10 月13日开幕的「新兴实践」中文会议是国内学术界重量级的「思享盛宴」。众多高校的学术领袖围绕大会主题进行主旨演讲,并针对「设计教育」及「设计研究」展开平行会场的讨论。主办方同济大学设计创意学院为大家带来一场高水准的学术分享。10 月13 日的中文会议亦同时开启为期10 天的「2016 同济设计周」。
小编将按演讲顺序陆续放送设计周期间嘉宾带来的精彩分享,以下为中国工程院院士徐志磊在「新兴实践」会议第一天上午主题为「智能系统 创新设计」的报告。
徐院士的报告用“智能系统设计”作为案例,阐明了智能连结产品和服务的要义和内容、智能系统和物联网的相关性、创新设计的概念和内容。报告对推动本次大会的主题——复杂系统设计实践,有实际的参考价值。
徐院士报告简介
什么是智能?
从智能手机开始,智能这个词已经泛化了。智能手机出现,智能生产、智能制造、智能产品、智能手表等等都涌现出来……今天我们需要重新理解“智能”一词。我把跟智能相关的概念分成三块,分别是自动化,智能化,人工智能。
自动化
Automation,用机器代替人工完成工作任务。
近十年以来,过去由人工执行的大量常规任务能够容易被计算机和算法、软件模仿的工作,都可以由机器来完成。现在很容易被计算机所代替。特别是计算机的算法,与其说是计算机,还应该说是计算,computing,计算、算法、软件,来模仿人的工作,这样就可以由机器来完成。这个机器实际上就是指的计算机,但也不是宏观的计算机,而是一个计算机的有内涵的东西。
从西方国家来看,用机器代替人工劳动的现象被称为资本主义中的颠覆性创新。这话不简单,虽然几十年以前就自动化了,但是今天的自动化跟过去的自动化完全不一样。由于自动化以后,经济时代将从后工业时代转移到自动工业时代,这是他们的观点。这个观点也就带来了新的发展方向,就是说,Knowledge Work Automation,知识工作自动化,就是使用计算机来完成复杂的分析、精细的判断和创新问题的解决。
机器人肯定是我们理解的自动化,有制造自动化的装置,或者有代替人工的一些,或者增强人工的一些制造。那么使用的场合是容易标准化的,可以重复的工作、力气大和扭矩大的工作。要开发一些新的程序和重新构造人-机组合的团队,需要有高精度。
为什么自动化那么被重视?
自动化使制造业从后工业时代进入自动工业时代,以人工智能、机器人为特征,体现在提高生产率、降低人工成本、提高质量、更便宜、更快捷、更柔性化、可定制等方面,有很大的发展前景。我们这个时代,就可能变成一个自动化的时代。
代替人工重复性劳动的实现可行性基于:
这个定义还是这样,自动化使机器可以代替人的工作,应该有常规的工作,routine work,或者是有标准化模板的,或者是有标准程序的。
现在有很多工作还不能被自动化来代替,至少到现在为止是这样的。主要是创新设计的过程,我们搞设计的人往往担心自动化了以后,是不是设计也不要了也是自动化?看来是不太可能。特别是设计想象力,那更不可能。科学实验的过程,高级的脑力劳动,还有复杂问题的解决,还有预测未来、突变性的预测。
还有很多蓝领工作也不可能被代替,手工精巧工作,比如说理发师、化妆师、厨师,计算机大概还不好办。现在还没有一个机器理发师能帮你理发得那么好。
智能化
为什么加一个“化”?因为智能两个字是一个名词,不能代表一个事情,不能代表一个问题,所以加一个“化”字。
智能化的定义,特别是智能化产品的定义,这是西方的语言,西方的名词。这个名词其实很有意思,这个智能化是叫Smart。为什么叫Smart?因为smart是副词,可以加ness成为名词。因为Smart是可以加ness,这是一个名词。
智能化产品,比较明确的就是Smartness of A Product。中国现在大多数所谓智能后面的这个东西,在西方都叫Smart,并没有叫Intelligent。
在一定程度上拥有较多或者较少的以下的功能维度的,叫智能化产品。
下面有哪些呢?自治,自适应,自反应,多功能,产品拟人交互功能,有能力与其他装置合作,还有自监控、自修复、自维修、自操作。不是所有的都要,其中有一定的因素在里面的我们有把它叫做智能产品。
人工智能
Artificial Intelligence 是指让机器能像人那样认知、思考和学习,即用计算机模拟人的智能。
AI的典型应用领域包括:
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机器定理证明
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机器翻译(自然语言理解)
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专家系统(问题求解和知识表达)
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博弈(树搜索)
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模式识别(多媒体认知)
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机器人和智能控制(感知和协同)
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深度学习和神经网络
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优化的知识管理
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不同过程需求的自适应环境变化
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有人介入的拟人智能
后面三条是我加上的,一条是优化的知识管理,这个就跟Smart有区别的一个问题,它是一个具有优化的功能的,就叫人工智能。
第二是不同程度上自适应环境的变化,不同过程需求的自适应环境的变化,有这种能力的话就叫人工智能。
第三点,有人介入的拟人智能,跟人能对话,执行人的命令,有思想互通、对话,这样就叫人工智能。
什么是智能化系统?
