物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)的發(fā)展，使得越來(lái)越多的非智能產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄墚a(chǎn)品，原先單純由機(jī)械和電子部件組成的產(chǎn)品，現(xiàn)在已進(jìn)化為各種復(fù)雜的系統(tǒng)和平臺(tái)，硬件、傳感器、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝置、微處理器和軟件，產(chǎn)品以多種多樣的方式組合成新產(chǎn)品，產(chǎn)品的發(fā)展方向日益智能化、互聯(lián)化。

顯然，現(xiàn)有的新產(chǎn)品開發(fā)流程已經(jīng)不能滿足智能互聯(lián)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求，企業(yè)必須要有快速、靈活、多變的產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)工具來(lái)滿足當(dāng)下智能互聯(lián)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求。日益智能互聯(lián)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，也帶給了設(shè)計(jì)與工程人員一系列思考：如何改進(jìn)智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)？如何用正確的數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)組織延伸？

改進(jìn)智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1、構(gòu)建虛擬傳感器——Creo Product Insight

目前來(lái)看，很多企業(yè)做新產(chǎn)品開發(fā)的依據(jù)，更多是依賴終端用戶獲取反饋或委托調(diào)查公司。新產(chǎn)品設(shè)計(jì)亦是如此，更多依賴物理原型，無(wú)法高效分析和運(yùn)用來(lái)自原型、檢查設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)部署的產(chǎn)品運(yùn)行情況的多股數(shù)據(jù)流，也無(wú)法發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品、功能等可能為企業(yè)帶來(lái)的新業(yè)務(wù)機(jī)會(huì)，更不用提找出并修正設(shè)計(jì)缺陷，提高下一代產(chǎn)品質(zhì)量。

Creo Product Insight提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析的功能

Creo Product Insight擴(kuò)展程序，在CAD模型中嵌入數(shù)字傳感器，通過(guò)PTC ThingWorx把數(shù)字傳感器和物理傳感器的數(shù)據(jù)互聯(lián)，讓用戶從CAD模型就能看到產(chǎn)品的實(shí)際使用數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況數(shù)據(jù)。這樣，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師可以從測(cè)試平臺(tái)或現(xiàn)場(chǎng)收集到實(shí)際產(chǎn)品數(shù)據(jù)，然后反饋到CAD模型，進(jìn)而做出更好、更明智的設(shè)計(jì)決定。

2、拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)

作為近三十年來(lái)國(guó)際工程結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究的熱點(diǎn)之一，拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)已成為數(shù)字化建設(shè)的核心技術(shù)，也是當(dāng)下產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)不可或缺的支持理論和重要技術(shù)。這主要是由于拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)能從力學(xué)原理出發(fā)，通過(guò)優(yōu)選材料分布方式、結(jié)構(gòu)構(gòu)型、構(gòu)件尺寸等途徑，幫助設(shè)計(jì)人員從眾多可能的設(shè)計(jì)方案中獲得最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式。

Creo 5.0 中的拓?fù)鋬?yōu)化研究

PTC Creo 5.0引入了拓?fù)鋬?yōu)化，其全新的Creo Topology Optimization功能模塊，幫助設(shè)計(jì)師擺脫了現(xiàn)有設(shè)計(jì)和思考過(guò)程的約束，通過(guò)給定的目標(biāo)和限制自動(dòng)創(chuàng)建經(jīng)過(guò)優(yōu)化的零件。此外，在Creo5.0中工程師可以使用許多控件來(lái)實(shí)現(xiàn)更多可用的配置，這些配置包括制造約束，例如限制構(gòu)件空間內(nèi)構(gòu)件的尺寸，規(guī)定構(gòu)件必須是關(guān)于平面對(duì)稱的、或可擠壓的、或者可以從模具中拉出等。

用正確的數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)組織延伸

1、物聯(lián)網(wǎng)——ThingWorx

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是科技和文化環(huán)境自然演變的產(chǎn)物，在物聯(lián)網(wǎng)終端與采集自終端的數(shù)據(jù)最終所駐留的存儲(chǔ)庫(kù)之間發(fā)揮著中間件的作用。在物聯(lián)網(wǎng)問(wèn)世之前，設(shè)計(jì)師需要先設(shè)想產(chǎn)品的性能，然后在仿真和設(shè)計(jì)軟件中觀察性能。如今，這一切正悄然改變，物聯(lián)網(wǎng)已為消費(fèi)者、企業(yè)、特別是設(shè)計(jì)工程師帶來(lái)巨大的優(yōu)勢(shì)。

ThingWorx是PTC推出的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，其基礎(chǔ)是ThingWorx Foundation。其中，ThingWorx Foundation作為基礎(chǔ)應(yīng)用程序啟用平臺(tái)，主要包括數(shù)字化映射、連接管理、數(shù)據(jù)管理、開發(fā)工具、報(bào)告和基礎(chǔ)分析等功能。Creo與ThingWorx通過(guò)協(xié)同工作，為設(shè)計(jì)師提供更真實(shí)詳盡的產(chǎn)品和服務(wù)信息，優(yōu)化設(shè)計(jì)決策，從而助力設(shè)計(jì)師打造智能互聯(lián)產(chǎn)品。

