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衍生式设计使用仿生学和其他算法来创建具有创新性但与传统几何形状截然不同的设计。仿生方法模仿在自然界中发现的模型、系统和元素来生产和评估不同的替代品，并迭代这些设计以确定最佳解决方案。结果通常包含有机和自然的形状，其中一些超出了人类的想象范围，可能看起来很奇怪。但是这些设计是有效的，并且通过在指定的材料、操作和制造要求内探索许多有效的几何选项，把将毋庸置疑的创新纳入其中。然而，迄今为止，衍生式设计未能考虑到一个关键的约束：成本。
在这篇博文中，我们研究了大多数工程师必须管理的成本和创新之间的平衡行为，解释了具有成本意识的下一代衍生式设计如何帮助工程师控制预算，并揭示了以成本为中心的方法可以为设计流程带来的好处。
工程师通常是完美主义者，日以继夜地工作以将他们的设计改进到第 n 级。这不是坏事，毕竟解决问题是许多工程师的第二天性。他们希望在给定的要求范围内，为自己处理的问题找到最佳解决方案。当然，问题在于他们必须在相互矛盾的约束下工作，例如，制造成本和重量都必须最大限度地降低。这种平衡行为是一个资源高度密集型的过程，需要时间，并且经常导致项目成本飙升。
衍生式设计产生创新型设计概念。来源：General Motors
衍生式设计产生创新的设计概念，无论其可行性如何。幸运的是，从小规模制造的角度来看，增材制造可以使生产全新类别的设计变得可行。然而，增材技术对于大规模生产并不总是可用或可行，工程师必须找到替代方法，使用传统制造方法来生产这些新颖的几何形状。这是大多数衍生式设计功能不足的地方，及所产生的设计仅适用于增材制造。但是，衍生式设计功能不能在能实现大规模生产的减材制造的限制下工作。
具有成本意识的衍生式设计从一开始就将成本计算纳入衍生式设计过程。工程师可以平衡不同制造工艺、材料和几何形状的成本，以正确权衡并使设计适用于现实的制造环境。衍生式设计的成本计算功能会评估常见的制造流程，包括增材和减材方法。他们将这些信息与区域经济数据（包括劳动力费用、间接成本和材料价格）相结合，以提供可靠的成本分析。在评估特定的制造方法时，工程师可以输入生产量、材料细节和几何形状以获得估计成本。
下一代衍生式设计提供了强大的成本分析功能。图片来源：Claudius Peters
下一代衍生式设计利用这种成本核算功能，使结果可控。该软件会生成设计，然后评估成本，并且会在解决方案生成大量潜在设计时跟踪和衡量这些成本。然后，公司可以根据制造成本的中值和范围来探索所产生的结果，按不同的目标范围进行过滤，并按估计成本的中值进行排序。
自动化正在创造一流的新型数字助理，为全世界知识工作者助力。今天的衍生式设计解决方案是工程界的理想搭档，推动了创新，但同时也未能限制成本。必须对衍生式设计加以控制，否则工程师很容易被冲昏头脑，但同时并未能限制成本的财务影响和实际成效的情况下创造创新而新颖的设计。
衍生式设计可以比较成本和制造方法。资料来源：MJK Performance
这就是突破性下一代衍生式解决方案将成本限制纳入其中的原因，这改变了各种因素相互作用的方式并使工程师以务实的方法进行设计。他们可以设计智能、符合目标的产品和零件，而非创造出色但不可行的设计。这样的衍生式设计符合两个重要条件：提供自动化的创新来源，并允许公司考虑到这些创新想法的成本，从而做出正确的设计选择。下一代衍生式设计现在是一个非常有价值的模拟工具，使创新和成本在数字领域完美融合，从而使组织能够为现实世界创造最好的产品。
迄今为止，衍生式设计是具有创新性的，但它在不考虑成本的情况下创造了截然不同的设计。这是一个问题，因为大多数设计仅适用于小规模增材制造技术，而不适用于实际生产所需的大规模减材技术。
衍生式设计激发了工程师理想主义的一面，使他们能够创造出越来越复杂但有时不可行的几何图形。当工程师使用衍生式算法来考虑成本时，它通常会阻碍创新并增加设计时间。
下一代衍生式设计允许工程师评估成本，将其视为在整个设计过程中都要加以跟踪的变量。这种成本分析策略使工程师能够通过常见的制造技术并使用区域经济信息来评估成本。他们可以输入生产量、材料细节和几何形状来获得估计成本，并探索产生的结果。
衍生式设计长期以来一直是理想主义的虚拟助手，但现在它正在受到控制，使工程师能够创建智能的、有针对性的设计。因此，衍生式设计现在已成为工程界创新和务实效率的源泉。
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