我们的定义叫做Smart System,不能叫Intelligent System。
先讲一个输入的概念,机器(不是一般的机器,是计算机),人,视频系统,地图,还有新闻、传感器等,把这些东西都数码化,变成Digital,并放到网络中间去。
输入集成到系统里面以后,还要连接到人、装置、商业过程,使之有集体的意识,这个定义就叫做智能化系统。
智能连接产品的设计
不叫智能产品,而是叫Smart Connected Products,智能连接到产品里面去,这在中国的语境里面就是智能产品。实际上他们的语境跟我们某种含义上是有区别的。
首先要讲信息技术的三次转变。
第一次转变,1940年代到1970年代,计算机应用到产品设计当中去,仅仅是个体的活动。计算机辅助设计(CAD)和辅助制造(CAM)、辅助生产计划(MRP),使生产率大大增加。
第二次是1980年代到1990年代,互联网使协同和智能连接到产品,改变了传统产品的边界,改变了产品的特性,颠覆性的价值链改变,提供了指数式的经济增长机遇。到1990年代为止,产品本身的结构和功能还没有改变。
第三次,2000年到现在,IT成为产品自己集成的部分,嵌入式传感器、处理器、软件连接到产品,实际上计算机已经放入产品内与产品耦合,产品数据被储存、分析和运行,戏剧性地改进了产品功能和性能。第三次IT驱动转变的潜能是最大的,比前两次更多创新,更多的生产率增益。
智能连接到产品,它的整个设计原理是完全不一样的,将来会有很大的变化,特别是有了软件,绑到产品以后,这个变化就很大。
全新的设计原理:
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通过软件为基础的用户定制化,硬件标准化,设计使能个性化;
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设计合作有能力不断进行产品升级;
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设计有能力预测、增强或遥控服务;
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系统工程专门知识,敏捷化软件开发,主要用于产品硬件,电子学软件操作系统和连接部件;
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设计要适应协调后期和售后设计改进、快速和有效;
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公司需要硬件和软件开发同步性适应不同的时钟速度;
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软件开发团队需要创造一种能力,如硬件在运作中产生一个新版本,软件需要10次的应用迭代。
今天的产品制造、销售和服务,在全球化的背景下,发生了重大变化。先进的制造必需和服务相连结产品-服务-创新成为主要的发展方向。
第一个结论:服务特别重要。
创新设计要关注以下的问题
为制造的服务业;
为服务的制造业;
非制造的服务业。
第二个结论:智能接入产品改变了服务的模式,服务有了很大的变化。
通常而言,产品的物理部件智能化,价格昂贵。软件的智能连结产品是产品性能的多样化,价格较便宜。产品智能服务使产品性能有巨大提升,市场竞争力加强,获得更多的附加价值。举一个例子,外国公司卖发动机给你,里面装了很多传感器。用户的使用情况都可以得以记录。他们的产品里面绑定了软件,也就绑定了数据化。通过将获得的数据应用到产品中,就会产生一个新的服务模式。在中国这种小型的智能系统也已经出现了,比如一个电动自行车,它里面绑定一个芯片,芯片有GPS的功能,可以准确定位车的位置,偷也偷不了。电池什么时候用完了,什么时候需要修了,都会记录在这个小小的芯片里。
我们的时代已经到了智能化接入到产品的时代。我们手机里面的传感器等配件,在深圳都可以买到,将配件组装就可以得到一个智能化的东西。另外智能连接产品达到了从根本上的转移,将用户的需求以及使用产品中的信息反馈应用到产品中去,用户就可以获得更好的使用体验。
第三个结论:服务的三个关键元素——
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Meta Value 隐形价值
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Model 服务模式
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Market 市场激励
技术、产品、服务、用户满意驱动创新循环,增强超过通常产品的价值。
隐形价值,我们搞设计一定要很好的理解什么是价值,价值在哪里。
另外是服务的模式也是千变万化,多得不得了。
从商业竞争的角度来说,为用户服务比产品更重要。经济价值快速移动,市场和品牌切换,这一点也很重要,这是什么意思?如果你这个产品没有绑定很多的用户。你就被切换掉了。别人用更好的服务来代替你,这就要叫切换,这个切换也很重要。对于一个企业来说,被切换了就糟糕了。企业忠诚度的改变是企业关注的问题,同时也是创新设计需要解决的问题。