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      淺析5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)的變革與展望

      2020-07-14 09:46:27柴帥帥張澤
      工業(yè)設(shè)計(jì) 2020年5期
      關(guān)鍵詞:通訊頻譜智能化

      柴帥帥 張澤

      摘要:隨著5G已經(jīng)進(jìn)入越來(lái)越多人們的視野,我們開(kāi)始考慮5G能為我們帶來(lái)什么,在信息化時(shí)代的今天5G技術(shù)影響著我們生活的方方面面,工業(yè)設(shè)計(jì)旨在創(chuàng)造出更合理的生活方式,提高人們的生活品質(zhì),引領(lǐng)科技創(chuàng)新。在5G的大系統(tǒng)下,工業(yè)設(shè)計(jì)在為我們創(chuàng)造更高的生活質(zhì)量的同時(shí)也將對(duì)其自身的發(fā)展與定位有全新的理解。本文分析5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)發(fā)生哪些變革以及5G通訊技術(shù)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)帶來(lái)的多方面影響,以求更好地展望工業(yè)設(shè)計(jì)未來(lái)。

      關(guān)鍵詞:5G;工業(yè)設(shè)計(jì);變革;展望

      中圖分類(lèi)號(hào):TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

      文章編碼:1672-7053(2020)05-0029-02

      1 5G概述

      5G,既第五代移動(dòng)通訊技術(shù)(5th generation mobile networks),5G的運(yùn)用被稱(chēng)為“第四次工業(yè)革命”的到來(lái),意味著開(kāi)啟了“工業(yè)4.0”時(shí)代。該技術(shù)并不是4G網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單的升級(jí)進(jìn)步,而是跨行業(yè)的數(shù)字信息融合,全場(chǎng)景化應(yīng)用以及商業(yè)模式的徹底革新,是真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。5G超高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、超低的網(wǎng)絡(luò)往返延遲等特點(diǎn)將從多個(gè)方面顛覆我們對(duì)“網(wǎng)絡(luò)”的認(rèn)知。

      這項(xiàng)技術(shù)在頻譜方面相比于4G通訊技術(shù)的頻譜有很大地提升。1G的頻譜為300Hz~3400Hz,使移動(dòng)語(yǔ)音通話(huà)成為可能;2G頻譜提升到了200KHz,在語(yǔ)音通話(huà)的基礎(chǔ)上給我們帶來(lái)了文字短信的通訊體驗(yàn);3G的頻譜進(jìn)一步擴(kuò)大到5MHz,圖片內(nèi)容迅速崛起,彩信以及以圖片形式瀏覽信息的方式應(yīng)運(yùn)而生;4G的頻譜更是達(dá)到20MHz,推動(dòng)了二維碼以及視頻等內(nèi)容爆發(fā),用戶(hù)開(kāi)始以視頻的形式獲取信息。5G通訊技術(shù),頻譜已經(jīng)達(dá)到了驚人的100MHz,數(shù)據(jù)傳輸速率是4G網(wǎng)絡(luò)的100倍以上,傳輸速率可以達(dá)到10Gbis/s。與此同時(shí),5G通訊有著超低的網(wǎng)絡(luò)往返延遲,并且它支持大約1ms的往返延遲,作為對(duì)比4G通訊網(wǎng)絡(luò)往返延遲的80ms~100ms,可以看到5G網(wǎng)絡(luò)往返延遲在本質(zhì)上有一個(gè)非常大地提升。

      5G通訊技術(shù)的核心作用是把該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)拓展到新的應(yīng)用領(lǐng)域,在各行業(yè)全面滲透,以最佳的方式聯(lián)接、控制、交換、定位、協(xié)同工作,并超越空間的限制因素來(lái)創(chuàng)建新的模式。綜上所述,超快的傳輸速度、極低的網(wǎng)絡(luò)往返延遲、更加穩(wěn)定多元化的體驗(yàn)等優(yōu)勢(shì)對(duì)于各領(lǐng)域來(lái)說(shuō)無(wú)疑會(huì)激發(fā)出更多在4G通訊中無(wú)法達(dá)到的創(chuàng)新和創(chuàng)意。

