再论云设计

第30卷第2期计算机仿真2013年2月文章编号:1006 -9348(2013)02 -0005 -04再论云设计陆继翔',陆长德',王平2(1.西北工业大学机电工程学院,陕西西安710072;2.西安电子科技大学通信工程学院,陕西西安710071)摘要:云设计,是面向先进制造服务(云制造) ,融合了先进设计、信息化、云计算物联网、可视化仿真智能化、绿色化和情感化等科技于一体的新型产品服务设计。是-一种新式设计观与方法论;是工业设计( CAID)的升华,”大设计”的新阶段,标示着设计的进化。云设计的建立,有利于工业设计信息化向网络化智能化和服务化的纵深发展,是设计文化大发展大繁荣的必经之路。同任何新生事物一样,云设计的生存发展之路有一定困难曲折,但只要条件具备,就定会达到光辉的顶点。关键词:大设计;工业设计;云设计;云制造;计算机辅助工业设计;可视化仿真中圈分类号:TC156文献标识码:AIntroduction to Cloud DesignLU Ji - xiang' ,LU Chang - de' ,WANG Ping2(1. College of Mechanical and Electrical Engineering, Northwestem Polytechnical University,Xi'an Shanxi 710072, China;2. School of Telecommnication Engineering, Xidian University, Xi'an Shanxi 710071, China)ABSTRACT: Cloud design is facing to advanced manufacturing service ( cloud manufacturng), and it is a totallynew kind of product service design integrating advanced design, informatization, cloud computing, Intermet ofThings, itellectualization, green and emotional all together as a whole. Cloud design is a new design concept andmethodology; is the ditillation of computer aided industrial design (CAID); is a new stage of "big design"; and isthe symbol of design evolution. The establishment of cloud design is propitious to the further development of industrialdesign informnatization to network , itelligence and service. It is the only way to the greater development and prosperi-ty of design culture.KEYWORDS: wild Design;Industry design;Cloud design ;Cloud manufacturing;Computer aided industial design;Visual simulation机遇,也需要转型升级。那么时代到底需要什么样的工业设1引言计呢?答案也是五花八门,众谈纷纭,莫衷一是。所以如此，现代工业设计是欧洲工业革命的产物,是随着中国改革皆因国人对现代设计尚缺少实践经验,缺少科学的认识，还开放传人中国的,迄今已有三十余年了。但因中国的工业长没有一套完整正确的理论与方法指导。于是云设计出现了,期处在计划经济仿造阶段,少有研发设计,创新设计无用武它就是理想的现代工业设计(CAID)新模式。之地,造成设计的服务对象不清,发展方向不明,设计混乱，三十多年来,工业设计主要经过了“工业造型设计政策不齐,措施不力,教育滞后,人才匮乏,工业设计尚未完计算机辅助工业设计一工业设计创新设计一 设计”成“国产化”,落地生根,开花结果。