PTC發布Creo 4.0，從物聯網角度詮釋數字化設計

齊健

日前，PTC正式發布了Creo 4.0版本軟件，為物聯網（IoT）、增材制造、增強現實和基于模型的定義（MBD）增添了新的功能。PTC高級售前總監紀豐偉博士表示：“在產品形態急劇變化的新形勢下，PTC希望幫助用戶設計智能互聯的產品，幫助他們實現未來的研發模式。Creo 4.0的很多新功能與制造業最新的創新研發模式背后都有深層次的關系，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或者是制造業發展的脈絡上，幫助企業更好地研發產品。”迭代式的創新設計

Creo 4.0最大的變化在于其支持智能互聯產品的設計和創新式迭代的全新理念。在過去，產品設計與實際應用往往是割裂的，產品一旦交付就與前端的數字化模型鮮有見面的機會了，產品經理和設計師很難直接了解到產品的實際使用狀態。

Creo 4.0中推出了一個新的模塊“產品洞察模塊（Creo Insight）”。通過物理網技術，建立數字化映射，打通了數字化模型和實際產品之間的隔閡。利用傳感器把產品的實際使用數據返回到數字世界中，幫助設計者實現基于真實數據的分析。這些數據仿真在CAD軟件中，可以基于實際反饋的數據進行設計模擬的自動執行。傳感器數據返回后，可以模擬產品的運行狀態，包括它的一些結構變化，很方便地基于產品進行分析。同時，Creo 4.0還結合了ColdLight的大數據分析能力，根據大量反饋數據對產品功能進行全面改進。

Creo 4.0對于智能互聯產品設計的意義主要體現在兩個方面，第一是設計帶有傳感器的產品，第二是實現基于真實數據虛實映射的迭代式創新。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進行關聯，同時也可以和實物傳感器的參數進行關聯。實物傳感器得到實物運行過程中各種參數的變化，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的變化。用戶可以借助Creo Parametric自己的分析功能，進行簡單的測量間隙和面積的分析。基于這種分析，可以很容易地了解產品內在的性能參數，而這些性能參數是用傳統的實物傳感器測不出來的。

基于Creo的三維模型和ThingWorx，則可以創建物聯網對象，對實物傳感器和虛擬傳感器的參數進行映射，直接在云平臺中輸入實物傳感器的參數，系統會把這些參數傳遞到仿真分析平臺。分析完成后，系統會把虛擬傳感器測出來的開度和通過面積返回到云平臺中。用戶只需要在一個非常簡單的網頁界面中就可以看到這個產品運行過程中的各種重要參數變化。此外，Creo 4.0的分析平臺不僅可以幫助設計工程師優化產品，同時也可以為非設計部門提供數據，比如維護人員和售后服務人員，也可以基于網頁界面的分析云對產品做出判斷。

可擴展的設計平臺

回到CAD軟件本身，Creo 4.0強調的另一個改進就是“可擴展的設計平臺”。紀豐偉介紹說：“Creo 4.0的功能非常全面，它不僅關注研發，還關注整個價值鏈。Creo 4.0已經從工具軟件變成了一個可擴展的設計平臺。這個平臺具備很強的開放性、全面性、先進性和個性化屬性。”

在軟件開放性方面，Creo 4.0的異構工具和數據兼容性很強，可以無縫打開和重用非PTCCAD數據；更好地實現多CAD功能驅動的變形設計；利用柔性建模修改第三方數據模型；能夠重新鏈接導入的2D數據和3D數據，并自動傳遞異構CAD數據變更。

此外，Creo 4.0還可以整合現有軟件模塊成為大小適當、具備互操作性且集成的設計應用，以及可擴展的系列組件，跨越產品開發的全流程；在統一數據模型、統一PLM基礎之上實現用戶的開發需求；Creo 4.0也針對第三方開發者開放了APP擴展端口，接受第三方APP的定制與嵌入。

同時，Creo 4.0將更廣泛地關注從設計到分析，再到加工的產品開發全流程。其中加入了由Luxion Keyshot驅動的高級渲染擴展程序和應用PTC Creo Parametric。可以提供用戶指導、新標準材料文件和幾何簡化功能的仿真分析部件Creo Simulate。Creo 4.0還增加了數控加工增強功能ModuleWorks和模具設計部件Mold Design。

在設計和研發的理念方面，Creo 4.0繼續以3D模型為主，推廣基于模型的定義（MBD）和基于模型的企業（MBE）。面向產品族，開發模塊化設計。首先著眼于產品族系統分解，由上而下建立通用模塊體系，最后由模塊組合構成的產品。從模塊化架構設計，到模塊設計，再到模塊化產品設計，實現一種模塊通用多種產品的模式。

針對應用Creo的不同人群，Creo定制了個性化的多種設計方法和模式，為產品開發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，并為產品研發貢獻力量。在設計過程中，用戶可以為新設計自由選擇3D參數化建模、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據的過程中可以100%重用，不會丟失數據的完整性。

在功能上，Creo 4.0包含數百項增強功能，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；高級渲染，更快的渲染速度，通過Creo場景和材質進行控制；建模增強功能，幾何搜索，全新實體焊縫，智能鏡像；材料庫，默認安裝包含100余項新材料；柔性建模，修改導入的和本地部件，修改拐角止裂槽、彎曲離隙和接縫。

3D打印與增強現實

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

增強現實技術是PTC主推的另一熱點技術，這項技術在Creo 4.0中也有所體現。結合增強現實開發平臺ThingWorx Studio，用戶可以把Creo中的CAD模型編輯成增強現實內容，并直接發布到Experience service平臺中。Experience service平臺上存儲著各種模型以及這個模型對應的識別碼。通過掃描識別碼，回到存儲平臺上，找出原始模型和增強現實應用，再把模型調出去，投放到移動終端上，就可以實現從CAD到增強現實的過程。

后記：

2014年，哈佛商學院邁克爾·波特教授與PTC首席執行官Jim Heppelmaml在《哈佛商業評論》上發表的《物聯網時代的企業競爭戰略》一文中，對未來產品形態的急速變革做出了大膽的預測，他們認為：“產品不斷變化的本質打破了原有的價值鏈，迫使公司重新思考并重新配備他們內部幾乎所有的東西。”

如今，絕大部分制造企業的產品形態正在發生著巨大的變化，而這種變化勢必然打亂“制圖—制造—推向市場”的舊有研發模式，向企業提出更多新的需求。首先，產品個性化的需求越來越多，一次加工，批量售賣的產品越來越少。設計師應該選用什么樣的工具完成個性化的設計呢？第二，產品本身的設計要素不斷增多。制造業的產品已經不再只是簡單的機械產品或者單一構造的物體，產品的構成日益復雜，機械、電子、軟件，甚至包括很多互通互聯的新特性。第三，產品的設計生產一體化日益明顯，在產品設計過程中還需要充分考慮下游需求，例如產品在加工制造過程中有何問題，是否能支撐3D打印等。

產品形態的變化迫使企業在生產方式上進行創新，改變產品的研發模式，以適應新的競爭環境。例如，產品研發過程中越來越強調仿真和樣機的應用，不僅需要實物樣機、數字樣機，甚至需要半實物樣機來輔助產品開發。應用越來越多、越來越廣的協同設計，不僅在企業內部實現協同，在多個供應商之間也需要實現數據的無縫銜接。此外，產品上市以后，如何快速精準地得到用戶反饋，并有效地根據反饋進行改型與完善，同時更具反饋為客戶提供高效的服務，提高客戶的黏性。