数字化样机探秘之一：前因后果

如果有数字化样机（Digital Prototyping），瓦特发明的可能不是蒸汽机而是效率更高的汽油机，戴姆勒发明的可能不是四轮汽车而是速度的磁悬浮列车，莱特兄弟发明的可能不是螺旋桨飞机而是喷气式飞机。在今天的制造业中，数字化样机正逐步让更多的“可能”变为现实，它真有这样的“神力”？让我们为您揭开它神秘的面纱。

数一数新产品问世的背后曾经有过多少失败
字里行间藏不住的是一声声叹息
化挫折为动力也需要高人指路
样样精通最好省时还能省钱
机械设计电气设计不在话下
探究结构模拟环境分析功能还能虚拟现实
秘密很快揭晓少安毋躁——
1998年，美国西雅图，波音公司总部。
窗外下着雨，工作室里灯光如昼。
几位设计师正在紧张的研制新型超音速飞机。然而他们不像前辈们那样被埋在复杂的工程图纸堆里辛勤绘图，而是熟练使用电脑软件，用数字化的三维模型而非二维图纸进行设计。
还有一点不同的是，对于这些设计师来说，设计并不是等待灵感降临，而是从众多设计方案中选择最优的一个。在设计软件的帮助下，波音公司的设计师提出的可供选择的新飞机方案远远超过了过去8年里所有设计的总和。而如何从众多优秀设计中选择最优秀的，或者优势互补创造一个新方案，却成了一个大难题。
“获得好设计的前提是有足够多的设计作为备选，而关键是识别出其中最好的。”说此话的不是别人，正是设计软件界当之无愧的老大哥——欧特克公司现任CEO，卡尔巴斯。
用传统手工绘图的方案进行设计，备选方案数量和质量都难以保证。多亏欧特克让设计软件普及到几乎每个企业，为设计方案的多样化奠定基础。在数字化的环境中，一个参数的改变就意味着一个新设计的诞生，再通过精确的模拟，科学的验证与分析，逼真的呈现方式，设计决策者将能更好的做出决策。波音公司的设计就是这样诞生的。
那到底怎样做才能找出最好的设计？人们其实更愿意基于直观感受做出判断，这就同我们更愿意去卖场亲自感受那些大件商品，才做出购买决策一样。对于设计来说，决策者希望在一种真实状态下判断一个设计的属性与功能。于是在产品设计制造中就有了样机的概念。
样机，所说的可不是商场里摆出来的样品，而是一项设计在真正进行大规模生产前，为检验设计的可行性，人们按照比例制造出的试验品。设计师可基于这个试验品对其进行各种模拟与仿真，如果符合标准方可进行批量生产。
样机要走向数字化
前文说到在真实状态下判断设计的属性与功能，是设计者进行决策时的标尺。但“真实状态”是设计师们唯一的选择吗？样机是用来检验设计优劣的唯一方法吗？
样机本身并没有什么不好，但是有明显的弊端。比如，制造过程漫长，造价太过昂贵，而且它经常是设计师的梦魇：一旦样机出现问题，设计往往需要从头再来，造成了大量时间、金钱和设计师精力的浪费。更何况，有些设备的设计和制造相当复杂，几乎不可能在制造之前生产样机。
为了摆脱这个困境，节省高昂的样机制造成本，创新首先发生在航天，汽车，大型机床等高端制造领域。数字化样机诞生了。
数字化样机就是对最终产品的数字仿真，设计师可以用数字化的方式模拟、仿真，并验证各种功能和设计，而无须制造物理的样机。
请设想自己站在一台复杂的机械装置面前——那也许是个飞机发动机，也许是台多功能的打印机，或许是个电动剃须刀——按下START，面前的机械开始运转，齿轮、轴承、传送带，每一个零件精密的运转，不差毫厘。你可以直观地看到每个部件的位置、速度、加速度、受力、摩擦，并且可以调整设计参数，静观其变——而这一切，不需要一钉一铆，完全在软件上实现。
你会说，看起来数字化样机好像不那么复杂，为什么不推而广之。但实际上，数字化样机长期确实只是大型企业的专利，中小规模的企业依然使用粘土来造型，采用纸质文件保存文档，通过电话、传真和邮件来实现设计协作，设计定量远远高于安全标准以确保产品质量。因为对于多数制造业企业而言，要制造和测试真正的数字化样机，所需软件工具的预算大大超出了他们的能力，而且应用水平低，需要大量技术培训才能让数字化样机真正发挥作用。
一个单斗装载机的数字化样机，采用AutoCAD Inventor设计，Autodesk 3ds Max渲染
让数字化样机走向普及的依然是欧特克。1982年凭借AutoCAD一举成名后，欧特克逐步涉足工程与建筑、制造、传媒娱乐以及地理空间等诸多领域，为全球超过九百万用户提供普及型的设计解决方案。
欧特克整合并优化了其面向制造业的产品，形成基于数字化样机理念的解决方案。现有解决方案不仅支持产品造型的概念设计，产品三维数字模型的创建，还可对这个三维数字模型进行模拟和分析，包括运动仿真、应力分析等。除了产品设计的数字化，欧特克的解决方案具有工厂自动化和数据管理的功能。
欧特克让数字化样机走向普及，让所有制造企业——无论大小——在虚拟的现实中体验真实的设计