而今企业转型升级,急需几个发展阶段。潘云鹤院士说:“工业设计升为- -级学科,扩优秀设计人才及设计模式支持。传统工业设计面对挑战和名为‘设计"”。实际上泊入品工业设计只是设计百花园中的一朵奇葩而已。如图1所示。基金项目:关中高新技术产业带网络化制造一CAID 子项目过度泛化成窄化T业设计都不利于工业设计的生存与(2001A411310) ;国家自然科学基金“产晶多感知设计过程研究”发展。说它是中国煤化工它作为核心、代表(502751222)罢了,并非说YHCNMHG或“设计”,否则只收稿日期:2012 -08 -26-5一.心,设计为服务,即从硬软件辅助,多学科智能帮助,可视化设口等设计能力支持,计算设备辅助计算诸方面全部以服务为主导并盈利。总之,是为生产、生活或产品服务业服务而设计。地议设计]C工艺美术设计门 美术设计字西设计2.3绿色化,秉承天人合一理念,降低能耗,减少污染,提高建筑设计[工程技术)设计]C工艺美术设计美术设计]平面设计资源利用率,走可持续发展道路,追求人与自然、经济、社会和谐发展。绿色设计可使污染之源的制造业变成绿色制造。工查设计2.4创意化,所谓创意( creativity)基本含义是指创造性的建饮设计工程设开工业设计[艺术设计]工艺美术设计[美术设计平面设计]主意,一个好点子,一个别人没有过的东西;原始创想、新颖构思,创造性想象活动;别出心裁,不落俗套,生产新颖又恰「CAID当的作品的能力;看到新的可能,再将可能组合成作品的过工业产品设计[环艺设计围传设计]医色设计展示设开口]锁设计彩视设计程,是为创新提供新观念、新理念、新思维和新方法的要素,设计的灵感就来自创意。创意化是设计和创新的发展趋势,[飞行器设计]汽车设开机床设计[电器设计[日用品设计]如设计创意等。圈1工业设计谱系示意2.5智能化,智慧和能力合称智能。智能化是指使设计过程具有处理海量信息不完整信息、错误信息的能力,具有强会带来逻辑上的混乱,实践上的盲目,后果不堪设想。大自诊断、自修复、自组织能力,非逻辑处理能力。它将是数现代工业设计无论从历史或逻辑角度而言,它的主要服字化、自动化集成化和网络化的交融与发展。但绝不能理务对象是工业产品等的设计。狭义的工业设计就是指工业解成是完全取代人,而是人与“机"的有机“合- .”,是设计技产品的造型设计,但因种种原因,现实中主要是对电器、手机术的未来。及日用小商品等的改良性外观造型了。这对工业设计等同2.6 文化化,文化是人化的 自然,是人类物质与精神财富的于慢性安慰死。如今工业制造业已进人网络化制造,云制造总和。设计、设计文化,就是文化园地大系统中的一个子系也呼之欲出了。作为服务于工业制造业、附着于制造业体上统。设计之源是文化,它的共性便是文化性。而文化化则是的皮的工业设计也理应或必须应时顺势呼应云制造,向“云”指设计、云设计的全过程必须体现出文化共性,同时又具备的大趋势发展,创建“云设计"是顺理成章，历史的必然。所自身的个性。对文化、文明传统应取‘扬弃"的科学态度,不谓云设计,就是面向制造服务,融合先进设计、信息化制造、管何种文化尽皆取其精华为我所用,弃其糟粕为我所戒的方云计算物联网、绿色化智能化和人性化等技术于- -体的新针,继承创新,克服技术与艺术,美与用,适用与美观绝对对式产品服务设计。91而“设计"应是相当于“大设计”或广义立,两层皮现象,摸索出- .条中国特色的设计新模式,探究中设计。而所谓“大设计”或“设计”是指为目的的预谋、表现的云设计的属性决定更能全面体现文化化,从而成为时代化(达)及其结果。“大设计”对应于广义文化,文化即人化的理想化的新型设计。自然。由此而论,所谓设计就是创造文化的文化。设计的本微观上云设计的基本特征除了云计算基础设施即服务质在于创新,真正的设计没有不创新的。故所谓创新设计，(laaS).平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)之外,还有只是突出创新性的-种浅显说法,以示区别于通常设计罢些具体的本质特征。了,不宜理解成- -个正式的具体设计学科专业种类。