数字工艺的解读

丁俊

1.研究背景

在数字化技术日益普及的背景下，人们的研究焦点主要在形态、结构、材料等几个方面，而关于数字时代的工艺问题并没有引起足够的重视。有学者认为工艺与传统有关，无关现代设计。还有学者指出，工艺是一个持久的命题，超越时代。那么数字时代的语境下是否存在工艺问题？其内涵及操作方式又是怎样的呢？对这些问题进行深入探讨将有助于数字时代设计的实施。

2.何谓工艺？

什么是数字工艺？它具有什么基本特征？就像任何新生事物一样，人们对这个问题还很难形成共同的认识。但是对工艺的概念及其分类进行分析是对此问题进行深入探究的开端。在工具书中可以发现多种相关解释，如知网数据库中的《当代汉语词典》作出这样的解释，“将原材料或半成品加工成产品的工作、方法、技术等。”[1]在不同的工具书中对此概念的解释会稍有不同，但是最基本的解释都是“使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程”[2]。其本质在于面向加工制造，是一个非物质的方法和动态的过程。

分类方式上，《美学与美育词典》有比较详细的说明，第一，按照用途可以划分为日用工艺和陈设工艺两大类；第二，按照“制作特点和艺术形态的角度，将工艺分为传统工艺、现代工艺、装潢美术、民间工艺四大类。工艺的制作，常因历史时期、地理环境、经济条件、文化技术水平、民族习尚和审美观念的不同而显示出不同的时代风格、民族风格和地域特色。”[3]

然而，在设计学领域，人们更多的将工艺[4]归为传统的工艺，或者说是手工艺。约翰·沃克、朱迪·阿特菲尔德在其著作《设计史与设计的历史》[5]一书中单独列出一个篇幅讨论“工艺与设计”。该书明确提出，“‘工艺’这一名词意指‘技艺’，尤其是手工技艺，因此有‘手工艺’一说。”[6]该书将工艺定位为传统手工艺，不知道是否是为了界定设计史而刻意为之。毫无疑问的是传统手工艺和现代工业是存在矛盾的。那么工艺就只存在于传统手工业时代吗？

如果将工艺与技术的概念进行比较或许能有所启发。因为，技术与工艺的内涵虽然有一些类似，但是技术一直在快速发展，也并没有那么多的历史负担。可以发现，对工艺的有些解释与“技术”这个概念有一定重叠，那么二者是否存在差别呢？《现代设计辞典》对技术一词的解释如下：“英文中该词源自希腊语，意谓与自然相对的人工之意。汉语的所指更为明确。所谓“技”，既指技艺或本领，也指掌握某种技艺或本领的人，即工匠。所谓“术”，是指实现这些技艺所采取的方法、手段或策略。所以一般所谓的技术，是指人类为了实现某一目的，所进行的活动中所采取的手段与方法。”[7]《方法大辞典》的解释：“广义来说，技术是人类在生产实践和各类非生产性的社会服务活动中，所创造的具有一定目的性的一切方法和手段的总和。是人类知识和经验的物化。”[8]将其与工艺的解释进行比较可以发现，这二者是同义词，但是存在细微差别，即工艺是技术的结果。技术不断发展进步，导致不同的工艺产生。基于这样的认识就不必纠结于工艺是指传统手工艺这样的认知。

3.数字工艺的出现

不同时代的技术条件自然会产生不同的工艺，但是超越生产条件的工艺的基本特质应该是延续下来的。比如真实的材料、对自然的渴求、对技术的尊重等。这也是沃克和阿特菲尔德在《设计史与设计的历史》中表达的观点。无论是手工业时代的生产、机器大工业时代的生产，还是现在数控技术突飞猛进条件下的生产，强调工艺将是一个达成优秀、温情而又富于品质性设计的重要条件。

