数位化原型

数位化原型（Digital Prototyping;DP）

　　数位化原型是近年来用于制造业上的新工具。数位化原型或数字化样机一词由Autodesk所创。它的目标是将所有几何形状和功能特征整合到单一的模型中。因此，与传统的线性顺序相比，数位化原型是一种有利于双向资讯传输的方法。数位化原型的自动化功能让数据时时更新，确保快速修改，而工程师可以顺利的在设计软件中打开数位模型，确定模型组件的最终形状和所有关联组件。因为数位化原型确保了每个部门共享一个单一的数位模型，所以完全不必担心数据的延续性与准确性问题它是建筑过程的数位展示方式来协助数位资讯交流及合作。

　　数位化原型涵盖了几何学、物理学、机械、各种零组件的性质、数量及关联性。数位化原型是一种针对整个终端产品的逼真3D数位模拟，该终端产品是用于产品成型之前对其进行设计、视觉化和类比，能够减少构建实体原型的必要性。

　　数位化原型是成熟3D CAD技术与主流普及CAE解决方案的融合，是一种产品开发方法。透过模拟、分析和虚拟化，基于单一的产品3D数位模型，在概念设计、结构设计、电气设计、产品设计数据管理甚至市场宣传的过程中，创造、检验、最佳化和管理设计。

　　数位化原型是对产品生产前的数位化模拟，可用于测试产品的外型、装配和功能等。借助于欧特克的数位化模型，制造商可以在量产前对于设计的真实性能进行视觉化、模拟和分析。该流程可以加速产品上市、降低成本，并减少对于昂贵的实机原型的依赖。

　　在欧特克数位化原型解决方案中，Inventor居于最核心的地位。Inventor是目前最普及的3D设计软体，具备直观的草图设计、标准化零部件库、参数化建模、机电一体化设计、综合资料管理、3D模拟分析、有限元分析等强大功能，并能够完全相容使用者现有的各种资料格式。除此之外，Inventor最突出的优势是易学易用，一般的工程师都能在几周内快速上手，这个特点有利于企业设计平台的平滑迁移，保证了数位化原型解决方案的实施速度。

　　除了Inventor，欧特克数位化原型产品家族还包括用于渲染的Showcase、长于工业造型设计的Alias、著名的模流分析软体Moldflow、在CAE界具备绝对统治力的Algor等等。欧特克通过持续的产品改进、战略收购、跨平台整合，将这些灿若群星的设计工具整合进数位化原型解决方案，不断强化工具集合，提升整体性价比。

　　欧特克数位化原型解决方案，可支援使用工作组创建一个用于整个生产流程的数位化模型，并为概念设计、工程、机械设计、电气控制设计和製造团队搭起一座沟通的桥梁，从而解决可能在概念设计、工程和製造等产品开发流程的三个主要阶段中发生的不连贯问题。而在全球能源紧缩的同时，欧特克数位化原型解决方案还可协助用户实现永续性创新，包括节约能源、最佳化材料应用，以减少或杜绝浪费、选择永续性材料、并将能源作最佳化的应用，以及遵守全球日渐增加，与产品相关的环境规定及自愿性标准。

　　由于查询数位化原型能提供各类适切的资讯，协助决策者做出准确的判断，同时相比于传统绘图方式，在设计初期能大量地减少设计团队成员所产生的各类错误，以至于后续承造厂商所犯的错误。电脑系统能用碰撞检测的功能，用图形表达的方式知会查询的人员关于各类的构件在空间中彼此碰撞或干涉情形的详细资讯。由于电脑和软件具有更强大的建筑资讯处理能力，相比目前的设计的流程，这样的方法在一些已知的应用中，已经给设计阶段带来正面的影响和助益。

　　数位化原型解决方案使制造工作团队能够在Autodesk软件产品(如Autodesk Inventer)中创建一个可以在所有生产阶段中使用的单一数位模型，从而消除了通常存在于概念设计、工程设计和制造团队之间的壁垒。透过部署数位化原型，企业可以在生产前检验产品性能，最佳化化设计方案，减少对物理模型的依赖，从而提高设计效率，有效控制成本，加速产品创新与上市速度，提升竞争优势。

　　使用Autodesk该制造业解决方案，可以使更好的产品以更低成本更快地投放至市场。在国际上亦有许多成功案例展现，如苏格兰的Green Ocean公司，曾采用Autodesk Inventor设计出用于海洋发电的浮动装置、澳大利亚城市艺术项目设计咨询公司(Urban Art Projects，简称UAP)，于2010年上海世博会的部分景观设计和澳大利亚堪培拉的员警纪念碑，皆使该公司之专案执行得更有效率。据了解，除了上海世博会，其它如德国、奥地利、摩洛哥、澳洲等国家馆也采用了欧特克的设计解决方案。

　　业界人士认为，产生上述挑战的根本原因在于企业应用3D的广度和深度不够，没有真正地将3D设计融入到整个产品开发流程中并最大化发挥作用。为此，欧特克提出超越3D的数位化原型解决方案，为使用者提供用于产品开发各个阶段的数位化创新工具和方法论，说明客户在流程的每一步实现创新。

　　它描绘了这样一幅场景：以Autodesk Inventor为核心，整合欧特克一系列设计、视觉化和模拟分析工具，将来自产品开发流程中各个阶段的设计资料整合进一个由Inventor创建的单一数位模型，为製造商提供从概念设计、结构设计、设计验证、製造与工艺模拟到用于市场推广的3D动画製作等完整的解决方案。

　　无论从理念还是从技术角度，数位化原型解决方案都超出了3D设计范畴，具有革命性意义：

　　其一，数位化原型一劳永逸地解决了资料交互问题，开创性地提出用单一的数位模型贯通整个产品开发流程，说明概念设计、工程设计和生产製造团队实现全程紧密协同，并基于单一数位模型对设计进行反复不断的验证和修改，最大化避免重複设计，提升设计效率，缩短产品开发週期。

　　其二，数位化原型降低了製造企业对昂贵的物理样机的依赖，一方面直接降低了製作物理样机的资金成本，另一方面大幅降低了製造和修改模型样机的时间成本。

　　其三，数位化原型体现出设计融合的理念，将概念设计、结构设计、机械设计、电气设计、装配工艺设计等工作统一起来，实现了“大设计”的概念，并且实现了CAD和CAE的无缝融合。在欧特克的方案中，既包括CAD层面的数位化设计、视觉化，又包括CAE层面的模拟分析，甚至涵盖数位文档编制等功能，这些工具和平台之间能够无缝相容。

　　Robert“Buzz”Kross强调指出，数位化原型的核心宗旨并不是提升效率和降低成本，而是说明製造企业提高竞争力，以更快的速度地推出更具创新性的高品质产品。他表示，“数位化原型解决方案能够突破阻碍创新的历史性障碍——时间、资金、距离和语言，从流程优化、设计协同、资料共用及管理、市场推广、用户参与等诸多方面说明製造企业提升竞争力。”