部落格 推動創新:AI 和智慧自動化在產品開發中的影響

推動創新:AI 和智慧自動化在產品開發中的影響

2024年10月31日

Brian 擔任PTC 的 CAD 和工程計算業務部門副總裁暨總經理。在他的領導下,這家擁有 30 年歷史的企業享有高於市場的成長率,並以最高的創新程度來滿足客戶需求。Brian 是 Creo 和 PTC CAD 業務的主要發言人。

在加入 PTC 之前,Brian 曾在多個非連續性製造業從事機電產品開發工作超過 15 年。Brian 擁有六項產品設計專利,其中有許多適用於目前仍在銷售的產品。他曾擔任過代表 PTC 客戶群的各種職務,例如功能工程管理、產品開發管理和技術產品管理。

Brian 擁有紐約州特洛伊市壬色列理工學院 (Rensselaer Polytechnic Institute) 的機械工程學士學位及資訊工程碩士學位。

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當我們探索人工智慧 (AI) 在產品設計中的變革潛力時,我們的產品開發方法顯然正進入一個新時代。我們的 Creo 歷程一向是為了拓展 CAD 的邊界,而目前我們正利用 AI 進一步推動創新。

在本部落格中,我們將深入探討 AI 如何在這一演變中發揮重要作用,研究其對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,進而顯著有利於您的工作流程和生產力。為了瞭解如何最妥善地將 AI 應用於產品設計,我們需要瞭解目前的 3D 導向 CAD 世界與 3D CAD 採用早期階段的一些關鍵差異。

探索 CAD 時代

在產品設計中運用 AI 之所以興起,是因為可望提高生產力、加快上市時程、改善品質和推動創新。隨著 CAD 不斷發展以滿足許多使用者導向生產力需求,AI 已成為其現代進展過程中不可或缺的一部分,當我們回顧深刻塑造產品開發生命週期樣貌的不同時代時,這項技術能協助我們安然度過當前的時代。

2D 到 3D 時代

從 2D 到 3D 設計的轉變是一場變革。這場變革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度推動視覺化、改版和打造最佳化設計。這種轉變使企業更直觀、更全面地理解產品功能,反過來又使企業能夠更快推動創新,並更快在市場上推出更高品質的產品。這種轉變不僅引入了新工具,還需要徹底重新思考設計流程。

產品資料管理 (PDM) 時代

隨著 3D 設計實務逐漸成熟,企業也將重心轉移到如何管理更複雜的 2D 工程圖相關 3D CAD 資料的開發及發布工作。這種對控制和最佳化設計資料的重視,轉移了對進一步自動化和增強基於 3D-CAD 的設計流程的注意力。許多製造商對他們在 3D 設計方面的進步感到滿意,因此開始優先考慮產品開發的其他方面。

如此一來,就需要針對製造流程開發、刀具設計和設計模擬等任務做出一系列單點解決方案決策,導致 3D 模型缺乏完整的細節和語意準確性。重要的設計資訊仍然分散在 CAD 資料、2D 工程圖和工程師知識之間,而不是完全整合到模型中。

因此,將設計投入生產所需的完整語意資料會分散在多個來源和系統中,包括 CAD 資料、2D 工程圖、製造系統等。雖然這些決策旨在最佳化特定任務,但如此不僅分散了將產品設計投入全面生產所需的語意資料,而且還分散了整個過程,減緩了創新速度,並使從概念到市場的旅程更加複雜。

PDM 時代的智慧自動化 (IA)

在 PDM 時代,在 AI 成為產品設計領域的流行語之前,Creo 已經是自動化工具的先驅,我們稱這類工具為智慧自動化或 IA。這不僅是要將任務執行自動化,而是要將自動化巧妙地整合到工作流程中,以真正提高效率。早在 AI 進入產品設計領域之前,我們的 IA 工具就能將複雜的流程自動化、簡化工作流程並提高設計生產力。

