【本文作者Brian Thompson，PTC CAD部門總經(jīng)理】

要了解如何將人工智能最好地應用于產(chǎn)品設計，我們需要認識到當今 3D 驅(qū)動的 CAD 世界與早期 3D CAD 應用之間的一些關(guān)鍵區(qū)別。

探索 CAD 時代

人工智能在產(chǎn)品設計領域的興起，無疑受到了人工智能技術(shù)在提高生產(chǎn)率、加快產(chǎn)品上市速度、改善質(zhì)量和推動創(chuàng)新等方面所具有的極大潛力所驅(qū)動。 而計算機輔助設計（CAD）的不斷發(fā)展，同樣是為了滿足用戶對于生產(chǎn)力提高的需求，因此人工智能正就必然成為為其發(fā)展進程中不可或缺的一部分，在我們回顧深刻影響產(chǎn)品開發(fā)生命周期的不同時代時，人工智能正推動我們走過當前的時代。

二維到三維時代

從二維設計到三維設計，這是一場不折不扣的變革。 它徹底改變了設計工程師的工作方式，使他們能夠以前所未有的清晰度和精確度對設計進行可視化、迭代和完善。 這一轉(zhuǎn)變使人們對產(chǎn)品功能有了更直觀、更全面的了解，反過來又使公司能夠更快地進行創(chuàng)新，更迅速地將更高質(zhì)量的產(chǎn)品推向市場。這種轉(zhuǎn)變不僅僅是引入了新的工具，而且也使得企業(yè)用戶開始對設計流程進行了一次全面的重新思考。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）時代

隨著三維設計實踐的成熟，企業(yè)用戶的關(guān)注重點，轉(zhuǎn)移到了管理開發(fā)和發(fā)布與二維圖紙相關(guān)聯(lián)的三維 CAD 數(shù)據(jù)所增加的復雜性。對設計數(shù)據(jù)控制和優(yōu)化的重視，轉(zhuǎn)移了對進一步自動化和增強基于 3D CAD設計流程的關(guān)注。許多制造商對三維設計的進展感到滿意，開始優(yōu)先考慮產(chǎn)品開發(fā)的其他方面。

于是很多用戶開始選擇具有針對性的一系列的單點解決方案，如針對解決制造工藝開發(fā)、工具設計和設計仿真等，這就導致對于用戶而言，依然缺乏完全詳細且語義準確的三維模型：重要的設計信息仍然分散在 CAD 數(shù)據(jù)、二維圖紙和工程師知識之間，而不是完全集成在模型中——將設計投入生產(chǎn)所需的語義完整的數(shù)據(jù)，分散在諸如CAD 數(shù)據(jù)、2D 圖紙、制造系統(tǒng)等多個來源和系統(tǒng)中。雖然這些單點解決方案完成了對企業(yè)用戶特定工作任務的優(yōu)化，但它們不僅割裂了將產(chǎn)品設計投入全面生產(chǎn)所需的語義數(shù)據(jù)，還割裂了整個流程，減緩了創(chuàng)新速度，使從概念到市場的過程變得更加復雜。

PDM 時代的智能自動化 (IA)

在 PDM 時代，人工智能成為產(chǎn)品設計領域的流行詞之前，Creo 已經(jīng)率先推出了自動化工具，我們稱之為智能自動化或 IA。這不僅僅是將任務自動化，而是將自動化巧妙地集成到工作流程中，從而真正提高效率。早在人工智能進入產(chǎn)品設計領域之前，我們的 IA 工具就已經(jīng)被設計用于自動化復雜流程、簡化工作流程和提高設計效率。有了 IA，用戶可以更智能地工作，而不是更辛苦地工作——將重復性任務自動化，加快整個設計流程，使用戶能夠?qū)Ｗ⒂谡嬲匾氖虑椋簞?chuàng)新和更快地將產(chǎn)品推向市場。

通過養(yǎng)成以不同方式使用某些 Creo 功能的習慣，用戶可以利用一系列 IA 功能，顯著提高效率和生產(chǎn)力。 Creo Parametric 提供廣泛的 IA 工具套件，旨在徹底改變用戶的設計、迭代和創(chuàng)新方式。

