Ai衍生式設計：Autodesk Fusion重新定義製造業

在全球製造業面臨材料成本上升、人力資源短缺與競爭日益加劇的今日，「如何設計得更快、更好」已成為企業無法迴避的核心問題。而「衍生式設計（Generative Design）」正是現階段最具顛覆性的解方之一。

衍生式設計是什麼？

衍生式設計是一種先進的演算法導向設計流程。透過人工智慧（AI）與雲端運算驅動的衍生式設計技術，設計師與工程師不再受限於傳統的線性設計流程，而是可以在短時間內產出大量符合需要的工程條件與製造限制的創新設計方案，讓產品開發從「構思→模擬→修改」的反覆過程，轉變為「輸入條件→AI生成多組方案→選中方案並優化」的智慧流程。設計過程中只需輸入關鍵參數，與預期性能目標，系統便能自動生成多組可行的模型，最後由設計者從中挑選最佳方案。

相較於「拓撲優化」僅針對結構內進行優化，衍生式設計能同時考慮功能性、成本、製造方式、可製造性等多重條件，提供更多元、實用且具創造力的解決方案。這使它成為目前全球頂尖製造業者轉型升級的重要工具。

Autodesk：衍生式設計的推手

談到衍生式設計，不得不提的就是 Autodesk。作為全球3D設計軟體領導品牌，Autodesk 早在數年前即投入開發相關功能，並在其強大的數位製造平台 Autodesk Fusion中內建完整的衍生式設計模組。

透過 Autodesk Fusion，使用者可以設定設計目標（如強度、重量、形狀限制等）、指定材料（例如鋁合金、ABS塑膠或碳纖複合材料），再根據不同製造技術（如 CNC 加工、3D 列印、鑄造等）產出大量不同的結構提案。這種設計流程不僅大幅縮短研發週期，更能發現人類無法直覺想到的創新幾何結構。

衍生式設計在製造業的四大效益

以下是目前製造業應用衍生式設計最直接、最具價值的優勢：

1. 輕量化設計（Lightweighting）

無論是在汽車、航太，還是工業機械領域，減輕重量已成為提升性能與降本節能的最大共同目標。衍生式設計可快速產出維持強度的同時，模擬出重量最低的設計版本，並自動排除不合格選項，極大提升設計效率與產品效能。

2. 零件整合（Parts Consolidation）

以往需要多個零件組裝的結構，透過衍生式設計可以整合成單一零件，不僅縮短組裝工時與降低錯誤率，也有助於簡化供應鏈、降低後續產品維護的難度。特別是在3D列印等自由度高的製程下，這一點尤為顯著。
 

3. 耐久與性能最佳化（Performance Optimization）

衍生式設計不只是追求外型創新，它同時能透過演算法分析壓力分佈與耐用性，提出強度更高、壽命更長的結構設計，有效避免傳統設計盲點。

4. 推動永續發展（Sustainability）

透過減少材料使用、降低耗能與製程成本，衍生式設計有助於企業實現ESG目標，對環境與營運雙重友善。從開發階段就納入永續思維，是邁向綠色製造的關鍵一步。

應用場景：不只是高科技產業才用得上
 

雖然衍生式設計常見於汽車、航太或高端醫療產品的開發，但其實在中小型製造業中也逐漸展現價值。例如：

• 機械零組件開發：可快速驗證不同支撐結構設計，提升剛性與壽命。
• 模具設計：在保留功能的同時降低用料與加工成本。
• 電子外殼設計：實現造型與散熱之間的最佳平衡。
• 工業設施改造：利用結構優化減輕負荷、延長設備壽命。

重點在於：這項技術不是取代設計師，而是讓創新更有價值。只需要定義邊界及條件，剩下的交給系統生成，再從中挑選最合適的版本，開發速度與準確度皆顯著提升。

現在，就是導入衍生式設計的最佳時機

對正面臨轉型壓力的製造業者來說，Autodesk提供的不僅是一套工具，而是一種全新的思維模式。從設計邏輯、技術整合到跨部門協作，衍生式設計正是將智慧製造從口號變為現實的關鍵技術。無論你是產品設計師、製程工程師，還是企業決策者，若您正在尋找方法來縮短設計時程、提升產品品質並降低成本，那麼衍生式設計就是您下一步的競爭優勢。

面對製造業的未來挑戰，唯一不變的是「變」。而您能選擇的，是與Autodesk Fusion一起站上衍生式設計的浪潮，走在創新設計與永續製造的最前線!