现代设计发展了大约一个半世纪，考察纷繁复杂的设计运动和风格可以发现一些线索。19世纪末期，人们还在抱怨现代机器大工业化生产的粗俗和缺乏美感，于是出现了影响深远的工艺美术运动、新艺术运动以及装饰艺术运动。尤其是装饰艺术运动，“兼具手工艺和工业化的双重特点，采取设计上的折中主义立场，设法把豪华的、奢侈的手工艺制作和代表未来的工业化特征合二为一，产生一种可以发展的新风格来”。[9]1925年从巴黎装饰艺术展览会上发展出来的风格影响广泛而深远。它影响到20世纪初期图案设计、产品设计、建筑设计、服装设计等方方面面。而在地域上更是像现代主义一样影响了世界上主流国家和地区，包括当时的中国，其中上海就有十分明显的体现，称之为摩登风格。而这发生在全球化之前的时代更是难得。

当现代主义成为主流，方盒子、简约主义、理性主义、大批量机械化生产占据人们生活产品的各个方面。借力于美国发达的资本主义，发展成为影响全世界和商业消费主义面貌的产品设计。而过于严肃、理性、简洁的城市空间，导致了大量的社会问题。同时商业主义的产品设计也在20世纪70年代的石油危机中出现问题，人们开始关注设计的伦理问题。1977年美国著名设计理论家维克多·巴巴纳克甚至提出为真实的世界而设计。而后现代主义伴随着对于历史温情的回归乃是对于现代主义冷漠的修正。但是后现代主义以形式主义的方式昙花一现，不再流行。现代主义所产生的这些深层问题还是没有通过哪种方式在尊重现有生产条件的情况下得到很好解决。

现代主义的一个主要矛盾就是如何在批量化大生产和个性需求之间达到平衡，如何在机械化千篇一律的产品中努力达到人们对于产品的情感化需要，如何在理性主义和人们对于工艺、品质的非理性需求之间达到协调。这些从工业化批量化生产条件下很难达到满足。

工业时代，设计关系发生改变，设计师、生产者都发生了分离，由设计图纸到生产者再到作用于生产机器，这个关系非常间接。人们都是按照流水线的方式进行生产从而以更高效率进行批量化的复制。流水线的生产方式加科层制的管理模式大行其道，这种方式使得分工细化，虽然增加了生产效率，但是却不能够像手工艺那样能够从构思到制作一体化，不能产生为人们带来温情和品质感的工艺品。

同样，在现今这个数字化的时代，设计的分工仍然存在。并且人们制造产品的媒介也由一系列动力工具变成了更加智能的数字化控制的工具。只要是人们在计算机里建模出来的产品都可以十分精确的被数控机器制造出来。但是在这个过程之中，设计师与产品制造的关系更加的疏离，是否还会继续工业时代的情感化缺失的问题？

我们参考手工艺设计的特点或许可以发现一些线索。手工艺设计阶段从原始社会经过奴隶社会、封建社会一直延续到工业革命之前，长期伴随着人类文明历史的发展。手工艺的方式下，工匠们使用手动工具，直接作用于产品。手工艺具有较强的个体特征和品质保证，手工艺代表着温情和品质。因此延续手工艺的重视工艺性的方式将有助于我们解决工业生产条件下现代主义所产生的矛盾以及数字时代可能延续的问题。

4.数字工艺的工具、方式与材料

数字时代的到来为人类的建造行为提出了新的方向，从工具到方式乃至材料都发生了极大的改变。首先，工具上呈现这样一条清晰的脉络：手工业时代，人们直接操作工具，以人力作用于工作面；工业化时代，人们可以采用动力驱动的工具完成建造，提高了工作效率与建造的准确性，从而也可以进行更好的量产；在数字化时代，人们并不直接操控建造设备，而是通过计算机控制设备，从而实现更高精确度和更复杂的建造。目前的数字化技术条件，基本上呈现四大常用的数字建造[10]工具：激光切割机、CNC数控机床、3D打印机、机械臂。其中，激光切割机、CNC数控机床和3D打印机已经得到了较广泛的运用，其生产制造方式也被大家所熟识。而机械臂目前还处于探索阶段，且造价较高，使用尚不广泛。