?意圖參考（Intent References）： Creo 中的 Intent References 可自動捕捉用戶在設計中的幾何意圖，確保模型穩(wěn)健地構(gòu)建，并在進行更改時可預測地更新。通過智能維護相關(guān)引用的完整性，該功能減少了手動調(diào)整的需要并防止了錯誤的發(fā)生，從而簡化了工作流程并提高了整個設計過程中的設計準確性。

?用戶自定義功能（UDF）： UDF 允許用戶在多個項目中創(chuàng)建和重復使用自定義設計元素，從而大大加快設計流程。通過保存和自動重用復雜的功能組，用戶無需從頭開始重新創(chuàng)建，從而提高了一致性和效率。這一功能可確保用戶的自定義元素得到統(tǒng)一應用，從而縮短設計時間，提高生產(chǎn)率。

?GD &T Advisor： GD &T Advisor 可智能地自動應用幾何尺寸和公差，不僅能指導用戶完成整個過程，還能自動識別和控制受標準工藝公差限制的部件表面。該工具可加快注釋過程，確保符合行業(yè)標準，并最大限度地減少人工操作，使用戶能夠?qū)Ｗ⒂谠O計創(chuàng)新。GD&T Advisor 簡化了常規(guī)文檔并提高了準確性，從而加快了從設計到生產(chǎn)的過渡。

?Creo 行為建模擴展（BMX）： BMX 消除了手動迭代任務的繁瑣操作，實現(xiàn)了設計優(yōu)化過程的自動化。它允許用戶通過定義自動應用的參數(shù)規(guī)則和約束條件來輕松實現(xiàn)設計目標，從而減少工作量，最大限度地減少錯誤，并確保更可靠、更高效的設計流程。

這些 IA 功能只是 Creo 內(nèi)嵌的強大工具中的一小部分。這些工具旨在實現(xiàn)工作流程自動化并適應用戶需求，從而在整個產(chǎn)品開發(fā)流程中帶來巨大優(yōu)勢。雖然 IA 可能不會讓人聯(lián)想到科幻人工智能的未來主義，但它的影響卻是巨大的：能讓用戶充分利用 Creo，減少日常任務所花費的時間，并讓用戶專注于真正重要的事情——創(chuàng)新和更快地將產(chǎn)品推向市場。

根據(jù)我與客戶的交談，許多客戶可能還沒有充分利用 Creo 的 IA 功能。當企業(yè)專注于大流行后的恢復和適應時，他們的優(yōu)先事項可能會發(fā)生變化，這是可以理解的。但是，探索 IA 如何提高效率并提供競爭優(yōu)勢是一個寶貴的機會。

即使我們已經(jīng)邁入產(chǎn)品生命周期管理（PLM）時代，我們?nèi)詫远ú灰频刂铝τ谠鰪?Creo 的 IA 能力。我們認識到 IA 在優(yōu)化設計流程和支持高效工作流程方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著我們集成更先進的人工智能功能，我們將繼續(xù)鞏固和完善我們的 IA 工具，確保 IA 和人工智能都成為 Creo 發(fā)展不可或缺的一部分。

產(chǎn)品生命周期管理 (PLM) 時代

三維產(chǎn)品設計，現(xiàn)在已經(jīng)進入全面的 PLM 時代。隨著客戶越來越希望在從需求到設計、制造、運營和服務的整個價值流中利用其產(chǎn)品數(shù)據(jù)，這一轉(zhuǎn)變也隨之發(fā)生。在努力實現(xiàn)這一目標的過程中，企業(yè)認識到，要實現(xiàn)這一目標，就必須重新關(guān)注如何正確地構(gòu)建核心產(chǎn)品數(shù)據(jù)：這就是重新致力于基于模型的方法的作用所在。通過確保向下游利益相關(guān)者發(fā)布的所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)在語義上完全準確，企業(yè)可以在整個生命周期內(nèi)釋放數(shù)據(jù)的全部潛力。

