2023年CAD市場五大趨勢預(yù)測

作者：Brian Thompson 2023-03-07 15:11:16

訓(xùn)練有素的設(shè)計(jì)師使用共享流程將消除混亂、加速設(shè)計(jì)迭代、提高質(zhì)量，并推動更高水平的合作和創(chuàng)新。最終，公司希望更高效、更有生產(chǎn)力的工程師能夠創(chuàng)造出高質(zhì)量、可直接制造的設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)在價(jià)值鏈的上下游都可以重復(fù)使用并具有關(guān)聯(lián)性。

在2023年，CAD市場繼續(xù)由制造商的需求驅(qū)動，以應(yīng)對獨(dú)特的宏觀經(jīng)濟(jì)趨勢。有趣的是，我們看到這些趨勢在COVID-19大流行期間加速發(fā)展，以不同的方式影響企業(yè)和小型公司。

今天，我們處在一個(gè)高度通貨膨脹的環(huán)境中。原材料和零部件比以往任何時(shí)候都要昂貴，有據(jù)可查的供應(yīng)鏈限制繼續(xù)影響著制造商。另一個(gè)重要的宏觀趨勢是美元相對于歐元的優(yōu)勢。隨著歐元的疲軟，用歐元購買原材料的制造商感到巨大的利潤壓力，而那些在歐洲銷售產(chǎn)品但通常以美元做生意的制造商則看到收入受到重大影響。最終，這影響到了收益，這可能會引發(fā)制造商為發(fā)展其業(yè)務(wù)而可能制定的各種投資計(jì)劃的變化。

再加上其他宏觀政治挑戰(zhàn)，這兩種趨勢正在圍繞2023年的經(jīng)濟(jì)前景產(chǎn)生不確定性。雖然這一波不確定性必將影響整個(gè)市場，但企業(yè)和中型公司更具備適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的資源。這些公司知道，如果他們想利用不可避免的反彈，他們需要繼續(xù)投資度過衰退期。事實(shí)上，在COVID-19大流行期間，企業(yè)和中型企業(yè)基本上保持甚至增加了他們的產(chǎn)品開發(fā)支出。較小的公司往往利潤較低，財(cái)務(wù)緩沖較少，影響上游成本的能力也較弱，所以他們在那段時(shí)間對增量支出更加謹(jǐn)慎。如果這些宏觀趨勢繼續(xù)下去，我們預(yù)計(jì)在整個(gè)2023年將看到小型公司的支出減少。

進(jìn)入2023年，我們看到產(chǎn)品開發(fā)的5個(gè)主要新興趨勢。

1.采用仿真驅(qū)動的設(shè)計(jì)

2.利用新興技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新

3.在設(shè)計(jì)過程中推動數(shù)字主線

4.利用云計(jì)算和SaaS的優(yōu)勢

5.投資于培訓(xùn)

趨勢1：采用仿真驅(qū)動設(shè)計(jì)

在2023年，我們預(yù)計(jì)將看到仿真驅(qū)動設(shè)計(jì)（SDD）在市場上的持續(xù)發(fā)展勢頭。我們希望看到設(shè)計(jì)師和工程師在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中繼續(xù)擴(kuò)展仿真技術(shù)，而不是主要在設(shè)計(jì)過程的最后階段應(yīng)用仿真技術(shù)。這種 "左移 "在戰(zhàn)略上將仿真置于產(chǎn)品開發(fā)過程中最早的實(shí)際位置。這使企業(yè)能夠通過在設(shè)計(jì)過程的早期做出更多的知情決定來創(chuàng)造更高質(zhì)量的設(shè)計(jì)和更好地控制成本。此外，通過允許公司使用數(shù)字測試來探索更多潛在的設(shè)計(jì)，它能夠?qū)崿F(xiàn)更大的創(chuàng)新。正是這種高質(zhì)量、更具創(chuàng)新性、更具成本效益的設(shè)計(jì)的誘人組合，加上實(shí)時(shí)仿真等新的用戶友好技術(shù)，正在加速SDD的采用。