      2 5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)的變革

      2.1 5G通訊技術(shù)引領(lǐng)交互方式發(fā)生變革

      5G通訊技術(shù)的發(fā)展將催生出許多全新的交互方式,若把5G前的交互方式統(tǒng)稱(chēng)為傳統(tǒng)交互方式,那么傳統(tǒng)交互方式也在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展快速更迭。其中以手機(jī)為代表的交互方式就很好地體現(xiàn)了這一變化,從最初的按鍵手機(jī)時(shí)期的機(jī)械按鍵,用戶(hù)每一次按動(dòng)按鍵,手機(jī)都會(huì)給予一定的語(yǔ)音或按鍵聲提示,再到后來(lái)的電子觸摸屏,交互方式變成了觸碰電子屏幕,伴隨著頁(yè)面的跳轉(zhuǎn)給予用戶(hù)一定的反饋,再到以iPhone為代表的Siri智能語(yǔ)音交互,將人和電子產(chǎn)品間的交互方式由接觸式轉(zhuǎn)為非接觸式,而在5G時(shí)代下將向著“泛屏”或者“無(wú)屏”方向發(fā)展,人與人之間的交流不再局限于電子屏幕,人與產(chǎn)品之間將產(chǎn)生一種全新的交互方式。

      2.2由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)思維變革到“互聯(lián)網(wǎng)+”思維

      工業(yè)設(shè)計(jì)誕生之時(shí)主要針對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、家具以及日常用品是工業(yè)設(shè)計(jì)的主要領(lǐng)域,各行業(yè)間并未有太多交集,但是隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展這一局面被打破了,應(yīng)運(yùn)而生的是新的思維方式——“互聯(lián)網(wǎng)+”思維,在“互聯(lián)網(wǎng)+”思維下各個(gè)行業(yè)都將進(jìn)行深度融合,從而將簡(jiǎn)單的“1+1=2”轉(zhuǎn)化為“1+1=∞”,其理念也影響著工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展理念。工業(yè)設(shè)計(jì)同樣開(kāi)始從最初的傳統(tǒng)思維轉(zhuǎn)化為“互聯(lián)網(wǎng)+”式的全新思維,針對(duì)于用戶(hù)的需求,通過(guò)非凡的體驗(yàn)方式來(lái)超越產(chǎn)品固有價(jià)值。在這種思維下,工業(yè)設(shè)計(jì)需要考慮怎樣與“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)進(jìn)行有效地結(jié)合,把用戶(hù)的需求作為著手點(diǎn),滿(mǎn)足用戶(hù)的直接與潛在需求,從而使產(chǎn)品的價(jià)值達(dá)到最大化。因此,“互聯(lián)網(wǎng)+”對(duì)現(xiàn)如今工業(yè)設(shè)計(jì)的主要影響是:(1)如何運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思想對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行額外賦能;(2)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)如何過(guò)渡為智能工業(yè)設(shè)計(jì)。

      3 5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)的展望

      3.1萬(wàn)物互聯(lián)使產(chǎn)品更加智能化

      近年來(lái),智能制造正逐漸引起人們的關(guān)注,并逐步走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù),使萬(wàn)物互聯(lián)成為可能,并將工業(yè)設(shè)計(jì)與萬(wàn)物互聯(lián)交融。世界各國(guó)相繼提出了一系列先進(jìn)的制造模式以及國(guó)家戰(zhàn)略,例如,工業(yè)4.0、中國(guó)制造2025、互聯(lián)網(wǎng)+制造和云制造等。其中“中國(guó)制造2025”期望達(dá)到的目標(biāo)就是把工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和互聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算進(jìn)行交叉融合,預(yù)計(jì)2020年將會(huì)有500億臺(tái)相關(guān)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接,而5G正是實(shí)現(xiàn)這一切最為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我國(guó)工信部在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》中表示,預(yù)計(jì)到2020年底要完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系的初步建設(shè)。該政策正是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)構(gòu)建而提出的,使“萬(wàn)物互聯(lián)”更快地進(jìn)入我們的視野圈,并滲透進(jìn)我們的衣、食、住、行等方面,催生出更加智能化的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

