洛杉磯直擊〉下一個科技夢:3D大趨勢

從波音、特斯拉到新加坡城市規畫 都要靠它

老科技、新科技,都和電腦3D模擬設計有關係。從一支智慧型手機到整架飛機,乃至於整座城市,只有想不到,沒有辦不到!

二月五日,一場年度科技盛會在美國洛杉磯沸騰登場,吸引了來自全球超過五千名工程師和設計師齊聚一堂,硬體大廠戴爾、聯想及惠普,顯示卡兩大巨頭輝達(Nvidia)與超微半導體(AMD),甚至系統龍頭微軟,無一缺席。所有人都為了一探3D科技的新發展,將為人類、產業指向什麼新方向而來。這是「Solidworks年度全球用戶大會」現場!
 


Solidworks是達梭系統旗下赫赫有名的軟體產品之一。許多吸睛又酷炫的科技產品背後,都有這套工程軟體的影子。隨手略舉一二:
 


二○一五年六月,美國國防部在加州舉辦機器人挑戰賽(DRC),美國太空總署研發的機器人「RoboSimian」,外形如同爬蟲,四隻腳各有七個關節,可以在災難發生時,爬上崎嶇不平的路面,進行救援工作,在這場彷彿機器人奧運的比賽中出盡鋒頭,奪下第五名。

 


場景拉到波士頓,農業科技新創公司Freight Farms所研發的貨櫃型物聯網植物工廠,用手機操作,就可以遠端監控作物生長狀況。



在矽谷,新創公司Meta的AR(擴增實境)眼鏡,猶如電影情節,雙手在空中就能抓取投影在鏡片上的影像。美國知名科技評論家斯科博(Robert Scoble)大讚,這是自麥金塔電腦後,第二個令他驚豔的科技產品。

 

 

改寫航太歷史! 達梭開發首架3D設計客機
 

但達梭系統最廣為人知的,還是早在三十年前,讓波音公司採用電腦軟體開發波音七七七,成為航空史上首架以電腦3D設計而成的飛機,整個設計過程動用了二二○○台電腦,幾乎沒用上一張傳統設計圖紙。

 

從波音啟動研發計畫,到一九九四年第一架七七七首航,整整耗時八年。至今,波音七七七系列仍是全球最大的雙引擎客機,飛安成績名列前茅,是航空業最成功的飛機之一;自此,幾乎所有的航太研發計畫,都脫離不了電腦輔助設計。


二月五日這一天,《今周刊》記者搭乘以電腦模擬設計的波音七七七客機,飛行一萬多公里,橫跨太平洋,來到「Solidworks年度全球用戶大會」現場,直擊3D的未來趨勢。在這裡,3D軟體技術,不僅僅是工業相關產品的左右手,包括醫療領域、城市規畫的未來等,3D的參與,已經把模擬與真實之間的距離拉近。

 

拉近模擬與真實的距離 從VR到電動車 都靠3D實現

 

過去,大自飛機、小至人手一機的智慧型手機;或者,一個看似簡單的寶特瓶、外形複雜的數位相機,3D軟體都是設計過程不可或缺的工具。如今,積極搶進VR(虛擬實境)的宏達電子,早已攜手達梭系統,推動商用虛擬實境;而馬斯克(Elon Musk)若沒有達梭系統的協助,特斯拉第一輛轟動世界的電動車,問世時間還得再等等。



市場研究機構IDC分析師蔡宜秀指出,電腦輔助設計可加速研發流程、優化內部溝通、確保生產製造準時銜接,並快速修正產品因應市場需求。



工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅觀察,用電腦模擬3D工業及消費產品,是不斷演變的進行式,「我們本來就生活在一個3D的世界。」
 


據統計,在一六年的消費性電子展上,超過七成的互聯網產品均使用Solidworks。無怪乎,在大會舞台上,Solidworks執行長巴熙(Gian Paolo Bassi)對電腦輔助軟體的未來發下豪語:「我們不對任何挑戰設限,我們挑戰極限!」



巴熙的確有資格這麼期待。

 

Solidworks是達梭系統成長最快的品牌,一六年貢獻了六.二六億歐元(約新台幣二○七億元)營收,僅次於建造波音七七七的元老CATIA。



工程軟體變金雞母 Solidworks直搗資通訊設計

但九七年,當達梭系統購併才創立三年的Solidworks時,因功能較陽春,產品線不完整,「當時機械類工程軟體市場龍頭PTC(美國參數設計)根本看不起Solidworks。」從九七年開始代理Solidworks的實威國際董事長許泰源回憶。
 


