Generativní návrh – inženýrské nástroje nové generace

Co je generativní návrh?

Generativní návrh je ve své podstatě poměrně jednoduchý. Jedná se o funkci aplikací CAD pro generativní inženýring, které samostatně generují množství alternativ návrhů na základě konkrétních omezení. To se může dít bez dohledu či interakce konstruktéra, takže ten má více času na další úkoly. Po skončení si mohou konstruktéři vybrat, které návrhy chtějí prozkoumat podrobněji. Celkově vzato to tedy urychlí vývoj, aniž by byl vyžadován čas konstruktéra.

Generativní návrh v počítačem podporovaném navrhování (CAD) je inovativní přístup, který zahrnuje použití algoritmů a umělé inteligence (AI) ke generování více možností návrhu na základě zadaných parametrů a omezení. Umožňuje konstruktérům a inženýrům prozkoumat širokou škálu potenciálních řešení a optimalizovat návrhy pro různé cíle, jako je snížení hmotnosti, efektivita materiálu, minimalizace nákladů a zvýšení výkonu. Generativní návrh v systému CAD je obzvláště cenný pro složité technické úkoly, kde mohou být tradiční metody navrhování omezeny časem, zdroji nebo lidskou kreativitou. Využitím výpočetního výkonu a generativních inženýrských algoritmů umožňuje generativní návrh konstruktérům vytvářet optimalizovaná inovativní řešení, která posouvají hranice možností v oblasti návrhu a inženýrství výrobků.

Hlavní charakteristiky generativního inženýrství v systému CAD

Optimalizace v generativním návrhu na základě algoritmu:

Algoritmy generativního návrhu analyzují vstupní parametry, jako jsou funkční požadavky, vlastnosti materiálů, výrobní omezení a výkonnostní kritéria, a generují konstrukční řešení.

Iterativní procházení v generativním návrhu:

Konstruktéři mohou rychle a efektivně procházet řadu alternativních návrhů. Nástroje pro generativní návrh obvykle generují množství možností návrhu, které lze následně vyhodnotit na základě konkrétních kritérií.

Složitá geometrie v generativním návrhu:

Generativní návrh často vytváří složité geometrické tvary a struktury, které by bylo obtížné vytvořit ručně. Tyto návrhy mohou plně využít potenciál pokročilých výrobních technik, jako je aditivní výroba (3D tisk).

Víceoborová optimalizace v generativním návrhu:

Generativní návrh dokáže optimalizovat návrhy napříč různými obory, jako je strukturální analýza, dynamika kapalin, tepelná správa a elektromagnetické simulace, aby se dosáhlo optimálního výkonu podle různých kritérií.

Člověk ve smyčce v generativním návrhu:

Zatímco algoritmy generativního návrhu automatizují vytváření alternativních návrhů, lidští konstruktéři hrají klíčovou roli při zadávání požadavků na návrh, vyhodnocování vygenerovaných možností a upřesňování konečného návrhu.

Procházení prostoru návrhu v generativním návrhu:

Generativní návrh umožňuje konstruktérům projít celý prostor návrhu a odhalit inovativní řešení, která by při použití tradičních metod návrhu nemusela být zjevná.

Parametrické modelování v generativním návrhu:

Generativní návrh často využívá techniky parametrického modelování, kdy jsou definovány parametry návrhu a různě se s nimi manipuluje, aby bylo možné generovat alternativy návrhu.

Generativní návrh a optimalizace topologie

Generativní návrh podporuje klíčové funkce, jako je optimalizace topologie pro provádění simulace konstrukce a odstranění zatížení a hmotnosti z prázdných ploch v materiálech. Řešení Siemens NX 12 je jediným softwarem pro generativní návrh, který obsahuje optimalizaci topologie založenou na technologii konvergentního modelování, která umožňuje jednotné 3D modelování kombinací fasetových a dat B-rep. Výsledkem jsou lehčí komponenty, aniž by došlo k výrazným omezením v oblasti konstrukčního záměru nebo integrity.

Podpora inženýrů pomocí generativního návrhu a fasetového modelování

Generativní návrh je funkce inženýrského softwaru CAD, při níž konstruktér spolupracuje s algoritmy umělé inteligence na tvorbě a hodnocení stovek potenciálních návrhů, jež řeší konkrétní navrhovaný výrobek. Proces generativního návrhu začíná definováním cílů a omezení projektu. Patří mezi ně mimo jiné tyto konstrukční parametry:

Velikost nebo geometrické rozměry výrobku
Přípustné zatížení a provozní podmínky
Cílová hmotnost
Materiály
Výrobní metody
Cena za jednotku

Související produkty: NX CAD

Více možností návrhu vygenerovaných v procesu generativního návrhu.

