创成式设计：CAD中的智能设计革命

创成式设计：CAD中的智能设计革命

创成式设计是一种在一定约束条件下自主生成大量备选设计方案的CAD工程应用程序功能。它无需工程师的持续指导或参与，可以让他们将更多精力投入到其他任务上。生成设计后，工程师可以从中选择想要深入探索的设计。这种方法可以加快设计流程，且无需工程师的时刻关注。

计算机辅助设计(CAD)中的创成式设计是一种创新方法，涉及使用算法和人工智能(AI)根据指定的参数和约束条件生成多个设计方案。它使设计师和工程师能够探索各种潜在的解决方案，并针对各种目标优化设计，例如减轻重量、提高材料效率、降低成本和增强性能。CAD中的创成式设计对于复杂的工程挑战特别有价值，因为传统设计方法可能会受到时间、资源或人的创造力等因素的限制。通过利用计算能力和生成式工程算法，创成式设计可赋能设计师创建优化的创新解决方案，突破产品设计和工程的界限。

CAD中创成式工程的主要特点

创成式设计中的算法优化

创成式设计算法能够分析输入参数，例如功能要求、材料属性、制造约束和性能标准，从而生成设计解决方案。

创成式设计中的迭代探索

设计师可以快速高效地探索多种备选设计方案。创成式设计工具通常会生成大量设计方案，设计师可以根据特定标准对这些方案进行评估。

创成式设计中的复杂几何图形

创成式设计通常会生成复杂的几何形状和结构，而这些形状和结构可能难以手动构思。这些设计可以充分利用增材制造（3D打印）等先进制造技术的潜力。

创成式设计中的多学科优化

创成式设计可以优化多个学科的设计，例如结构分析、流体动力学、热管理和电磁仿真，从而实现满足各种标准的高性能。

创成式设计中的“人在环”

虽然创成式设计算法可以自动生成备选设计方案，但人类设计师在明确设计要求、评估生成的设计方案和优化最终设计方面发挥着至关重要的作用。

创成式设计中的设计空间探索

创成式设计允许设计师探索整个设计空间，发现使用传统设计方法可能考虑不到的创新解决方案。

创成式设计中的参数化建模

创成式设计通常利用参数化建模技术，通过定义和控制设计参数生成备选设计方案。

创成式设计和拓扑优化

创成式设计支持许多关键功能，例如拓扑优化，用于执行结构仿真和消除材料空白区域的载荷重量。西门子的NX 12是一款创成式设计软件，嵌入了基于收敛建模技术的拓扑优化功能，该技术可利用小平面和B-rep数据的组合实现统一的3D建模功能。这样可以制造出更轻的组件，而不会影响设计意图或完整性。

为工程师提供创成式设计与小平面建模技术

创成式设计是一种CAD工程软件功能，通过设计师与人工智能算法协同，生成并评估针对一个产品创意的数百种潜在设计方案。如要进行创成式设计，首先要确定项目的目标和约束条件，包括但不限于设计参数，例如：

• 产品尺寸或几何尺寸
• 容许载荷和工作条件
• 目标重量
• 材料
• 制造方法
• 单位成本