系统|不做终结者,终将被终结

人工智能是当今最重要的前沿科学之一,如何利用人工智能帮助甚至部分代替设计人员进行模糊决策、并高效地拟订设计方案,是设计行业必须面对和思考的问题。智能设计时代必将到来,而且可能迅速到来。在大变局到来之前,我们是未雨绸缪,主动拥抱新技术,还是坐等观望?这是每个设计人员特别是决策人员需要认真思考的问题。
系统|不做终结者,终将被终结
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一、道路设计行业现状

我国作为基础设施建设的大国和强国,基础设施的设计和建设能力都走在了世界的前列。截止2020年底,我国已建成公路里程达520万公里,高速公里里程达16万公里,且仍在以每年数千公里的速度增长,而新增城市道路的数量更是难以计数。从数据上看,我们的增长速度仍然很快;从多年海外工程设计中横向对比来看,我国的设计效率明显高于其他国家。但是,我们的高速度增长和表面的高效,实际上主要得益于我国体制和机制优势:可以集中力量办大事、资金有保障、其他干扰和阻挠小。我们的设计方式和管理方式并不见得比其他国家先进和高效。
同其他国家一样,我们目前的设计方式仍然是人力劳动为主。拿到项目以后,先是收集或测绘地形图,并根据各方期望在图上初拟一个或多个路线方案,然后对初拟的路线方案进行地质调查和勘查。在现场调查和勘察完成后,再对路线方案进行调整和优化,或者进行多方案的比选论证。最后根据确定的路线方案进行结构计算和细部设计(施工图设计)。从整个设计过程和方式来看,工程可行性研究和初步设计等前期方案论证花费时间较长,而一旦大的方案确定以后,施工图完全变成了一个劳动力密集型的工作(有时候施工图反复折腾也花费了很多时间,但其实那些时间和精力应该是属于初步设计阶段的)。
曾经,我们认为设计工作是复杂的脑力劳动,很难被机器取代。事实也是如此,机器对人的取代总是从简单劳动开始的:蒸汽轮机取代了纤夫,20世纪初汽车开始取代人力车,20世纪末电脑取代了设计师的画图板、圆规和直尺。但这些似乎都只是工具的进化,我们对方案比选论证这样的模糊决策充满自信,以为这是机器的致命弱点。这种认识导致了我们的盲目自信,我们相信在未来很长时间内,各种专业理论会在数理化各种基础研究取得进展的情况下继续发展,但基本的设计模式和组织方式还会这样继续下去,至少在方案研究这样的模糊决策上永远要由人来完成。
从目前整个行业的现状就可以发现,大家关心的重点和研发资金投入的重点仍然是各种专业技术问题的解决,很少有人去考虑智能设计对设计人员的取代问题。毫无疑问,一旦智能设计在道路设计领域大规模应用,必将对目前的设计方式造成革命性的影响,设计人员可能完全是另外一种人。那么这一天会来到吗?还有多远?还需要哪些条件呢?我们需要怎么应对?

二、何谓智能设计?

什么是智能设计?智能设计是指利用人工智能技术,通过对系统进行培训后,使之辅助甚至部分代替设计人员进行工程设计。
具体来说,智能设计是将传统设计人员对设计本质、思维特征及其方法学的研究成果作为智能设计模拟人工设计的基本依据,以人工智能技术为实现手段,借助机器学习技术对系统进行培训,以支持设计过程自动化。在集成智能化方面,支持设计的全过程,而且提供统一的数据模型和数据交换接口,并提供强大的人机交互功能,使设计师能够对智能设计过程进行必要的干预。