其次，数字工艺的制造方式呈现出截然不同的状态，有多位学者都进行了较为系统的总结。如加州大学伯克利分校的Lisa Iwamoto[11]教授在其2009年出版的《数字建造：建筑与材料技术》（Digital Fabrications:Architectural and Material Techniques）根据过去十五年来数字建造的发展集中总结了五种方式：切片法（Sectioning）、镶嵌法(Tessellation)、折叠法(Folding)、等高线法(Contouring)和成型加工法(Forming)。而Lisa Iwamoto 在担任教职的同时，成立设计公司Iwamotoscott，积极投身设计实践，在业内也具有一定的知名度，其总结的数字建造方式也具有很好的代表性。英国的Nick Dunn也在其数字建造的普及式著作中进行了类似的总结。

再次，对于不同材料的探索也是数字工艺所涉及到的一个热门领域。因为材料涉及到实施性，将真实材料与数字建造的条件结合起来才能真正完成建造过程，而不仅仅只是停留在概念和模拟层面。[12]这方面，西方一直具有崇尚建造的传统，对数字工艺中的材料因素进行了一定的探索。加拿大卡尔加里大学的Branko Kolarevic 教授和美国印第安纳州的鲍尔州立大学的Kevin Klinger 教授编写的《制造材料效果——建筑设计与制作的重新思考》（manufacturing Material Effects-Rethinking Design and Making in Architecture）以论文集的形式比较全面的集中了一些在数字技术条件下对建筑材料的新探索。作者认为数字技术的创新手法重新定义了设计和建造的关系，数字技术使得对材料的探索可以从设计阶段贯穿于建造过程。因此材料效果对当代建筑的表皮显得更加重要。随着表皮变得越来越复杂，材料效果变成设计和制造效果的关键点。论文集主要展现了：基于创新性和实验性的材料探索所出现的设计和制造实践；建筑建造的新形式；各种制造材料效果的计算机数控技术成型与再成型过程；来自于设计和生产各个阶段的理论立场几个方面。[13]

如传统建造一样，材料对于数字建造的重要性也是不言而喻的。Christopher Beorkrem教授[14]指出，材料性能是可以带动数字建造过程并决定建造技术的。在其著作《数字建造中的材料策略》（2013）中，他分别从木材、金属、水泥、混合材质以及回收材质五种主要材质进行探讨，并选取案例通过模型再造的方式进行细致分析。通过这些案例分析了每种材料的特性，包括：连接类型、相关造价、材料变形、色彩、肌理、饰面、尺寸特性、耐久性、风化与防水几个方面，从而使得设计效果和形态相关联。[15]

图1 德州大学奥斯汀分校UTSOA材料实验室的门板设计，表面纹路是用数控机床进行加工产生，充分发挥了木头材质性能制造出韵律性。体现出有别于手工艺新的美学特征和精确的工艺性。

图2 德州建造（TEX—FAB）2013年度优胜作品3×LP，运用弯压成型技术制造的表皮设计。充分发挥了金属材质的成型原理，具有很强的数字时代工艺性。

另外，传统材料与数字设计也可以进行结合。丹麦皇家美术学院建筑学院信息技术与建筑中心探讨了数字设计实践如何为建筑创作带来了材料思考的新思路，以及非标准化的设计如何对旧材料进行新的运用。在其2010年展览并结集出版的《数字材料》（Digital Material)一书中讨论了相关工艺的问题。“好的建筑文化传统上有赖于设计和建造之间的强力合作以及知识共享。建筑师在领会工艺中接受训练，而工匠被认为是建造实践中不可或缺的部分。这种相互的合作导致一种基于深刻理解工艺、材料与细节的建造文化”。[16]

