開啟創新： 人工智能和智能自動化對產品開發的影響

（環球數字化導報）

作者：Brian Thompson，PTC CAD部門總經理

當我們開始探索人工智能 (AI) 在產品設計中的變革潛力，我們的產品開發方法就已經開始進入到了一個新時代。我們在使用 Creo 的過程中，一直在推動 CAD 的發展，如今，我們正在利用人工智能進一步推動創新。下面，我們將深入探討人工智能如何在這一演變過程中發揮重要作用，研究其對從成熟方法到新興方法的影響，以及我們的持續努力如何為未來的進步奠定基礎，從而使您的工作流程和生產率顯著受益。

要了解如何將人工智能最好地應用于產品設計，我們需要認識到當今 3D 驅動的 CAD 世界與早期 3D CAD 應用之間的一些關鍵區別。

探索 CAD 時代

人工智能在產品設計領域的興起，無疑受到了人工智能技術在提高生產率、加快產品上市速度、改善質量和推動創新等方面所具有的極大潛力所驅動。 而計算機輔助設計（CAD）的不斷發展，同樣是為了滿足用戶對于生產力提高的需求，因此人工智能正就必然成為為其發展進程中不可或缺的一部分，在我們回顧深刻影響產品開發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。 這一轉變使人們對產品功能有了更直觀、更全面的了解，反過來又使公司能夠更快地進行創新，更迅速地將更高質量的產品推向市場。這種轉變不僅僅是引入了新的工具，而且也使得企業用戶開始對設計流程進行了一次全面的重新思考。

產品數據管理（PDM）時代

隨著三維設計實踐的成熟，企業用戶的關注重點，轉移到了管理開發和發布與二維圖紙相關聯的三維 CAD 數據所增加的復雜性。對設計數據控制和優化的重視，轉移了對進一步自動化和增強基于 3D CAD設計流程的關注。許多制造商對三維設計的進展感到滿意，開始優先考慮產品開發的其他方面。

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、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 數據、二維圖紙和工程師知識之間，而不是完全集成在模型中——將設計投入生產所需的語義完整的數據，分散在諸如CAD 數據、2D 圖紙、制造系統等多個來源和系統中。雖然這些單點解決方案完成了對企業用戶特定工作任務的優化，但它們不僅割裂了將產品設計投入全面生產所需的語義數據，還割裂了整個流程，減緩了創新速度，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，人工智能成為產品設計領域的流行詞之前，Creo 已經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品設計領域之前，我們的 IA 工具就已經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，使用戶能夠專注于真正重要的事情：創新和更快地將產品推向市場。

通過養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，確保模型穩健地構建，并在進行更改時可預測地更新。通過智能維護相關引用的完整性，該功能減少了手動調整的需要并防止了錯誤的發生，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一應用，從而縮短設計時間，提高生產率。

·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，確保符合行業標準，并最大限度地減少人工操作，使用戶能夠專注于設計創新。GD&T Advisor 簡化了常規文檔并提高了準確性，從而加快了從設計到生產的過渡。

·Creo 行為建模擴展（BMX）： BMX 消除了手動迭代任務的繁瑣操作，實現了設計優化過程的自動化。它允許用戶通過定義自動應用的參數規則和約束條件來輕松實現設計目標，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 內嵌的強大工具中的一小部分。這些工具旨在實現工作流程自動化并適應用戶需求，從而在整個產品開發流程中帶來巨大優勢。雖然 IA 可能不會讓人聯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——創新和更快地將產品推向市場。

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

即使我們已經邁入產品生命周期管理（PLM）時代，我們仍將堅定不移地致力于增強 Creo 的 IA 能力。我們認識到 IA 在優化設計流程和支持高效工作流程方面發揮著至關重要的作用。隨著我們集成更先進的人工智能功能，我們將繼續鞏固和完善我們的 IA 工具，確保 IA 和人工智能都成為 Creo 發展不可或缺的一部分。

產品生命周期管理 (PLM) 時代

三維產品設計，現在已經進入全面的 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品數據，這一轉變也隨之發生。在努力實現這一目標的過程中，企業認識到，要實現這一目標，就必須重新關注如何正確地構建核心產品數據：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者發布的所有產品數據在語義上完全準確，企業可以在整個生命周期內釋放數據的全部潛力。

ePLM 的興起擴大了這些功能，將 PLM 擴展到包括制造在內的整個企業，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品數據的準確性、全面性和集成性，使協作和決策成為可能。通過將 PLM 工具、工作流程和數據擴展到所有利益相關者，ePLM 推動了一種基于模型的環境，在這種環境中，多企業協作、制造工程、閉環質量、服務工程和供應鏈規劃相互關聯。而這種連通性使企業能夠更高效地工作，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，有必要區分兩個經常被混淆的術語：生成式設計和生成式人工智能。

·生成式設計：多年來，Creo 通過工具實現的生成拓撲優化（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，同時自動探索數百種設計解決方案。兩者都使用人工智能算法驅動求解器，根據特定材料、制造和性能要求自主生成優化設計，從而增強設計流程。

GTO 與 Creo Parametric 無縫集成，可將設計轉換為豐富的 B-rep 幾何圖形；而 GDX 則通過人工智能驅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新性、高質量和可制造性的設計，從而降低成本并加快產品上市時間。

·生成式人工智能：生成式人工智能是一個專注于創建文本、圖像和3D 模型等內容的領域。它利用自然語言處理（NLP）和大型語言模型（LLM）等技術來促進交互并生成各種類型的內容。在產品設計領域，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，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 已經非常強大的 IA 功能的下一步。它是要放大人類的創造力，幫助工程師在工作中實現更高的效率和效益，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，我們還在重新構想未來提升產品開發效率和創新的可能性。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動的解決方案時，尚未充分認識到 Creo 中現有智能自動化工具的優勢。我們鼓勵團隊探索這些提高生產力的機會，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據在整個價值流中流動起來。這種豐富、準確的數據是將人工智能更有效地應用于設計和產品開發其他階段的基礎。這些數據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新鋪平道路。有關如何充分釋放產品開發潛力的更多信息，請查看本電子書。