PTC發(fā)布Creo 4.0，從物聯(lián)網(wǎng)角度詮釋數(shù)字化設(shè)計(jì)

齊健

日前，PTC正式發(fā)布了Creo 4.0版本軟件，為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、增材制造、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和基于模型的定義（MBD）增添了新的功能。PTC高級(jí)售前總監(jiān)紀(jì)豐偉博士表示：“在產(chǎn)品形態(tài)急劇變化的新形勢(shì)下，PTC希望幫助用戶設(shè)計(jì)智能互聯(lián)的產(chǎn)品，幫助他們實(shí)現(xiàn)未來的研發(fā)模式。Creo 4.0的很多新功能與制造業(yè)最新的創(chuàng)新研發(fā)模式背后都有深層次的關(guān)系，Creo 4.0不僅是修改了一些軟件問題，或者是增加了一些操作功能，其真正的意義在于站在企業(yè)或者是制造業(yè)發(fā)展的脈絡(luò)上，幫助企業(yè)更好地研發(fā)產(chǎn)品。”迭代式的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

Creo 4.0最大的變化在于其支持智能互聯(lián)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新式迭代的全新理念。在過去，產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用往往是割裂的，產(chǎn)品一旦交付就與前端的數(shù)字化模型鮮有見面的機(jī)會(huì)了，產(chǎn)品經(jīng)理和設(shè)計(jì)師很難直接了解到產(chǎn)品的實(shí)際使用狀態(tài)。

Creo 4.0中推出了一個(gè)新的模塊“產(chǎn)品洞察模塊（Creo Insight）”。通過物理網(wǎng)技術(shù)，建立數(shù)字化映射，打通了數(shù)字化模型和實(shí)際產(chǎn)品之間的隔閡。利用傳感器把產(chǎn)品的實(shí)際使用數(shù)據(jù)返回到數(shù)字世界中，幫助設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)基于真實(shí)數(shù)據(jù)的分析。這些數(shù)據(jù)仿真在CAD軟件中，可以基于實(shí)際反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)模擬的自動(dòng)執(zhí)行。傳感器數(shù)據(jù)返回后，可以模擬產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)，包括它的一些結(jié)構(gòu)變化，很方便地基于產(chǎn)品進(jìn)行分析。同時(shí)，Creo 4.0還結(jié)合了ColdLight的大數(shù)據(jù)分析能力，根據(jù)大量反饋數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行全面改進(jìn)。

Creo 4.0對(duì)于智能互聯(lián)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意義主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一是設(shè)計(jì)帶有傳感器的產(chǎn)品，第二是實(shí)現(xiàn)基于真實(shí)數(shù)據(jù)虛實(shí)映射的迭代式創(chuàng)新。Creo 4.0專門提供了一種虛擬傳感器，可以把虛擬傳感器和模型里的各種參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，同時(shí)也可以和實(shí)物傳感器的參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。實(shí)物傳感器得到實(shí)物運(yùn)行過程中各種參數(shù)的變化，基于這種變化，通過本身的分析功能就可以得到虛擬傳感器各種參數(shù)的變化。用戶可以借助Creo Parametric自己的分析功能，進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)量間隙和面積的分析。基于這種分析，可以很容易地了解產(chǎn)品內(nèi)在的性能參數(shù)，而這些性能參數(shù)是用傳統(tǒng)的實(shí)物傳感器測(cè)不出來的。

基于Creo的三維模型和ThingWorx，則可以創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)對(duì)象，對(duì)實(shí)物傳感器和虛擬傳感器的參數(shù)進(jìn)行映射，直接在云平臺(tái)中輸入實(shí)物傳感器的參數(shù)，系統(tǒng)會(huì)把這些參數(shù)傳遞到仿真分析平臺(tái)。分析完成后，系統(tǒng)會(huì)把虛擬傳感器測(cè)出來的開度和通過面積返回到云平臺(tái)中。用戶只需要在一個(gè)非常簡(jiǎn)單的網(wǎng)頁界面中就可以看到這個(gè)產(chǎn)品運(yùn)行過程中的各種重要參數(shù)變化。此外，Creo 4.0的分析平臺(tái)不僅可以幫助設(shè)計(jì)工程師優(yōu)化產(chǎn)品，同時(shí)也可以為非設(shè)計(jì)部門提供數(shù)據(jù)，比如維護(hù)人員和售后服務(wù)人員，也可以基于網(wǎng)頁界面的分析云對(duì)產(chǎn)品做出判斷。

