当下，全球制造商都在积极探索制造业转型之路，期望通过转型取得竞争优势。而诸如产品性能、价格、售后服务等产品竞争要素早在进行产品设计时就已确定，由此可见，产品设计几乎决定了产品的整个生命周期。同时，随着时代的变迁，人们的需求以及审美的不断变化，人们将越来越少地关心你能生产什么，他们更关心的是：随着时间的推移，你的设计能持续地提供什么？

而要加快这一转变，必然离不开改变产品设计模式的一系列创新技术的应用，包括拓扑优化、仿真和分析、增材制造、模具加工、增强现实、多CAD协同等技术。这些技术与现有技术如何演变与发展，将决定未来的设计形态，也决定了未来的制造业形态。

1、拓扑优化，让产品设计更轻松

自1988年Bendsoe与Kikuchi提出基于均匀化方法的结构拓扑优化设计基本理论以来，近三十年来，拓扑优化技术得到深入和广泛的研究，已成为国际工程结构与产品创新设计领域的热点。其基本原理为在给定的设计区域和载荷边界条件下，寻找最佳的材料布局形式，从而获得更好的结构。运用拓扑优化技术，一方面可以帮助设计师根据产品的性能要求，在指定的设计空间内快速、准确的实现产品设计；另一方面，可以优化改善结构性能、减轻产品质量，最后找到一种全新的设计方案。

基于PTC Creo 5.0拓扑优化功能得到的模型

对于拓扑优化技术，各个厂商都有自己独特的理解，但是目标是一致的。其中，PTC在Creo 5.0版本中，加入了Creo Topology Optimization的全新功能，工程师可以创建经优化过的3D几何，值得注意的是，Creo 5.0可以将拓扑优化的结果直接转换为参数化几何，这将大大提高工程师的设计效率。以前需要几周才能完成的任务，在Creo 5.0新版本中，只需几秒就能轻松搞定。

2、仿真，让产品设计师做出更好的决策

无论是“以设计为导向”，还是“仿真驱动设计”思想的提出，都使得产品设计呈现了“我中有你，你中有我”的态势。如今的产品日益复杂，需要不同部门间使用多种工具应对多学科的协同设计，而仿真技术在设计早期，就能为工程师提供产品设计建议，帮助他们做出更好的决策，这进一步使得设计与仿真的边界更为模糊。

基于PTC Creo 5.0 CFD功能得到的仿真分析

如今，几乎所有的CAD厂商都认识到了CAE的重要性，都先后在CAD环境中加入了CAE功能，PTC也不例外。在其最新的Creo 5.0版本中，加入了Creo Flow Analysis的全新功能，旨在为CAD用户打造全面的CFD解决方案。设计工程师通过使用该功能，在设计的早期，就能发现和修复产品的液流或气流问题。

3、增材制造，让产品设计更为理想

如同物联网技术一样，增材制造技术也将进入一个更为成熟的发展阶段。与传统制造技术相比，增材制造技术优势尽显，如设计空间无限、材料无限制组合等。增材制造技术不仅可以帮助企业打印各种复杂的产品结构，如多孔结构、异质材料功能梯度结构；同时企业不再受传统工艺和制造资源的约束，在“设计即生产”、“设计即产品”的理念下，按照最理想的结构形式来设计产品，使得产品结构轻量化和高性能得以实现，“功能性优先”变为可能。

基于PTC Creo 5.0设计完成的产品正在进行增材制造打印

不断创新的PTC公司，在Creo4.0版本中简化了3D CAD和3D打印之间的流程，实现了单一环境、晶格创建等功能。其中，晶格创建是指创建以参数化方式控制的均匀或可变的晶体结构。使用晶格创建的好处表现在：第一，该功能与仿真分析相结合时，可以优化晶格结构解决多个设计要求；第二，由于这是真正的参数化几何，晶格结构具有准确的质量属性且带有全部细节的零件。

利用Creo创建的复杂可变的晶体结构

同时，在Creo 5.0版本中，为用户带来了全新的增材制造功能，无论是使用聚合物，还是金属，都可进行打印。此外，Creo 5.0版本不仅支持Stratasys和3D Systems的塑料打印机，也支持启用Materialise的打印机库，方便用户了解构建时间、材料使用情况和材料颜色分配情况。