摘要： Altair公司旗下产品solidThinking是一款计算机辅助工业设计与产品造型的三维软件，它能够帮助设计师轻松实现头脑中的概念，完全突破了传统软件的限制，是世界上许多知名品牌和优秀设计师的首选。值得一提的是，它并不单单是设计师的好助手，还能帮助整个产品开发流程提升效率，促进各个环节的合作，让生产企业更具竞争力。本文将从solidThinking辅助设计师探索方案、为结构打下良好基础、促进设计师与工程师合作以及辅助评测等四方面介绍其在开发流程中的重要作用。
关键词： solidThinking，工业设计，产品开发流程，效率
1前言
提起产品概念设计，我们时常联想到的仅仅是“锦上添花”，甚至“华而不实”等词语。实际上优秀的设计会为产品以及品牌提供不可估量的附加价值。目前，中国已有很多企业认识到了这点，纷纷把发展方向从“中国制造”转向“中国设计”。而且，随着人们物质生活水平的提高，人们对于产品的“精神诉求”比以往更加强烈。因此，能够在市场的检验下获得成功的产品必然要“内外兼修”，既要满足严谨的工程需要，又要在外观上更胜一筹。
产品概念设计在整个产品开发流程中位于首要环节，如图1所示。不得不说，整个流程是一个非常复杂的过程，因为这个流程涉及了艺术、工程、市场等多个不同的领域，所有的知识、技能以及相关人员都要不断相互磨合、相互平衡，这便使得产品进入市场的时间逐渐增加，从而企业就会面临一个重要的议题——“效率”。谁拥有高效的开发流程，谁就拥有最有竞争力的资源。
图1. 复杂的产品开发流程中，需要考虑很多要素
我们常说：“好的开始是成功的一半”。作为首要环节的产品概念设计在整个流程中扮演着至关重要的角色。如何能在这个环节就为提高效率打下良好的基础？Altair旗下的软件solidThinking不仅能够辅助设计师设计出最优秀的产品外观，还能促进设计师与工程师甚至市场人员的交流，帮助整个设计流程更加顺畅和高效。
1.1 solidThinking介绍
solidThinking是一款为设计师所打造的计算机辅助工业设计/造型软件，即CAID（Computer Aided Industrial Design）。它在快速三维建模、自由创意表现、逼真的渲染等方面有着非凡的表现。帮助设计师轻松、快速、低成本地创造、探索和评估新的设计想法，不再受传统软件的限制。并且，它能让设计师的作品以最快、最经济的方式进入人们的日常生活。
目前，solidThinking已是世界众多知名设计师的首选设计软件，被广泛应用于各种行业，如建筑、汽车、电子设备、珠宝、产品包装及游艇等。许多世界顶级品牌如Pininfarina， Italdesign Giugiaro，Bulgari（宝格丽），Panerai（沛纳海）， Nikon（尼康），Korg，Toyota（丰田）， Automotive Lighting， Nestle（雀巢）， Masterfoods（每食富）， Azimut（阿兹幕）游艇，Tisettanta，MacGregor（马基高）高尔夫都是solidThinking的忠实用户。
2 solidThinking在产品开发流程中的重要作用
本文将从四个方面出发，阐述这款软件在产品开发流程中所起到的重要作用。
2.1 帮助设计师探索更多设计方案
自“工业设计”这一行创始以来，有种技术一直根植于每个设计师的DNA当中，这就是“绘制草图”。这种技术拥有诸多优点，如速度快、拥有完全的自由度。但是当造型达到一定的复杂程度时，这种手法就很可能受限，遇到表现不清或不易修改的麻烦，甚至被人错误的解读。而另一种常用的表现手法是制作实体模型，它的优势是能获得非常直观的反馈，但制作周期长，很难呈现多种方案。计算机辅助工业设计软件的出现弥补了二者的不足，既能建造复杂的造型又能直观看到真实的效果，所以目前已被广泛应用于设计领域。而solidThinking更是把这些优势发挥到极致。
solidThinking基于NURBS（Non-Uniform Rational B-Splines）建模，这种方式本身可以支持任何想要的形态，辅以solidThinking完备的建模工具包，即使再复杂的曲面也可以轻松创建。不得不提的是，在以NURBS为基础的建模软件中拥有完备的历史进程并非易事，而solidThinking独一无二的“Construction TreeTM”技术能够完整的记录并管理好整个建模流程，使其变得井井有条。而且设计师可随时对模型进行调整，从而获得众多创意方案。
所以说，solidThinking能够激发设计师不断产生新的创作灵感，帮助他们掌握正确的设计方向。从这一点来说，这款软件才是真正意义上的“辅助设计”软件，而非简单的“辅助建模”。
2. 2 为高效的结构打好基础
设计师常常更注重造型的美感，对结构的考虑却较少。而且按照以往的设计流程，设计师的设计转到结构工程师手中时，可能由于结构不过关被大规模的修改。这样既容易让最初的创意流产又浪费了大量的时间。
为了帮助设计师弥补这一劣势，让他们在开发流程中掌握更多主动性和话语权，solidThinking于2009年发布了一个极具颠覆性的模块——solidThinking Inspired。其核新技术名为“MorphogenesisTM”。实际上这项技术来源于Altair的另一产品OptiStruct，不得不说，能够把工程中用于结构优化的技术为设计师所用，这绝对是一个突破性的创举！下面以实例来介绍这种技术在设计当中的应用。
