開啟創(chuàng)新： 人工智能和智能自動(dòng)化對(duì)產(chǎn)品開發(fā)的影響
發(fā)布時(shí)間：2025-05-21 作者：Brian Thompson
當(dāng)我們開始探索人工智能 (AI) 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的變革潛力，我們的產(chǎn)品開發(fā)方法就已經(jīng)開始進(jìn)入到了一個(gè)新時(shí)代。我們?cè)谑褂?Creo 的過程中，一直在推動(dòng) CAD 的發(fā)展，如今，我們正在利用人工智能進(jìn)一步推動(dòng)創(chuàng)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(fā)揮重要作用，研究其對(duì)從成熟方法到新興方法的影響，以及我們的持續(xù)努力如何為未來的進(jìn)步奠定基礎(chǔ)，從而使您的工作流程和生產(chǎn)率顯著受益。
要了解如何將人工智能最好地應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，我們需要認(rèn)識(shí)到當(dāng)今 3D 驅(qū)動(dòng)的 CAD 世界與早期 3D CAD 應(yīng)用之間的一些關(guān)鍵區(qū)別。
探索 CAD 時(shí)代
人工智能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)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(dòng)創(chuàng)新等方面所具有的極大潛力所驅(qū)動(dòng)。 而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的不斷發(fā)展，同樣是為了滿足用戶對(duì)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(jìn)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(shí)代時(shí)，人工智能正推動(dòng)我們走過當(dāng)前的時(shí)代。
二維到三維時(shí)代
從二維設(shè)計(jì)到三維設(shè)計(jì)，這是一場(chǎng)不折不扣的變革。 它徹底改變了設(shè)計(jì)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(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行可視化、迭代和完善。 這一轉(zhuǎn)變使人們對(duì)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(jìn)行創(chuàng)新，更迅速地將更高質(zhì)量的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。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(duì)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了一次全面的重新思考。
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）時(shí)代
隨著三維設(shè)計(jì)實(shí)踐的成熟，企業(yè)用戶的關(guān)注重點(diǎn)，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(fù)雜性。對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)控制和優(yōu)化的重視，轉(zhuǎn)移了對(duì)進(jìn)一步自動(dòng)化和增強(qiáng)基于 3D CAD設(shè)計(jì)流程的關(guān)注。許多制造商對(duì)三維設(shè)計(jì)的進(jìn)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(duì)性的一系列的單點(diǎn)解決方案，如針對(duì)解決制造工藝開發(fā)、工具設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)仿真等，這就導(dǎo)致對(duì)于用戶而言，依然缺乏完全詳細(xì)且語義準(zhǔn)確的三維模型：重要的設(shè)計(jì)信息仍然分散在 CAD 數(shù)據(jù)、二維圖紙和工程師知識(shí)之間，而不是完全集成在模型中——將設(shè)計(jì)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(gè)來源和系統(tǒng)中。雖然這些單點(diǎn)解決方案完成了對(duì)企業(yè)用戶特定工作任務(wù)的優(yōu)化，但它們不僅割裂了將產(chǎn)品設(shè)計(jì)投入全面生產(chǎn)所需的語義數(shù)據(jù)，還割裂了整個(gè)流程，減緩了創(chuàng)新速度，使從概念到市場(chǎng)的過程變得更加復(fù)雜。
PDM 時(shí)代的智能自動(dòng)化 (IA)
在 PDM 時(shí)代，人工智能成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的流行詞之前，Creo 已經(jīng)率先推出了自動(dòng)化工具，我們稱之為智能自動(dòng)化或 IA。這不僅僅是將任務(wù)自動(dòng)化，而是將自動(dòng)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(jìn)入產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域之前，我們的 IA 工具就已經(jīng)被設(shè)計(jì)用于自動(dòng)化復(fù)雜流程、簡(jiǎn)化工作流程和提高設(shè)計(jì)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(fù)性任務(wù)自動(dòng)化，加快整個(gè)設(shè)計(jì)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(chǎng)。
通過養(yǎng)成以不同方式使用某些 Creo 功能的習(xí)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(shè)計(jì)、迭代和創(chuàng)新方式。
●意圖參考（Intent References）： Creo 中的 Intent References 可自動(dòng)捕捉用戶在設(shè)計(jì)中的幾何意圖，確保模型穩(wěn)健地構(gòu)建，并在進(jìn)行更改時(shí)可預(yù)測(cè)地更新。通過智能維護(hù)相關(guān)引用的完整性，該功能減少了手動(dòng)調(diào)整的需要并防止了錯(cuò)誤的發(fā)生，從而簡(jiǎn)化了工作流程并提高了整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。
●用戶自定義功能（UDF）： UDF 允許用戶在多個(gè)項(xiàng)目中創(chuàng)建和重復(fù)使用自定義設(shè)計(jì)元素，從而大大加快設(shè)計(jì)流程。通過保存和自動(dòng)重用復(fù)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(yīng)用，從而縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，提高生產(chǎn)率。
●GD &T Advisor： GD &T Advisor 可智能地自動(dòng)應(yīng)用幾何尺寸和公差，不僅能指導(dǎo)用戶完成整個(gè)過程，還能自動(dòng)識(shí)別和控制受標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，并最大限度地減少人工操作，使用戶能夠?qū)Ｗ⒂谠O(shè)計(jì)創(chuàng)新。GD&T Advisor 簡(jiǎn)化了常規(guī)文檔并提高了準(zhǔn)確性，從而加快了從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的過渡。
