撰文/齊健

“物聯(lián)網的本質是萬物互聯(lián)，萬物互聯(lián)的世界也要遵循商業(yè)的基本本質。企業(yè)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(yè)規(guī)則不會因為我們進入了萬物互聯(lián)的世界而發(fā)生改變，物聯(lián)網的根本是要幫助用戶提升競爭力?！盤TC全球資深副總裁兼大中國區(qū)總裁劉強如是說。

把物理世界中的事物拉到數字世界中優(yōu)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(zhàn)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(lián)網戰(zhàn)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(yōu)勢，進一步幫助客戶更好地實現創(chuàng)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(yōu)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(lián)網（IoT）、拓撲優(yōu)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(huán)境中完成從概念設計到制造的全過程。

優(yōu)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(qū)域。大幅優(yōu)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(chuàng)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(tài)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(yè)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(yōu)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(yè)務部門能夠在一個CAD系統(tǒng)中整合，減少了維護多個系統(tǒng)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(yōu)化和增材制造

拓撲優(yōu)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(yōu)化軟件自動生成優(yōu)化的三維模型。PTC售前經理陳利民介紹說：“拓撲優(yōu)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(yōu)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?！?/p>

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(chuàng)建優(yōu)化設計，不受現有設計和創(chuàng)意過程的約束。集成本身優(yōu)化目標的設定，例如結構強度、模態(tài)、固有頻率以及熱目標等，同時可以針對多目標進行聯(lián)合優(yōu)化，使用分析功能來生成最佳設計。利用高級形狀優(yōu)化技術來滿足設計標準和目標，從而自動執(zhí)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(jié)省了設計時間，還能規(guī)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(qū)域、載荷與約束，再劃分零件網格，然后運行優(yōu)化。此外，用戶可以實時監(jiān)控Topology Optimization的優(yōu)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(yōu)勢在于可以直接把三角面模型自動創(chuàng)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(huán)節(jié)中的利用效率?！标惱窠榻B說，拓撲優(yōu)化的優(yōu)化結果通常是有機的幾何形狀，不是傳統(tǒng)的橫平豎直，有的像樹枝，有的像蜂窩。所以通常來講，拓撲優(yōu)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(yōu)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(yè)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(fā)現問題，改進和再實驗會大大提高產品的研發(fā)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?！霸跈C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?！标惱裾f，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(xié)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(chuàng)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(yè)縮短產品上市時間，降低產品開發(fā)成本、提高產品質量和創(chuàng)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(lián)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(xù)的改進與優(yōu)化?！盤TC售前技術總監(jiān)秦成介紹說，數字化映射是PTC完整發(fā)展戰(zhàn)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(tǒng)里，構建產品生態(tài)的閉環(huán)，讓這個孤兒的數據可以回到媽媽，也就是設計師的懷抱。