物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)的發(fā)展，使得越來越多的非智能產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄墚a(chǎn)品，原先單純由機械和電子部件組成的產(chǎn)品，現(xiàn)在已進化為各種復(fù)雜的系統(tǒng)和平臺，硬件、傳感器、數(shù)據(jù)儲存裝置、微處理器和軟件，產(chǎn)品以多種多樣的方式組合成新產(chǎn)品，產(chǎn)品的發(fā)展方向日益智能化、互聯(lián)化。

顯然，現(xiàn)有的新產(chǎn)品開發(fā)流程已經(jīng)不能滿足智能互聯(lián)產(chǎn)品設(shè)計的需求，企業(yè)必須要有快速、靈活、多變的產(chǎn)品變型設(shè)計工具來滿足當(dāng)下智能互聯(lián)產(chǎn)品設(shè)計的需求。日益智能互聯(lián)的產(chǎn)品設(shè)計，也帶給了設(shè)計與工程人員一系列思考：如何改進智能產(chǎn)品設(shè)計？如何用正確的數(shù)據(jù)流實現(xiàn)組織延伸？

改進智能產(chǎn)品設(shè)計

1、構(gòu)建虛擬傳感器——Creo Product Insight

目前來看，很多企業(yè)做新產(chǎn)品開發(fā)的依據(jù)，更多是依賴終端用戶獲取反饋或委托調(diào)查公司。新產(chǎn)品設(shè)計亦是如此，更多依賴物理原型，無法高效分析和運用來自原型、檢查設(shè)備和現(xiàn)場部署的產(chǎn)品運行情況的多股數(shù)據(jù)流，也無法發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品、功能等可能為企業(yè)帶來的新業(yè)務(wù)機會，更不用提找出并修正設(shè)計缺陷，提高下一代產(chǎn)品質(zhì)量。

Creo Product Insight提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析的功能

Creo Product Insight擴展程序，在CAD模型中嵌入數(shù)字傳感器，通過PTC ThingWorx把數(shù)字傳感器和物理傳感器的數(shù)據(jù)互聯(lián)，讓用戶從CAD模型就能看到產(chǎn)品的實際使用數(shù)據(jù)和運行情況數(shù)據(jù)。這樣，產(chǎn)品設(shè)計師可以從測試平臺或現(xiàn)場收集到實際產(chǎn)品數(shù)據(jù)，然后反饋到CAD模型，進而做出更好、更明智的設(shè)計決定。

2、拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)

作為近三十年來國際工程結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計領(lǐng)域的研究的熱點之一，拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)已成為數(shù)字化建設(shè)的核心技術(shù)，也是當(dāng)下產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計不可或缺的支持理論和重要技術(shù)。這主要是由于拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)能從力學(xué)原理出發(fā)，通過優(yōu)選材料分布方式、結(jié)構(gòu)構(gòu)型、構(gòu)件尺寸等途徑，幫助設(shè)計人員從眾多可能的設(shè)計方案中獲得最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式。

Creo 5.0 中的拓?fù)鋬?yōu)化研究

PTC Creo 5.0引入了拓?fù)鋬?yōu)化，其全新的Creo Topology Optimization功能模塊，幫助設(shè)計師擺脫了現(xiàn)有設(shè)計和思考過程的約束，通過給定的目標(biāo)和限制自動創(chuàng)建經(jīng)過優(yōu)化的零件。此外，在Creo5.0中工程師可以使用許多控件來實現(xiàn)更多可用的配置，這些配置包括制造約束，例如限制構(gòu)件空間內(nèi)構(gòu)件的尺寸，規(guī)定構(gòu)件必須是關(guān)于平面對稱的、或可擠壓的、或者可以從模具中拉出等。

用正確的數(shù)據(jù)流實現(xiàn)組織延伸

1、物聯(lián)網(wǎng)——ThingWorx

物聯(lián)網(wǎng)平臺是科技和文化環(huán)境自然演變的產(chǎn)物，在物聯(lián)網(wǎng)終端與采集自終端的數(shù)據(jù)最終所駐留的存儲庫之間發(fā)揮著中間件的作用。在物聯(lián)網(wǎng)問世之前，設(shè)計師需要先設(shè)想產(chǎn)品的性能，然后在仿真和設(shè)計軟件中觀察性能。如今，這一切正悄然改變，物聯(lián)網(wǎng)已為消費者、企業(yè)、特別是設(shè)計工程師帶來巨大的優(yōu)勢。

ThingWorx是PTC推出的物聯(lián)網(wǎng)平臺，其基礎(chǔ)是ThingWorx Foundation。其中，ThingWorx Foundation作為基礎(chǔ)應(yīng)用程序啟用平臺，主要包括數(shù)字化映射、連接管理、數(shù)據(jù)管理、開發(fā)工具、報告和基礎(chǔ)分析等功能。Creo與ThingWorx通過協(xié)同工作，為設(shè)計師提供更真實詳盡的產(chǎn)品和服務(wù)信息，優(yōu)化設(shè)計決策，從而助力設(shè)計師打造智能互聯(lián)產(chǎn)品。

