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摘要:在分析工业4.0概念的基础上,本文对工业4.0概念下的工业设计变化展开了分析,发现伴随着生产制造技术和模式的变化,未来工业设计将取得智能化、个性化和灵活化的发展,从而进一步推动传统制造业的变革。
关键词:工业4.0概念;工业设计;智能化;个性化;灵活化
引言:在工业4.0概念早先被提出时,仅仅为一个热门话题。但随着工业4.0由概念到实践的转变,已经开始引发制造业的转变,未来也必然会带来工业生产技术的变革。面对这种形势,研究工业4.0概念下工业设计的变化,可以更好的了解未来工业设计的发展趋势,继而更好的推动国内制造业的发展。
1工业4.0概念
2011年4月,德国汉诺威工业博览会上,工业4.0的概念第一次被提出,当时被解读为利用物联网等媒介提高德国制造业水平的一种想法。2013年,德国的“工业4.0工作组”发布报告,明确指出物联网和制造业服务化发展将引发第四次工业革命。在该次会议上,围绕虚拟网络和实体物理系统技术的一体化应用问题,德国提出工业4.0概念不仅将工业制造和物流行业带来影响,同时也将对商业模式、工作组织和下游服务等领域产生影响。2014年,国内“工业4.0——智能工厂实验室”成立,意味着“工业4.0”由概念转变成了实物。从工业4.0概念的基础来看,物联网、大数据分析和信息通讯技术等为核心技术,可以通过融合发展推动当前工业生产和服务模式的变化,促使工业生产由集中控制模式向分散增强型控制模式转变,以推动智慧工厂建设和智能生产的实现,因此将会给工业领域带来较大的变化。
2工业4.0概念下的工业设计变化
2.1工业设计更加智能化
在工业4.0概念下,工业设计将变得更加智能化。伴随着现代工厂的信息化发展,智慧工厂开始得到了建设。通过引入物联网和先进信息通讯技术,可以促使工业自动化与信息化得到高度整合,得到可视化的产品生命周期和制造流程。工业4.0概念的提出,是为了实现生产设备的高度连接,不仅仅是将设备接入互联网。而通过物联网将各种设备的信息数据整合在一起,使工厂内部成为一个整体,可以推动生产的智能化发展。德国蔡司集团于2013年展出的PiWeb系统,就已经能够将分布世界多地的工厂及其测量数据利用网络整合在一起,并实现数据共享,完成数据的全球同步监测[1]。目前,奔驰等公司已经引入该系统,希望能够成为行业的先进工业生产技术的创造者。而在生产数据能够实现整合的基础上,工业设计也将变得智能化。引入大数据等分析技术,能够完成海量数据信息的分析,结合产品市场和客户需求对产品功能和使用问题展开科学研究,并借助先进技术自动查找产品设计问题,得到优化的设计方案,继而更好的满足产品的智能化生产需求。
2.2工业设计突出个性化
按照工业4.0概念,客户可以参与到产品设计、生产、加工、配送等各个环节,完成产品的高度个性化定制,从而使自身需求得到更好的满足。在过去工业设计中,企业需要对市场需求进行预估,容易导致生产过剩,并带来环境污染。而运用工业4.0概念,企业可以进一步明确客户需求,实现产品的按需设计和生产。按照传统的制造业模式,工业制造系统由材料、机器、方法、测量和建模构成。结合工业4.0概念,引入CPS可以完成制造信息系统的构建,具体包含连接、云、内容、社群和、虚拟网络和客制化,能够借助传感器、云端等完成设备本身和客户需求的深入分析。因此工业4.0概念的出现,给工业设计提供了更大的空间。因为运用CPS,设计师不需要在用于需求调查等环节耗费大量时间就能准确掌握客户需求,同时也能获得更加明确的设计目的,提出更符合客户需求的设计方案。在未来的发展中,工业4.0也将允许客户进行高度个性化定制。在工业生产实现高度智能化的背景下,企业将需要更多的工业设计人员,以满足不同客户的设计需求,从而带来一款产品拥有成百上千款式的局面。
2.3工业设计变得灵活化
按照传统的工业设计流程,设计师需要完成市场需求分析、设计方案构思、方案优化、结构实现、原型制作、小批量试制和验证等工作。如果未能及时、准确的把握市场需求,研发出的产品就难以适应市场变化,进而给企业带来利益损失。而工业4.0概念强调提高工业设计价值,企业生产、制造流程将得到简化,因此可以使工业设计价值得到更好的突显。因为在未来的发展中,伴随着机械技术的发展,传统劳动力很大程度上将被机械化取代,信息也将得到高效传递。利用软件模拟进行原型制作、小批量试制等环节的代替,也可以使线性产品开发时间得到进一步减少。因此在时间上,设计师可以更专注结合客户需求完成产品个性化定制。与此同时,由于工业4.0采用的是动态的生产配置方式,所以也能够使设计方案受到的加工工艺和结构的限制得到减少,从而为设计师提供更大的想象空间,确保设计师的创意能够得到最大程度的发挥[2]。在此基础上,工业设计将变得更加灵活,不仅可以完成产品设计,也可以为客户设计专门的物流配送方案,继而全面满足客户需求。
结论:通过研究可以发现,在工业4.0概念下,未来工业制造模式将发生变革,从而促使工业设计发生较大的变化。在小批量、多批次的生产模式下,工业设计将变得智能化、个性化和灵活化,可以借助先进工业生产技术缩短产品研发时间,并结合客户需求完成产品个性化定制,突破过去受到的时间、生产工艺等限制,继而更好的体现工业设计的价值。
参考文献:
[1]郭朝晖.工业4.0与智能制造的概念本质及其在行业的落地[J].中国工业评论,2016(08):105-106.
[2]陈志文.“工业4.0”在德国:从概念走向现实[J].世界科学,2014(05):6+13.