●Creo 行為建模擴(kuò)展（BMX）： BMX 消除了手動(dòng)迭代任務(wù)的繁瑣操作，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)優(yōu)化過程的自動(dòng)化。它允許用戶通過定義自動(dòng)應(yīng)用的參數(shù)規(guī)則和約束條件來輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，從而減少工作量，最大限度地減少錯(cuò)誤，并確保更可靠、更高效的設(shè)計(jì)流程。
這些 IA 功能只是 Creo 內(nèi)嵌的強(qiáng)大工具中的一小部分。這些工具旨在實(shí)現(xiàn)工作流程自動(dòng)化并適應(yīng)用戶需求，從而在整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)流程中帶來巨大優(yōu)勢(shì)。雖然 IA 可能不會(huì)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(wù)所花費(fèi)的時(shí)間，并讓用戶專注于真正重要的事情——?jiǎng)?chuàng)新和更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
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(dāng)企業(yè)專注于大流行后的恢復(fù)和適應(yīng)時(shí)，他們的優(yōu)先事項(xiàng)可能會(huì)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是一個(gè)寶貴的機(jī)會(huì)。
即使我們已經(jīng)邁入產(chǎn)品生命周期管理（PLM）時(shí)代，我們?nèi)詫?jiān)定不移地致力于增強(qiáng) Creo 的 IA 能力。我們認(rèn)識(shí)到 IA 在優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jìn)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(shí)代
三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入全面的 PLM 時(shí)代。隨著客戶越來越希望在從需求到設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)和服務(wù)的整個(gè)價(jià)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(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中，企業(yè)認(rèn)識(shí)到，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，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(zhǔn)確，企業(yè)可以在整個(gè)生命周期內(nèi)釋放數(shù)據(jù)的全部潛力。
ePLM 的興起擴(kuò)大了這些功能，將 PLM 擴(kuò)展到包括制造在內(nèi)的整個(gè)企業(yè)，并強(qiáng)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(zhǔn)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(kuò)展到所有利益相關(guān)者，ePLM 推動(dòng)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(wù)工程和供應(yīng)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(shè)計(jì)與生成式人工智能
展望未來，有必要區(qū)分兩個(gè)經(jīng)常被混淆的術(shù)語：生成式設(shè)計(jì)和生成式人工智能。
●生成式設(shè)計(jì)：多年來，Creo 通過工具實(shí)現(xiàn)的生成拓?fù)鋬?yōu)化（GTO）和生成設(shè)計(jì)擴(kuò)展（GDX）一直走在人工智能設(shè)計(jì)的前沿。GTO 專注于一次解決一個(gè)優(yōu)化問題，為單個(gè)查詢提供解決方案，然后再進(jìn)行下一個(gè)查詢。相比之下，GDX 則利用可擴(kuò)展的云計(jì)算能力，同時(shí)自動(dòng)探索數(shù)百種設(shè)計(jì)解決方案。兩者都使用人工智能算法驅(qū)動(dòng)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(shè)計(jì)，從而增強(qiáng)設(shè)計(jì)流程。
GTO 與 Creo Parametric 無縫集成，可將設(shè)計(jì)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(dòng)的洞察力對(duì)多種方案進(jìn)行評(píng)估，從而擴(kuò)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(shè)計(jì)，從而降低成本并加快產(chǎn)品上市時(shí)間。
●生成式人工智能：生成式人工智能是一個(gè)專注于創(chuàng)建文本、圖像和 3D 模型等內(nèi)容的領(lǐng)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(jìn)交互并生成各種類型的內(nèi)容。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，生成式人工智能可以利用 NLP 和 LLM 提供指導(dǎo)、回答問題和建議，從而充當(dāng)副駕駛員。這種支持可以幫助設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)復(fù)雜的挑戰(zhàn)，并做出更明智的決定。
生成式設(shè)計(jì)仍然是 Creo 的核心部分，而生成式人工智能則是增強(qiáng) Creo 已經(jīng)非常強(qiáng)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(shí)現(xiàn)更高的效率和效益，而不是取而代之。
當(dāng)我們?cè)?PLM 時(shí)代擁抱人工智能和 IA 的變革力量時(shí)，我們不僅僅是在改進(jìn)我們當(dāng)前的設(shè)計(jì)實(shí)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(gè)流行詞，它是一種革命性的力量，只要利用得當(dāng)，就能顯著提升設(shè)計(jì)流程。 然而，許多客戶在尋求人工智能驅(qū)動(dòng)的解決方案時(shí)，尚未充分認(rèn)識(shí)到 Creo 中現(xiàn)有智能自動(dòng)化工具的優(yōu)勢(shì)。我們鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)探索這些提高生產(chǎn)力的機(jī)會(huì)，并鼓勵(lì)管理者為團(tuán)隊(duì)提供必要的時(shí)間和支持，以便團(tuán)隊(duì)有效地開展這些工作。
隨著 PLM 時(shí)代的深入，我們必須認(rèn)識(shí)到，其主要目標(biāo)是使語義完全正確的數(shù)據(jù)在整個(gè)價(jià)值流中流動(dòng)起來。這種豐富、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是將人工智能更有效地應(yīng)用于設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)其他階段的基礎(chǔ)。這些數(shù)據(jù)的存在不僅能增強(qiáng)當(dāng)前的自動(dòng)化能力，還能隨著人工智能的成熟而增強(qiáng)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(jiǎn)化工作流程，還能為人工智能在未來推動(dòng)更大的創(chuàng)新鋪平道路。