2023年CAD市场五大趋势预测

云计算
训练有素的设计师使用共享流程将消除混乱、加速设计迭代、提高质量,并推动更高水平的合作和创新。最终,公司希望更高效、更有生产力的工程师能够创造出高质量、可直接制造的设计,这些设计在价值链的上下游都可以重复使用并具有关联性。

在2023年,CAD市场继续由制造商的需求驱动,以应对独特的宏观经济趋势。有趣的是,我们看到这些趋势在COVID-19大流行期间加速发展,以不同的方式影响企业和小型公司。

 今天,我们处在一个高度通货膨胀的环境中。原材料和零部件比以往任何时候都要昂贵,有据可查的供应链限制继续影响着制造商。另一个重要的宏观趋势是美元相对于欧元的优势。随着欧元的疲软,用欧元购买原材料的制造商感到巨大的利润压力,而那些在欧洲销售产品但通常以美元做生意的制造商则看到收入受到重大影响。最终,这影响到了收益,这可能会引发制造商为发展其业务而可能制定的各种投资计划的变化。

再加上其他宏观政治挑战,这两种趋势正在围绕2023年的经济前景产生不确定性。虽然这一波不确定性必将影响整个市场,但企业和中型公司更具备适应风险的资源。这些公司知道,如果他们想利用不可避免的反弹,他们需要继续投资度过衰退期。事实上,在COVID-19大流行期间,企业和中型企业基本上保持甚至增加了他们的产品开发支出。较小的公司往往利润较低,财务缓冲较少,影响上游成本的能力也较弱,所以他们在那段时间对增量支出更加谨慎。如果这些宏观趋势继续下去,我们预计在整个2023年将看到小型公司的支出减少。

进入2023年,我们看到产品开发的5个主要新兴趋势。

1.采用仿真驱动的设计

2.利用新兴技术实现创新

3.在设计过程中推动数字主线

4.利用云计算和SaaS的优势

5.投资于培训

趋势1:采用仿真驱动设计

在2023年,我们预计将看到仿真驱动设计(SDD)在市场上的持续发展势头。我们希望看到设计师和工程师在整个设计过程中继续扩展仿真技术,而不是主要在设计过程的最后阶段应用仿真技术。这种 "左移 "在战略上将仿真置于产品开发过程中最早的实际位置。这使企业能够通过在设计过程的早期做出更多的知情决定来创造更高质量的设计和更好地控制成本。此外,通过允许公司使用数字测试来探索更多潜在的设计,它能够实现更大的创新。正是这种高质量、更具创新性、更具成本效益的设计的诱人组合,加上实时仿真等新的用户友好技术,正在加速SDD的采用。

多年来,公司一直想采用SDD的做法,但不连贯的工具和破碎的流程阻碍了这些努力。扩大仿真工具的使用仍然是一个需要工作和承诺的过程变化,就像其他任何变化一样。直接集成到设计师和工程师已经在使用的CAD工具中的仿真技术的引入,正在消除采用的最大障碍。设计师和工程师现在既可以使用原生的CAD模型,也可以在他们目前的设计过程中使用仿真工具。正是这种深度整合实现了数字主线。有了这种集成,SDD期间的变化和更新会立即反映在数字主线的记录中。这一点特别重要,因为它在整个价值链中强化了 "单一真理源 "的权威性——通过防止错误来创造一致性,并通过减少流程周期来确保效率。

因此,我们看到获得这些技术的新客户持续增长,更重要的是,大大小小的公司在现有客户中更广泛地采用和扩大。公司正受益于更大的灵活性,能够快速验证和推进设计,提高质量,提高上市速度,并以更高的信心进行设计。客户也在用仿真技术探索更多的设计概念,而不是用昂贵的原型,从而创造出更多的可能性来交付更多的最佳产品。