因此，不同的材料选择合适的建造方式则会产生意想不到的效果。比如图1和2就呈现出两种不同的材料结合不同的建造方式，产生截然不同的数字建造效果。图1呈现了数控机床的成型加工运用于木头材质上的优势，方便成型，并且可以产生十分细腻的肌理效果。图2则采用了弯压成型技术，以折叠的手法结合金属材质制作的表皮设计的效果。

图3 工具机械的个人化为大工业生产带来巨大冲击，从家庭到工厂的生产过程变得更为流畅，并朝向自律分散的“云端个人制造”演进。

5.讨论与展望

“时代的巨流里，或许潜藏着看不见的周期。大约每十五年为一期，技术就会与社会碰撞出火花。专家开发的技术推广至一般人的生活里，而社会原有的脉络与意义，也就有了焕然一新的机会。”[17]

——田中浩也[18]

当下，数字化建造技术的社会普及可能为制造工艺带来新的改变。正如Lisa Iwamoto 在《数字建造-建筑与材料手法》（Digital Fabrications, Architectural and material Techniques）一书中所言，数字建造催生了一场设计革命，产生了设计制造与创新的巨大推动力。图3来自于日本数字建造研究者田中浩也的书《FabLife—衍生自数位制造的著作技术的未来》。该图较为清晰地展现了“个人制造”时代的到来，即工业的个人化即将开始。个人化的设计将变得很方便，并且设计和制造的关系也变得更为紧密。在这样的背景下，造物工艺的研究将变得更具有探索性，即探究数字化技术条件下制造的工具、方法与材料。

可以设想这样的场景即将普及：当人们厌倦了市场上千篇一律的同类型产品，于是打开大屏幕智能手机下载了一个模型编辑器的APP, 通过造型、色彩、材质的选择和编辑得到自己满意的产品虚拟图然后发送至附近的社区快速成型打印店，然后下班回家就收到了一个符合自己需求的定制产品。这个场景并不是在遥远的未来，因为目前以3D打印为核心的快速成型打印店已经开始出现，它们提供三维扫描、3D单色或者彩色打印、数控切割成型等多项数字建造成型服务。以往只是满足大型建筑设计，比如广州歌剧院、北京鸟巢等建筑的数字化设计和建造技术已经慢慢向普通人普及。随着数字建造成本下降和技术的进步，它只会拥有更多客户。不管我们是否注意到，我们已经进入了一个全新的时代。

6.结论

技术的发展日新月异，现在有人将这个时代比喻为第三次工业革命，是基于数字技术的对于生产方式的完全的飞跃和改变。在这样一种全新的生产条件之下，必然要对生产制造和设计行业产生巨大的冲击，就像当年机器工业化时代背景之下现代主义的盛行一样。或许积极的拥抱这个环境，研究新型设计条件之下的工艺性才不至于被淘汰。就像现代主义将手工业生产送进了博物馆：要么走价格昂贵的路线被一小部分人收藏，要么就躺在博物馆里被展示或者成为博物馆纪念品商店里价格不菲的工艺纪念品。至少也可以像大工业生产时代的装饰艺术运动一样成为一种符合时代潮流的设计，即并不反对机械时代的到来，相反而是积极的从机械时代发现新的美学来源，反对单纯手工艺的倾向。

可以预见的是，数字时代新的技术和生产条件可以为人们提供更多的可能性。数字时代可以借助于数控技术的强大成型能力，满足更加复杂性、更加精准性的要求。同时可以让用户参与产品设计，人们单位个体对于一件产品关注度和时间精力的投入将为产品注入更多的情感化因素和对于品质的考量。尤其当整个社会的文明程度和审美情趣都达到更高层次的时候，可以想见数字时代的产品设计与制造将会诞生更多的优秀产品。

本文系江苏省教育厅高校哲学社会科学基金项目“中美现代室内设计的发展及比较研究”（编号：2017SJB1423），2017年度苏州工艺美术职业技术学院高等教育教学改革研究课题（编号：JGKT-2017001）成果。

