從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)到AI輔助設(shè)計(jì)，CAD這個(gè)名字也許要改寫了

丁海驁

了解工業(yè)軟件起源的人，都知道，所謂的CAD實(shí)際上是Computer Aided Design（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）的縮寫。這個(gè)名字在很大程度上，定義了計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)——這個(gè)完全源自人類靈感的工作——過(guò)程當(dāng)中的從屬地位。但是現(xiàn)在，這種情況正在發(fā)生改變。

“當(dāng)計(jì)算能力有限的時(shí)候，你的設(shè)計(jì)軟件來(lái)設(shè)計(jì)什么，你決定什么時(shí)候做模擬仿真檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果；當(dāng)計(jì)算能力無(wú)限，可以把整個(gè)過(guò)程顛倒過(guò)來(lái)，我們可以不再基于設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行模擬仿真，也不再是只在設(shè)計(jì)當(dāng)中才能進(jìn)行模擬仿真，而是通過(guò)模擬仿真來(lái)發(fā)現(xiàn)理想設(shè)計(jì)方案。”李卉，來(lái)自歐特克公司應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室的首席研究工程師，在2017歐特克AU中國(guó)“大師匯”現(xiàn)場(chǎng)的演講當(dāng)中，為在場(chǎng)的工程師們描繪了一幕利用AI完成設(shè)計(jì)的未來(lái)圖景。

從CAD到CID

事實(shí)上，去年年初，歐特克就曾經(jīng)展示過(guò)一種被融入了AI技術(shù)的設(shè)計(jì)工具，“衍生式設(shè)計(jì)”。當(dāng)時(shí)，結(jié)合三維打印的技術(shù)，歐特克還與荷蘭藝術(shù)家 Joris Laarman合作，在阿姆斯特丹的Herengracht運(yùn)河上架設(shè)了一座用于行人的金屬橋梁。近來(lái)，歐特克又在探索如何通過(guò)衍生式設(shè)計(jì)所能生成的接近自然狀態(tài)的復(fù)雜座椅結(jié)構(gòu)，來(lái)為飛機(jī)減重。

用一句話解釋衍生式設(shè)計(jì)：就是基于最初的設(shè)計(jì)需求，利用人工智能的算法和基于云計(jì)算的無(wú)限計(jì)算能力，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)生成數(shù)以千計(jì)的設(shè)計(jì)方案，最終由人再來(lái)選擇確定最終的設(shè)計(jì)方案。

例如設(shè)計(jì)一把椅子，設(shè)計(jì)人員只需要告訴系統(tǒng)：對(duì)于椅子承重要求、尺寸要求、材料要求……系統(tǒng)立刻就可以提供出數(shù)以千計(jì)的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)人員只需要選擇就好了。

這顯然與傳統(tǒng)的工程師利用設(shè)計(jì)軟件完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程是有區(qū)別的。最大的區(qū)別也許在于人類與計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中地位的微妙改變：計(jì)算機(jī)的價(jià)值再次被放大——雖然最后的決策權(quán)還在人類手中，但是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠發(fā)揮的空間和便捷被拓展到了可以參與設(shè)計(jì)方案的制定。這當(dāng)然不僅僅是效率得到提高這么簡(jiǎn)單，很大程度上，此時(shí)的設(shè)計(jì)軟件，本身已不再是工具，甚至不再需要操作者掌握任何的經(jīng)驗(yàn)和技巧，系統(tǒng)自身的功能和學(xué)習(xí)能力，替代了設(shè)計(jì)師的日積月累。

如果到這里，你已經(jīng)開始覺得AI技術(shù)的加入，正在改變了CAD本身，將Computer Aided Design改寫成CID（Computer independent design），其實(shí)，這還僅僅是一個(gè)開始。

