在整个将创意变成现实的过程中都可以,并且也都需要创新,不仅是概念设计、工程设计阶段,也包括在生产制造、分销和市场推广过程中的创新。正是通过这种创新,使得这把与众不同的椅子能够在市场上比大部分竞争对手的产品价格高出十倍。如此一来,不仅通过产品的差异化,避免了价格竞争,而且,通过在整个创意实现过程中的创新,实现了产品的巨大销量,从而获得了高额的回报。
而在功能导向设计方面,作为一种全新的机械产品创新设计方法,它体现了整个CAD/CAM软件行业正在发生的巨大变化。中端三维CAD最初进入市场时,只是拷贝高端CAD软件的功能。而通过不断发展和创新,今天的主流三维CAD的功能已经超越了以往高端CAD的功能,彻底改变了人们进行三维设计的方法。

图8. 设计方法的进化过程
其实,就设计方法而言,在其发展的几十年中也经历了一个翻天覆地的变化过程。早期的设计方式是工程师通过笔和纸进行绘图,然后通过图纸进行交流,这个阶段,工程师大部分精力花费在绘图上面。然后,在二十世纪80年代,随着AutoCAD的推出,二维CAD软件真正进入实用阶段。这个阶段工程师大部分时间花费在完成CAD图档上面。设计工程师把他们的创意用CAD软件绘制出来,并生成蓝图。而制造工程师基于这个蓝图,通过与设计工程师的不断沟通来制造出原型产品。
1988年,参数化设计方法推出,人们开始运用这一技术进行三维设计。在之后的15年里,参数化设计一直是主流的三维设计方式。在一家公司推出参数化设计方法之后,很多公司都纷纷仿造,因而市场上出现了很多类似的参数化设计软件。在这个阶段,工程师花时间最多的是进行三维造型。参数化设计的一大好处是,二维工程图可以自动生成。
Autodesk推出功能导向设计的目的,就是要将工程师真正解放出来,关注产品的功能,将大部分时间花在设计本身,而不是造型或者绘图,CAD系统会自动生成相应的三维模型和二维工程图。因此,从传统的手工绘图,到二维CAD,再到三维参数化设计,到功能导向设计,体现了设计方法的不断创新和进化。
然而,无论设计何种产品,总需要满足特定的功能参数,例如性能、尺寸、重量、成本、耐用性等。采用参数化设计方法,虽然能够生成三维模型,但需要制造样机,然后进行试验,如果不能满足需求,又需要修改三维模型,又制造样机,再进行试验,因此,这种方式效率很低。而通过功能导向设计,不仅用CAD软件来造型,而且可以通过数字化的工程知识库来指导设计过程,并且在设计的早期阶段就可以通过虚拟仿真、可视化等方式,结合工程师的经验,设计出更好的产品,大大缩短设计周期,减少反复次数,迅速投放市场。
在功能导向设计中,三维模型不再是一个核心,工程师关注的核心是功能,将这些功能通过表达式表达出来,用于测试、仿真和验证产品的功能。三维造型演化成为创建虚拟样机,用于进行仿真和实现三维可视化。举个简单的例子,设计传动轴,如果使用参数化设计,则需要关注许多的细节尺寸;而采用功能导向设计,则关注的是产品的功能参数,例如长度、载荷、转速,所需要的轴承等等,以便制造出符合需求的机器,而不是关注几何模型的细节。

图9. 参数化设计与功能导向设计方法的比较
之所以说功能导向设计彻底改变了CAD/CAM市场,就是因为设计问题会与几何模型直接关联,使几何造型变得更加自动化,内置在设计过程之中,而虚拟仿真则与整个设计过程结合起来,真正用于解决设计问题,遵循正确的设计过程,对产品的功能尽在掌握。
一直以来, Autodesk都致力于推动CAD技术的普及,保持其在技术和装机量的领导地位,帮助企业将创意变为现实,并且通过数字创新技术的应用,使企业在真正制造产品之前,就能够确保他们将要生产的是符合需求的产品。而也正是因为这一原因,使得Autodesk能够成为世界上最大和发展最快的CAD/CAM软件供应商。
Autodesk的创意实现技术能够帮助设计人员尽早地体验产品的功能和性能,因为了解得越早,就越有可能设计出更好的产品。而Autodesk的功能导向设计,则从根本上改变了产品设计的方法。二维CAD和三维参数化造型技术并不会消失,它们是功能导向设计的基础,而功能导向设计则将成为工程师设计产品的新标准。
索尼公司新任CEO Howard Stringer有一句名言,“真正的成功不属于制造大众消费品的企业,而属于哪些引领创新的企业”。创新是企业发展的灵魂,而创新包括持续性的、增量式的创新,以及颠覆性、突破性的创新。Intel公司的CPU芯片属于前者,从386、486到奔腾处理器。这种渐进性、增量式的创新往往产生于那些已经长期存在的大公司;而颠覆性、突破性的创新则产生于新兴公司。企业不光要关注渐进性、增量式的创新,也要关注颠覆性、突破性的创新,从而真正改变市场格局。
创新对不同的企业有着不同的意义,制造企业应当综合考虑产品创新、流程创新、商业模式创新和制造方法的创新。然而,对于每个企业都相同的一点,就是要永远关注创新,通过创新来保持和提升自己的竞争力!
(E-works)