助 AI 技术可以进行模型制作､样机制作等; 在产品量产方面，借助 AI 技术可以进行物料排产､仓存等；借助人工智能技术的工业设计相较于传统的工业设计，主要体现在概念设计阶段，通过 AI 技术可以对工业流程设计参数进行自动录入，然后智能生成工业流程设计方案，并对智能生成的工业流程设计方案进行遴选，而在传统的概念设计中，手绘概念草图工作不仅浪费大量人力，也不能使设计方案多样化､丰富化，从源头上制约了工业设计效果的发展，在选取深化方案及制作效果图遴选方面，也需要设计人员耗费大量脑力对方案进行筛选，效率较低且难以量产｡

图 1 工业设计流程对比

由图 1 不难发现，传统的工业设计的流程与 AI 技术下的工业设计的流程比较相似，通过完善的人工智能辅助工具，提高工业设计的工作效率，高效便捷生成各种设计方案｡

3.2 在智能造型设计中的应用

产品外观设计是工业设计最主要的工作内容之一，通过造型曲线､色彩组合及形状变化等实现产品的造型设计，使产品给人们带来更好的审美愉悦和情感共鸣｡利用 AI 技术，不仅可以使工作人员在保证产品外观精致大方的基础上结合用户生活需求开展产品造型设计，还可以在产品设计出来后根据人们实际使用需求就产品外观进行适当调整，以保证最佳的使用效果｡

例如，在会议椅设计过程中，既要考虑椅子的外观是否美观大方，还需要考虑乘坐的舒适度及椅子自身结构的稳固性，工作人员通过计算机键入相关文本字段信息进行深度概念设计，一键生成多样化的效果草图方案，此类方案通常只需要半分钟就能输出一张，系统运行 4min 左右，便能输出 70 多张造型不同的礼堂椅｡因而可知，人工智能是可以高效地辅助工业设计进行产品外观造型开发，快捷生成丰富的可视化图形方案，大面积提高产品设计方案的输出效率｡总之，人工智能生成技术可以快速生成多个产品设计方案，达到了分钟级的生产能力，提高了概念设计及参数化配置的效率，减少企业运营投资成本的同时也提高了产品的设计质量｡

3.3 在色彩设计中的应用

随着人们物质生活水平的不断提高，工业设计所 得出的产品不仅需满足日常使用功能，还必须具备美丽的外观，能传达一定的文化｡在工业设计中，产品最直观的表达就是外形结构和颜色，力的表达除了外形外，通过 AI 技术的辅助设计工具，可以分析出产品最合适的颜色，并进行多色彩的柔和搭配，给人们更好的审美体验｡值得注意的是，AI 技术更多是在产品其他设计工作完成之后，最后环节才进行色彩自动化设计，设计人员需充分掌握产品特点，并结合用户使用需求进行色彩选择､调和等，尽可能发挥 AI 技术的优势｡

图2 利用人工智能进行会议椅造型设计

3.4 在智能人机工程设计中的应用

随着计算机技术的迅速发展，使 HIM 系统广泛应用于工业产品中，为了使 HIM 系统体验更丰富，设计 HIM 系统时考虑到的问题不仅要用户的操作使用习惯，还需要考虑目标产品本身的生态圈构建｡在目标产品设计过程中，设计者首先要配置较高的硬件设备，还要对目标产品所具有的人机特性､系统效能以及安全保护等因素进行统筹考虑，确保目标产品人机工程设计满足相关行业规范｡随着 HIM 系统在工业产品设计中作用越来越大，其设计质量已经关系到产品品质，故需要在产品设计环节重点考虑｡

4 未来发展方向

4.1 推行智能设计管理系统

在工业设计中，往往涉及智能造型设计､智能色彩设计､人机工程设计以及设计评价等，如何统筹协调各个环节的管理工作､提高设计效率是目前工业设计面临的主要问题之一，因此，应推行智能设计管理系统，采用多级子系统管理方式，将工业造型设计､产品色彩设计､人机工程设计等要素进行一一罗列，录入信息收集模块，从而更好地实现协同工作｡智能设计管理系统应主要包含信息收集模块､流程管理模块､远方操作模块､记录生成模块､历史事项模块､检索窗口､导出模块､数据库等｡其中，数据库的建设是重中之重，需要保证数据收集及录入的准确性和完整性，可将工业设计过程中的设计案例按照案例序列号､设计方案､设计效果等项点进行详细登记，逐一录入数据库，慢慢积累，逐步完善智能设计管理系统的维护信息，实现设计信息的随时生成､一键导出等｡此外，还可以通过智能设计管理系统有效开展智能决策，为产品设计人员提供参考性数据，从而使工业设计水平得到大幅度提高｡

图3 智能设计管理系统图

4.2 构建智能工业设计产业新格局

人工智能的应用作为未来工业设计行业发展的一大方向，主要借助对工业产品结构优化和外形色彩等方面的统筹管理，提高工业产品的综合设计质量，使人工智能在工业设计建设上达到满意效果，为客户提供更加美好的使用体验｡人工智能完全应用于工业设计不是某一企业在短时期内可以单独完成的，而是一个数据量较大､结构繁杂的系统工程，需要多方面的共同努力才能形成蓬勃发展的产业创新格局｡当前人工智能在工业设计的发展领域，泡沫成分大，多数人工智能技术尚处于应用探索时期，未能实现真正意义上的 “智能化”, 且使用过程中问题频发，遇到的问题如果超出智能系统设计运行范围，则会造成人工智能系统运行瘫痪，要想人工智能技术在工业设计领域得到更好的应用，仍必须增强智能技术的深挖工作，而 AI 中的场景创新的功能，为人工智能技术在工业设计中深度应用提供了经验和条件，因此，应积极发挥 AI 场景创新功能在工业设计中的桥头堡作用，推动大学､企业､科研所等研发主体开展基于 AI 场景创新技术在工业设计中的应用的探究工作，进一步助力智能工业设计产业新格局的形成｡

4.3 加强信息通信技术人才培养

人才是任何一个企业兴旺发展的不竭动力，尤其是针对当下快速发展的计算机信息通信行业，一日不学习就会赶不上信息数字化产业发展的步伐，因此，为充分发挥人工智能技术在工业设计工作中的作用，一方面，应加强设计人员的教育和培训工作，需要派出专业技术人员去发达国家的工业设计公司进行学习，参考其智能化的工业设计方式，并结合自身 AI 技术在工业设计工作的实际实施情况，对其进行科学合理的改进设计，逐步完善工业设计工作的智能化方式｡另一方面，每月组织各方就工业设计工作中的情况进行总结复盘，对当月的设计工作进行分析讨论，交流心得体会，分享先进经验，找出不足，给出解决方案，并对下一步工业设计中人工智能技术的应用指明方向｡

5 结语

伴随社会发展，人们对工业设计的要求越来越高，设计出的产品除了要满足产品本身的使用要求，还必须造型曲线优美､色彩搭配合适，给人们带来更好的使用体验及审美愉悦，因此在工业设计阶段做好产品造型设计十分必要｡在简要介绍工业设计概念的基础上，分析了 AI 技术在工业设计中的使用应用优势，研究了人工智能技术在产品智能色彩设计､智能造型设计以及智能人机工程等方面的具体应用，并提出了人工智能技术未来的发展方向，提高了工业产品的设计质量，推动了我国工业行业的健康发展｡

作者：华帝股份有限公司 陈勇强