多年來，公司一直想采用SDD的做法，但不連貫的工具和破碎的流程阻礙了這些努力。擴(kuò)大仿真工具的使用仍然是一個(gè)需要工作和承諾的過程變化，就像其他任何變化一樣。直接集成到設(shè)計(jì)師和工程師已經(jīng)在使用的CAD工具中的仿真技術(shù)的引入，正在消除采用的最大障礙。設(shè)計(jì)師和工程師現(xiàn)在既可以使用原生的CAD模型，也可以在他們目前的設(shè)計(jì)過程中使用仿真工具。正是這種深度整合實(shí)現(xiàn)了數(shù)字主線。有了這種集成，SDD期間的變化和更新會立即反映在數(shù)字主線的記錄中。這一點(diǎn)特別重要，因?yàn)樗谡麄€(gè)價(jià)值鏈中強(qiáng)化了 "單一真理源 "的權(quán)威性——通過防止錯(cuò)誤來創(chuàng)造一致性，并通過減少流程周期來確保效率。

因此，我們看到獲得這些技術(shù)的新客戶持續(xù)增長，更重要的是，大大小小的公司在現(xiàn)有客戶中更廣泛地采用和擴(kuò)大。公司正受益于更大的靈活性，能夠快速驗(yàn)證和推進(jìn)設(shè)計(jì)，提高質(zhì)量，提高上市速度，并以更高的信心進(jìn)行設(shè)計(jì)。客戶也在用仿真技術(shù)探索更多的設(shè)計(jì)概念，而不是用昂貴的原型，從而創(chuàng)造出更多的可能性來交付更多的最佳產(chǎn)品。

趨勢2：利用新興技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新

新的設(shè)計(jì)技術(shù)，如生成設(shè)計(jì)和增材制造，正在推動產(chǎn)品開發(fā)的創(chuàng)新。這些技術(shù)大大拓寬了如何實(shí)現(xiàn)一組特定設(shè)計(jì)目標(biāo)的潛在解決方案空間。簡而言之，可能性的領(lǐng)域更廣；可能的藝術(shù)也更大。雖然許多大公司正在試驗(yàn)并將這些新技術(shù)整合到他們的工作流程中，但正是那些更小、更靈活的公司在引領(lǐng)潮流。

生成式設(shè)計(jì)算法是沒有偏見的，不受人類思維過程的影響。用戶定義設(shè)計(jì)問題，而引擎確定一系列的最佳解決方案，通常是許多人類無法做到的。它可以在幾小時(shí)或幾天內(nèi)完成設(shè)計(jì)者自己需要花幾周或幾個(gè)月才能完成的工作，假設(shè)他們甚至有時(shí)間和預(yù)算來探索這么多的選擇。通過將重點(diǎn)從創(chuàng)建幾何圖形轉(zhuǎn)移到更好地定義問題上，生成技術(shù)使工程師能夠?qū)Ｗ⒂谒麄冏钌瞄L的工作——工程設(shè)計(jì)。通過在CAD工具中深度整合這項(xiàng)技術(shù)，使用原生的CAD模型，工程師可以將生成式開發(fā)的設(shè)計(jì)納入他們現(xiàn)有的設(shè)計(jì)中。它創(chuàng)造了一個(gè)敏捷的過程，充分利用了參數(shù)化CAD的優(yōu)勢。這就是使生成設(shè)計(jì)成為重大創(chuàng)新的驅(qū)動力的原因，而不是與流程的其他部分脫節(jié)的半有用的點(diǎn)解決方案。

增材制造使公司能夠開發(fā)出使用任何其他制造技術(shù)都無法實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特設(shè)計(jì)。在過去的十年里，這種潛力已經(jīng)導(dǎo)致許多公司嘗試使用增材制造并取得了驚人的成果。在Advanced Engineering Solutions的案例中，該公司優(yōu)化了一架直升機(jī)更換熱交換器的設(shè)計(jì)。在只有使用添加劑技術(shù)才能生產(chǎn)的晶格結(jié)構(gòu)的幫助下，熱交換器被設(shè)計(jì)和制造為原來的一半大小，而提供四倍的冷卻能力。這個(gè)使用案例是一種創(chuàng)新，它正在推動越來越多的客戶將增材制造的設(shè)計(jì)工具直接整合到他們的設(shè)計(jì)過程中。與生成式設(shè)計(jì)類似，點(diǎn)式解決方案打破了數(shù)字主線，既阻止了設(shè)計(jì)師利用原生的CAD模型，又造成了大量的重復(fù)性工作。