      以汽車(chē)工業(yè)中的無(wú)人駕駛為例,一輛時(shí)速1 00km/h的汽車(chē)在無(wú)人駕駛情況下遇到緊急情況,如果以100ms的網(wǎng)絡(luò)往返延遲計(jì)算將增加2.5m的額外剎車(chē)距離,而在5G時(shí)代下以1ms的網(wǎng)絡(luò)往返延遲計(jì)算只會(huì)增加2.5m的額外剎車(chē)距離?,F(xiàn)在的自動(dòng)駕駛技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依靠GPS導(dǎo)航裝置、激光雷達(dá)、攝像頭以及毫米波雷達(dá)判斷車(chē)速和車(chē)距,但鑒于車(chē)型、地形等原因仍然存在許多安全隱患,未來(lái)的自動(dòng)駕駛是將車(chē)輛與互聯(lián)網(wǎng)連接,在大數(shù)據(jù)及云計(jì)算的處理下統(tǒng)一處理,保持車(chē)輛有序、安全、穩(wěn)定運(yùn)行,這之間依靠的正是物與物之間在一個(gè)龐大的互聯(lián)網(wǎng)體系下的相互交流。除此之外,也涉及到日常生活的諸多領(lǐng)域,如智能穿戴、智能家居、智能醫(yī)療等方面。工業(yè)設(shè)計(jì)師也應(yīng)該具備物聯(lián)網(wǎng)化思維,在萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代背景下,將自身與趨勢(shì)相結(jié)合,在電子類(lèi)產(chǎn)品快速更迭的同時(shí),產(chǎn)業(yè)鏈在不斷向下拓展,設(shè)計(jì)師不僅需要解決人與人的交流,也需要解決人與物、物與物之間的交流。在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代到來(lái)時(shí),工業(yè)設(shè)計(jì)將迎來(lái)更大的創(chuàng)作面,將創(chuàng)造出更加高效可靠的物聯(lián)網(wǎng)化產(chǎn)品。

      3.2多元技術(shù)使產(chǎn)品更加多維化

      工業(yè)設(shè)計(jì)在多元化技術(shù)的支持下將會(huì)實(shí)現(xiàn)更加智能化的設(shè)備設(shè)計(jì)。如果說(shuō)3G到4G促使智能化設(shè)備的出現(xiàn),那么4G到5G的躍遷則是智能化設(shè)備徹底變革的決定性因素。我們?cè)?G時(shí)代接觸到產(chǎn)品可能只是單薄地信息傳輸,通過(guò)圖像或者文字的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)信息交換,如當(dāng)時(shí)的手機(jī)被大多數(shù)人使用來(lái)瀏覽網(wǎng)頁(yè),除此之外,人們還可以通過(guò)電腦來(lái)獲得更多的新聞資訊,在這樣的背景下生產(chǎn)手機(jī)的公司就要考慮到手機(jī)設(shè)備的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì),從開(kāi)始的簡(jiǎn)單按鍵式手機(jī)漸漸到后來(lái)出現(xiàn)的滑蓋式、翻蓋式手機(jī)都是工業(yè)設(shè)計(jì)催生的產(chǎn)物。包括后來(lái)居上的4G也同樣催生出多樣化產(chǎn)品,平板成為了當(dāng)時(shí)熱度化的產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)平板之初為了更好地使之與通信交融,滿(mǎn)足用戶(hù)需求,平板也逐漸地支持語(yǔ)音通話(huà)功能。D2D作為面向5G的關(guān)鍵候選應(yīng)用技術(shù),旨在讓一定范圍內(nèi)的指定用戶(hù)的通信設(shè)備之間直接產(chǎn)生數(shù)據(jù)交換,從而降低服務(wù)基站的應(yīng)用負(fù)荷,為設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化創(chuàng)造有利條件,在對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)講,D2D技術(shù)中對(duì)于提升用戶(hù)相關(guān)體驗(yàn)、擴(kuò)展蜂窩通信應(yīng)用成為了主流前景,同時(shí)也受到了廣泛用戶(hù)的關(guān)注,與此讓眾多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)公司利用此項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)上有所作為。其實(shí)早在該技術(shù)之前也有類(lèi)似技術(shù)的應(yīng)用,如藍(lán)牙技術(shù)、Wi-Fi Direct技術(shù),但是這兩種技術(shù)不依靠基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,所以會(huì)出現(xiàn)控制范圍小,信息傳輸速度慢的缺點(diǎn),因此在產(chǎn)品設(shè)備中表現(xiàn)的不是很理想。相比之下,D2D技術(shù)的應(yīng)用因其使用電信運(yùn)營(yíng)商的特定授權(quán)頻段,從而在數(shù)據(jù)交換方面更加流暢,既可以在基站控制下進(jìn)行連接及資源分配,也可以在無(wú)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的時(shí)候進(jìn)行信息交互,讓產(chǎn)品設(shè)備體現(xiàn)出多樣化功能,這樣很大程度上提高了用戶(hù)的交互體驗(yàn)。在上述技術(shù)的支持下,智能設(shè)備將呈現(xiàn)出處理信息更快、使用范圍更廣、可應(yīng)用的場(chǎng)景更多、抗外界無(wú)關(guān)干擾能力更強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),相比傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程,智能化設(shè)備在多元技術(shù)的支持下,會(huì)呈現(xiàn)出多維的工業(yè)產(chǎn)品形式。綜上,基于以上技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)設(shè)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域變得更加寬廣,諸多智能化的設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的可能性也更高。