“不久前，歐特克多倫多的團(tuán)隊(duì)喬遷新樓，我們就做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用衍生式設(shè)計(jì)完成樓面設(shè)計(jì)。”經(jīng)歷了一年多的時(shí)間，衍生式設(shè)計(jì)實(shí)際上正在表現(xiàn)出無(wú)限的進(jìn)步空間。李卉強(qiáng)調(diào)其不僅僅能夠完成幾何結(jié)構(gòu)的綜合，它已經(jīng)開始學(xué)會(huì)理解更加無(wú)限復(fù)雜化的事物，“比如人的需求”。

在歐特克多倫多的辦公室規(guī)劃當(dāng)中，衍生式設(shè)計(jì)不僅要滿足所有員工對(duì)辦公場(chǎng)所的偏好、工作習(xí)慣、露面的建筑面積、固定位置等硬性設(shè)計(jì)需求，而且還要實(shí)現(xiàn)減少干擾因素、最大化窗口視野、優(yōu)先考慮人際交往關(guān)系等以往被明確認(rèn)為只有人才能“思考”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。最終，衍生式設(shè)計(jì)找到了一個(gè)兼顧所有人需求的公平的解決方案。“以往我們是下指令，設(shè)計(jì)工具執(zhí)行指令，但是現(xiàn)在這種關(guān)系已經(jīng)演變成適應(yīng)性、自適應(yīng)性關(guān)系。”當(dāng)設(shè)計(jì)師與設(shè)計(jì)工具之間，不再是用戶和工具的關(guān)系，事實(shí)上雙方在設(shè)計(jì)過(guò)程中的作用就已經(jīng)很難再有明確的界限。

這里不容忽視的一點(diǎn)是：歐特克結(jié)合AI技術(shù)推出的全新設(shè)計(jì)方式，要依賴于全新的生產(chǎn)加工方法。例如最初阿姆斯特丹的鐵橋項(xiàng)目，就是依賴三維打印技術(shù)這一新的加工方法——這也是筆者迄今為止看到的將三維打印應(yīng)用到設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并最終改變?cè)O(shè)計(jì)方法最成功的思路。真不難理解，因?yàn)槿绻麤]有全新的加工制造方法，結(jié)合了AI的衍生式設(shè)計(jì)則依然需要考慮加工方式和裝配流程，依然需要保證設(shè)計(jì)出的零部件符合工藝規(guī)范，那么實(shí)際上由系統(tǒng)結(jié)合AI設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品，與人類根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)出的作品，相差也不會(huì)太遠(yuǎn)。正是由于新興加工方式的出現(xiàn)，才使得基于AI的衍生式設(shè)計(jì)徹底擺脫了加工的桎梏，才能真正得以“天馬行空”，肆意創(chuàng)造出一種來(lái)自計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)邏輯。

這并不意味著加工制造過(guò)程被排除在AI系統(tǒng)之外。事實(shí)上，在歐特克的規(guī)劃當(dāng)中，無(wú)論是加工制造還是傳統(tǒng)意義上的仿真，都將被融合入更多的AI和機(jī)器學(xué)習(xí)的特征。而且其定位也不僅僅是工具和產(chǎn)品層面。在專注于打造中國(guó)無(wú)限制機(jī)器人格斗賽事的極戰(zhàn)體育公司技術(shù)負(fù)責(zé)人王涵看來(lái)，未來(lái)的產(chǎn)品打造首先一定要足夠智能化，其次基于人工智能的虛擬仿真，將極大程度地幫助公司在產(chǎn)品試錯(cuò)階段就發(fā)現(xiàn)問題，降低成本。

歐特克公司應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室里，有一個(gè)大名鼎鼎的Bishop機(jī)器人項(xiàng)目。這并非是針對(duì)某一類工業(yè)機(jī)器人的編程工具，恰恰相反，歐特克希望能夠通過(guò)引入AI技術(shù)，改變以往通過(guò)編程操控機(jī)器人的方式，而是給予機(jī)器人更多的學(xué)習(xí)能力，使之能夠在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的“交流”，以及機(jī)器人與人的“交流”。