注释：

[1]中国知网.工艺[DB/OL] http://kns.cnki.net/kns/brief/default_result.aspx, 2017

[2]同[1]

[3]同[1]

[4]关于工艺，国内更容易将其与“工艺美术”联系起来，而“工艺美术”则在历史上曾指称设计，这方面可以参见张道一等学者的文章，如《设计观念—关于工艺美术教学的一个关键问题》（1983），袁熙旸则从设计教育角度对工艺美术到艺术设计的演变过程做了较为系统的论述，参见其博士论文《中国艺术设计教育发展历程研究》（2000）.关于“工艺美术”的概念，杭间曾在其论文中做过较深入的分析，如《“工艺美术”在中国的五次误读》（2014）、《 从工艺美术到艺术设计》（2009）、《一个名词兴衰的背后——百年中国工艺美术和设计进程的选择》（2002)

[5]该书对设计史这样一个年轻的学科进行了概念界定和方法的分析，全书共分九大议题进行讨论，工艺与设计即其中之一，所占篇幅不多

[6][英]约翰·沃克，朱迪·阿特菲尔德.设计史与设计的历史[M].周丹丹, 易菲译.南京: 江苏美术出版社,2011

[7]中国知网.技术[DB/OL].https://http://kns.cnki.net/kns/brief/default_result.aspx, 2017

[8]同[7]

[9]王受之.世界现代设计史[M].北京：中国青年出版社，2002

[10]数字技术条件下的生产包括工业生产和建筑生产，国内目前分别对应为数字制造（Digital Manufacturing）和数字建造(Digital Fabrication)，文中主要探讨数字化条件下的生产工艺，因此，文章根据实际情况混合使用这两种名称

[11]Lisa Iwamoto任教于加州大学伯克利分校，在教学之余也积极投身设计实践，探索数字建造

[12]丁俊.数字建造的室内设计教育[A].中国工业设计协会、无锡市人民政府.2014中国（无锡）国际设计博览会高端论坛暨设计教育再设计系列国际会议（三）——哲学概念论文集[C].中国工业设计协会、无锡市人民政府,2014

[13]丁俊.数字建造的研究现状[J].苏州工艺美术职业技术学院学报 ,2014（1）:19-26

[14]Christopher Beorkrem任教于北卡罗来纳大学夏洛特分校，积极投身于数字建造的探索。其撰写的《数字建造中的材料策略》(Material Strategies in Digital Fabrication) 一书成为数字建造的经典读物

[15]同[11]

[16]“good building culture has traditionally been supported by a strong collaboration and knowledge sharing between design and fabrication.Architects were trained in an understanding of the crafts and craftsmen were seen as an integral part of building practice.This kind of mutual collaboration led to a building culture grounded in a deep understanding of craft, material and detail.”Riverside Architectural Press

[17][日]田中浩也.FabLife—衍生自数位制造的著作技术的未来[M].许郁文译.台北：泰电电业股份有限公司，2013

[18][日]田中浩也,生于1975年，东京大学工学研究所研究科博士后课程毕业,工学博士学位.他是maker据点的世界性网络Fablab 的日本地区发起人

参考文献：

1.[德]雷德候.万物：中国艺术中的模件化和规模化生产[M].张总等译.北京：生活读书新知三联书店, 2005

2.袁烽,[美]里奇（Leach，N）.建筑数字化建造=Fabricating The Future: 中文、英文[M].上海：同济大学出版社，2012

3.Antoine Picon.Digital Culture in Architecture:An introduction for the Design Professions.Birkhauser Verlag AG, 2010

4.Nick Dunn.Digital Fabrication in Architecture.Laurence King Publishing,2012

5.Lisa Iwamoto.Digital Fabrications:Architectural and Material Techniques.Princeton Architectural Press,2009