      4結(jié)語(yǔ)

      5G的到來(lái),給我們的未來(lái)添加了許多未知性和可能性。在2012年,也就是4G的商用元年搜索4G的作用,當(dāng)年消費(fèi)者抱怨4G業(yè)務(wù)資費(fèi)貴,認(rèn)為3G已經(jīng)可以滿(mǎn)足日常生活所需,可是4G在經(jīng)歷短短幾年的發(fā)展后就徹底改變了人們的生活格局,短視頻內(nèi)容井噴式地爆發(fā),手機(jī)移動(dòng)支付已重塑了消費(fèi)者的消費(fèi)習(xí)慣,大量APP的出現(xiàn)方便了人們的社交、出行等活動(dòng)。其實(shí)站在現(xiàn)在看過(guò)去對(duì)未來(lái)的猜想是一件非常有趣的事。

      同理,5G通訊技術(shù)的逐漸成熟以及大范圍地普及是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ瑒?shì)必會(huì)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)到達(dá)一個(gè)新的高度,而且5G要遠(yuǎn)大于4G給我們帶來(lái)的改變。萬(wàn)物互聯(lián)解決人與人,人與物以及物與物之間的交流問(wèn)題,無(wú)人駕駛技依靠5G通訊技術(shù)的高速率低延遲而日趨完美,未來(lái)無(wú)人駕駛會(huì)是比人類(lèi)自行駕駛更加可靠的方案。5G還會(huì)大幅度提升個(gè)人信用價(jià)值,信用本身將會(huì)在未來(lái)越來(lái)越重要,犯罪也會(huì)因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)的全面鋪開(kāi)從根本上大幅度減少。家電更加智能化,家電為人類(lèi)規(guī)劃好均衡的膳食營(yíng)養(yǎng)、合理地出行,我們將享受到前所未有的智能交互體驗(yàn)。在這其中,工業(yè)設(shè)計(jì)為使這些系統(tǒng)完整準(zhǔn)確地運(yùn)作起來(lái)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,5G背后附著于龐大的數(shù)據(jù)支撐,工業(yè)設(shè)計(jì)使大數(shù)據(jù)更加專(zhuān)業(yè)化、個(gè)性化、定制化服務(wù)于人們生活工作的方方面面,并且5G時(shí)代下的工業(yè)設(shè)計(jì)也將向著更加智能的方向發(fā)展,引領(lǐng)人們的智慧生活,為更加智慧的生活賦能。5G時(shí)代下工業(yè)設(shè)計(jì)將大有所為!

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