可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)平臺(tái)

回到CAD軟件本身，Creo 4.0強(qiáng)調(diào)的另一個(gè)改進(jìn)就是“可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)平臺(tái)”。紀(jì)豐偉介紹說：“Creo 4.0的功能非常全面，它不僅關(guān)注研發(fā)，還關(guān)注整個(gè)價(jià)值鏈。Creo 4.0已經(jīng)從工具軟件變成了一個(gè)可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)具備很強(qiáng)的開放性、全面性、先進(jìn)性和個(gè)性化屬性。”

在軟件開放性方面，Creo 4.0的異構(gòu)工具和數(shù)據(jù)兼容性很強(qiáng)，可以無縫打開和重用非PTCCAD數(shù)據(jù)；更好地實(shí)現(xiàn)多CAD功能驅(qū)動(dòng)的變形設(shè)計(jì)；利用柔性建模修改第三方數(shù)據(jù)模型；能夠重新鏈接導(dǎo)入的2D數(shù)據(jù)和3D數(shù)據(jù)，并自動(dòng)傳遞異構(gòu)CAD數(shù)據(jù)變更。

此外，Creo 4.0還可以整合現(xiàn)有軟件模塊成為大小適當(dāng)、具備互操作性且集成的設(shè)計(jì)應(yīng)用，以及可擴(kuò)展的系列組件，跨越產(chǎn)品開發(fā)的全流程；在統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型、統(tǒng)一PLM基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)用戶的開發(fā)需求；Creo 4.0也針對(duì)第三方開發(fā)者開放了APP擴(kuò)展端口，接受第三方APP的定制與嵌入。

同時(shí)，Creo 4.0將更廣泛地關(guān)注從設(shè)計(jì)到分析，再到加工的產(chǎn)品開發(fā)全流程。其中加入了由Luxion Keyshot驅(qū)動(dòng)的高級(jí)渲染擴(kuò)展程序和應(yīng)用PTC Creo Parametric。可以提供用戶指導(dǎo)、新標(biāo)準(zhǔn)材料文件和幾何簡(jiǎn)化功能的仿真分析部件Creo Simulate。Creo 4.0還增加了數(shù)控加工增強(qiáng)功能ModuleWorks和模具設(shè)計(jì)部件Mold Design。

在設(shè)計(jì)和研發(fā)的理念方面，Creo 4.0繼續(xù)以3D模型為主，推廣基于模型的定義（MBD）和基于模型的企業(yè)（MBE）。面向產(chǎn)品族，開發(fā)模塊化設(shè)計(jì)。首先著眼于產(chǎn)品族系統(tǒng)分解，由上而下建立通用模塊體系，最后由模塊組合構(gòu)成的產(chǎn)品。從模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)，到模塊設(shè)計(jì)，再到模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一種模塊通用多種產(chǎn)品的模式。

針對(duì)應(yīng)用Creo的不同人群，Creo定制了個(gè)性化的多種設(shè)計(jì)方法和模式，為產(chǎn)品開發(fā)全流程的不同角色提供幫助。可以自由利用多種建模方式，讓更多的用戶參與，并為產(chǎn)品研發(fā)貢獻(xiàn)力量。在設(shè)計(jì)過程中，用戶可以為新設(shè)計(jì)自由選擇3D參數(shù)化建模、3D直接建模、2D布局圖或2D邏輯圖等建模方式，不同建模方式間交換數(shù)據(jù)的過程中可以100%重用，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)的完整性。

在功能上，Creo 4.0包含數(shù)百項(xiàng)增強(qiáng)功能，例如：全新交互式，基于幾何的選擇，迷你工具條，所見即得的定制；高級(jí)渲染，更快的渲染速度，通過Creo場(chǎng)景和材質(zhì)進(jìn)行控制；建模增強(qiáng)功能，幾何搜索，全新實(shí)體焊縫，智能鏡像；材料庫，默認(rèn)安裝包含100余項(xiàng)新材料；柔性建模，修改導(dǎo)入的和本地部件，修改拐角止裂槽、彎曲離隙和接縫。