PTC沒想到的是,購併策略向來比它保守的達梭系統,撿到一隻金雞母。經過數年的購併與改良,Solidworks漸漸衝破PTC的防線,在機械類工程軟體打下一片江山,甚至直搗資通訊產業的設計部門。 
 


許泰源分析,上游系統廠因早年使用PTC旗下Pro/ENGINEER,連帶牽動下游廠商也採用同款軟體,習慣較難轉換。但這幾年,Solidworks「從鄉村包圍城市」,不少中下游資通訊公司漸漸轉換陣營,「例如台達電本來使用Pro/ENGINEER,也購入為數不少的Solidworks。」
 


蔡宜秀分析,「CATIA就像是工程軟體界的LV,強項在汽車及航太;而Solidworks則平易近人得多,強項在機械及資通訊。」兩大品牌在市場需求的高度互補性,造就了達梭系統如今在全球工程軟體市場的龍頭地位。IDC調查,光是一六年上半年,達梭系統橫掃近一五%的市占率,吃下十二.七億美元(約新台幣三九○億元)的市場規模。

 

 

飛機、手機、電腦、汽車,3D工程設計軟體幾乎創造所有日常產品,但3D科技的未來,不止於此,也許連人們生活中的一草一樹,一屋一瓦,都能先被模擬、分析,就像電玩遊戲「模擬城市」。這並不是願景,而是現在進行式。
 


打造「虛擬新加坡」!發揮想像,地下不只有停車場

 

「城市,是人類至今製造最複雜的產品。」累積多年的產品模擬分析經驗,達梭系統執行長夏里斯(Bernard Charls)不斷尋找3D科技應用的可能時,看到了城市。



一五年,達梭系統與新加坡政府展開戰略合作,開發「虛擬新加坡」平台,整個城市國家躍然一變為電腦裡的3D模型。
 


透過公部門系統及物聯網感測器提供的大數據所生成的數學模型,這座虛擬城市能操控城市內的種種參數,小自住宅內的房間,大至區域的溫度、溼度、噪音,以及光線、人流與車流的改變等,乃至於個體在模擬的城市中會得到何種體驗,統統都有數據模型可佐證。



為什麼兩方會合作?對達梭系統而言,城市是最複雜的有機體,涵蓋能源、食物等未來創新發展的大方向;而島國新加坡地狹人稠,每平方公里人口密度逼近八千人,沒有多餘的試驗空間,無邊無際的虛擬世界,就是最好的計畫場域。
 


達梭為新加坡勾勒的這座虛擬城市3D體驗平台,並非僅僅是紙上談兵,而是提供最有潛力的解法。例如像新加坡這樣高度開發的城市,未來也許能朝地下發展。



需要隔離環境的醫院手術室、沒有頻繁商業活動的倉庫,在未來都市的藍圖中,建於地下或許優於地上。而往下發展的城市,在現實社會沒有太多前例,虛擬模型因而能提供模擬預測結果。

 

 

「地下不只有停車場而已,我們對城市要有更多想像,」夏里斯說,虛擬新加坡就是智慧城市的開端,「這不僅是第一個大規模的城市模擬計畫,也會改變未來城市永續發展的遊戲規則。」
 


新加坡不會是唯一一座需要模擬的城市,根據統計,到了五○年,全球六十五億人口將居住於僅占地球三%表面積的城市中。尤其,人口壓力爆表的中國及印度,都無可避免面臨都市的擴增及更新。



台灣也搶合作 台北全新「地下社會」今年有譜

人口稠密的台灣,也搶著與達梭系統合作。繼新加坡後,台灣極有可能成為下一處虛擬城市的應用場域。
 


一六年七月,台北市長柯文哲出席世界城市高峰會,透過宏達電的HTC Vive VR頭盔體驗達梭系統的虛擬城市解決方案,自此開啟雙方合作洽談管道,據悉,最快今年有初步結果。說不定,未來台北會誕生一座完善、智慧的全新地下社會。
 


「虛擬世界可以嘗試各種『如果』,並選出最適合現實社會的方法。」夏里斯用一句話道破3D模擬的影響,「3D科技,就是夢想與現實之間的橋樑。」