趋势2:利用新兴技术实现创新

新的设计技术,如生成设计和增材制造,正在推动产品开发的创新。这些技术大大拓宽了如何实现一组特定设计目标的潜在解决方案空间。简而言之,可能性的领域更广;可能的艺术也更大。虽然许多大公司正在试验并将这些新技术整合到他们的工作流程中,但正是那些更小、更灵活的公司在引领潮流。

生成式设计算法是没有偏见的,不受人类思维过程的影响。用户定义设计问题,而引擎确定一系列的最佳解决方案,通常是许多人类无法做到的。它可以在几小时或几天内完成设计者自己需要花几周或几个月才能完成的工作,假设他们甚至有时间和预算来探索这么多的选择。通过将重点从创建几何图形转移到更好地定义问题上,生成技术使工程师能够专注于他们最擅长的工作——工程设计。通过在CAD工具中深度整合这项技术,使用原生的CAD模型,工程师可以将生成式开发的设计纳入他们现有的设计中。它创造了一个敏捷的过程,充分利用了参数化CAD的优势。这就是使生成设计成为重大创新的驱动力的原因,而不是与流程的其他部分脱节的半有用的点解决方案。

增材制造使公司能够开发出使用任何其他制造技术都无法实现的独特设计。在过去的十年里,这种潜力已经导致许多公司尝试使用增材制造并取得了惊人的成果。在Advanced Engineering Solutions的案例中,该公司优化了一架直升机更换热交换器的设计。在只有使用添加剂技术才能生产的晶格结构的帮助下,热交换器被设计和制造为原来的一半大小,而提供四倍的冷却能力。这个使用案例是一种创新,它正在推动越来越多的客户将增材制造的设计工具直接整合到他们的设计过程中。与生成式设计类似,点式解决方案打破了数字主线,既阻止了设计师利用原生的CAD模型,又造成了大量的重复性工作。

要做到真正的创新,用户必须在原生的CAD模型中工作,使用完全融入其现有工作流程的技术。设计师希望得到相同的高精度结果和他们设计的所有方面之间的复杂关系,无论几何形状的来源或预期的制造技术。如果没有整合,设计师就会被一个破碎的工具链所困,无法充分利用参数化CAD的优势和力量。创新的机会就在于整合。真正的创新是充分利用手头设计任务的最佳技术,跨越设计的所有部分,而不牺牲这些不同部分在功能上的相互作用。

趋势3:通过设计过程驱动数字主线

多年来,公司已经意识到基于模型的企业的价值,在整个组织内扩大使用CAD模型。目标是通过推动职能部门之间和整个组织的数字线来提高效率和消除错误。

什么是数字主线?数字主线在数字和物理世界之间创造了一个闭环,以优化产品、人员、流程和场所。它是一种创造普遍的数据访问的方式——单一的真相来源。当在整个价值链中实施时,它可以创造一致性,并通过调整不同职能部门的强大数据集来促进合作。该数据集能够实现实时数据同步,因此所有用户都可以获得上游和下游的信息。

今天,大多数公司在设计过程中坚持使用多个互不相干的工具。这打破了数字工具链,降低了敏捷性、灵活性和效率,同时带来了多种出错的机会。随着竞争的加剧和供应挑战的持续,公司需要找到方法,以更快的速度和更低的成本向市场提供更好的产品。他们正在意识到通过产品开发过程中的数字主线来获取三维CAD模型的全部价值的好处。通过在产品开发过程中拉动数字主线,客户有效地消除了不同工具间的数据交接。数据交接会花费时间和精力,并带来出错的机会。如果用户切换过一次系统,他们将需要再次进行切换。而一旦他们这样做了,数字线索就会断裂,从而产生手动的、不相干的返工需求。我们比以往任何时候都更多地看到客户建立完全关联的交付物,这些交付物既可以重复使用,又可以随着设计的发展而轻松更新。

这种增长趋势的一个主要例子是,从CAD系统中驱动制造交付物,消除加工刀具路径等项目的点解决方案。就像设计中不相连的工具所带来的挑战一样,这种不相连带来了不必要的摩擦,特别是当设计不断发展时。通过从CAD工具中驱动这些交付物,公司正在消除一个摩擦点,保持关联链接并摆脱不必要的数据交接。例如,这就减少了将零件准备好在工厂车间加工的时间,同时消除了出错的机会。

