误解：拓扑优化不是真正的生成设计
误解：拓扑优化不是真正的生成设计撰写者： Jesse Coors-Blankenship
[*]计算机辅助设计
[*]5/21/2019
[*]阅读时间：5分钟
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如果您要使用CAD软件进行产品设计和开发，那么您可能会熟悉拓扑优化，这是一种优化形状以解决多个功能目标的方法。拓扑优化占用3D设计空间，并减少其中的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，它会产生仅受可用设计空间约束的零件或系统的单个最佳形状。但是拓扑优化并不是一个新概念。多年以来，工程师一直使用这种方法在3D模型中找到最佳的材料分布，以满足他们的目标，例如减少质量，避免共振模式或最小化热应力或变形。那么，领先的工业设计企业如何在2019年更快，更智能地设计和设计产品呢？他们正在寻找基于拓扑优化的新技术，以设计未来的产品。输入生成设计。生成设计是一种根据一组系统设计要求自动生成最佳设计的方法。借助生成设计，工程师可以交互地指定其功能要求和设计目标，包括首选的材料和制造工艺，并且生成引擎将自动生成可用于制造的设计。最终结果是能够与技术进行交互，从而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，但是市场上普遍存在误解，即两者是同义词。由于这些术语通常可以互换使用，因此可能会造成混乱和模棱两可。让我们仔细看一下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年代问世以来，拓扑优化已用于在给定的功能使用条件下为设计得出最佳的材料分布。这是一种算法，可减少现有对象的材料，使其仍然按照其原始设计意图运行。它一直是工程团队中的压力分析人员而非设计人员使用的工具。生成设计是一个较新的概念，它扩展了使用包括拓扑优化在内的技术的可能性范围。生成设计使设计人员可以利用拓扑优化之类的技术。通过生成设计，可以指定虚拟设计的要求，并且软件将计算出满足指定要求的所有设计可能性。简而言之：拓扑优化仅基于功能目标，约束和负载即可收敛于单个解决方案，一次只能解决一个解决方案。生成式设计可同时开发多个解决方案，以基于功能和非工程需求融合为一组最佳解决方案。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，拓扑优化充当了生成式设计的“垫脚石”，以直接达到设计的最佳体现。这是生成设计的必要组成部分。生成设计有助于下一代CAD的设计日益数字化的生态系统的发展涉及对创新技术的投资，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将其称为数字化转型的三大支柱 。对于设计和工程而言，生成式设计的影响是巨大的-从一开始就通过准确满足客户产品的需求来提高产品成功率，上市时间和收益时间。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，这很大程度上是通过我们的生成设计解决方案的AI组件完成的。AI通过发展并最终增强人类理性的设计能力来辅助生成设计过程。示例包括：
[*]在设计初期就向设计师提供有价值的反馈
[*]使各级工程师都能更快地找到更好的解决方案，从而提高生产率
[*]以人类设计师不容易生产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AI驱动的生成设计来增强基于人的产品设计，使工程师能够获得以前无法实现的高度差异化解决方案。最后的想法尽管拓扑优化和生成设计具有相同的目标（即在给定一组特定要求的情况下提供最佳设计），但这两种技术却存在明显差异。生成式设计建立在拓扑优化的基础上，以提供更智能，更快，更具创新性的解决方案。简而言之：它突破了当今生产高性能和现成设计的可能性的界限。标签：
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关于作者杰西·库尔斯（Jesse Coors）Jesse Coors-Blankenship是PTC技术高级副总裁。杰西（Jrust）是Frustum的前首席执行官，他开创了生成设计技术，该技术利用人工智能和新的几何数学表示法使生成设计实用。在PTC，他致力于将Frustum在生成设计方面的开拓性工作引入CREO CAD平台。Frustum和PTC一起将改变为更高复杂性未来设计产品的方式。
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