熊美玲，葉雙貴

（武漢理工大學，武漢 430070）

一、5G賦能工業(yè)產品領域

（一）5G技術淺析

5G并不涉及任何特定的技術，它本質上來說是一系列先進通信技術的總稱。簡單來說，5G技術就是第五代通信技術，它有著超高速度、超低延時、高可靠、大寬帶的特性。隨著通訊技術發(fā)展到第五代，其特征也在逐漸更迭。（表1）

>表1

從現(xiàn)階段的國情和技術發(fā)展來看，普及5G是必經之路。作為新一代通信技術。不僅有許多國家紛紛發(fā)布政策支持5G技術，與此同時，芯片、通訊、運營商等商業(yè)霸主也都處在規(guī)劃5G業(yè)務的過程中，5G得到的這些支持使萬物互聯(lián)的時代成為可能。5G讓一些未來場景成為現(xiàn)實，讓人們能夠期待與地球上的萬物通過直播的方式同步地、無時差地參與其中。

（二）工業(yè)設計的探索進程

以工學、美學、經濟學為基礎的工業(yè)設計早就萌生于人類第一次把石頭和貝殼做成工具和裝飾的時刻，而它正式起源于工業(yè)革命時期，工業(yè)產品的發(fā)展從初期的藝術裝飾、流線型，發(fā)展到斯堪的納維亞風格和其他傾向于多樣化的后現(xiàn)代主義、流行風格等。

一直以來，在發(fā)展工業(yè)設計產業(yè)上下大力氣，是國家經濟轉變發(fā)展方式的重要戰(zhàn)略之一，是走“創(chuàng)新驅動、內生增長”發(fā)展道路的必然選擇。毋庸置疑，工業(yè)設計必定是一門涉及面廣泛的交叉學科，體現(xiàn)在其產品將心理學、人機工程學、市場學等多門獨立學科聯(lián)系在一起方面。

時代和科技發(fā)展到今日，工業(yè)設計已經從各個方面影響著人們的生活，時代的發(fā)展和技術的革新也影響著工業(yè)產品的發(fā)展，尤其是5G時代的來臨，讓人們對于產品有了更加未來化、科技化的探索。

二、5G讓工業(yè)產品交互方式發(fā)生變革

（一）產品交互方式分析

交互設計不能脫離于產品獨立存在，尤其在5G時代到來下，工業(yè)產品和新技術的結合幾乎是交互大勢所趨，從目前來看，工業(yè)設計產品的交互方式大體可以從以下幾個方面來分析，即觸覺、視覺、聽覺。

觸覺交互是人們操縱產品的重要方式，但交互細節(jié)隨著時代和技術的變遷也在逐漸更迭，從最初的機械按鍵到電子屏，再到未來的虛擬屏，工業(yè)設計產品的交互細節(jié)隨科技變化得尤為明顯。如今的智能可穿戴設備也是通過接觸人體的各個部分完成數(shù)據(jù)讀取，從而達到記錄步數(shù)、監(jiān)測心跳血壓等目的。如今的觸覺接口能讓人直接通過手與虛擬環(huán)境交互，能夠讓人們在虛擬環(huán)境中用手感受到物體的狀態(tài)函數(shù)來產生指令，同時感知用戶手的位姿來做出反饋。

視覺交互是最常見也是應用最廣泛的交互方式，它具有傳播力強、信息量大的特點。在人們互相的交互過程中，視覺與聽覺相輔相成；而在人與機器交互的過程中，僅通過視覺交互，人們就能夠獲取更多的信息。機器能夠“觀察”人并感知相關的視覺信息，5G時代下，人們甚至可以通過增強現(xiàn)實隱形眼鏡來感知和分離數(shù)字環(huán)境。

聽覺交互技術的本質就是語音識別，語音識別技術不僅僅是聲學信息的識別，也要關注構詞、對話背景、句法等來協(xié)助識別。一些科學家說過：“對于計算機來說，它的下一次革命將會是從圖形界面到語音界面。”錘子科技羅永浩也做出了TNT來嘗試丟下鼠標和鍵盤的語音技術的探索，聽覺交互技術的發(fā)展有無限的可能。

（二）工業(yè)互聯(lián)網快速發(fā)展

2019年被稱為5G元年，在此之前，以人為中心的消費互聯(lián)網時代帶來了蓬勃的互聯(lián)網經濟繁榮，緊跟2019年后的5G，它將會重塑IT時代，進而帶領整個工業(yè)互聯(lián)網不斷向前發(fā)展。

工業(yè)互聯(lián)網是集工業(yè)制造系統(tǒng)與分析計算、互聯(lián)網技術于一體的全新的、開放的網絡。工業(yè)互聯(lián)網這一概念最早是由GE于2012年提出，其定義了工業(yè)互聯(lián)網的核心要素，即設備、人、數(shù)據(jù)信息。工業(yè)互聯(lián)網作為新一代信息技術與制造業(yè)深度融合的產物，正日益成為新工業(yè)革命的關鍵支撐。