要做到真正的創(chuàng)新，用戶必須在原生的CAD模型中工作，使用完全融入其現(xiàn)有工作流程的技術(shù)。設(shè)計(jì)師希望得到相同的高精度結(jié)果和他們設(shè)計(jì)的所有方面之間的復(fù)雜關(guān)系，無論幾何形狀的來源或預(yù)期的制造技術(shù)。如果沒有整合，設(shè)計(jì)師就會被一個(gè)破碎的工具鏈所困，無法充分利用參數(shù)化CAD的優(yōu)勢和力量。創(chuàng)新的機(jī)會就在于整合。真正的創(chuàng)新是充分利用手頭設(shè)計(jì)任務(wù)的最佳技術(shù)，跨越設(shè)計(jì)的所有部分，而不犧牲這些不同部分在功能上的相互作用。

趨勢3：通過設(shè)計(jì)過程驅(qū)動數(shù)字主線

多年來，公司已經(jīng)意識到基于模型的企業(yè)的價(jià)值，在整個(gè)組織內(nèi)擴(kuò)大使用CAD模型。目標(biāo)是通過推動職能部門之間和整個(gè)組織的數(shù)字線來提高效率和消除錯(cuò)誤。

什么是數(shù)字主線？數(shù)字主線在數(shù)字和物理世界之間創(chuàng)造了一個(gè)閉環(huán)，以優(yōu)化產(chǎn)品、人員、流程和場所。它是一種創(chuàng)造普遍的數(shù)據(jù)訪問的方式——單一的真相來源。當(dāng)在整個(gè)價(jià)值鏈中實(shí)施時(shí)，它可以創(chuàng)造一致性，并通過調(diào)整不同職能部門的強(qiáng)大數(shù)據(jù)集來促進(jìn)合作。該數(shù)據(jù)集能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步，因此所有用戶都可以獲得上游和下游的信息。

今天，大多數(shù)公司在設(shè)計(jì)過程中堅(jiān)持使用多個(gè)互不相干的工具。這打破了數(shù)字工具鏈，降低了敏捷性、靈活性和效率，同時(shí)帶來了多種出錯(cuò)的機(jī)會。隨著競爭的加劇和供應(yīng)挑戰(zhàn)的持續(xù)，公司需要找到方法，以更快的速度和更低的成本向市場提供更好的產(chǎn)品。他們正在意識到通過產(chǎn)品開發(fā)過程中的數(shù)字主線來獲取三維CAD模型的全部價(jià)值的好處。通過在產(chǎn)品開發(fā)過程中拉動數(shù)字主線，客戶有效地消除了不同工具間的數(shù)據(jù)交接。數(shù)據(jù)交接會花費(fèi)時(shí)間和精力，并帶來出錯(cuò)的機(jī)會。如果用戶切換過一次系統(tǒng)，他們將需要再次進(jìn)行切換。而一旦他們這樣做了，數(shù)字線索就會斷裂，從而產(chǎn)生手動的、不相干的返工需求。我們比以往任何時(shí)候都更多地看到客戶建立完全關(guān)聯(lián)的交付物，這些交付物既可以重復(fù)使用，又可以隨著設(shè)計(jì)的發(fā)展而輕松更新。

這種增長趨勢的一個(gè)主要例子是，從CAD系統(tǒng)中驅(qū)動制造交付物，消除加工刀具路徑等項(xiàng)目的點(diǎn)解決方案。就像設(shè)計(jì)中不相連的工具所帶來的挑戰(zhàn)一樣，這種不相連帶來了不必要的摩擦，特別是當(dāng)設(shè)計(jì)不斷發(fā)展時(shí)。通過從CAD工具中驅(qū)動這些交付物，公司正在消除一個(gè)摩擦點(diǎn)，保持關(guān)聯(lián)鏈接并擺脫不必要的數(shù)據(jù)交接。例如，這就減少了將零件準(zhǔn)備好在工廠車間加工的時(shí)間，同時(shí)消除了出錯(cuò)的機(jī)會。

趨勢4：利用云計(jì)算和SaaS的優(yōu)勢

進(jìn)入2023年，估計(jì)50%的企業(yè)應(yīng)用支出將用于SaaS應(yīng)用。隨著企業(yè)繼續(xù)投資于SaaS和云計(jì)算，他們的期望是軟件供應(yīng)商也將投資于利用SaaS和云計(jì)算所能提供的功能。設(shè)計(jì)軟件也不例外，在這一趨勢下，首先需要改變的是許可和部署。想象一下，從你自己的辦公桌上使用一個(gè)輕量級的網(wǎng)絡(luò)門戶來管理你所有的用戶權(quán)利和為整個(gè)公司部署軟件，無論在什么地方。對于大公司來說，這代表了顯著的時(shí)間節(jié)省和復(fù)雜性的降低，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更大的控制。