3D打印與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

“3D打印是未來制造業(yè)的一項(xiàng)重要技術(shù)，PTC也在不斷地跟蹤和研發(fā)3D打印領(lǐng)域的全新技術(shù)和方法。”紀(jì)豐偉介紹說，Creo 4.0中專門針對(duì)3D打印技術(shù)推出了晶格優(yōu)化功能，可以通過兩維半或者三維的晶格來替代產(chǎn)品零部件中的實(shí)心部分，替代后的產(chǎn)品用料得到大幅縮減，產(chǎn)品重量也大大下降。他還表示，在3D打印領(lǐng)域，PTC也保持著與各大3D打印領(lǐng)先企業(yè)的深度合作，共同推出面向增材制造的完整閉環(huán)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是PTC主推的另一熱點(diǎn)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在Creo 4.0中也有所體現(xiàn)。結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺(tái)ThingWorx Studio，用戶可以把Creo中的CAD模型編輯成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)內(nèi)容，并直接發(fā)布到Experience service平臺(tái)中。Experience service平臺(tái)上存儲(chǔ)著各種模型以及這個(gè)模型對(duì)應(yīng)的識(shí)別碼。通過掃描識(shí)別碼，回到存儲(chǔ)平臺(tái)上，找出原始模型和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，再把模型調(diào)出去，投放到移動(dòng)終端上，就可以實(shí)現(xiàn)從CAD到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的過程。

后記：

2014年，哈佛商學(xué)院邁克爾·波特教授與PTC首席執(zhí)行官Jim Heppelmaml在《哈佛商業(yè)評(píng)論》上發(fā)表的《物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略》一文中，對(duì)未來產(chǎn)品形態(tài)的急速變革做出了大膽的預(yù)測(cè)，他們認(rèn)為：“產(chǎn)品不斷變化的本質(zhì)打破了原有的價(jià)值鏈，迫使公司重新思考并重新配備他們內(nèi)部幾乎所有的東西。”

如今，絕大部分制造企業(yè)的產(chǎn)品形態(tài)正在發(fā)生著巨大的變化，而這種變化勢(shì)必然打亂“制圖—制造—推向市場(chǎng)”的舊有研發(fā)模式，向企業(yè)提出更多新的需求。首先，產(chǎn)品個(gè)性化的需求越來越多，一次加工，批量售賣的產(chǎn)品越來越少。設(shè)計(jì)師應(yīng)該選用什么樣的工具完成個(gè)性化的設(shè)計(jì)呢？第二，產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)要素不斷增多。制造業(yè)的產(chǎn)品已經(jīng)不再只是簡(jiǎn)單的機(jī)械產(chǎn)品或者單一構(gòu)造的物體，產(chǎn)品的構(gòu)成日益復(fù)雜，機(jī)械、電子、軟件，甚至包括很多互通互聯(lián)的新特性。第三，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)一體化日益明顯，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中還需要充分考慮下游需求，例如產(chǎn)品在加工制造過程中有何問題，是否能支撐3D打印等。

產(chǎn)品形態(tài)的變化迫使企業(yè)在生產(chǎn)方式上進(jìn)行創(chuàng)新，改變產(chǎn)品的研發(fā)模式，以適應(yīng)新的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。例如，產(chǎn)品研發(fā)過程中越來越強(qiáng)調(diào)仿真和樣機(jī)的應(yīng)用，不僅需要實(shí)物樣機(jī)、數(shù)字樣機(jī)，甚至需要半實(shí)物樣機(jī)來輔助產(chǎn)品開發(fā)。應(yīng)用越來越多、越來越廣的協(xié)同設(shè)計(jì)，不僅在企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)協(xié)同，在多個(gè)供應(yīng)商之間也需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫銜接。此外，產(chǎn)品上市以后，如何快速精準(zhǔn)地得到用戶反饋，并有效地根據(jù)反饋進(jìn)行改型與完善，同時(shí)更具反饋為客戶提供高效的服務(wù)，提高客戶的黏性。