2023年衍生式设计软件推荐与评测

探索2023年最佳衍生式设计软件：开启创新设计的新纪元

衍生式设计，作为人工智能驱动的卓越技术，已成为增强产品性能、提升工作效率并降低生产成本的高效工具。其核心价值在于通过应用一系列规则或算法，经纬限制性条件与需求之间构建自动化设计解决方案，借助计算机的液动能力与集成优化算法，衍生式设计的技术商用潜力已显而易见。从消费产品到交通枢纽、航空航天设备、工业机械，甚至医疗产品，衍生式设计的影响力正日益覆盖整个生产制造领域。

传统的3D设计软件基于参数驱动和约束机制完成了模型设计，而衍生式设计则提供了一个全新的视角。用户无需对具体尺寸至死不渝，而是可以更着力明确设计目标、材料性能、负载需求、制造方法和成本考量，由软件智能生成符合要求的最终3D模型。这一设计流程显著提高了设计的灵活性与效率，让用户在繁杂的设计任务中得以跳脱传统束缚，专注于探索创新的可能性与针对性定制。

衍生式设计与拓扑优化技术虽然往年易于混淆，但实际上两者大相径庭。拓扑优化更多是在已知方案上优化现有结构，而衍生式设计则从零开始，根据设计者的需求生成全新的解决方案。为深入透彻理解和运用衍生式设计的先进工具，本文将列述当前市场上备受推崇的衍生式设计软件，从独立软件到全面整合到CAD工序的增补模块，每一种都有其独特的价值定位与强大功能。




独立衍生式设计软件一瞥

nTop nTop以其高效设计平台闻名，利用特定要求创建自定义生成算法，为工程师提供必要的控制级别，加快迭代进程。关键组成部分包括几何生成、基于约束和要求的优化设计以及自动化设计循环。其独特的隐式建模引擎支持快速生成复杂结构，兼顾必要可靠性，同时提供实现自动化设计循环所必需的强大功能。

Fusion 360 作为Autodesk开发的基于云的全能设计软件，Fusion 360结合了CAD、CAM和CAE功能于一身。其衍生式设计技术能够满足产品设计师和工程师的快速设计探索需求，广泛适用于产品的性能要求，通过综合制造约束、成本和设计需求实现解决方案生成。尤其高效的子集整合、仿真评估不仅减省原型制作成本，且支持并驱动设计决策。

一体化应用衍生式设计的CAD套件

CATIA 的生成设计工程(GDE)功能，在强大的多平台软件套件中集成了自动生成优化3D模型的迭代工程流程。针对大型汽车制造商等多学科组织，工程师可以借助其多步骤设计方式，省去优化材料和制造方法的专业知识门槛。直接生成符合功能规范的概念部件，适于不同的材料、空间限制以及成本目标，显著提升设计灵活性与效能。

Creo 的生成式设计扩展(GDX)是一款集成到CAD、PLM和模拟环境中的全面功能软件解决方案。它允许用户基于云的计算资源同时创建多个具有不同材料和生产场景的项目，突出显示最佳设计选项，大大降低审查和评估设计的时间与精力消耗。生成式设计扩展的有机集成使得从概念到制造的一整套设计工作流程实现无缝对接。

跨领域技术集成与自动化

NX 软件为西门子制造业务提供了全面的解决方案，尤其在与Simcenter HEEDS紧密集成后，实现优化设计与增材制造的无缝对接。各关键技术的集成，如粉末床、FDM等多种打印技术，以及高效的支撑结构生成，提供了一站式的设计准备与模拟服务，关注从概念设计到最终产品制造的每个细节。

OptiStruct 揭示了对创新材料特性的深厚理解和对现有设计参数的优化。此软件不仅在结构分析与优化领域历史上拥有丰富经验，更在传统模式与复杂固件方面拥有独特工具库，适应于线性和非线性问题。使用者可立即探索拓扑优化的潜力，实现设计性能的全方位提升，助力机器、硬件和机械零件满足实际性能要求。

CogniCAD 引领增材制造衍生式设计的未来趋势，将自动化、无人干预的操作集成在了知识型设计任务之中。基于云的平台使其成为3D打印领域的佼佼者，透过自动化流程生成连贯、适应性强的轻量化解决方案，服务于航天、汽车等领域的复杂应用需求。