“我們力求使用同樣一個(gè)軟件、同樣一個(gè)交互模式可以跟所有這些不同的牌子的機(jī)器人來(lái)非常容易地交互，你覺得會(huì)不會(huì)有意思？”在接受筆者采訪時(shí)，李卉強(qiáng)調(diào)，目前歐特克公司應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室正在做的一件事，就是在研究將現(xiàn)有的軟件（例如Stingray）用于機(jī)器人，從而為機(jī)器人構(gòu)建一個(gè)屬于它們的模擬仿真世界。然后，通過(guò)AI和機(jī)器學(xué)習(xí)的手段，使機(jī)器人能夠具有某種將虛擬和現(xiàn)實(shí)聯(lián)系起來(lái)的能力：“我們機(jī)器人與其他機(jī)器人沒有什么區(qū)別，但是我們并沒有把它鎖在工具間，而是給它安裝眼睛，讓他看到適應(yīng)周圍環(huán)境。我們不再需要產(chǎn)品手冊(cè)或者是傳統(tǒng)編程，而是借助VR進(jìn)入它的世界，機(jī)器人同樣也可以通過(guò)觀察我們來(lái)學(xué)習(xí)。”李卉強(qiáng)調(diào)這是一臺(tái)“具有好奇心機(jī)器人”，因此隨著其“智力”的自然發(fā)展，Bishop將最終具有主動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境做出反應(yīng)，并給予回應(yīng)的能力，從而實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到仿真和生產(chǎn)加工的全部過(guò)程，且整個(gè)過(guò)程是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自適應(yīng)完成。

從技術(shù)到商業(yè)

事實(shí)上，無(wú)論是AI還是機(jī)器學(xué)習(xí)，或者衍生式設(shè)計(jì)，這些事物都處于他們發(fā)展的初期的階段，這些面向未來(lái)的改變所產(chǎn)生的影響還稱之為初露端倪。筆者在此更想討論的是：作為在1982年率先推出AutoCAD這樣一個(gè)到目前為止最為普及的CAD工具的公司，在業(yè)界普遍認(rèn)為CAD無(wú)論是功能還是性能，都已經(jīng)觸到天花板的今天，歐特克至今依然保有熱情，將更多新興技術(shù)以一種創(chuàng)新的方式注入傳統(tǒng)領(lǐng)域，并從邏輯上去逐漸實(shí)踐，不應(yīng)被僅僅理解為一種宿命式的技術(shù)輪回，更多地，是一種對(duì)已知未來(lái)的長(zhǎng)期投入，以及從技術(shù)層面，對(duì)現(xiàn)有商業(yè)模式的積極響應(yīng)。

早在2014年10月舉行的歐特克投資者日上，歐特克的管理團(tuán)隊(duì)就宣布將轉(zhuǎn)變公司的商業(yè)模式：將逐漸停止銷售永久授權(quán)許可，率先將商業(yè)模式轉(zhuǎn)到“Subscription固定期限的使用許可”的方式來(lái)提供產(chǎn)品和服務(wù)。2015年初，歐特克中國(guó)正式公布了這種改變的時(shí)間表：自2016年2月1日起，進(jìn)入過(guò)渡期，屆時(shí)，大多數(shù)桌面軟件產(chǎn)品的新坐席僅通過(guò)購(gòu)買Desktop Subscription合約方式提供。到2016年8月1日，歐特克中國(guó)宣布完成此過(guò)渡。

與行業(yè)內(nèi)企業(yè)類似規(guī)模的公司相比，歐特克幾乎是一種決絕的態(tài)度，與自己過(guò)去熟悉的輝煌告別，也相當(dāng)于在向整個(gè)行業(yè)的商業(yè)模式發(fā)起一次挑戰(zhàn)。