1)设计资源设计资源是设计活动中所需的各种物理及文化要素的2云设计的特征集合,经云化技术接人云设计平台,使平台具有了多种类型云设计就是一种基于CAID的新型工业设计。所以它具海量资源,这些资源在形式、管理方式、共享方式、使用途径有一系列的独特性,有别于传统工业设计。宏观上主要有信和交易方式诸方面都有别于云计算资源。息化、服务化绿色化、创意化智能化和人文化等。2)自组织性2.1 信息化,就是将信息(采集、传递、加工、处理应用)技自组织性是系统的最- -般特征。云设计自组织性表现术、建模与信真技术、现代设计技术、系统工程技术、信息管在云节点之间基于共同利益的业务驱动及优势互补,通过自理技术等融为- -体用于设计全过程,提高产品服务综合质组织完成设计过程;同时设计云本身也在不断自我完善,提量,强化核心市场竞争能力。“信息"包含信息资源、信息基高自身复杂度、精细度及审美度,强化对市场的适应能力。础和信息技术三方面,“化”则强调信息的过程是变化和发3)松耦合协作性展的。云设计支持异地、协同设计,许多设计工程是由不同领2.2服务化,通常服务 是指为他人做事,并使他人从中受益域和企业部门中国煤化工协作完成的。的一-种有偿或无偿活动。不以实物形式而以提供活劳动的4)按需胍CHCNMH G形式满足他人某种特殊需求。云设计中是指实现以人为中在云设计环境下,设计过程中是“按需取用"动态检索和.获取资源,获取外部服务,灵活地完成设计的，并在业务完成同研发波音787 ,使研发周期缩短30% ,成本减少了50%。时动态的释放,归还所用的服务。3云设计的作用信息化|云设计3.1引领现代设计变革制造业. 网络化制造云制造一◆云设计是CAID融会了物联网、云计算,现代先进设计及圉4制造进化示意圉管理技术等调正设计服务大方向,面向制造服务业,深化信3.4加速科技成果转化息化发生质的飞跃形成的新模式。是- - 种新型设计观和方法论,代表着设计的未来。它像机车-样牵 动着设计学科的举凡人类活动决策计划、无不经由“设计”第-道工序。自主创新,整体变革,更好地向技术与艺术合- -的服务化、 网人类科学研究、发现、发明的成果(产品服务艺术方略等)络化集成化绿色化智能化和人性化的转型升级,终结仿都须经“设计创意”及制造(作)才能转化为现实(生产力)。抄历史,向着中国设计的方面迅速、健康发展。工业设计的设计是创造思维转化为现实的助产士。而今民众逐渐提高进化如图2所示。了对发明创造及专利意识水平,我国发明专利数量迅速飙升,跃居世界前列。只有通过创新“设计”才能创新品牌,洗「信息化|服务云化涮“中国制造”的负面影响，上升为“中国设计”的崇高形象。云设计特别有助于民营企业、中小企业科技成果转化为新产工业设计CAID云设计一→品研发。如今民营企业、中小企业解决就业贡献率占85% ,专利贡献率占65%,对国家税收的贡献巳超过50%。云设.圈2工业设计进化示意图计是加速科技成果转化,创新发展,提高国家核心技术水平3.2推进服务业发展的利器。“设计”是“生产技术中的第一道工序” ,是工业制造业发展的“龙头”,它面向制造服务,依托云计算即服务和物联| 创新设计!网即服务,它本身即是国家重点大发展的服务业。服务业即工业产品.产品服务系统→第三产业的发展水平是衡量现代社会经济发达程度的重要圈5科技成果转化示意圉标志。所以国家要尽快实现三产化及服务化。04年发达国家三产化程度已达65以上,中国只有40.4。“加速发展服务3.5促进设计教育 改革业,提高服务业在三次产业结构中的比重,尽快使服务业成由于体制机制和基础的束缚,优秀设计人才短缺,难以为国民经济的主导产业,是推进经济结构调整,加快转变经承担真正的新产品服务研发设计任务。没有优秀设计人才,济增长方式的必由之....实现综合国力整体跃升的有效“中国设计”也只能是空想。云设计的理论方法及技术体系,途径”。07年国家就颁布了“国务院关于加强发展服务业的服务商业运行模式都不同于传统轨道。对设计人才提出挑若干意见”。云设计服务可以象打开笼头用水,打开开关取战给出机遇。而今恰逢我国政治体制改革,有了大环境的支电一样取用服务,有利于大众设计创新,当人人作“设计”之持，云设计有可能催生新式设计人才教育模式,带动整个教日,便是“中国设计”成功之时。