參數化設計的核心價值在於「改變參數，模型自動更新」。但當設計目標是「體積必須等於 12000 mm³」而非「高度 = 100mm」時，傳統參數化無法直接求解。中望 3D 的設計優化器正是為此而生：以目標驅動反向求解驅動變數，實現真正的「目標導向設計」。本文以礦泉水瓶設計為例，完整演示從草繪到體積收斂的全過程。

一、建立參數化驅動基體

1. 草繪與約束（圖二）

• 新建零件，在 XZ 平面繪製半剖面輪廓
• 添加尺寸標註並施加幾何約束（垂直、水平、相切、對稱）
• 不退出草繪環境，直接進行下一步

2. 建立方程式變數（圖三）

工具 → 方程式，輸入四個驅動變數：

變數名	表達式	對應尺寸
L1	100 mm	瓶身高度
L2	45 mm	瓶頸高度
R1	30 mm	瓶身最大半徑
R2	10 mm	瓶口半徑

圖三：方程式編輯器與變數定義

3. 尺寸與變數關聯（圖四）

右鍵點選各尺寸標註 → 「連結到變數」 → 在變數瀏覽器中選對應變數（如「100」尺寸連結 L1）。完成後，修改變數值即驅動草繪更新。

4. 旋轉成型基體（圖五）

旋轉 指令：繞 Z 軸/中心線 360° 旋轉草繪，生成實體瓶身。

圖五：旋轉生成的實體瓶身

二、建立體積目標變數

1. 查詢 → 質量特性：系統自動創建 Part_Volume、Part_Area、Part_Mass 變數
2. 工具 → 變數瀏覽器 查看：初始體積 139,654 mm³（圖六）

圖六：變數瀏覽器顯示初始體積

三、設計優化器設定與求解

1. 開啟優化器並顯示標註（圖七、八）

工具 → 設計優化器，並開啟所有驅動尺寸顯示，便於後續選取。

圖七、八：優化器介面與驅動變數導入

2. 導入驅動變數（圖八）

點擊「+」按鈕，從變數瀏覽器或螢幕選取 L1、L2、R1、R2 四個驅動變數。左側核取方塊預設全勾選，表示皆參與優化；若某尺寸不可變（如瓶口徑受蓋子標準限制），取消勾選即可凍結。

3. 設定目標設計參數（圖九）

點擊目標區「+」 → 選擇 Part_Volume → 目標值輸入 12000（目標體積 mm³）。

4. 設定變數搜尋範圍

為避免求解發散，需為各驅動變數設定合理上下界（如 L1: 80-120, R1: 25-35 等），基於製造工藝與美學約束決定。

5. 執行優化迭代（圖十、十一）

點擊「步進」按鈕，系統執行一次迭代計算。觀察體積收斂曲線與變數變化，重複點擊直至體積誤差在可接受範圍內（如 ±0.1%）。

圖十、十一：步進按鈕與優化結果（L1=100.931, R1=29.872…）

6. 整數化處理（工程實用技巧）

優化結果常為小數（如 L1=100.931）。若需整數尺寸：

• 將「步長」設為小數部分（0.931）
• 點擊該變數右側「-」按鈕遞減
• 再執行一次步進，系統將在整數附近尋找可行解

圖十二：步長設定與整數化操作

四、抽殼轉內腔體積（圖十三、十四）

優化完成的是「外部實體體積」。實際產品需為中空容器：

1. 抽殼 指令，選擇瓶口面為開放面
2. 設定壁厚（如 2mm），方向向內
3. 完成後內腔體積即為設計目標的實際容量

圖十三、十四：抽殼命令與參數設定

五、設計優化器核心價值總結

• 目標驅動：從「參數→結果」轉向「結果→參數」，符合工程設計直覺
• 多目標擴展：可同時設定體積、質量、重心、應力等多目標加權優化
• 約束處理：支援等式/不等式約束（如壁厚 ≥ 1.5mm、頸長 ≤ 50mm）
• 全流程可追溯：優化歷程、變數軌跡、目標收斂曲線自動記錄，支援設計審核

設計優化器將「試誤法」升級為「數學優化法」，讓工程師從繁瑣的手動調參中解脫，專注於約束定義與方案評價。對於包裝容器、流道設計、結構輕量化等體積/質量敏感專案，是不可或缺的決策輔助工具。