借助 IA,您可以更聰明地工作,而不是更費力,不但能自動執行重複性任務,還能加快整段設計流程,使您能夠專注於真正重要的事:推動創新並更快在市場上推出您的產品。

只要養成以不同方式使用 Creo 功能的習慣,您就可以利用一系列 IA 功能,顯著提高效率和生產力。Creo Parametric 提供一套種類繁多的 IA 工具,旨在革新您的設計、改版和創新方式。

  • 意圖參考:Creo 中的意圖參考會自動擷取使用者在設計中的幾何意圖,確保模型結構穩固,並在發生變更時以可預測的方式套用更新。這項功能以智慧方式維護相關參考的完整性,減少了手動調整的需要並防止錯誤,簡化了工作流程,並在整段設計過程中提高了設計精度。

 

  • 使用者定義特徵 (UDF):UDF 可讓使用者在多個專案中建立和重用自訂設計元素,以大幅加快設計流程。使用者可儲存和自動重用複雜的特徵群組,無需從頭開始建立,因此能提高一致性和效率。此功能可確保統一套用自訂元素,以縮短設計時間並提高生產力。

 

  • GD&T Advisor:GD&T Advisor 不僅引導使用者完成整段流程,還會自動識別和控制受標準流程公差拘束的元件曲面,以智慧的方式自動套用幾何尺寸劃分及公差設定。這項工具可加快註釋過程,確保符合產業標準,並盡可能減少手動工作,讓使用者能夠專注於設計創新。GD&T Advisor 可簡化日常文件製作並提高準確性,因此能加快從設計過渡到生產的過程。
  • Creo 行為建模延伸功能 (BMX):BMX 消除了手動的重複性任務,以自動處理設計最佳化流程。這項功能可讓使用者定義自動套用的參數化規則和限制、減少工作量、盡可能減少錯誤,並確保設計流程更可靠、效率更高,進而輕鬆實現設計目標。

這些 IA 功能只是 Creo 中嵌入的部分重要強大工具,旨在打造自動化工作流程並適應使用者需求,在整段產品開發過程中提供實質的好處。雖然 IA 可能不會喚起科幻 AI 的未來主義願景,但其影響非常巨大,使您能夠充分發揮 Creo 的功能、減少花在日常任務上的時間,並讓您專注於真正重要的事情:創新和加快產品上市速度。

我與客戶交談後,發現許多人可能並未完全用到 Creo 所有的 IA 功能。我理解企業在疫情後全力恢復元氣和適應新環境時,優先事項可能會產生變化。然而,探索 IA 如何提高效率並提供競爭優勢,是一個寶貴的機會。

即使我們進入產品生命週期管理 (PLM) 時代,我們仍堅定地致力增強 Creo 的 IA 功能。我們瞭解 IA 在最佳化設計流程和支援高效工作流程方面能發揮關鍵作用。在我們整合更複雜 AI 功能的同時,將繼續改進和完善 IA 工具的功能,確保 IA 和 AI 都能成為 Creo 發展過程中不可或缺的一部分。 

產品生命週期管理 (PLM) 時代

現代 3D 產品設計領域已完全進入 PLM 時代。由於客戶越來越希望在整段價值資料流 (從需求到設計、製造、營運和服務) 中利用其產品資料,因此會發生這種轉變。在努力實現這項目標的過程中,公司發現實現此目標需要重新關注如何正確構建核心產品資料。實施基於模型的方法的新承諾在此正好派上用場。只要企業確保發佈給下游利害關係人的所有產品資料在語意上完全正確,就能在整段生命週期中充分發揮其資料的所有潛力。

ePLM 的興起進一步提升了這些能力,將 PLM 擴展到包括製造在內的整個企業,並凸顯了基於模型的方法對順暢整合的重要性。這種方法可確保所有產品資料準確無誤、完整且經過整合,進而推動協同合作和決策過程。ePLM 將 PLM 工具、工作流程和資料擴及所有相關人員,透過基於模型的方式營造多企業協同合作、製造工程、封閉迴圈品質、服務工程和供應鏈規劃相互關聯的環境。這種連接使公司能夠更有效地工作並做出明智的決策。