趋势4:利用云计算和SaaS的优势

进入2023年,估计50%的企业应用支出将用于SaaS应用。随着企业继续投资于SaaS和云计算,他们的期望是软件供应商也将投资于利用SaaS和云计算所能提供的功能。设计软件也不例外,在这一趋势下,首先需要改变的是许可和部署。想象一下,从你自己的办公桌上使用一个轻量级的网络门户来管理你所有的用户权利和为整个公司部署软件,无论在什么地方。对于大公司来说,这代表了显著的时间节省和复杂性的降低,同时实现更大的控制。

我们期望看到显著改进的另一个领域是协作。通过使设计软件具有云的力量,多个用户将能够在一个共享环境中同时操作同一个设计。这也将使扩展协作团队以包括公司以外的人(供应商、合作伙伴等)和控制知识产权变得更加容易。

对弹性计算资源的访问也将是工程设计工具的一个主要好处。云计算将被用来极大地扩展诸如生成式设计等技术的力量。我们已经开始看到一些公司利用弹性计算来扩大使用生成技术的设计空间,在通常调查一个方案的时间内调查了数百个潜在的解决方案。最后,随着客户转向SaaS,他们将自动定期获得新的功能,再也不用担心计划版本升级了。

趋势5:投资于培训

我们看到进入2023年的最后一个趋势已经存在很长时间了:培训。我们看到,随着越来越多的公司专注于在价值链中推动数字线,培训正在重新兴起。生产高质量、可直接制造的3D模型的需要,迫使公司加倍重视良好的建模实践。

通过有效的培训,建立和利用整个团队的最佳实践,设计重用和协作也变得更加有效。设计师们希望重新使用现有的设计,因为这可以为他们节省时间和精力。但是,如果用于创建这些设计的建模方法是有缺陷的,或者对下一个设计师来说是不可理解的,那么他们重用的价值就会大大降低。

推动更多公司投资于培训的另一个挑战是工程人才的日益短缺。事实上,我们已经看到有预测说,到2030年,世界将缺少数百万的工程师。公司,无论规模大小,都已经感受到了这种短缺,并且已经认识到他们需要让他们的设计师尽可能的有效。对工程人才的竞争也给公司带来了保留员工的挑战。希望提高自己市场竞争力的设计师们会更换工作,以获得培训和认证。相反,一些公司正在强制要求完成认证,以确保对客户的可信度和证明他们的可靠性。

结论

这些因素将使培训在2023年变得加倍重要。训练有素的设计师使用共享流程将消除混乱、加速设计迭代、提高质量,并推动更高水平的合作和创新。最终,公司希望更高效、更有生产力的工程师能够创造出高质量、可直接制造的设计,这些设计在价值链的上下游都可以重复使用并具有关联性。他们希望这些设计能在整个产品开发过程中通过集成的仿真技术进行数字化测试。当然,他们希望这些设计能够酌情利用最新的增材制造和生成技术。即使这些先进的技术已经深深地集成到CAD环境中,关于其应用的基本培训也是迄今为止最有效的实现全面生产力的途径。这为工程师和设计师提供了他们所需的知识和资源,以保持数字线索的完整性。

附图:

一个使用金属增材印刷和自支撑的陀螺阵生产的航空电子热交换器。这种创新的设计具有更高的结构强度,4倍的性能,而体积只有原来设计的一半。

仿真实例

使用Creo Simulation Live对一个雪地车部件进行结构应力分析,以获得实时设计指导。

仿真实例#2

使用Creo Simulation Live进行实时设计指导--车轮、悬挂和连杆的结构应力分析

使用Creo增材制造格子功能设计的随机格子结构,提供了一种类似泡沫的材料,是轻质减震和吸音的理想选择。

责任编辑:赵立京 来源: PTC
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