數位化原型

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數位化原型（Digital Prototyping;DP）

　　數位化原型是近年來用於製造業上的新工具。數位化原型或數字化樣機一詞由Autodesk所創。它的目標是將所有幾何形狀和功能特征整合到單一的模型中。因此，與傳統的線性順序相比，數位化原型是一種有利於雙向資訊傳輸的方法。數位化原型的自動化功能讓數據時時更新，確保快速修改，而工程師可以順利的在設計軟體中打開數位模型，確定模型組件的最終形狀和所有關聯組件。因為數位化原型確保了每個部門共用一個單一的數位模型，所以完全不必擔心數據的延續性與準確性問題它是建築過程的數位展示方式來協助數位資訊交流及合作。

　　數位化原型涵蓋了幾何學、物理學、機械、各種零組件的性質、數量及關聯性。數位化原型是一種針對整個終端產品的逼真3D數位模擬，該終端產品是用於產品成型之前對其進行設計、視覺化和類比，能夠減少構建實體原型的必要性。

　　數位化原型是成熟3D CAD技術與主流普及CAE解決方案的融合，是一種產品開發方法。透過模擬、分析和虛擬化，基於單一的產品3D數位模型，在概念設計、結構設計、電氣設計、產品設計數據管理甚至市場宣傳的過程中，創造、檢驗、最佳化和管理設計。

　　數位化原型是對產品生產前的數位化模擬，可用於測試產品的外型、裝配和功能等。藉助於歐特克的數位化模型，製造商可以在量產前對於設計的真實性能進行視覺化、模擬和分析。該流程可以加速產品上市、降低成本，並減少對於昂貴的實機原型的依賴。

　　在歐特克數位化原型解決方案中，Inventor居於最核心的地位。Inventor是目前最普及的3D設計軟體，具備直觀的草圖設計、標準化零部件庫、參數化建模、機電一體化設計、綜合資料管理、3D模擬分析、有限元分析等強大功能，並能夠完全相容使用者現有的各種資料格式。除此之外，Inventor最突出的優勢是易學易用，一般的工程師都能在幾周內快速上手，這個特點有利於企業設計平臺的平滑遷移，保證了數位化原型解決方案的實施速度。

　　除了Inventor，歐特克數位化原型產品家族還包括用於渲染的Showcase、長於工業造型設計的Alias、著名的模流分析軟體Moldflow、在CAE界具備絕對統治力的Algor等等。歐特克通過持續的產品改進、戰略收購、跨平臺整合，將這些燦若群星的設計工具整合進數位化原型解決方案，不斷強化工具集合，提升整體性價比。

　　歐特克數位化原型解決方案，可支援使用工作組創建一個用於整個生產流程的數位化模型，併為概念設計、工程、機械設計、電氣控制設計和製造團隊搭起一座溝通的橋梁，從而解決可能在概念設計、工程和製造等產品開發流程的三個主要階段中發生的不連貫問題。而在全球能源緊縮的同時，歐特克數位化原型解決方案還可協助用戶實現永續性創新，包括節約能源、最佳化材料應用，以減少或杜絕浪費、選擇永續性材料、並將能源作最佳化的應用，以及遵守全球日漸增加，與產品相關的環境規定及自願性標準。

　　由於查詢數位化原型能提供各類適切的資訊，協助決策者做出準確的判斷，同時相比於傳統繪圖方式，在設計初期能大量地減少設計團隊成員所產生的各類錯誤，以至於後續承造廠商所犯的錯誤。電腦系統能用碰撞檢測的功能，用圖形表達的方式知會查詢的人員關於各類的構件在空間中彼此碰撞或干涉情形的詳細資訊。由於電腦和軟體具有更強大的建築資訊處理能力，相比目前的設計的流程，這樣的方法在一些已知的應用中，已經給設計階段帶來正面的影響和助益。

　　數位化原型解決方案使製造工作團隊能夠在Autodesk軟體產品(如Autodesk Inventer)中創建一個可以在所有生產階段中使用的單一數位模型，從而消除了通常存在於概念設計、工程設計和製造團隊之間的壁壘。透過部署數位化原型，企業可以在生產前檢驗產品性能，最佳化化設計方案，減少對物理模型的依賴，從而提高設計效率，有效控制成本，加速產品創新與上市速度，提升競爭優勢。

　　使用Autodesk該製造業解決方案，可以使更好的產品以更低成本更快地投放至市場。在國際上亦有許多成功案例展現，如蘇格蘭的Green Ocean公司，曾採用Autodesk Inventor設計出用於海洋發電的浮動裝置、澳大利亞城市藝術項目設計咨詢公司(Urban Art Projects，簡稱UAP)，於2010年上海世博會的部分景觀設計和澳大利亞堪培拉的員警紀念碑，皆使該公司之專案執行得更有效率。據瞭解，除了上海世博會，其它如德國、奧地利、摩洛哥、澳洲等國家館也採用了歐特克的設計解決方案。

　　業界人士認為，產生上述挑戰的根本原因在於企業應用3D的廣度和深度不夠，沒有真正地將3D設計融入到整個產品開發流程中並最大化發揮作用。為此，歐特克提出超越3D的數位化原型解決方案，為使用者提供用於產品開發各個階段的數位化創新工具和方法論，說明客戶在流程的每一步實現創新。

　　它描繪了這樣一幅場景：以Autodesk Inventor為核心，整合歐特克一系列設計、視覺化和模擬分析工具，將來自產品開發流程中各個階段的設計資料整合進一個由Inventor創建的單一數位模型，為製造商提供從概念設計、結構設計、設計驗證、製造與工藝模擬到用於市場推廣的3D動畫製作等完整的解決方案。

　　無論從理念還是從技術角度，數位化原型解決方案都超出了3D設計範疇，具有革命性意義：

　　其一，數位化原型一勞永逸地解決了資料交互問題，開創性地提出用單一的數位模型貫通整個產品開發流程，說明概念設計、工程設計和生產製造團隊實現全程緊密協同，並基於單一數位模型對設計進行反覆不斷的驗證和修改，最大化避免重複設計，提升設計效率，縮短產品開發週期。

　　其二，數位化原型降低了製造企業對昂貴的物理樣機的依賴，一方面直接降低了製作物理樣機的資金成本，另一方面大幅降低了製造和修改模型樣機的時間成本。

　　其三，數位化原型體現出設計融合的理念，將概念設計、結構設計、機械設計、電氣設計、裝配工藝設計等工作統一起來，實現了“大設計”的概念，並且實現了CAD和CAE的無縫融合。在歐特克的方案中，既包括CAD層面的數位化設計、視覺化，又包括CAE層面的模擬分析，甚至涵蓋數位文檔編製等功能，這些工具和平臺之間能夠無縫相容。

　　Robert“Buzz”Kross強調指出，數位化原型的核心宗旨並不是提升效率和降低成本，而是說明製造企業提高競爭力，以更快的速度地推出更具創新性的高品質產品。他表示，“數位化原型解決方案能夠突破阻礙創新的歷史性障礙——時間、資金、距離和語言，從流程優化、設計協同、資料共用及管理、市場推廣、用戶參與等諸多方面說明製造企業提升競爭力。”