Projektowanie generatywne - narzędzia inżynieryjne nowej generacji

Na czym polega projektowanie generatywne?

Na ogólnym poziomie projektowanie generatywne można objaśnić stosunkowo prosto: jest to funkcja aplikacji CAD do inżynierii generatywnej umożliwiająca autonomiczne generowanie szeregu alternatywnych projektów na podstawie określonego zbioru relacji. Może to przebiegać bez nadzoru lub interakcji ze strony inżyniera, który w tym czasie zajmuje się innymi zadaniami, a następnie może wybrać projekty, które chce dogłębniej sprawdzić. Takie działanie przyspiesza proces projektowania bez absorbowania uwagi inżyniera.

Projektowanie generatywne w oprogramowaniu do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) to innowacyjne podejście, które polega na wykorzystaniu algorytmów i sztucznej inteligencji (AI) do generowania wielu opcji projektowych na podstawie określonych parametrów i relacji. Pozwala to projektantom i inżynierom badać szeroką gamę potencjalnych rozwiązań i optymalizować projekty pod kątem różnych celów, takich jak redukcja masy, efektywność materiałowa, minimalizacja kosztów i poprawa wydajności. Funkcje projektowania generatywnego w oprogramowaniu CAD są szczególnie cenne w przypadku złożonych wyzwań inżynieryjnych, w których tradycyjne metody projektowania mogą natykać się na ograniczenia w postaci czasu, dostępu do zasobów lub ludzkiej kreatywności. Dzięki wykorzystaniu mocy obliczeniową i algorytmów inżynierii generatywnej umożliwiają projektantom tworzenie zoptymalizowanych, innowacyjnych rozwiązań, które przesuwają granice możliwości w projektowaniu i inżynierii produktów.

Najważniejsze cechy inżynierii generatywnej w oprogramowaniu CAD

Optymalizacja z zastosowaniem algorytmów w projektowaniu generatywnym:

Algorytmy projektowania generatywnego analizują parametry wejściowe, takie jak wymagania funkcjonalne, właściwości materiału, ograniczenia produkcyjne i kryteria działania, aby wygenerować optymalne projekty.

Iteracyjna eksploracja w projektowaniu generatywnym:

Projektanci mogą szybko i sprawnie badać liczne alternatywne projekty. Narzędzia do projektowania generatywnego zazwyczaj generują wiele opcji projektowych, które można następnie ocenić na podstawie określonych kryteriów.

Złożona geometria w projektowaniu generatywnym:

Projektowanie generatywne często skutkuje powstawaniem kształtów o złożonej geometrii i struktur, których projektowanie ręczne byłoby bardzo utrudnione. Pozwala to w pełni wykorzystać potencjał zaawansowanych technik produkcyjnych, takich jak wytwarzanie addytywne (druk 3D).

Multidyscyplinarna optymalizacja w projektowaniu generatywnym:

Projektowanie generatywne może optymalizować projekty w wielu dziedzinach, takich jak analiza konstrukcji, mechanika płynów, zarządzanie termiczne i symulacje elektromagnetyczne, w celu spełnienia różnych kryteriów dotyczących działania produktu.

Zaangażowanie człowieka w projektowaniu generatywnym:

Algorytmy projektowania generatywnego automatyzują tworzenie alternatywnych projektów, jednak projektanci w dalszym ciągu odgrywają kluczową rolę w określaniu wymagań projektowych, ocenie uzyskanych opcji i doskonaleniu ostatecznego projektu.

Badanie przestrzeni projektowej w projektowaniu generatywnym:

Projektowanie generatywne pozwala projektantom badać całą przestrzeń projektową i odkrywać innowacyjne rozwiązania, które mogły nie być rozpatrywane przy użyciu tradycyjnych metod projektowania.

Modelowanie parametryczne w projektowaniu generatywnym:

Projektowanie generatywne często wykorzystuje techniki modelowania parametrycznego polegające na definiowaniu parametrów projektu i manipulowaniu nimi w celu generowania alternatywnych projektów.

Projektowanie generatywne i optymalizacja topologii

Projektowanie generatywne wspiera istotne funkcje, takie jak optymalizacja topologii, które umożliwiają przeprowadzanie symulacji konstrukcji i usuwanie obciążeń z pustych obszarów w materiałach. Siemens NX 12 to jedyne oprogramowanie do projektowania generatywnego, które zawiera funkcje optymalizacji topologii oparte na technologii modelowania konwergentnego pozwalające na ujednolicone modelowanie 3D na podstawie połączonych danych modeli fasetowych i B-rep. W ten sposób można uzyskać lżejsze komponenty bez uszczerbku dla założeń projektowych lub integralności.

Projektowanie generatywne i modelowanie fasetowe zwiększają możliwości inżynierów

Projektowanie generatywne to funkcja inżynieryjnego oprogramowania CAD, która umożliwia współpracę projektanta z algorytmami sztucznej inteligencji, aby generować i weryfikować setki potencjalnych projektów produktu. Proces projektowania generatywnego rozpoczyna się od zdefiniowania celów i relacji projektu. Należą do nich m.in. następujące parametry projektu:

Rozmiar produktu lub jego wymiary geometryczne
Dopuszczalne obciążenia i warunki pracy
Docelowa masa
Materiały
Metody produkcji
Koszt jednostkowy

Powiązane produkty: NX CAD

Wiele opcji projektowych tworzonych w procesie projektowania generatywnego.