推进服务业是全面落实以人育改革。其演进过程如图6所示。为本,造福民众的民生战略。其演变过程如图3所示。西为中用|服务云化I信息化1生活云化教育. 现代教育-创新型教育- +服务业. 生产服务业.云服务一图6设计教育进化示意图圈3服务业进化示意图3.3 助推制造业转型面向云设计的创新型教育应当是以育人为本,以素质教云制造是网络化制造的新模式,预示着制造业的质变。育为目标的理论导向，建立多元化多形式的创新教育,学历若能与云设计协同发展,相辅相成,必能实现“中国制造”向教育研究生教育、专业培训教育及终生教育等系统综合全“中国创造”跨越式发展。只有用“中国设计”引领世界,才面的中国特色的大教育。3.6 推动新文化建设是中国的真正崛起。工业制造业蜕变过程如图4所示。美国波音公司应用设计制造或中国煤化工们并行的服务化、绿色化、智能YHCNMHG&变,革故鼎新,网络协同服务外包模式,组织全球40个国家和地区企业协旧文化的消亡,新文化的兴起,意味着中华民族“文化自觉".初见端倪。大中华有着五千年悠久文化传统,是创立时代新文化不尽源泉。先进工业制造业设计的服务云化是史无前例地、巨大地、深远地变革,能推动文化大发展大繁荣,具有中美乐舞督H创邮书一心一一部长重大的历史和现实意义,关系到大中华及全人类福祉。其进化过程如图7所示。智能服务云化时富玉国家农宝第士印有联家居钟事器￥文化一工业产品新文化一旧事本出州学影陈车部长圈7文化进化示意图文化具有整体性,云设计或设计文化是系统工程,它是依托相关文化生存与发展,同时又必然影响着相关文化的生存与发展。云设计的兴起,将会是- -石激起千重浪,牵动新文化的方方面面,现在和未来。4云设计的技术体系[ 州串古国电名贺车印邮咖国院口中四一教招长]云设计的关键技术构成了完整的技术体系,如图8所示。5云设计的关键技术落云设计关键技术可分为如下几个方面。如图9所示。5.1总体技术总体技术主要包括设计模式体系架构、相关标准和规范方面的技术。多用户、商业模式和面向服务的云设计体系架构;云服务接人标准,云服务描述规范和服务访向协议等。- 省咖论尿献装省保换咪费.宋海印南发藏郴长5.2云化技术主要包括云设计资源分布式存储和计算;云设计资源虚拟化技术;云设计资源及服务封装、调用和接入技术;云设计资源及服务定义、发布技术;云终端嵌人式接人技术;物联网技术等。5.3云服务管理技术圈8云设计的关键技术体系主要包括云服务运营商对云服务接人、发布、聚合、管理与调度等综合管理,如统计接口定义和管理认证等;云服务云设计关键技术组建聚合、存储搜索与动态匹配，设计任务构建与部署、分解.优化配置;服务提供模式推广、用户管理及授权机制等。5.4 云设计安全技术||势开||驿云设计安全技术涉及终端嵌入式可信硬件;终端可信接服食|业可花势人、发布;云设计可信运营、网络、系统服务可靠性及保密技名||装|签|术等方面。|染蔡|5.5设计业务管理技术由于云设计任务需求,服务调组优选优化结果平价等因圄9云设计关键技术素的不确定性,使云设计以用户为中心的虚拟的服务供应链,要对包括采购、销售、物流、生产计划与调度在内的整体用户云终端平台可视化技术。优化;业务流程、服务成本和交易以及电子支付等业务均需.7 云设计人机交互技术科学管理。主要包中国煤化工互技术，云终端基.6 云设计可视化仿真技术于语义学的YHCNMHG个性化用户定制界云设计虚拟三维建模技术,云设计三维模型渲染技术，面技术。(下转第25页)一8-;;想定1参考文献:(batch[1] C Steven. Bankes. Exploratory Modeling and the use of Simulation;;运行次数for policy Analysis [ R]. USA: Rand library collection, Rand( number -of - runs 2)nole, N-3093 -A, 1992.;;随机数种子[2] Steve Bankes. Exploratory Modeling for Analysis[R]. USA:RAND, RP -211 ,1993.( random - number- seed 4)[3] 姚云竹,等 恐怖的海峡[ M].