创成式设计将激发设计师通过手动建模不易获得的思想灵感，创造出拥有不寻常的复杂几何结构设计作品。3D打印技术由于可以将复杂的设计转化为现实，注定已成为创成式设计的“好伙伴”。
其中人工智能会针对工程师设置的参数和功能目标优化设计。工程师设置载荷，材料约束和边界条件，确定其功能目标，通过创成式算法优化设计空间内的材料布局，以满足这些工程师设置的目标并最大化性能。本期，3D科学谷与谷友通过创成式设计的一些案例，来领略创成式Generative时代的到来！本期Highlight的软件工具是PTC的Creo创成式设计软件和Ansys的Discovery软件。
创成式设计
© 3D科学谷白皮书
快速迭代设计
PTC的Creo Generative Design创成式设计：利用云，该软件使用户能够创建优化的设计概念，同时快速探索和测试大量设计迭代。它根据用户设置的设计参数突出显示最符合用户目标的迭代。在 Creo 设计环境中，该软件很短的时间内生成高质量、低成本和可制造的设计。
PTC于2018年收购了创成式设计软件公司Frustum，功能强大的AI组件是Frustum技术不可或缺的组成部分，它可以自我学习和演进，并最终执行关键任务，Frustum的拓扑优化设计技术是对PTC Creo产品组合的变革性补充。Frustum的亮点包括：
- 在设计的早期阶段为设计师提供有价值的反馈
- 同时针对多个目标优化设计，为设计人员提供多种新颖的设计选择，使公司能够大幅缩短工程周期
- 修改设计以管理多项要求和约束条件、物理性能、材料可用性、制造工艺和设计目标
- 使用其他洞见（包括成本核算、供应链和质量数据）自动测试设计结果
根据3D科学谷，与基本拓扑优化相比，创成式设计的主要优势之一是能够针对不同的制造技术进行优化。创成式设计与仿真结合的力量不止于制造优化，这种方法还可以围绕各种功能目标进行优化，包括材料、强度、传热、流体动力学和重量。而且，从纯粹的商业角度来看，附加到实时市场信息的创成式设计方法可以考虑成本约束。最后，创成式式设计会找到能够最有效地平衡这些相互约束目标的解决方案。
PTC的Creo创成式设计软件
© PTC
Creo 基于云的创成式设计扩展已完全集成到 CAD/PLM/模拟环境中。其他软件解决方案需要导入和导出载荷工况和几何图形。PTC 的解决方案完全集成到 Creo 中，无缝衔接从概念到模拟再到生产的任何设计工作流程。
近乎实时的洞察力
设计师能够为设计探索获得近乎实时的洞察力——类似于 ANSYS Discovery 如何利用其基于 NVDIA CUDA 的 GPU 加速求解器将仿真时间从几天缩短到几分钟。 Discovery 是 Ansys 推出的一款功能强大的软件，具有该公司所谓的“仿真驱动设计”功能。
通过人工智能，CAE可以更好地管理耗时的模拟任务，例如几何准备、网格划分、结果数据的管理以及识别大量后处理数据中的趋势和异常。
Ansys Discovery 使工程师能够迅速通过拓扑优化和其他优化路径，直接评估组件的数百种潜在形状。Discovery 是具有拓扑优化功能的3D仿真软件，适合除了设计之外还需要具有气流、流体流动或热管理等功能的电机、硬件和机械零件设计。Discovery在单一平台中结合了即时物理模拟和交互式几何建模。
© Ansys
案例：Techfit数字化手术公司主要制造支持骨骼愈合的植入物。每个患者的需求都是独一无二的，该公司使用 Ansys Discovery 探索不同的设计场景。工程师从患者独特的扫描数据（CT、MRI）入手，并为其设计数字化支持。然后，通过Ansys软件可以验证这些定制支撑是否符合所需的机械标准。
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