PTC推出Creo 5.0，增加更多設計輔助功能

撰文/齊健

“物聯網的本質是萬物互聯，萬物互聯的世界也要遵循商業的基本本質。企業要通過提供性價比良好的產品去贏得客戶，這些基本的商業規則不會因為我們進入了萬物互聯的世界而發生改變，物聯網的根本是要幫助用戶提升競爭力。”PTC全球資深副總裁兼大中國區總裁劉強如是說。

把物理世界中的事物拉到數字世界中優化設計，再把結果返回到物理世界當中去，實現數物融合，是PTC公司的主要戰略。劉強表示，CAD和PLM是PTC的主要產品，Creo的收益占PTC全球現金流的50%左右，是PTC營收最大，且用戶數量最多的產品。雖然PTC在物聯網戰略方面投入了很多力量，但PTC仍然會長期保持對CAD產品的重視，并利用在這些產品上的優勢，進一步幫助客戶更好地實現創新，增強核心競爭力。

日前，PTC宣布更新其旗艦CAD產品Creo至5.0版本，在優化用戶界面，提升軟件功能的同時，本次的Creo 5.0增加了更多設計輔助功能，在增強現實（AR）、物聯網（IoT）、拓撲優化以及計算流體力學等多個方面推出了重要更新，幫助用戶在單一設計環境中完成從概念設計到制造的全過程。

優化用戶體驗，提升軟件性能

自從Pro/ENGINEER產品升級換代為Creo之后，PTC就十分重視用戶體驗與UI界面方面的升級。在Creo 5.0的版本升級中，引入了彩虹迷你工具欄，快速導航，模型樹中的集成式搜索功能，透視圖與正交視圖切換模式，以及草繪區域。大幅優化菜單選項和模型工具，簡化了用戶操作。

在建模方面，Creo 5.0擴展了自由式細分建模功能，可以使用曲率約束將幾何模型與Creo預置的模型對齊。全新的箱模式可以更清楚地了解控制網格，并加快設計的交互式操作。草稿功能可以應用于包含倒圓角的幾何體。在將草稿應用于曲面時，Creo會刪除倒圓角，應用草稿后則會自動重新連接倒圓角。

在加工方面，新增的螺旋掃描工具可以為切削零件創建精確的3D幾何模型，指定要掃描的旋轉輪廓和螺旋面軌跡，從而生成銑削和磨削輪操作的精確模型。Creo的鈑金功能引入了兩個可顯式控制方向的拐角止裂槽類型，可以使用組建的平整狀態表示，并將其作為設計模型的一部分進行存儲。Creo 5.0支持3軸和3+2定位加工，Creo還集成了業界知名的ModuleWorks技術，推出了全新的“Creo Mold Machining”擴展功能針對模具、電極和原型加工提供專門優化的高速加工功能，利用預設的加工參數，快速計算刀路，并在設計模型改變后自動更新刀路，實現刀具載荷恒定，延長刀具壽命。

Creo 5.0還推出了面向Autodesk Inventor的“Creo Collaboration Extension”功能Creo 5.0現可支持與Autodesk Inventor進行的部件及組件雙向交換。使多個業務部門能夠在一個CAD系統中整合，減少了維護多個系統和集成產生的成本及工作量，并能改善數據再利用和資源共享。

拓撲優化和增材制造

拓撲優化就是按照特定的設計目標（例如零件減重30%）和設計約束（例如稱重、固定），利用優化軟件自動生成優化的三維模型。PTC售前經理陳利民介紹說：“拓撲優化不是簡單地把一個現有的形狀改大或改小，而是從根本上優化零件，可能改變其形狀，從圓變成方，或者變成三角形，甚至更復雜的圖形。但是不管怎么變，都滿足設計要求和設計的目標。”

全新的“Creo Topology Optimization Extension”可以幫助用戶自動完成設計。Creo Topology Optimization基于一系列設定目標和約束條件，可自動創建優化設計，不受現有設計和創意過程的約束。集成本身優化目標的設定，例如結構強度、模態、固有頻率以及熱目標等，同時可以針對多目標進行聯合優化，使用分析功能來生成最佳設計。利用高級形狀優化技術來滿足設計標準和目標，從而自動執行設計流程。用戶只需設置設計標準和目標，軟件就可以完成其余的設計，自動建立參數化CAD幾何圖形。不僅節省了設計時間，還能規避過度設計產品的風險。

Topology Optimization提供兩種套裝（表1)基本工作流程是先定義區域、載荷與約束，再劃分零件網格，然后運行優化。此外，用戶可以實時監控Topology Optimization的優化過程，并最終輸出為Creo模型或STL格式。

