根據(jù)Businesswire，PTC (NASDAQ:PTC)近日宣布收購創(chuàng)成式設(shè)計軟件公司Frustum Inc.，收購價格約7,000萬美元。Frustum的拓撲優(yōu)化設(shè)計技術(shù)是對PTC Creo產(chǎn)品組合的變革性補充。

人工智能與拓撲優(yōu)化

Frustum總部位于科羅拉多州博爾德，提供具有專利的桌面和基于云的拓撲優(yōu)化工程軟件，使設(shè)計師和工程師能夠突破個人經(jīng)驗的局限，在強大的AI功能引導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)高性能的下一代產(chǎn)品設(shè)計。

PTC總裁兼首席執(zhí)行官Jim Heppelmann表示：“PTC的此次收購將進一步拓展創(chuàng)新的邊界。Creo是PTC整體戰(zhàn)略的核心，來自ANSYS以及隨后Frustum的嵌入式功能勢必將Creo提升到設(shè)計和仿真領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。CAD行業(yè)正在隨著增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實、高性能計算、物聯(lián)網(wǎng)、AI和增材制造等突破性新技術(shù)的出現(xiàn)而復(fù)興，而PTC則致力于引領(lǐng)這一浪潮。”

收購Frustum是對2018年6月在LiveWorx上宣布的PTC與ANSYS戰(zhàn)略關(guān)系的補充，它將分析引向上游，直至設(shè)計過程的最初階段。借助Frustum和ANSYS的嵌入式功能，Creo將能夠使用創(chuàng)成式設(shè)計推薦設(shè)計方法，利用ANSYS Discovery Live引導(dǎo)用戶完成迭代設(shè)計過程，并最終使用更廣泛的ANSYS Discovery套件大規(guī)模驗證完整的產(chǎn)品設(shè)計。在將這些功能嵌入Creo后，工程師將能夠以前所未有的能力快速推動產(chǎn)品創(chuàng)新。

IDC產(chǎn)品創(chuàng)新項目總監(jiān)Jeff Hojlo表示：“此次收購對PTC及其客戶來說是順理成章的一步。AI和機器學(xué)習(xí)(ML)作為未來最具影響力的兩項技術(shù)，得到了廣泛討論。對于設(shè)計、工程和研發(fā)而言，用AI和ML來補充開發(fā)過程所帶來的潛在積極影響令人驚嘆：降低質(zhì)量成本（目前為一般制造商年收入的20-25%），提高產(chǎn)品成功率（當(dāng)前的成功率仍然很低，超過80%的產(chǎn)品都會失敗），并且通過在第一時間精確滿足客戶需求而縮短上市時間和創(chuàng)收時間。”

 拓撲優(yōu)化的強大之處

通過拓撲優(yōu)化，工程師可以交互方式指定其設(shè)計的功能要求和目標(biāo)，包括首選材料和制造工藝——甚至可以指定關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，這些參數(shù)會考慮采購決策、制造能力、供應(yīng)鏈狀態(tài)和各地區(qū)所需的產(chǎn)品差異。然后，系統(tǒng)使用AI和強大的高性能計算技術(shù)來提供可作為起點或最終解決方案的設(shè)計備選方案以供考慮。由于打破了人類想象力和經(jīng)驗的限制，工程師將能夠與技術(shù)進行交互，從而更快地打造出卓越的設(shè)計和創(chuàng)新的產(chǎn)品。

拓撲優(yōu)化對PTC龐大的客戶群很有吸引力，因為他們正在想方設(shè)法：

- 提高工程生產(chǎn)力

- 改進創(chuàng)新和概念設(shè)計探索

- 開發(fā)更高性能的設(shè)計，讓產(chǎn)品更輕量、更耐用

- 優(yōu)化新產(chǎn)品以提高可制造性、降低材料成本和縮短制造周期時間

- 創(chuàng)建針對增材制造而經(jīng)優(yōu)化的復(fù)雜幾何形狀

- 更快地交付更好的產(chǎn)品

 人工智能的影響

功能強大的AI組件是Frustum技術(shù)不可或缺的組成部分，它可以自我學(xué)習(xí)和演進，并最終執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)，包括：

- 在設(shè)計的早期階段為設(shè)計師提供有價值的反饋

- 同時針對多個目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計，為設(shè)計人員提供多種新穎的設(shè)計選擇，使公司能夠大幅縮短工程周期

- 修改設(shè)計以管理多項要求和約束條件、物理性能、材料可用性、制造工藝和設(shè)計目標(biāo)

- 使用其他企業(yè)洞見（包括成本核算、供應(yīng)鏈和質(zhì)量數(shù)據(jù)）自動測試設(shè)計結(jié)果

以上內(nèi)容參考自：Businesswire 

3D科學(xué)谷Review

Frustum公司的起源是來自美國哥倫比亞大學(xué)畢業(yè)的Jesse Blankenship越來越不滿意可用的軟件選項，于是他創(chuàng)立了Frustum公司，并推出了基于云的拓撲優(yōu)化軟件Generate。