2、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）

AR自出現(xiàn)以來(lái)，就被人們寄予無(wú)限厚望，它深深地影響了人類對(duì)信息的體驗(yàn)方式，也給制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)營(yíng)銷、設(shè)備維修等環(huán)節(jié)帶來(lái)了深刻變革。例如在設(shè)計(jì)階段，AR可以幫助研發(fā)部門用最短的時(shí)間正確理解產(chǎn)品；在生產(chǎn)制造階段，工人可借助AR的全息畫面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，避免出錯(cuò)；在市場(chǎng)營(yíng)銷環(huán)節(jié)，基于AR技術(shù)可以做到突破空間限制，打通線上線下渠道；在設(shè)備維修環(huán)節(jié)，借助AR給予維修人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)、遠(yuǎn)程協(xié)助。

Creo 5.0的AR體驗(yàn)——自行車的數(shù)字模型（左側(cè)）和實(shí)物（右側(cè)）

PTC就將設(shè)計(jì)與AR進(jìn)行了深度結(jié)合，在其Creo 5.0產(chǎn)品中包含了一個(gè)免費(fèi)的AR組件。設(shè)計(jì)師只需遵循三個(gè)步驟：在Creo中打開或創(chuàng)建模型——設(shè)置空間目標(biāo)，然后發(fā)布AR體驗(yàn)——在免費(fèi)應(yīng)用程序中打開AR體驗(yàn)，即可創(chuàng)建AR體驗(yàn)，向其他人闡述自己的設(shè)計(jì)想法，并得到即時(shí)反饋。此外，AR體驗(yàn)的管理員可以刪除體驗(yàn)并設(shè)置限制和權(quán)限。

3、增材制造技術(shù)

當(dāng)前，正在爆發(fā)的增材制造革命，對(duì)傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來(lái)顛覆性創(chuàng)新和無(wú)限可能，有望促進(jìn)個(gè)體的工業(yè)設(shè)計(jì)力量與大型工業(yè)系統(tǒng)的充分融合。增材制造技術(shù)用途廣泛，不僅可用于創(chuàng)建樣機(jī)、簡(jiǎn)單零件，還可以創(chuàng)建具有極高技術(shù)含量的終極產(chǎn)品及各種事物，如飛機(jī)零件、環(huán)保建筑和救生醫(yī)療植入物，甚至可以使用人類細(xì)胞層創(chuàng)建人造器官。

在Creo 5.0中，通過(guò)參數(shù)控制的晶格結(jié)構(gòu)優(yōu)化零件

4、仿真技術(shù)

越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到，智能互聯(lián)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)離不開仿真技術(shù)。尤其隨著Digital Twin——這一新興技術(shù)的出現(xiàn)，更是將仿真技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)展到各個(gè)運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域。例如在產(chǎn)品研發(fā)階段，設(shè)計(jì)師能夠利用仿真軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)探索，并通過(guò)構(gòu)建精確的數(shù)字模型來(lái)了解實(shí)際的產(chǎn)品性能；在設(shè)備維護(hù)階段，將現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)與工程仿真的結(jié)果相結(jié)合，以預(yù)測(cè)產(chǎn)品在工作條件下的未來(lái)性能，大幅提高設(shè)備的運(yùn)營(yíng)性能。

在Creo 5.0中，使用仿真對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析

PTC Creo 5.0提供了一系列可互操作的仿真解決方案，而且全部采用簡(jiǎn)化的用戶界面和直觀的工作流。設(shè)計(jì)或者工程人員通過(guò)采用Creo Simulate 、 Creo Parametric 、Creo Flow 等仿真解決方案，對(duì)產(chǎn)品的Digital Twin進(jìn)行三維可視化與仿真優(yōu)化，從而發(fā)現(xiàn)以往產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，繼而在下一代產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，使得產(chǎn)品性能更加智能和穩(wěn)定。

設(shè)計(jì)智能互聯(lián)產(chǎn)品的五個(gè)步驟

正如獨(dú)立研究和咨詢公司Tech-Clarity總裁Jim Brown，在其《選擇智能互聯(lián)產(chǎn)品設(shè)計(jì)解決方案時(shí)要考慮的重要事項(xiàng)》一文中提到：設(shè)計(jì)智能互聯(lián)產(chǎn)品，需要理清連接過(guò)程的設(shè)計(jì)融合了哪些步驟和問(wèn)題；然后再針對(duì)每個(gè)步驟的潛在解決方案研究設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)以及可能被問(wèn)到的關(guān)鍵問(wèn)題。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)行業(yè)正在快速變化，隨著越來(lái)越多的智能互聯(lián)的功能需要恰當(dāng)?shù)厍度氲疆a(chǎn)品中，設(shè)計(jì)人員不僅需要在早期設(shè)計(jì)階段考慮產(chǎn)品數(shù)據(jù)挖掘、性能指標(biāo)等的影響，還需要綜合考慮產(chǎn)品未來(lái)應(yīng)用的升級(jí)、更新。