从行业趋势解读当下产品设计新态势

本文主要是介绍从行业趋势解读当下产品设计新态势，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

当下，全球制造商都在积极探索制造业转型之路，期望通过转型取得竞争优势。而诸如产品性能、价格、售后服务等产品竞争要素早在进行产品设计时就已确定，由此可见，产品设计几乎决定了产品的整个生命周期。同时，随着时代的变迁，人们的需求以及审美的不断变化，人们将越来越少地关心你能生产什么，他们更关心的是：随着时间的推移，你的设计能持续地提供什么？

    而要加快这一转变，必然离不开改变产品设计模式的一系列创新技术的应用，包括拓扑优化、仿真和分析、增材制造、模具加工、增强现实、多CAD协同等技术。这些技术与现有技术如何演变与发展，将决定未来的设计形态，也决定了未来的制造业形态。

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拓扑优化，让产品设计更轻松

    自1988年Bendsoe与Kikuchi提出基于均匀化方法的结构拓扑优化设计基本理论以来，近三十年来，拓扑优化技术得到深入和广泛的研究，已成为国际工程结构与产品创新设计领域的热点。其基本原理为在给定的设计区域和载荷边界条件下，寻找最佳的材料布局形式，从而获得更好的结构。运用拓扑优化技术，一方面可以帮助设计师根据产品的性能要求，在指定的设计空间内快速、准确的实现产品设计；另一方面，可以优化改善结构性能、减轻产品质量，最后找到一种全新的设计方案。

基于PTC Creo 5.0拓扑优化功能得到的模型

    对于拓扑优化技术，各个厂商都有自己独特的理解，但是目标是一致的。其中，PTC在Creo 5.0版本中，加入了Creo Topology Optimization的全新功能，工程师可以创建经优化过的3D几何，值得注意的是，Creo 5.0可以将拓扑优化的结果直接转换为参数化几何，这将大大提高工程师的设计效率。以前需要几周才能完成的任务，在Creo 5.0新版本中，只需几秒就能轻松搞定。

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仿真，让产品设计师做出更好的决策

    无论是“以设计为导向”，还是“仿真驱动设计”思想的提出，都使得产品设计呈现了“我中有你，你中有我”的态势。如今的产品日益复杂，需要不同部门间使用多种工具应对多学科的协同设计，而仿真技术在设计早期，就能为工程师提供产品设计建议，帮助他们做出更好的决策，这进一步使得设计与仿真的边界更为模糊。

基于PTC Creo 5.0 CFD功能得到的仿真分析

    如今，几乎所有的CAD厂商都认识到了CAE的重要性，都先后在CAD环境中加入了CAE功能，PTC也不例外。在其最新的Creo 5.0版本中，加入了Creo Flow Analysis的全新功能，旨在为CAD用户打造全面的CFD解决方案。设计工程师通过使用该功能，在设计的早期，就能发现和修复产品的液流或气流问题。

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增材制造，让产品设计更为理想

    如同物联网技术一样，增材制造技术也将进入一个更为成熟的发展阶段。与传统制造技术相比，增材制造技术优势尽显，如设计空间无限、材料无限制组合等。增材制造技术不仅可以帮助企业打印各种复杂的产品结构，如多孔结构、异质材料功能梯度结构；同时企业不再受传统工艺和制造资源的约束，在“设计即生产”、“设计即产品”的理念下，按照最理想的结构形式来设计产品，使得产品结构轻量化和高性能得以实现，“功能性优先”变为可能。

基于PTC Creo 5.0设计完成的产品正在进行增材制造打印

    不断创新的PTC公司，在Creo4.0版本中简化了3D CAD和3D打印之间的流程，实现了单一环境、晶格创建等功能。其中，晶格创建是指创建以参数化方式控制的均匀或可变的晶体结构。使用晶格创建的好处表现在：第一，该功能与仿真分析相结合时，可以优化晶格结构解决多个设计要求；第二，由于这是真正的参数化几何，晶格结构具有准确的质量属性且带有全部细节的零件。

利用Creo创建的复杂可变的晶体结构

    同时，在Creo 5.0版本中，为用户带来了全新的增材制造功能，无论是使用聚合物，还是金属，都可进行打印。此外，Creo 5.0版本不仅支持Stratasys和3D Systems的塑料打印机，也支持启用Materialise的打印机库，方便用户了解构建时间、材料使用情况和材料颜色分配情况。

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模具加工，精密呈现产品设计品质让产品

    高速加工技术是采用高转速、快进给、小切深和小步距来提高切削加工效率的一种加工方式，在模具加工领域有着广泛应用。国内外一直注重对高速加工的研究，尤其在高速加工条件下的切削仿真、加工过程的进度保障、刀具监控、自适应控制等方面进行了大量研究工作，许多软件已经不同程度提高了高速加工的专用模块。

基于PTC Creo 5.0的高速加工刀具路径仿真

    在高速加工过程中，确定合理的走刀路径是保证铣削加工精度和表面品质的重要工艺措施之一，也是确定数控编程的前提。针对高速加工刀具路径的仿真，PTC在Creo 5.0版本中加入了此功能。该功能可以让工程师轻松轻松地对面向一次性和小批量生产的复杂设计进行加工。此外，如果设计完全在Creo中进行，当设计发生更改时，用户可以轻松地重新生成刀具路径。

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增强现实技术，带给工程师全新的设计体验

    随着人们的设计理念逐渐关注用户交互体验和人体工程学，AR有了更为广阔的用武之地。哈佛商业评论在《管理者的AR指南》中指出：尽管工程师使用计算机辅助设计（CAD）建模已经有30年的历史，但通过2D屏幕与这些模型进行交互仍有诸多限制，工程师常常难以将设计全部转化为现实。

基于PTC Creo 5.0 AR功能的评审

    基于增强现实技术，工程师能够将3D模型叠加在现实世界中的物理产品上，这大大提升了工程师对模型进行评估和改进的能力。PTC提供了业内领先的AR技术，真正提升工程师的设计体验，用户通过一个按钮即可免费创建和发布AR体验。通过该功能，团队的每个成员可以在全球任何地方进行可视化、可交互的产品设计并提供设计反馈。同时，项目参与者可以与产品的3D模型进行互动。

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多CAD协作，让产品设计更高效

    协同技术是一种分布式的产品设计和开发模式，与传统的设计手段和设计工具不同，它需要为用户提供实时的、在线的协同工具和环境。随着高速互联网和并行工程的普及，多CAD协作技术也是当今先进制造领域的研究热点。多CAD协作技术是采用集中的产品数据库来实现数据共享管理，这样也易于保证共享数据的一致性。

基于PTC Creo 5.0的多CAD协作

    借助于Creo中的Unite技术，用户不仅可以高效地解决数据迁移等挑战，还可以实现跨CAD平台经常性协作。在最新版本的Creo 5.0中，用户除了可以直接重用来自CATIA、Siemens NX、SolidEdge、SolidWorks等CAD系统中的数据外，新版中还增加了对Autodesk Inventor文件打开和更新功能的支持，这进一步增强了Creo稳健的Unite Technology多CAD协作功能。

    笔者认为，随着产品的功能变得比以往复杂，制造商们逐渐认识到良好的设计才能吸引人们使用它。所以，未来的产品设计不仅着眼于可见的物理世界，同时也着眼于超出这一范畴的不可见的交互世界，而将以上技术应用于产品设计过程，设计工程师能更全面地了解产品的样态、交互的细节，这样设计出的产品才是吸引用户反复使用它的关键。

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