Poznaj korzyści

Projektowanie generatywne umożliwia inżynierom tworzenie i symulowanie tysięcy projektów (których część być może nawet nie przyszłaby im do głowy) w ułamku czasu, który zazwyczaj musieliby poświęcić na te działania. Proces projektowania generatywnego może skutkować uzyskaniem optymalnych projektów o wysoce dostosowanych i złożonych kształtach.

Optymalizacja projektu w projektowaniu generatywnym

Algorytmy projektowania generatywnego badają liczne opcje projektowe na podstawie zdefiniowanych parametrów, takich jak materiał, metoda produkcji, wymagania dotyczące działania, by tworzyć projekty lżejszych, wytrzymalszych lub wydajniejszych produktów.

Zarządzanie złożonością z wykorzystaniem projektowania generatywnego

Projektowanie generatywne umożliwia tworzenie złożonych geometrii, które mogą być trudne lub wręcz niemożliwe do wyobrażenia sobie przez człowieka. Pozwala to uzyskiwać skomplikowane, organiczne kształty zoptymalizowane pod kątem konkretnych funkcji.

Projektowanie generatywne przyczynia się do oszczędności czasu i pieniędzy

Ta technologia automatyzuje proces projektowania i umożliwia znaczne skrócenie czasu wymaganego do wygenerowania wielu alternatywnych opcji projektowych. Osiągnięta w ten sposób wydajność pracy przekłada się na oszczędność kosztów, zwłaszcza w sytuacjach wymagających częstych iteracji.

Dalsze korzyści zapewniane przez narzędzia projektowania generatywnego w oprogramowaniu CAD

Innowacyjność i kreatywność: Projektowanie generatywne może inspirować nowatorskie rozwiązania projektowe dzięki możliwości badania niekonwencjonalnych kształtów i konfiguracji, których projektanci mogą w ogóle nie brać pod uwagę. Sprzyja to powstawaniu innowacji i otwiera nowe możliwości w zakresie rozwoju produktów.
Poprawa wydajności: Projekty tworzone przy użyciu tej metody są często dostosowywane do określonych kryteriów, takich jak wytrzymałość konstrukcyjna, aerodynamika, rozpraszanie ciepła itp, co skutkuje ich lepszym działaniem w rzeczywistych warunkach.
Zrównoważony rozwój: Projektowanie generatywne może przyczyniać się tworzenia bardziej zrównoważonych projektów dzięki optymalizacji zużycia materiałów i minimalizowaniu marnotrawstwa: lżejsze i bardziej wydajne konstrukcje skutkują ograniczeniem wpływu produkcji i transportu na środowisko.
Dostosowanie do potrzeb użytkownika: Projektowanie generatywne może z łatwością uwzględnić wymagania dotyczące dostosowania produktu do określonych potrzeb. Dostosowując parametry wejściowe, projektanci mogą generować projekty dostosowane do indywidualnych preferencji lub konkretnych przykładów użycia.
Iteracyjne doskonalenie: Projektowanie generatywne ułatwia szybkie tworzenie iteracji i doskonalenie produktu. Przy użyciu tej funkcji można szybko zweryfikować wiele alternatywnych projektów, doprecyzować ich kryteria i tworzyć nowe iteracje do momentu znalezienia optymalnego rozwiązania.

Wypróbuj bezpłatną wersję oprogramowania

Kobieta siedząca przy biurku z widokiem na las. Jej dłonie spoczywają na klawiaturze laptopa.

Wersja próbna oprogramowania NX X

Opracowane dla projektantów produktów o zróżnicowanym doświadczeniu oprogramowanie NX X CAD zapewnia niezrównane możliwości. Korzystaj z zaawansowanych funkcji i funkcjonalności oprogramowania NX w połączeniu z zaletami chmury, również w przypadku braku połączenia z Internetem.

Wypróbuj już teraz

Dowiedz się więcej

Projektowanie generatywne umożliwia projektantom tworzenie zoptymalizowanych, innowacyjnych rozwiązań, które przesuwają granice możliwości w projektowaniu i inżynierii produktów.

Obejrzyj

Oprogramowanie Siemens NX zawiera funkcje, które pozwalają na zastosowanie multidyscyplinarnego i zespołowego podejścia do projektowania produktów konsumpcyjnych, które łączy projektowanie, prototypowanie, planowanie i walidację w jednym wirtualnym obszarze roboczym.

Obejrzyj webinar

Przeczytaj

Projektowanie generatywne umożliwia tworzenie organicznych rozwiązań geometrycznych o zmniejszonej masie z określonego materiału, w zdefiniowanej przestrzeni oraz z uwzględnieniem dopuszczalnych obciążeń i ograniczeń.

Pobierz e-book

Poznaj ofertę

Firma Hall Designs oferuje usługi projektowania, montażu i inżynierii odwrotnej dla branży sportów motorowych, przekształcając pomysły i próbki w gotowe do produkcji projekty w formacie CAD. Dowiedz się, w jaki sposób są w stanie skrócić czas wymiany produktu o 20-25%.

Przeczytaj case study