我們期望看到顯著改進(jìn)的另一個(gè)領(lǐng)域是協(xié)作。通過使設(shè)計(jì)軟件具有云的力量，多個(gè)用戶將能夠在一個(gè)共享環(huán)境中同時(shí)操作同一個(gè)設(shè)計(jì)。這也將使擴(kuò)展協(xié)作團(tuán)隊(duì)以包括公司以外的人（供應(yīng)商、合作伙伴等）和控制知識產(chǎn)權(quán)變得更加容易。

對彈性計(jì)算資源的訪問也將是工程設(shè)計(jì)工具的一個(gè)主要好處。云計(jì)算將被用來極大地?cái)U(kuò)展諸如生成式設(shè)計(jì)等技術(shù)的力量。我們已經(jīng)開始看到一些公司利用彈性計(jì)算來擴(kuò)大使用生成技術(shù)的設(shè)計(jì)空間，在通常調(diào)查一個(gè)方案的時(shí)間內(nèi)調(diào)查了數(shù)百個(gè)潛在的解決方案。最后，隨著客戶轉(zhuǎn)向SaaS，他們將自動定期獲得新的功能，再也不用擔(dān)心計(jì)劃版本升級了。

趨勢5：投資于培訓(xùn)

我們看到進(jìn)入2023年的最后一個(gè)趨勢已經(jīng)存在很長時(shí)間了：培訓(xùn)。我們看到，隨著越來越多的公司專注于在價(jià)值鏈中推動數(shù)字線，培訓(xùn)正在重新興起。生產(chǎn)高質(zhì)量、可直接制造的3D模型的需要，迫使公司加倍重視良好的建模實(shí)踐。

通過有效的培訓(xùn)，建立和利用整個(gè)團(tuán)隊(duì)的最佳實(shí)踐，設(shè)計(jì)重用和協(xié)作也變得更加有效。設(shè)計(jì)師們希望重新使用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@可以為他們節(jié)省時(shí)間和精力。但是，如果用于創(chuàng)建這些設(shè)計(jì)的建模方法是有缺陷的，或者對下一個(gè)設(shè)計(jì)師來說是不可理解的，那么他們重用的價(jià)值就會大大降低。

推動更多公司投資于培訓(xùn)的另一個(gè)挑戰(zhàn)是工程人才的日益短缺。事實(shí)上，我們已經(jīng)看到有預(yù)測說，到2030年，世界將缺少數(shù)百萬的工程師。公司，無論規(guī)模大小，都已經(jīng)感受到了這種短缺，并且已經(jīng)認(rèn)識到他們需要讓他們的設(shè)計(jì)師盡可能的有效。對工程人才的競爭也給公司帶來了保留員工的挑戰(zhàn)。希望提高自己市場競爭力的設(shè)計(jì)師們會更換工作，以獲得培訓(xùn)和認(rèn)證。相反，一些公司正在強(qiáng)制要求完成認(rèn)證，以確保對客戶的可信度和證明他們的可靠性。

結(jié)論

這些因素將使培訓(xùn)在2023年變得加倍重要。訓(xùn)練有素的設(shè)計(jì)師使用共享流程將消除混亂、加速設(shè)計(jì)迭代、提高質(zhì)量，并推動更高水平的合作和創(chuàng)新。最終，公司希望更高效、更有生產(chǎn)力的工程師能夠創(chuàng)造出高質(zhì)量、可直接制造的設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)在價(jià)值鏈的上下游都可以重復(fù)使用并具有關(guān)聯(lián)性。他們希望這些設(shè)計(jì)能在整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程中通過集成的仿真技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化測試。當(dāng)然，他們希望這些設(shè)計(jì)能夠酌情利用最新的增材制造和生成技術(shù)。即使這些先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)深深地集成到CAD環(huán)境中，關(guān)于其應(yīng)用的基本培訓(xùn)也是迄今為止最有效的實(shí)現(xiàn)全面生產(chǎn)力的途徑。這為工程師和設(shè)計(jì)師提供了他們所需的知識和資源，以保持?jǐn)?shù)字線索的完整性。

附圖：