Pochopení výhod

Pomocí generativního návrhu mohou inženýři vytvářet a simulovat tisíce návrhů (z nichž mnohé by si sami nedokázali představit) za zlomek času, který by to normálně zabralo. Proces generativního návrhu může přinést vysoce přizpůsobené složité tvary jako nejlepší řešení

Optimalizace návrhu v generativním návrhu

Algoritmy generativního návrhu zkoumají řadu možností návrhu na základě definovaných parametrů, jako jsou materiál, výrobní metoda, požadavky na výkon, což vede k lehčím, pevnějším nebo efektivnějším řešením než tradiční návrhy

Zvládání složitosti pomocí generativního návrhu

Generativní návrh dokáže zpracovat složité geometrie, které by pro lidského návrháře mohly být obtížné nebo nemožné. To umožňuje vytvářet složité organické tvary optimalizované pro specifické funkce

Generativní návrh přináší časové a finanční úspory

Automatizací procesu navrhování může generativní návrh výrazně zkrátit dobu potřebnou k vygenerování více alternativ návrhu. Tato efektivita se projevuje v úspoře nákladů, zejména tam, kde dochází k častému opakování návrhu

Další výhody nástrojů pro generativní návrh v systému CAD

Inovace a kreativita: Generativní návrh může inspirovat nová konstrukční řešení zkoumáním netradičních tvarů a konfigurací, které by lidští konstruktéři nemuseli brát v úvahu. To podporuje inovace a otevírá nové možnosti při vývoji výrobků.
Zvýšení výkonu: Návrhy vytvořené touto metodou jsou často přizpůsobeny konkrétním výkonnostním kritériím, jako je pevnost konstrukce, aerodynamika, odvod tepla atd. Výsledkem jsou výrobky, které v reálných podmínkách fungují lépe.
Udržitelnost: Generativní návrh může vést k udržitelnějším návrhům díky optimalizaci využití materiálů a minimalizaci plýtvání. Vytvářením lehčích a účinnějších konstrukcí se snižuje dopad výroby a dopravy na životní prostředí.
Přizpůsobení: Generativní návrh se snadno přizpůsobí požadavkům na přizpůsobení. Úpravou vstupních parametrů mohou konstruktéři vytvářet návrhy přizpůsobené individuálním preferencím nebo konkrétním případům použití.
Iterativní zlepšování: Generativní návrh usnadňuje rychlé iterace a zlepšování. Konstruktéři mohou rychle vyhodnotit více alternativních návrhů, upřesnit svá kritéria a vytvářet nové iterace, dokud nenajdou optimální řešení.

Vyzkoušejte bezplatný software

Žena sedící u stolu s výhledem na les. Ruce má na klávesnici notebooku.

Zkušební verze řešení NX X

Řešení NX X CAD bylo vyvinuto pro návrh výrobků všech úrovní zkušeností a poskytuje bezkonkurenční výkon. Využívejte všechny výkonné funkce a vlastnosti řešení NX s výhodami cloudu, a to i bez připojení k internetu.

Vyzkoušet

Další informace

Generativní návrh umožňuje konstruktérům vytvářet optimalizovaná inovativní řešení, která posouvají hranice možností v oblasti návrhu a inženýrství výrobků.

Ke zhlédnutí

Řešení Siemens NX obsahuje funkce, které podporují víceoborový týmový přístup k návrhu spotřebních výrobků, který spojuje návrh, prototypování, plánování a ověřování do jediného digitálního pracovního prostoru.

Podívat se na webinář

K přečtení

Vytvářejte organické geometrické řešení se sníženou hmotností určitého materiálu optimalizované pro daný prostor se zohledněním možných zatížení a omezení.

Stáhnout e-knihu

Prozkoumat

Společnost Hall Designs nabízí služby v oblasti návrhu, upevnění a reverzního inženýrství pro oblast motorsportu, kde převádí nápady a vzorky do výrobních formátů CAD. Zjistěte, jak zkracuje dobu revize výrobků o 20 až 25 procent.

Přečtěte si případovou studii