2、增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）

AR自出現(xiàn)以來，就被人們寄予無限厚望，它深深地影響了人類對信息的體驗方式，也給制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造、市場營銷、設(shè)備維修等環(huán)節(jié)帶來了深刻變革。例如在設(shè)計階段，AR可以幫助研發(fā)部門用最短的時間正確理解產(chǎn)品；在生產(chǎn)制造階段，工人可借助AR的全息畫面進行標(biāo)準(zhǔn)化操作，避免出錯；在市場營銷環(huán)節(jié)，基于AR技術(shù)可以做到突破空間限制，打通線上線下渠道；在設(shè)備維修環(huán)節(jié)，借助AR給予維修人員現(xiàn)場指導(dǎo)、遠(yuǎn)程協(xié)助。

Creo 5.0的AR體驗——自行車的數(shù)字模型（左側(cè)）和實物（右側(cè)）

PTC就將設(shè)計與AR進行了深度結(jié)合，在其Creo 5.0產(chǎn)品中包含了一個免費的AR組件。設(shè)計師只需遵循三個步驟：在Creo中打開或創(chuàng)建模型——設(shè)置空間目標(biāo)，然后發(fā)布AR體驗——在免費應(yīng)用程序中打開AR體驗，即可創(chuàng)建AR體驗，向其他人闡述自己的設(shè)計想法，并得到即時反饋。此外，AR體驗的管理員可以刪除體驗并設(shè)置限制和權(quán)限。

3、增材制造技術(shù)

當(dāng)前，正在爆發(fā)的增材制造革命，對傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來顛覆性創(chuàng)新和無限可能，有望促進個體的工業(yè)設(shè)計力量與大型工業(yè)系統(tǒng)的充分融合。增材制造技術(shù)用途廣泛，不僅可用于創(chuàng)建樣機、簡單零件，還可以創(chuàng)建具有極高技術(shù)含量的終極產(chǎn)品及各種事物，如飛機零件、環(huán)保建筑和救生醫(yī)療植入物，甚至可以使用人類細(xì)胞層創(chuàng)建人造器官。

在Creo 5.0中，通過參數(shù)控制的晶格結(jié)構(gòu)優(yōu)化零件

4、仿真技術(shù)

越來越多的企業(yè)認(rèn)識到，智能互聯(lián)的產(chǎn)品設(shè)計離不開仿真技術(shù)。尤其隨著Digital Twin——這一新興技術(shù)的出現(xiàn)，更是將仿真技術(shù)的應(yīng)用擴展到各個運營領(lǐng)域。例如在產(chǎn)品研發(fā)階段，設(shè)計師能夠利用仿真軟件進行設(shè)計探索，并通過構(gòu)建精確的數(shù)字模型來了解實際的產(chǎn)品性能；在設(shè)備維護階段，將現(xiàn)場產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)與工程仿真的結(jié)果相結(jié)合，以預(yù)測產(chǎn)品在工作條件下的未來性能，大幅提高設(shè)備的運營性能。

在Creo 5.0中，使用仿真對設(shè)計進行分析

PTC Creo 5.0提供了一系列可互操作的仿真解決方案，而且全部采用簡化的用戶界面和直觀的工作流。設(shè)計或者工程人員通過采用Creo Simulate 、 Creo Parametric 、Creo Flow 等仿真解決方案，對產(chǎn)品的Digital Twin進行三維可視化與仿真優(yōu)化，從而發(fā)現(xiàn)以往產(chǎn)品研發(fā)過程中出現(xiàn)的問題，繼而在下一代產(chǎn)品研發(fā)過程中進行持續(xù)改進，使得產(chǎn)品性能更加智能和穩(wěn)定。

設(shè)計智能互聯(lián)產(chǎn)品的五個步驟

正如獨立研究和咨詢公司Tech-Clarity總裁Jim Brown，在其《選擇智能互聯(lián)產(chǎn)品設(shè)計解決方案時要考慮的重要事項》一文中提到：設(shè)計智能互聯(lián)產(chǎn)品，需要理清連接過程的設(shè)計融合了哪些步驟和問題；然后再針對每個步驟的潛在解決方案研究設(shè)計考慮事項以及可能被問到的關(guān)鍵問題。

產(chǎn)品設(shè)計行業(yè)正在快速變化，隨著越來越多的智能互聯(lián)的功能需要恰當(dāng)?shù)厍度氲疆a(chǎn)品中，設(shè)計人員不僅需要在早期設(shè)計階段考慮產(chǎn)品數(shù)據(jù)挖掘、性能指標(biāo)等的影響，還需要綜合考慮產(chǎn)品未來應(yīng)用的升級、更新。