北京:军事科学出版社, 2000.;;仿真想定名4] 高化猛,智,赵新国. VR - Fores计算机兵力生成程序分析与( scenario - filename ".. \scn1. sen")设计[J].计算机仿真, 2007 ,24(6).;;所使用的模型库[5] 杨镜宇 ,司光亚,胡晓峰.信息化战争体系对抗探索性仿真分(parameter - filename ".. \ \Sim1. opd" )析方法研究[J].系统仿真学报，2005,17(6).;仿真运行时间[6] 胡晓峰,等. 武器装备体系能力需求论证及探索性仿真分析实( simulatin - run - duration0: 0: 41: 30)验[J].系统仿真学报, 2008 ,20(12).7] 袁华,等.基于要素参量化的作战仿真想定空间生成方法[J].;;想定2火力与指挥控制，2010,35<11). .[8]王勃,艾祖亮 VR- Link开发[M].北京:国防工业出版社, 2009.4结论[9] 王艳正， 司光亚,杨镜字.体系对抗仿真中问题城向仿真域的数据映射[J].装备指挥技术学院学报, 2009 ,20(5).探索性仿真方法在信息化体系作战研究、武器装备体系能力评估和发展论证等方面得到了越来越多的运用。本文[作者简介]提出了一种基于参量化方法的想定空间生成系统。该系统李春洪(1972-),男(汉族),江苏省丹阳市人,博利用VR - forces提供基本仿真想定的编辑处理,利用G2软士,副教授,主要研究领域为作战实验、分布式与并件进行参量空间的规划设计,在参量化想定接口的桥接作用行计算。下,实现参量空间向仿真想定空间的映射,为大规模仿真想李斌(1981-),男( 汉族),河北省石家庄市人，定空间的自动生成提供了有力支撑。本文的成果已经在某博士生,讲师,主要研究领域为作战模拟。实验室建设中得到了成功运用。刘伟涛(1982 -) ,男(汉族) ,山西省朔州市人,硕士,讲师,主要研究领城为作战模拟。(上接第8页)[3] 王鹏,黄华锋,曹珂,主编. 云计算-中国未来的Ir战略[M].北京:人民邮电出版社，2010-6.6结论[4] 陆继翔,陆长德,王平. 初论云设计[J].云设计是一项战略性系统工程,它的发展将是-一个渐进5] Lu Jixiang, Wang Ping, Lu Changde. Research On The DefinitionMethod Of The Innovative Thinking In Computer Aid .Industy De-式长期过程,需要“政、产、学研”紧密结合,共同努力。最好sign[C]. 2011 IEEE 12th Intemational Conference on Computer是与云制造并行决策,协同发展。从实际国情出发,面向未- aided Industral Design & Conceptual Design, 2011-11.来,采用需求牵引导向,技术融合升级，自主创新研发,应用[6] 宋宝华 ,陆长德一体化创新设计原理与方法研究[C].制造示范开路的总体指导思想。选择有条件的企事业,先行试业自动化(增刊):第二届全国设计/过程技术集成学术研讨点,建立研发服务中心,立项资金支持,重点建设自主的云设会，1999-8.计产业(产品、工程、服务)及时总结经验,推广应用，带动全面。逐步奠定云设计、中国设计的发展基础。陆继翔(1976- )男(汉族) ,陕西西安人,博士生，主要从事计算机辅助工业设计,云计算,云终端，新型人机交互模式，信号处理及移动互联网络研究。[1] 李伯虎，张霖,任磊,柴旭东,陶飞,罗永亮,王勇智,尹超,黄陆长德(1950-),男(汉族) ,陕西西安人,教授,博刚,赵欣培.再论云制造[J].计算机集成制造系统，2011,17导,主要从事工业设计计算机辅助工业设计,设计(3) :449 -457.管理,设计理论,[2]° 李伟平， 林慧苹,莫同,诸伟杰云制造中的关键技术分析王平(1978-中国煤化工,讲师，主要从事高[C].全国先进制造技术高层论坛及第九届制造业自动化及速无线网络通信| YHCNMHG测及OFDM研究。信息化技术研讨会，2010 - 10.一25一.