通過Frustum的Generate拓撲優(yōu)化軟件，對零件的材料分布進行了優(yōu)化，最終在實現(xiàn)零部件功能的前提下保留盡可能少的材料。此外，通過光滑和混合表面的處理降低應(yīng)力。由Frustum 軟件生成具有適合3D打印的幾何形狀的模型。

Generate的市場定位是為設(shè)計者的傳統(tǒng)設(shè)計提供并行的多種拓撲優(yōu)化過程以提升性能且易于3D打印。換句話說設(shè)計人員可能不需要十分精通設(shè)計，甚至完全不明白拓撲優(yōu)化是怎么回事，只需要往Generate的平臺上上傳一個現(xiàn)成的設(shè)計，其余的事情交給Generate平臺了，經(jīng)過系統(tǒng)的計算，設(shè)計人員可以很輕松的拿到滿足產(chǎn)品性能要求的最終優(yōu)化設(shè)計，Generate還獲得了西門子的風(fēng)險投資資金。

Generate使用的是亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（AWS）的云平臺，所有的數(shù)據(jù)都是加密的。手上有大量的計算資源，也意味著Generate平臺可以執(zhí)行“大規(guī)模定制化的質(zhì)量優(yōu)化”設(shè)計師可以通過Generate企業(yè)API，簡單地設(shè)置一個Generate工作流程。Jesse Blankenship認為這將真正使設(shè)計師們做他們原來不能做的事情。

值得一提的是Generate平臺是為制造業(yè)的設(shè)計所服務(wù)的，平臺所產(chǎn)生的無縫設(shè)計特點使的產(chǎn)品輕松獲得最佳的剛性，并且在不同載荷下分配材料。光滑和混合的表面，減少重量，并盡量減少應(yīng)力集中，從而使設(shè)計優(yōu)化完成后就適應(yīng)增材制造，而不需要手動重新設(shè)計。

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，除了包括Altair等老牌的拓撲優(yōu)化軟件提供商，與Frustum 軟件類似的創(chuàng)業(yè)企業(yè)不斷的出現(xiàn)，還有一家叫ParaMatters的公司推出的CogniCAD可以快速實現(xiàn)極其輕量化的結(jié)構(gòu)，通過拓撲優(yōu)化和應(yīng)用點陣結(jié)構(gòu)等輕量化建模方法可以自動生成高性能、輕量化的三維模型，并且適合用于增材制造的方式來制造。ParaMatters將CogniCAD成為創(chuàng)成式設(shè)計平臺。使用CogniCAD，首先將CAD文件導(dǎo)入平臺，然后定義加載和設(shè)計標(biāo)準。幾分鐘之內(nèi)，用戶就可以獲得驗證并可以進行3D打印的拓撲優(yōu)化設(shè)計，所有CogniCAD生成的設(shè)計都可以使用增材制造直接生產(chǎn)。

當(dāng)然，市場上通常把拓撲優(yōu)化（Topology Optimization）與創(chuàng)成式設(shè)計（Generative Design）很多場合二者都是混為一談的，但細究起來創(chuàng)成式設(shè)計（Generative Design）是根據(jù)一些起始參數(shù)通過迭代并調(diào)整來找到一個（優(yōu)化）模型。拓撲優(yōu)化（Topology Optimization）是對給定的模型進行分析，常見的是根據(jù)邊界條件進行有限元分析，然后對模型變形或刪減來進行優(yōu)化。

創(chuàng)成式設(shè)計（Generative Design）是一個人機交互、自我創(chuàng)新的過程。根據(jù)輸入者的設(shè)計意圖，通過”創(chuàng)成式”系統(tǒng)，生成潛在的可行性設(shè)計方案的幾何模型，然后進行綜合對比，篩選出設(shè)計方案推送給設(shè)計者進行最后的決策。

通俗理解創(chuàng)成式設(shè)計是一種通過設(shè)計軟件中的算法自動生成藝術(shù)品、建筑模型、產(chǎn)品模型的設(shè)計方法。創(chuàng)成式設(shè)計是一種參數(shù)化建模方式，在設(shè)計的過程中，當(dāng)設(shè)計師輸入產(chǎn)品參數(shù)之后，算法將自動進行調(diào)整判斷，直到獲得最優(yōu)化的設(shè)計。目前比較著名的創(chuàng)成式設(shè)計軟件包括歐特克的Within，歐特克的Dreamcatcher，西門子的Solid Edge ST10等。

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究，目前Frustum所提供的更多的是拓撲優(yōu)化設(shè)計技術(shù)而并非創(chuàng)成式設(shè)計技術(shù)。