1.國家及地方政策引導工業(yè)互聯(lián)網在國內發(fā)展

國務院發(fā)布了一系列政策保護工業(yè)互聯(lián)網在中國的發(fā)展，2015年發(fā)布了《國務院關于積極推進“互聯(lián)網+”行動的指導意見》，2017年國務院發(fā)布《關于深化“互聯(lián)網+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的指導意見》，2019年工信部發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網網絡建設及推廣指南》意見，指南中指出互聯(lián)網與制造業(yè)要齊頭并進，順應時代潮流，將兩者融合，充分發(fā)揮互聯(lián)網的優(yōu)勢，提升傳統(tǒng)制造業(yè)的網絡化、智能化、數(shù)字化相關水平，提升實體經濟的競爭力與生產力。國家出臺一系列政策，浙江、上海、江蘇、廣東等地也積極響應，相信工業(yè)互聯(lián)網平臺在國內的發(fā)展在相關政策的作用下會發(fā)展得越來越好。

2.工業(yè)互聯(lián)網前景

伴隨著德國提出“工業(yè)4.0”的概念，中國提出“中國制造2025”的觀點，美國也相繼提出工業(yè)互聯(lián)網這一重磅概念，自此，傳統(tǒng)制造業(yè)與互聯(lián)網的關系開始轉變?yōu)椤凹舨粩嗬磉€亂”，兩者的融合已經不只是說說而已。這是工業(yè)時代與信息時代碰撞產生的火花。

從中國的視角來看，工業(yè)和信息化部門想要搭建10個國家級工業(yè)互聯(lián)網平臺；從全球的視角來看，現(xiàn)存的工業(yè)互聯(lián)網平臺數(shù)量已經超越150個，工業(yè)互聯(lián)網平臺的發(fā)展已經勢不可擋?；厥讎鴥?，2018年是工業(yè)互聯(lián)網蓬勃發(fā)展的一年，中聯(lián)重科發(fā)布了其云谷工業(yè)互聯(lián)網平臺“智聯(lián)萬物，云領未來”，富士康工業(yè)互聯(lián)網公司正式開盤，阿里、華為、騰訊等知名企業(yè)紛紛發(fā)聲，在政策的支持下敞開對工業(yè)互聯(lián)網的懷抱。到2018年底，中國在建立工業(yè)互聯(lián)網平臺方面已經有所建樹：

IaaS云服務平臺：如阿里、華為、騰訊主導，三大運營商跟進的工業(yè)互聯(lián)網平臺。

物聯(lián)網（設備）云服務平臺：如樹根互聯(lián)根云平臺、東方國信平臺。

MES云服務平臺：比如寶信的工業(yè)互聯(lián)網云服務平臺、西門子的工業(yè)互聯(lián)網云服務平臺。

企業(yè)級應用軟件平臺：ERP應用平臺、PLM應用平臺等。企業(yè)級管理解決方案平臺：如兮易云診斷平臺。

大數(shù)據(jù)算法云服務平臺：阿里云平臺。

專業(yè)解決方案云服務平臺：盾構云平臺。

行業(yè)垂直價值鏈重構云平臺：海爾Cosmoplat、美的、中聯(lián)重科云平臺。

全覆蓋的云服務平臺：華為、阿里、富士康等大型企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網云服務平臺。

小米云服務平臺：小米的產品工業(yè)互聯(lián)網云服務平臺。

傳統(tǒng)制造業(yè)與客戶關系是生產多少賣多少，處于主導地位的是企業(yè)，但當互聯(lián)網滲透到傳統(tǒng)制造工業(yè)中之后，互聯(lián)網的優(yōu)勢是傳輸高速、計算高速、通信成本低，為傳統(tǒng)制造業(yè)收縮成本，提高工作效率，產出大量工業(yè)互聯(lián)網產品，客戶與企業(yè)的關系正在發(fā)生著決定性的變化，客戶逐漸奪回本該屬于他們的主導權，這一現(xiàn)象無疑激發(fā)了企業(yè)活力。

無論從國家和地方政策的角度還是從企業(yè)成長發(fā)展的必經之路來看，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網平臺是勢在必行，整合和搭建工業(yè)互聯(lián)網平臺的新興力量正在不斷聚集，工業(yè)互聯(lián)網勢必進入一個平穩(wěn)、高速的發(fā)展進程中。

三、5G引領工業(yè)產品發(fā)展方向

（一）5G的應用場景及工業(yè)應用

>表2

先進的5G技術適用于uRLLC、eMBB、mMTC等情景中，它們各自擁有超高可靠性和超低延遲、移動寬帶加強、超大容量機器通訊等優(yōu)點。以工廠場景舉例來說，uRLLC可低時延傳輸，減少網絡等待時間，實現(xiàn)網絡傳輸?shù)膶崟r性，為工廠的重要數(shù)據(jù)同步提供支撐，eMBB可實現(xiàn)遠程監(jiān)控和視頻會議，能夠實現(xiàn)廠內外的通信與互通，與此同時mMTC能夠達到嵌入式終端超低功率耗能的數(shù)據(jù)傳輸與聯(lián)接的要求。（表2）

