第 1 部分
外观不寻常的工业产品

2017.6.30
伊藤元明撰写

近年来，一系列奇形怪状、显然不是人类制造的机械零件和工具不断出现。这些是由计算机代替人类设计师自动设计的。令人惊讶的不仅是其独特的外观，更重要的是它实现了即使是资深设计师也无法实现的压倒性性能提升。设计是制造业的明星职业，决定着产品的价值。如今，在各种工业产品的设计领域，从日用品、家电到汽车、飞机，负责实际工作的人正在转变为“网络设计师”。在本系列中，第一部分将解释网络设计师兴起的背景及其影响，第二部分将解释产生网络设计师的技术，第三部分将解释因网络设计师的崛起而出现的制造业的未来。

使用计算机的自动设计方法，即所谓的“网络设计”，正在开始接管各种工业产品的设计领域。例如，在以减重为首要任务的飞机零部件领域，在保持刚性的情况下，重量减轻了45%，这一压倒性的结果让资深设计师也感到黯然失色。它们的应用范围从灯罩和滑冰船等日常用品到卫星天线支撑等高度专业化的应用（图 1）。

[图1]计算机设计师设计的工业产品示例
由计算机设计的滑板，重量减轻 55%，同时保持刚性（左）和地球观测卫星的天线支架（右）
来源：Altair Engineering 主页

在工业产品的开发中，设计是综合考虑各种需求，追求产品最佳外观的过程。在权衡“100公斤重的人乘坐时也不会损坏的耐久性”、“每件的生产成本低于50日元”、“可以使用手持式机床生产”、“女性认为可爱的外观”等各种要求的同时，设计师们依靠直觉、经验和感觉，通过反复试验找到了更好的解决方案。

通常情况下，设计者面临的多种需求之间存在一种权衡关系，例如“如果一个东西站得住，另一个站不起来”。同时考虑多个条件之间的相关性进行优化的过程称为“多目标优化”。计算机设计者处理多目标优化的设计方法称为“计算设计”、“生成设计”和“算法设计”。它是一种通过关注人类无法想象的可能性来自动得出更好解决方案的设计方法。