PTC收购Frustum引入拓扑优化设计能力

寂静回声

根据Businesswire，PTC (NASDAQTC)近日宣布收购创成式设计软件公司Frustum Inc.，收购价格约7,000万美元。Frustum的拓扑优化设计技术是对PTC Creo产品组合的变革性补充。

人工智能与拓扑优化
Frustum总部位于科罗拉多州博尔德，提供具有专利的桌面和基于云的拓扑优化工程软件，使设计师和工程师能够突破个人经验的局限，在强大的AI功能引导下发现高性能的下一代产品设计。
PTC总裁兼首席执行官Jim Heppelmann表示：“PTC的此次收购将进一步拓展创新的边界。Creo是PTC整体战略的核心，来自ANSYS以及随后Frustum的嵌入式功能势必将Creo提升到设计和仿真领域的领先地位。CAD行业正在随着增强现实/虚拟现实、高性能计算、物联网、AI和增材制造等突破性新技术的出现而复兴，而PTC则致力于引领这一浪潮。”
收购Frustum是对2018年6月在LiveWorx上宣布的PTC与ANSYS战略关系的补充，它将分析引向上游，直至设计过程的最初阶段。借助Frustum和ANSYS的嵌入式功能，Creo将能够使用创成式设计推荐设计方法，利用ANSYS Discovery Live引导用户完成迭代设计过程，并最终使用更广泛的ANSYS Discovery套件大规模验证完整的产品设计。在将这些功能嵌入Creo后，工程师将能够以前所未有的能力快速推动产品创新。
IDC产品创新项目总监Jeff Hojlo表示：“此次收购对PTC及其客户来说是顺理成章的一步。AI和机器学习(ML)作为未来最具影响力的两项技术，得到了广泛讨论。对于设计、工程和研发而言，用AI和ML来补充开发过程所带来的潜在积极影响令人惊叹：降低质量成本（目前为一般制造商年收入的20-25%），提高产品成功率（当前的成功率仍然很低，超过80%的产品都会失败），并且通过在第一时间精确满足客户需求而缩短上市时间和创收时间。”
- 拓扑优化的强大之处
通过拓扑优化，工程师可以交互方式指定其设计的功能要求和目标，包括首选材料和制造工艺——甚至可以指定关键设计参数，这些参数会考虑采购决策、制造能力、供应链状态和各地区所需的产品差异。然后，系统使用AI和强大的高性能计算技术来提供可作为起点或最终解决方案的设计备选方案以供考虑。由于打破了人类想象力和经验的限制，工程师将能够与技术进行交互，从而更快地打造出卓越的设计和创新的产品。
拓扑优化对PTC庞大的客户群很有吸引力，因为他们正在想方设法：
- 提高工程生产力
改进创新和概念设计探索

• 开发更高性能的设计，让产品更轻量、更耐用
• 优化新产品以提高可制造性、降低材料成本和缩短制造周期时间
• 创建针对增材制造而经优化的复杂几何形状
• 更快地交付更好的产品
  

-人工智能的影响
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，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
• 使用其他企业洞见（包括成本核算、供应链和质量数据）自动测试设计结果
  

Frustum公司的起源是来自美国哥伦比亚大学毕业的Jesse Blankenship越来越不满意可用的软件选项，于是他创立了Frustum公司，并推出了基于云的拓扑优化软件Generate。
视频中通过Frustum的Generate拓扑优化软件，对零件的材料分布进行了优化，最终在实现零部件功能的前提下保留尽可能少的材料。此外，通过光滑和混合表面的处理降低应力。由Frustum 软件生成具有适合3D打印的几何形状的模型。
Generate的市场定位是为设计者的传统设计提供并行的多种拓扑优化过程以提升性能且易于3D打印。换句话说设计人员可能不需要十分精通设计，甚至完全不明白拓扑优化是怎么回事，只需要往Generate的平台上上传一个现成的设计，其余的事情交给Generate平台了，经过系统的计算，设计人员可以很轻松的拿到满足产品性能要求的最终优化设计，Generate还获得了西门子的风险投资资金。
Generate使用的是亚马逊网络服务（AWS）的云平台，所有的数据都是加密的。手上有大量的计算资源，也意味着Generate平台可以执行“大规模定制化的质量优化”设计师可以通过Generate企业API，简单地设置一个Generate工作流程。Jesse Blankenship认为这将真正使设计师们做他们原来不能做的事情。
值得一提的是Generate平台是为制造业的设计所服务的，平台所产生的无缝设计特点使的产品轻松获得最佳的刚性，并且在不同载荷下分配材料。光滑和混合的表面，减少重量，并尽量减少应力集中，从而使设计优化完成后就适应增材制造，而不需要手动重新设计。
根据3D科学谷的市场观察，除了包括Altair等老牌的拓扑优化软件提供商，与Frustum 软件类似的创业企业不断的出现，还有一家叫ParaMatters的公司推出的CogniCAD可以快速实现极其轻量化的结构，通过拓扑优化和应用点阵结构等轻量化建模方法可以自动生成高性能、轻量化的三维模型，并且适合用于增材制造的方式来制造。ParaMatters将CogniCAD成为创成式设计平台。使用CogniCAD，首先将CAD文件导入平台，然后定义加载和设计标准。几分钟之内，用户就可以获得验证并可以进行3D打印的拓扑优化设计，所有CogniCAD生成的设计都可以使用增材制造直接生产。
当然，市场上通常把拓扑优化（Topology Optimization）与创成式设计（Generative Design）很多场合二者都是混为一谈的，但细究起来创成式设计（Generative Design）是根据一些起始参数通过迭代并调整来找到一个（优化）模型。拓扑优化（Topology Optimization）是对给定的模型进行分析，常见的是根据边界条件进行有限元分析，然后对模型变形或删减来进行优化。
创成式设计（Generative Design）是一个人机交互、自我创新的过程。根据输入者的设计意图，通过”创成式”系统，生成潜在的可行性设计方案的几何模型，然后进行综合对比，筛选出设计方案推送给设计者进行最后的决策。
通俗理解创成式设计是一种通过设计软件中的算法自动生成艺术品、建筑模型、产品模型的设计方法。创成式设计是一种参数化建模方式，在设计的过程中，当设计师输入产品参数之后，算法将自动进行调整判断，直到获得最优化的设计。