ePLM 的興起擴大了這些功能，將 PLM 擴展到包括制造在內(nèi)的整個企業(yè)，并強化了基于模型的無縫集成方法的重要性。這種方法確保了所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)的準確性、全面性和集成性，使協(xié)作和決策成為可能。通過將 PLM 工具、工作流程和數(shù)據(jù)擴展到所有利益相關(guān)者，ePLM 推動了一種基于模型的環(huán)境，在這種環(huán)境中，多企業(yè)協(xié)作、制造工程、閉環(huán)質(zhì)量、服務工程和供應鏈規(guī)劃相互關(guān)聯(lián)。而這種連通性使企業(yè)能夠更高效地工作，并做出明智的決策。

生成式設計與生成式人工智能

展望未來，有必要區(qū)分兩個經(jīng)常被混淆的術(shù)語：生成式設計和生成式人工智能。

?生成式設計：多年來，Creo 通過工具實現(xiàn)的生成拓撲優(yōu)化（GTO）和生成設計擴展（GDX）一直走在人工智能設計的前沿。GTO 專注于一次解決一個優(yōu)化問題，為單個查詢提供解決方案，然后再進行下一個查詢。相比之下，GDX 則利用可擴展的云計算能力，同時自動探索數(shù)百種設計解決方案。兩者都使用人工智能算法驅(qū)動求解器，根據(jù)特定材料、制造和性能要求自主生成優(yōu)化設計，從而增強設計流程。

GTO 與 Creo Parametric 無縫集成，可將設計轉(zhuǎn)換為豐富的 B-rep 幾何圖形；而 GDX 則通過人工智能驅(qū)動的洞察力對多種方案進行評估，從而擴展了這些功能。它們共同幫助工程師更高效地探索更具創(chuàng)新性、高質(zhì)量和可制造性的設計，從而降低成本并加快產(chǎn)品上市時間。

?生成式人工智能：生成式人工智能是一個專注于創(chuàng)建文本、圖像和 3D 模型等內(nèi)容的領域。它利用自然語言處理（NLP）和大型語言模型（LLM）等技術(shù)來促進交互并生成各種類型的內(nèi)容。在產(chǎn)品設計領域，生成式人工智能可以利用 NLP 和 LLM 提供指導、回答問題和建議，從而充當副駕駛員。這種支持可以幫助設計師應對復雜的挑戰(zhàn)，并做出更明智的決定。

生成式設計仍然是 Creo 的核心部分，而生成式人工智能則是增強 Creo 已經(jīng)非常強大的 IA 功能的下一步。它是要放大人類的創(chuàng)造力，幫助工程師在工作中實現(xiàn)更高的效率和效益，而不是取而代之。

當我們在 PLM 時代擁抱人工智能和 IA 的變革力量時，我們不僅僅是在改進我們當前的設計實踐，我們還在重新構(gòu)想未來提升產(chǎn)品開發(fā)效率和創(chuàng)新的可能性。人工智能絕非一個流行詞，它是一種革命性的力量，只要利用得當，就能顯著提升設計流程。 然而，許多客戶在尋求人工智能驅(qū)動的解決方案時，尚未充分認識到 Creo 中現(xiàn)有智能自動化工具的優(yōu)勢。我們鼓勵團隊探索這些提高生產(chǎn)力的機會，并鼓勵管理者為團隊提供必要的時間和支持，以便團隊有效地開展這些工作。

隨著 PLM 時代的深入，我們必須認識到，其主要目標是使語義完全正確的數(shù)據(jù)在整個價值流中流動起來。這種豐富、準確的數(shù)據(jù)是將人工智能更有效地應用于設計和產(chǎn)品開發(fā)其他階段的基礎。這些數(shù)據(jù)的存在不僅能增強當前的自動化能力，還能隨著人工智能的成熟而增強其潛力。企業(yè)的高階管理者必須明白，如今采用基于模型的方法不僅能簡化工作流程，還能為人工智能在未來推動更大的創(chuàng)新鋪平道路。

【本文作者Brian Thompson，PTC CAD部門總經(jīng)理】

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