“我們現(xiàn)在正在轉(zhuǎn)型的過(guò)程之中。一般來(lái)說(shuō)，這種業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的模式會(huì)對(duì)我們的各種業(yè)績(jī)指標(biāo)產(chǎn)生影響，包括我們的業(yè)績(jī)、利潤(rùn)都會(huì)在短時(shí)間之內(nèi)出現(xiàn)下滑。但是現(xiàn)在一年過(guò)去了，我們發(fā)現(xiàn)實(shí)際的情況比我們的預(yù)期要好。”出席本次“大師匯”的Steve Blum， 歐特克公司全球銷售與服務(wù)高級(jí)副總裁在接受記者采訪時(shí)，雖然未透露具體的數(shù)字，但是強(qiáng)調(diào)對(duì)“連續(xù)六個(gè)季度的實(shí)際業(yè)績(jī)超出預(yù)期”的結(jié)果表示滿意，同時(shí)指出，如果“按年度的同比來(lái)看，采用固定期限使用許可證的數(shù)量是在不斷上升的”。

事實(shí)上，在2015年初，筆者曾經(jīng)在一次采訪當(dāng)中，與歐特克中國(guó)區(qū)的高層討論過(guò)這種改變對(duì)中國(guó)市場(chǎng)可能帶來(lái)的影響，其中，最大的擔(dān)憂，是將原本可以擁有的軟件改成租用，對(duì)于用戶來(lái)講，無(wú)論是消費(fèi)習(xí)慣還是財(cái)務(wù)制度，是否能夠接受和支持。而時(shí)至今日，在歐特克公司大中華區(qū)總經(jīng)理李邵建看來(lái)，“中國(guó)的客戶對(duì)于固定期限使用許可的接受度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們的想象，我們的轉(zhuǎn)型也比我們想象的更加順利。”這一點(diǎn)也許可以從歐特克中國(guó)市場(chǎng)持續(xù)的領(lǐng)先的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可以得到印證。

而隨著業(yè)務(wù)模式的轉(zhuǎn)變，歐特克與市場(chǎng)和用戶的互動(dòng)模式也在發(fā)生一些調(diào)整。歐特克公司亞太地區(qū)全球銷售與服務(wù)高級(jí)副總裁Patrick Williams尤其強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)。在他看來(lái)，隨著整體業(yè)務(wù)模式的轉(zhuǎn)變，歐特克除了對(duì)銷售團(tuán)隊(duì)進(jìn)行重組，按照不同的行業(yè)進(jìn)行細(xì)分，而且基于這樣一種全新的業(yè)務(wù)架構(gòu)，其對(duì)于服務(wù)本身的關(guān)注也越來(lái)越成為歐特克保持市場(chǎng)領(lǐng)先的關(guān)鍵。“在十年中，歐特克在不斷成長(zhǎng)，不斷成熟。十年過(guò)去了，現(xiàn)在，任何一個(gè)客戶，他們首先會(huì)考慮：我們是不是能提供他們需要的服務(wù)。”

寫在最后

對(duì)于所有身處工業(yè)軟件領(lǐng)域的系統(tǒng)提供商來(lái)說(shuō)，在支持各個(gè)領(lǐng)域的企業(yè)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的同時(shí)，其實(shí)際上自身也面臨巨大的轉(zhuǎn)型壓力：如何找到下一個(gè)成長(zhǎng)周期的接續(xù)點(diǎn)，無(wú)疑是一個(gè)只有自己才能給出答案的問題。

歐特克所實(shí)踐的，是商業(yè)模式和技術(shù)的同時(shí)轉(zhuǎn)型：以往，從制造業(yè)，到工程建設(shè)業(yè)，再到傳媒娛樂行業(yè)，歐特克利用自身對(duì)技術(shù)和產(chǎn)品的苛刻要求，實(shí)現(xiàn)了用戶行業(yè)的跨越；如今，他依然試圖通過(guò)對(duì)技術(shù)和應(yīng)用的持續(xù)投入，來(lái)保障自身商業(yè)模式轉(zhuǎn)型的成功。歐特克希望驗(yàn)證：也許一類軟件的名字會(huì)因?yàn)樗捎眉夹g(shù)的不同而改變，但是在IT甚至科技領(lǐng)域當(dāng)中，對(duì)技術(shù)的持續(xù)關(guān)注和引領(lǐng)，將是一個(gè)系統(tǒng)提供商不變的生存法則。