Inspired让设计师在设计之初就可以开始考虑结构因素。如图2所示，设计师先定义好一款摩托车构架的主要形态，然后在构架上施加主要负荷，如图3。随后利用“MorphogenesisTM”生成优化的结构，这种类似于骨骼的结构一定是符合结构功能需求的，并且是最优化的结构，如图4。最后便是设计师大展创意之时。设计师们对于造型的捕捉是异常敏感的，每个看到这些奇特结构的设计师都会涌现出不同的创作灵感，然后再根据自己的设计语义创造出独一无二的造型。如图5所示的摩托车就是根据优化过的结构设计出来的，我们可以看到，最终的结果与初始的构架已是截然不同。
这种设计流程的优点是：设计师不但可以获得独具匠心的创意，而且可以利用最少的材质获得最高效的结构。当基于这个形态而设计的产品进入制造阶段后，原始的设计很难被后续工程所改变，从而也减少了不必要的返工，大大提高了效率。
2.3 设计师与工程师的无缝对接
不断的过程反复是开发进程中不可避免的事情。但是如图6我们可以看出，反复越多，成本也就越高。所以这种反复在开发流程中出现的越早越好。如何能够解决这个问题呢？solidThinking的优势体现于以下两个方面。
图6. 反复越多，成本越高
第一，减少重复性劳动。在开发过程中，设计师必然面临来自于工程师和市场人员的各种要求，一次次的局部修改是不可避免的。在solidThinking中，基于“Construction TreeTM”技术所建之模型，可以经的起多次的推敲和修改，因而流程中可能出现的大量问题都可以在初始的概念设计阶段被解决。
第二，设计师和工程师可以共用一个三维模型。以往的流程中，常会出现这样的情况：设计师在CAID软件中创建了模型后，工程师需要在CAD软件中再次重建模型，这是因为CAID软件中创建的模型不易修改，而且常有数据转换的错误。
而利用solidThinking，当模型被导入到其他CAD软件中后，设计师仍然可以在solidThinking中对模型随时修改。相应地，CAD软件中的模型也随之改变。这让设计师成为了整个模型的主导者，即便结构发生了变化，造型仍然掌控于设计师的手中。另外，solidThinking可支持几乎所有常见的CAD软件格式，转换过程十分稳定。
这里有一个相关案例。Korg是全世界最著名的电子乐器生产商，他们的产品内部充满了各种电子元件和复杂的机械构造，如图7。一旦内部结构稍微调整，整个造型就可能发生巨大的改变。之前这种改变令设计师们相当苦恼，因为工程师们常会改变要求，他们就不得不一次次重建模型。应用了solidThinking后，他们的效率比以前几乎翻了一翻，而且产品的质量和造型都比以前提升了很多。设计师们也变得更加从容和自信。
图7. Korg利用solidThinking设计了电钢琴，内部充满各种复杂的机械和电子元件
2.4 精确表现设计，辅助设计评测
在进行产品评测时，渲染扮演着一个非常重要的角色。高质量的渲染效果非常必要，但是这必须建立在高渲染速度之上，只有两者平衡才有意义。不得不说，solidThinking在这两点上的表现都绝对优秀。
solidThinking的渲染引擎集合了所有行业内领先的渲染技术，可以逼真的模拟任何场景。高效的内存管理功能和多处理器渲染技术，确保了工作效率最大化。完整的自带材质库囊括了几乎所有门类的材质，只需简单的操作，即使是初学者也能渲染出令人惊叹的逼真效果图。
高质量、高效率的渲染为很多公司解决了实际的问题。Automotive Lighting公司是意大利著名的汽车尾灯生产商，为众多知名汽车品牌如VOLVO、Audi等提供车灯设计和制造服务。他们面临着一个独特的挑战：汽车车灯集合了多种最复杂的渲染条件，比如金属的反射、光源的折射、多重压印的外壳材质以及透明效果，单渲染哪一种都是一个不小的运算量。而solidThinking可以轻松处理所有这些问题，正确模拟车灯的各种复杂效果，真实度堪比照片。
图8. 用solidThinking渲染出汽车尾灯的不同状态
图9. Automotive Lighting公司用solidThinking渲染的作品
以下是一些利用solidThinking渲染的产品效果图，我们可以看到，这款软件的渲染引擎可以把任何材质都表现得逼真、到位。
图10. 由solidThinking渲染的各类产品效果图
这些逼真的效果图能帮助设计师做出正确的决策，避免不必要的实体模型制作，减少成本开销。同时，市场调查人员还可以根据这些图片获得真实的市场反馈，帮助设计师提升决策的质量，让产品的开发方向走向正轨。
3 结论
综合以上谈到的几点，我们可以看出，solidThinking在整个产品开发流程中起到了促进合作和提高效率的作用。它使本来如接力般线性的工作流程改变成并行的工作模式。这在多个部门和人员（设计、工程、仿真以及市场沟通等）共同合作的情况下更为必要，使每个环节的时间更为充裕，工作更加高效。
生产既满足各项工程技术指标又具备外观美感的产品是现在以及未来中国市场的发展趋势，因此工业设计必然成为备受关注的环节。选择一款适合的工业设计软件有助于帮助企业合理安排工作流程，有效提升竞争力。(end)
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