生成式設計與生成式 AI 的比較

展望未來,我們必須懂得區分兩個經常混淆的詞彙:生成式設計與生成式 AI。

  • 生成式設計:多年來,Creo 憑藉生成式拓撲最佳化 (GTO) 和生成式設計延伸 (GDX) 等工具,一直走在 AI 設計的最前端。GTO 專注於一次解決一項最佳化問題,先為單一查詢提供解決方案,再繼續處理下一項查詢。相較之下,GDX 利用可擴展的雲端服務運算能力,可同時自動探索數百個設計解決方案。兩者都使用 AI 演算法來驅動求解器,根據特定材料、製造和效能需求自主生成最佳化設計,藉此增強設計流程。

GTO 與 Creo Parametric 完全整合,能將設計轉換為豐富的邊界表示幾何圖形,而 GDX 則擴展了這些功能,利用 AI 洞察來評估多種情境。這兩項工具共同協助工程師更有效地探索更創新、高品質且可製造的設計,以降低成本並加快上市時程。

  • 生成式 AI:生成式 AI 是著重於建立文字、圖像和 3D 模型等內容的領域。這項技術利用自然語言處理 (NLP) 和大型語言模型 (LLM) 等技術來促進互動,並生成不同類型的內容。在產品設計領域,生成式 AI 可以利用 NLP 和 LLM 來提供指引、問題的解答和建議,扮演副手的角色。這項支援功能可幫助設計人員應對複雜的挑戰並做出更明智的決策。

生成式設計仍然是 Creo 的核心部分,而生成式 AI 則能進一步增強原本就很重要的 Creo IA 功能。其目的是擴大人類的創造力而不是取代人類,可協助工程師在工作時發揮更高的效率和效果。

AI 和 IA 在 PLM 中的未來

當我們在 PLM 時代擁抱 AI 和 IA 的變革力量時,不只是讓目前的設計實務更完善,也在重新構想產品開發效率和創新的可能性。AI 遠非流行語,而是一種革命性的力量,如果運用得當,可以顯著改善設計過程。然而,許多客戶在尋找 AI 解決方案的過程中,並未充分發揮目前 Creo 中既有智慧自動化工具的優勢。我們鼓勵團隊探索這些提高生產力的機會,並鼓勵管理人員為其團隊提供必要的時間和支援,以有效達成這項目標。

隨著我們深入 PLM 時代,我們必須瞭解其主要目標是讓語意完全正確的資料流經整個價值流。這些豐富的正確資料,是更有效將 AI 應用於設計和其他產品開發階段的基礎。這些資料的存在不僅增強了當前的自動化能力,而且隨著 AI 的成熟,也強化了其潛力。領導階層必須明白,立即採用基於模型的方法不僅可簡化工作流程,還能做好準備讓 AI 在未來推動更大的創新。 

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充分發揮您的產品開發潛能

生成式設計運用雲端運算與人工智慧,協助使用者打造出傳統科技力有未逮的嶄新設計。

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Brian Thompson

Brian 擔任PTC 的 CAD 和工程計算業務部門副總裁暨總經理。在他的領導下,這家擁有 30 年歷史的企業享有高於市場的成長率,並以最高的創新程度來滿足客戶需求。Brian 是 Creo 和 PTC CAD 業務的主要發言人。

在加入 PTC 之前,Brian 曾在多個非連續性製造業從事機電產品開發工作超過 15 年。Brian 擁有六項產品設計專利,其中有許多適用於目前仍在銷售的產品。他曾擔任過代表 PTC 客戶群的各種職務,例如功能工程管理、產品開發管理和技術產品管理。

Brian 擁有紐約州特洛伊市壬色列理工學院 (Rensselaer Polytechnic Institute) 的機械工程學士學位及資訊工程碩士學位。

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