如果您正在使用CAD软件  进行产品设计和开发，那么您可能熟悉拓扑优化，这是一种优化形状以解决多个功能目标的方法。

 

拓扑优化采用3D设计空间，并在其中消除材料，以实现最有效的设计。该方法不关心美学，传统方法或您在设计阶段通常使用的任何其他设计约束。相反，它产生仅由可用设计空间约束的零件或系统的单个最佳形状。

 

但拓扑优化并不是一个新概念。多年来，工程师使用这种方法在3D模型中找到最佳材料分布以满足其目标，例如减少质量，避免共振模式或最小化热应力或变形。

 

那么，2019年领先的工业设计企业如何更快，更智能地设计和设计产品呢？他们正在研究基于拓扑优化的新技术，以设计未来的产品。

 

进入生成设计。

 

生成设计是一种从一系列系统设计要求中自主生成最佳设计的方法。通过生成设计，工程师可以交互式地指定其设计的功能要求和目标，包括首选材料和制造工艺 - 生成引擎将自动生成可立即制造的设计。最终结果是能够与技术交互，以更快地创建出色的设计和创新产品。

 

拓扑优化和生成设计已成为制造和工程界的流行语，但市场上存在一种常见的误解，即两者是同义词。由于这些术语经常互换使用，这可能会造成混淆和模棱两可。

 

让我们仔细看看拓扑优化和生成设计之间的区别：

 

拓扑优化是一项基础技术

自1990年代成立以来，拓扑优化已被用于在给定的功能使用条件下为设计推导出最佳材料分布。它是一种减少现有对象材质的算法，允许它仍然按照其原始设计意图运行。它一直是工程团队中压力分析师使用的工具，而不是设计师。

 

生成设计是一个更新的概念，它使用拓扑优化等技术扩展了可能的界限。生成设计使设计人员能够利用拓扑优化等技术。通过生成设计，指定了虚拟设计的要求 - 软件将计算满足指定要求的所有设计可能性。

 

简单地说：拓扑优化仅基于功能目标，约束和一次解决一个解决方案的单一解决方案。生成设计同时发展多个解决方案，以便根据功能和非工程要求融合到最佳解决方案集。

 

从这个意义上讲，拓扑优化是建立生成设计的基础技术。随着工程师越来越多地将产品设计和开发转移到计算领域，拓扑优化成为生成设计的“垫脚石”，以直接进入设计的最佳体现。它是生成设计的必要组成部分。

 

生成设计有助于设计下一代CAD

日益数字化的生态系统的发展涉及投资创新技术，以推动对成功至关重要的业务成果。这包括卓越的工程设计，制造效率以及产品和服务创新 - PTC称之为数字化转型的三大支柱 。

 

对于设计和工程，生成设计的影响是巨大的 - 从一开始就准确地满足客户的产品需求，从而提高产品成功率，上市时间和收入时间。

 

从本质上讲，生成设计正在重新构想下一代产品设计。

 

对于PTC来说，这在很大程度上是由我们的生成设计解决方案的AI组件完成的。AI通过不断发展并最终增强人类理性设计能力来帮助生成设计过程。例子包括：

 

在设计阶段早期为设计师提供有价值的反馈

允许各级工程师更快地获得更好的解决方案，从而提高生产力

以人类设计师无法轻易制作的方式生产针对效率和可制造性进行优化的设计

最终目标是通过人工智能驱动的生成设计增强人性化产品设计，使工程师能够获得以前无法实现的高度差异化的解决方案。

 

最后的想法

虽然拓扑优化和生成设计具有相同的目标 - 即提供最优化的设计，但给定一组特定的要求 - 这两种技术具有明显的差异。

 

生成设计建立在拓扑优化的基础上，以实现更智能，更快速，更创新的解决方案。简单地说：它推动了今天可能的界限，以生产高性能和易于制造的设计。