表1

“Creo Topology Optimization最大的優勢在于可以直接把三角面模型自動創建出實體模型，不需要人工重建模型，且模型支持后期的直接編輯，不需要額外花時間修改，這也提高了數據在下游生產環節中的利用效率。”陳利民介紹說，拓撲優化的優化結果通常是有機的幾何形狀，不是傳統的橫平豎直，有的像樹枝，有的像蜂窩。所以通常來講，拓撲優化的模型需要增材制造實現直接生產。

在這方面，Creo 5.0能夠幫助用戶在單一場景中完成設計、優化、print check并以增材方式制造部件，無需使用多種軟件。Creo 5.0增加了對金屬材料的支持和3D打印托盤管理。Creo 5.0還推出了支持Materialise打印機庫的“Creo Additive Manufacturing Plus Extension”，讓用戶連接Materialise的打印驅動與配置文件在線數據庫。將這些功能擴展至金屬部件，讓客戶直接通過Creo打印工業生產部件。

計算流體力學和AR

風洞實驗經常被用于飛機和汽車的空氣動力學性能，而利用物理樣機進行風洞實驗的成本很高，一旦發現問題，改進和再實驗會大大提高產品的研發投入。計算流體動力學（CFD）軟件的應用很大程度上解決了空氣動力學、液體動力學的驗證問題。

Creo 5.0集成了Simerics公司的流體動力學工具，推出了計算流體動力學（CFD）解決方案“Creo F l o w A n a l y s i s Extension（FAE）”，它可以對產品的外流和內流進行仿真計算。“在機械高速運轉的過程當中，流體穿過會產生一些比較復雜的流體現象，比如說氣穴，因為速度比較高，壓力降下來就會產生氣泡，而氣泡對頁面的正常運轉和使用壽命都有一定的影響。”陳利民說，Creo推出的計算流體動力學解決方案可以與Creo的三維設計模型直接互動，不需要做數據整理或者是幾何清理，且可以把設計變更，自動傳遞到仿真分析中，設計變更之后無需重復設定分析參數就能直接開始分析。

表2

另外，Creo Flow Analysis Extension分成三個不同的功能模塊(表2），有分析氣穴等復雜問題的高級包，也有面向普通設計師和工程師的中級包和低級包，沒有有限元分析背景的人也可以輕松使用。在Creo中直接模擬流體流動問題。CAD和CFD之間的無縫工作流程，讓用戶盡早整合分析，并了解產品的功能與性能。該軟件專為設計工程師而設計，易于使用，直接集成到Creo中，高度準確，并能快速提供結果。

在AR技術方面，PTC推出了Creo AR Design Share解決方案，從而進一步拓展產品設計師和工程師在設計產品時運用增強現實（AR）的能力。對產品設計師而言，AR是一項關鍵技術，能讓他們即時分享設計、在實際尺寸上體驗自己設計的產品，并與全球各地的同事更好地協作。如今，通過由ThingWorx Studio解決方案支持的Creo AR Design Share，用戶可以輕松創建和分享各種體驗。

Creo AR Design Share讓用戶能夠全面控制所有AR體驗的授權和訪問。通過Vuforia Engine驅動的空間跟蹤技術，用戶則只需利用一條簡單的鏈接和免費ThingWorx View應用即可更輕松地分享體驗。Creo更豐富的AR功能能幫助企業縮短產品上市時間，降低產品開發成本、提高產品質量和創新水平，并保護公司知識產權。

后記：

“今天的Creo可以說是為連接而設計，我們在Creo中增加了很多互聯元素，可以把產品出場后的數據集成到Creo里面來，幫助廠商和設計師了解用戶的想法，并以此進行持續的改進與優化。”PTC售前技術總監秦成介紹說，數字化映射是PTC完整發展戰略的重要部分，而CAD技術則是數字化映射的基礎。在過去，一個包含數字化幾何特征、公差尺寸以及所有圖紙信息、零部件信息的完整三維模型，與經過PLM流程制造出來的物理產品是割裂的。產品像一個孤兒，在外面一直產生數據，卻無人看管。只有這個產品出現大面積的質量事故，需要召回時，才會有數據和信息從售后服務部門，或者是質量部門反饋到CAD設計師這里。而利用IoT技術，則可以把CAD與產品緊密結合起來，把物理世界的數據拉回到虛擬世界中，拉回到CAD系統里，構建產品生態的閉環，讓這個孤兒的數據可以回到媽媽，也就是設計師的懷抱。