工业软件（CAD）：PTC新产品Creo 8.0深度解析

2021年中国经济逐渐企稳，市场竞争再度活跃，产品研发塑造企业核心竞争力备受企业管理层关注。产品的设计和制造团队比以往任何时候都更需要在不牺牲创新或者是质量的前提下，更加有效，更加经济的打造产品。PTC作为三维设计软件、PLM、物联网增强现实平台的领跑者，旗下的3D计算机辅助软件Creo提供了当今市场上具有较大可扩展性的3D CAD产品开发包和工具。

为了进一步的帮助企业的产品设计研发团队加速产品的设计进程，设计更出色的产品，PTC推出了全新一代的三维CAD设计软件——Creo 8.0，实现了产品设计的最初阶段，无缝过渡到制造及后续的阶段。Creo强大成熟的功能也很好地融合了新的技术，例如人工智能、增强现实、并行计算、增材制造和IOT，帮助设计者更快的迭代设计，降低了成本，并改善了产品的品质。Creo 8.0在可用性和效率上也有显著的提高，同时为基于模型定义及增材制造减材制造增加了全新的工具。

在全球化竞争白热化的时代里，组成产品经久不衰的基因至少有两点：1）是持续的提升用户体验；2）是持续的技术创新。在工业软件领域，PTC从1985年公司起步，到如今已经有30多年的历史，实现技术创新最简单的一个答案就是引领或者紧跟技术浪潮。

上图其中标黄的部分跟CAD软件都非常有关联。比如说3D打印、人工智能、高性能计算和物联网的技术等。其中可以看到几个明确的方向如下图：

AI智能设计、高性能计算、面向3D打印、AR体验、IOT互联设计、SaaS云化

更重要一点是这些技术融合之后，我们创造的这些数据可以能在一个共享的平台上自由流动，并且可以实现复用。Creo在这些领域中，在CAD工业里引领了整个行业的浪潮。在新兴技术领域，Creo 8.0有四大领域的增强。

（一）增强用户体验，提升建模效率

1、UX增强

1）Creo 8.0 着重改进了仪表板的交互的方式，可以显示多对话框。

2）基准平面可着色，直观显示。

3）主体面组可选择透明色或增强显示。

2、模型树增强

我们现在看到的是一个灯的壳体的设计过程，左边模型树上出现了一些特别的设计对象或者设计项，Creo 8.0可以进行分组，将设计过程中的线、面等分门别类放入设计项下面。设计线形成的树也可以单独分离，与传统模型树区别开来。

因为模型树描述了模型创建的历史，设计项与模型树的分离可以使我们更好的查找、使用与理解我们的模型。

3、可视化历史主体

通过显示快照这种方式，可以快速的了解到任何一个曲面背后的组成部分，查看他们是通过裁剪、相交、剪切还是延伸等等过程形成的复杂形状。以往理解这个曲面的构造，要很详细的查看建模历史，很费时费力，但是现在一键就可以完成。同时我们也可以对之前的特征直接复用而无需了解其构造历史。

4、孔特征

除了曲面之外，我们在用户体验上面大大增强了对孔的功能。在工业产品设计当中有大量的孔的，比如车架、风机底座等。那么在8.0里面我们可以批量的生成孔特征，同时孔也支持轻量化的表示。同时我们也支持了很多螺孔的新标准，包括NPT、SO等。

5、整体化处理外购件

6、渲染

渲染过程支持英伟达GPU并行计算，与CPU相比效率成倍提升。同时支持降噪的功能，动态渲染的时候，可以调整模型，效果更好。

7、其他

（二）跟踪前沿技术，关注软件应用性

1、符号功能

Creo 8.0着重提升了符号领域的功能。首先Creo拥有一个全新的符号库，可以选到常用的各种符号，同时支持自定义，通过拖拽可以实现放置。

同时对于焊接来讲，对焊接特征更新后，会自动更新为对应符号，同时通过语义查询，也可以确定焊接相关面。将简单的文本描述变成实际语义。

2、标注功能

标注功能从形位公差拓展到装配，提高正确率。可以在标注环境中直接补充尺寸。对于历史模型可以提供标注检查，并进行批量处理。

3、独立注释

通过组的方式，可以一次选择多个曲面。

4、工程草绘

可以直接在二维图环境里面修改或者创建二维图纸，而且图形完全受控于尺寸。通过捕捉导向键，可以自动识别关键位置。

1、仿真驱动设计

创新设计背后整合的是人工智能的技术，在上一个版本里面就已经推出了。实时仿真功能能推出时间还要更早，背后集成ANSYS仿真引擎。8.0版本着重提升了实时仿真在流体分析的能力，在上一版本瞬态能力后又一大提升。

同时还可以来定义探针，对局部某一个位置参数进行测量，比如速度、温度，流量等等。通过CREO可以迅速进行实时仿真，不需要使用者具备高难的CFD知识。同时仿真结合了模型，在模型有更改的时候可以及时反映。

除了实时仿真，CREO还拥有结合线性和非线性的能力。这个功能在上一个版本就推出，但在8.0版本着重进行网格的控制提升。现在对于网格的控制可以拉到特征树上。也可以在流程管理中看到网格，并进行修正。

2、创成式设计

创成式设计（Generative Design）是通过编写算法和程序来设计的过程，是一个人机交互、自我创新的过程。具体来说由设计师选择生成模型的策略、编写算法，以人机交互的参数化建模，根据客观的设计目标，结合仿真、优化方法，直到获得最优化的设计。

创成式设计方法完全不同于传统CAD的手工建模方法，创成式设计是通过编写算法和程序来设计的过程，可见的模型是执行算法和程序的结果。为了编写设计程序，设计者必须知道如何分解设计逻辑，并且必须选择适当的编程元素来表示基本部分以及这些部分之间的关系。这些程序跟其他的计算机程序一样，是按照一定的规则逻辑编写的，其中有一些基础算法或特别专业的算法可能是别人编好的，在设计师编制自己的模型生成算法时调用即可。

创成式设计是通过编程进行的，设计师们的设计思维模式和工作过程也更像是一个程序员。他们不再需要在脑子里想出具体的形象，而是需要围绕任务、设计目标、功能、约束、几何关系、变形规则等等，厘清它们的关系，并且可以用规则来描述它们，这一描述规则的过程我们可以称为基于模型的系统工程（MBSE）。

1）自动创建设计域包络

首先的一个改进在于自动计算设计区域。只需要提供零件和零件接口位约束条载荷等，软件就会自动为我们设计出一个几何空间，这有别于传统的同步优化技术，传统方法要求我们必须有制定形状。但手动模式也可以同时使用。

2）脱模角控制

通过增加可控的脱模角、控制最小圆角半径，实现对铸造工艺更好地支持。

3）异步控制

操作过程中可以使得创成式设计与其他操作同时进行。

从4.0版本开始，我们就在增材制造领域进行了很多投入，在8.0版本主要在4个领域有所增强。

1、增材制造

通过仿真结果来构建晶格。

打印方向优化：对设计师打印方向的选择提供建议，在优化过程中赋权，实现多目标优化过程。

2、减材制造（传统数控加工）

在8.0里面引入了5轴的高速加工，能支持粗加工材料粗加工以及去毛刺。快速的从三轴切换成五轴。由此可以很好地提升加工效率、表面光洁度，延长刀具寿命。