（二）工業(yè)設計在5G時代下的發(fā)展趨勢

1.物聯(lián)化

物聯(lián)網是以傳統(tǒng)電信網、互聯(lián)網、其他信息載體為基礎的網絡，它能夠讓所有對象去獨立完成它的功能，達到對象之間的互聯(lián)互通的狀態(tài)。伴隨著5G時代的到來，物聯(lián)網能夠提高它在基礎建設方面的速度，并且在不同的領域如車輛網、工業(yè)互聯(lián)網、醫(yī)療行業(yè)等發(fā)揮至關重要的作用，實現(xiàn)大容量、低延時、高可靠的萬物互聯(lián)的狀態(tài)。

物聯(lián)網肩負著資料收集這一重要任務，這些資料信息來自于信息傳感設備，去向互聯(lián)網資料庫，所有事物相互聯(lián)系、相互作用，它們能夠實現(xiàn)智能識別與管控。物聯(lián)網有著十分廣闊的用途，其中包括：智慧農業(yè)、智慧醫(yī)療、智慧工業(yè)、智慧城市等，并且其對象也開始以政府為導向。但其也有與智能化交叉的領域，如智能家居領域，工業(yè)設計師也應有物聯(lián)思維，智能臺燈、家庭安防、智慧空調等都是物聯(lián)化思維下的工業(yè)設計產物。

超高可靠性、超低延遲性的5G技術在不遠的將來，能夠去提升自動駕駛領域和智慧醫(yī)療方向的發(fā)展。自動駕駛領域立足于車聯(lián)網先進技術，能夠采集多種信息與數(shù)據(jù)，智能化算法可以幫助用于監(jiān)控車輛工況，并且可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)來進行優(yōu)化設計。物聯(lián)網適用于醫(yī)療設備后，傳統(tǒng)醫(yī)療也會有翻天覆地的變化，5G物聯(lián)網將會使智能醫(yī)療領域受益無窮，以為患者提供更優(yōu)質的服務。

2.智能化

本質上來講，智能化其實與物聯(lián)化是存在些許的區(qū)分的，但兩者你中有我，我中有你，難分彼此。智能化對象呈現(xiàn)出更加民用化的趨勢，智能穿戴類型的工業(yè)產品如今已經遍布市場，智能家用機器人、智能停車等也在逐漸滲透入我們的生活中。智能化在網絡分析及優(yōu)化、用戶感知評估及優(yōu)化、日常投訴快捷處理、網絡價值挖掘等方向都有極大發(fā)展空間。

3.云化

企業(yè)上云主要有四個階段，大中型企業(yè)基礎系統(tǒng)上云，中小型企業(yè)管理上云，小微企業(yè)核心業(yè)務上云，壟斷性企業(yè)生態(tài)服務上云，以體現(xiàn)成本低廉、安全穩(wěn)定、管理能力強大等優(yōu)勢。云化在無形中使物聯(lián)產業(yè)愈加強大，企業(yè)內部的聯(lián)系更加深刻，生態(tài)產業(yè)的分工越來越清晰。

5G云VR已經成為虛擬現(xiàn)實（VR）產業(yè)的熱門話題，以產業(yè)生態(tài)領域為落足點，端云協(xié)同的虛擬現(xiàn)實網絡分發(fā)和應用聚合平臺（Cloud VR）正高速發(fā)展，安全、可靠、高效率的虛擬現(xiàn)實內容和支付平臺的銷售渠道開始搭建。

架構云化將會掙脫瓶頸的束縛，使5G云VR實現(xiàn)網絡化、規(guī)模化、產業(yè)化、差異化等應用的推廣。

四、結語

5G技術可以提供超低延遲的速度，甚至能達到毫秒級，無疑為自動駕駛、無人駕駛、工業(yè)互聯(lián)網的搭建與推廣提供了有力的網絡技術支持，5G時代下的工業(yè)設計也走向了更加智能的跑道，引領人們的智慧生活。

過去，北京環(huán)衛(wèi)工人在揚沙、灰塵大的天氣需要投入更大的精力去維護街道清潔，如今，針對揚沙和灰塵大的天氣的無人清掃車已經在海淀公園和首鋼園區(qū)投入使用，6～8個環(huán)衛(wèi)工人的工作強度才能等效于一臺無人清掃車；未來，超市中“智能貨架”能夠讀取消費者的特征信息和購買行為，用來優(yōu)化貨品擺放的位置及品類并進行智慧推薦；基于物聯(lián)網的遠程醫(yī)療系統(tǒng)能輕松實現(xiàn)傳感器所采集的生理參數(shù)的實時性、穩(wěn)定性和準確性。

智能音像、智能照明、智能安防、智能互聯(lián)、智能家電、智能控制等將會全方位地造福于當今人類的生活，我們享受智能家電帶來的智慧交互，享受智能門鎖帶來的智能安防。工業(yè)設計在5G技術的引領下逐漸改善和提升人們的生活品質，為更加智慧的未來賦能。