「智慧工廠」一項核心精神是：跨部門、跨廠區、甚至是跨企業的溝通連結，回溯至工業設計與產品開發領域亦然。參數科技 (PTC) CAD 部門技術總監蔡坤祥表示，在傳統的設計流程中，數位化 (digital) 和實體化 (physical) 常獨立作業、各行其是；前者藉由電腦輔助設計 (CAD)、產品生命週期管理 (PLM) 等軟體實現，後者則是實體產品的開模製作。然而，這種模式在發揮創意或著重高品質時容易因銜接斷點而遇到瓶頸，導致將二者「合而為一」的呼聲越來越高。
照片人物：參數科技 CAD 部門技術總監蔡坤祥 (左) 及 MCAD 技術總監鄭景懋 (右)
聽到這樣的聲音，PTC 致力於提供解決方案和平台。最新版 3D CAD 軟體——Creo 4.0，便是以此為前提而開發，具有五大特色：1.以模型為基礎的企業流程設計 (Model Based Enterprise, MBE)；2.生產效率提升；3.串聯擴增實境 (AR) 技術；4.連接物聯網 (IoT)；5.可用於 3D 列印的增量製造設計。蔡坤祥回憶，二十多年前的設計圖還是 2D 平面呈現，但約莫十五年前，他們就已洞察到 3D 圖像的必要，在開模、加工設計和製造時才能一目瞭然，所以開始朝「模型為中心」(Model- centric) 發展，讓企業內部有一致的溝通語言。
從 MBD 到 MBE，即時調整、修正設計模型
不過，當時與外部供應商和客戶溝通時，仍停留在 2D 圖紙。隨著時間演變，將所有資訊皆整合在同一處的 3D 立體解說，已成整個供應鏈體系溝通共識，「以模型為基礎的定義」(Model Based Definition, MBD) 遂成 CAD 工具主流。「但問題來了：如何確保企業內、外所有關係人，手上的圖樣是最新版本？跨廠運作的 MBE 設計工具，便是在這種氛圍下應蘊而生」，蔡坤祥說。他強調，要取代 2D 的先決條件是：相關加工資訊一定要夠清楚！例如，機械設計中的「公差」定義、塑膠射出的「咬花」，皆須標註細部加工資訊。
不過，當時與外部供應商和客戶溝通時，仍停留在 2D 圖紙。隨著時間演變，將所有資訊皆整合在同一處的 3D 立體解說，已成整個供應鏈體系溝通共識，「以模型為基礎的定義」(Model Based Definition, MBD) 遂成 CAD 工具主流。「但問題來了：如何確保企業內、外所有關係人，手上的圖樣是最新版本？跨廠運作的 MBE 設計工具，便是在這種氛圍下應蘊而生」，蔡坤祥說。他強調，要取代 2D 的先決條件是：相關加工資訊一定要夠清楚！例如，機械設計中的「公差」定義、塑膠射出的「咬花」，皆須標註細部加工資訊。
另一個麻煩是：就算已詳盡標註，當圖樣轉交至接手單位時，可能因使用軟體工具不同，溝通效率依然會大打折扣；Creo 4.0 也考慮到這點，提供「STEP AP242」通用格式以便被讀取。蔡坤祥透露，PTC 未來會持續與第三方夥伴合作開發適用於不同工作階段的應用程式 (APP)，以提升用戶的生產力。在概念設計方面，Creo 4.0 是由知名「即時成像軟體」KeyShot 所驅動 (由 Luxion 公司所開發)，且可取得前期設計的完整 *.obj 檔案資料、匯入至 Creo 4.0 編輯做「自由造型」(Freestyle)，亦可反向操作。
圖1：連結 AR 與 IoT 技術，可即時成像，方便現場調整、修改設計 資料來源：PTC 現場展示
此外，還有以下措施：改善使用者介面；減少滑鼠操作步驟；在原有參數塑膠設計之外，提供幾何修改的鈑金彈性建模功能；3D 模型的幾何搜尋取代人工複檢開模角度等關鍵指標；智慧型左、右對稱鏡射選項；整合第三方的材質庫資源；模具曲面分類功能，不須人工分類公模、母模，未來還將擴增動態刀具路徑模擬功能。最令人眼睛一亮的是，設計完工後，可從 Creo 4.0 轉出 AR 檔案供企業內部商討或向外展示之用；經由 Creo 4.0 「Digital Twin」作為樞紐，在數位設計的過程中，讀取裝有感測器的實體產品所採集的資訊，即時調整、修正設計內容。
AR Code，全方位透視設計細節
過去，往往須等到開模後才能發現異狀，徒增成本浪費；雖然舊版產品有提供分析模組做模擬，但由於實施的客觀條件不同，會影響最終結果的精確度；例如，汽車在公路、山路、雪地行駛的狀態各異。結合 IoT 可取得即時操作結果回饋，對數位設計的可行性大有助益。導入 IoT 功能的小改版預計於今年 6 月推出，研發工程師更容易辨別設計是否過度或不足。蔡坤祥另提到，3D 列印早期多為作為初期打樣之用，但目前已有不少廠商直接省略開模程序，直接將 3D 列印出的設計成品嵌入、上機使用，對施力負載、彎曲、振動等品質要求更趨嚴謹。
過去，往往須等到開模後才能發現異狀，徒增成本浪費；雖然舊版產品有提供分析模組做模擬，但由於實施的客觀條件不同，會影響最終結果的精確度；例如，汽車在公路、山路、雪地行駛的狀態各異。結合 IoT 可取得即時操作結果回饋，對數位設計的可行性大有助益。導入 IoT 功能的小改版預計於今年 6 月推出，研發工程師更容易辨別設計是否過度或不足。蔡坤祥另提到，3D 列印早期多為作為初期打樣之用，但目前已有不少廠商直接省略開模程序，直接將 3D 列印出的設計成品嵌入、上機使用，對施力負載、彎曲、振動等品質要求更趨嚴謹。
Creo 4.0 將設計、組成、模擬到輸出檔案等環節整合在一個環境中；目前已與 Stratasys 和 3D Systems 兩家印表機廠商完成整合，不須任何轉檔動作，就能利用蜂巢式設計達到減重目的，實現構面和強度等最佳化，例如，堅固耐用的碳纖維輕量單車。負責機構設計業務的 MCAD 技術總監鄭景懋，隨即展示最新 AR 功能；只要從 Andriod / iOS 平台下載「AR Code」，以行動裝置掃瞄後可直接帶出 AR 景象，且有定位效果，指定看產品的正面、反面或特定剖面。以電動汽車的數位模型為例，可透過不同視角看到外觀及規格資訊。
圖2：運用 AR 科技，可讓設計資訊一覽無遺 資料來源：PTC 現場展示
資訊設備可在周圍裝設感測器，即時連網回饋測試數據，讓 IT 人員掌握產品的負載、溫度、硬碟空間等健康狀態。鄭景懋總結，融合 AR 和 IoT 的新版 Creo 最大價值在於：客製化呈現工作過程及操作介面，可取代平面型錄的銷售推廣，且方便不同專業背景人員做設計檢討，兼顧美感與實用性，包括實體產品須裝設幾個感測器最具效益？裝在哪裡最有意義？資訊採集的時間週期？PTC 預告，AR 與 IoT 進階版本，將陸續於三月及六月份正式發佈。
