A generatív tervezésről

A terméktervezés módszertana gyors ütemben változik. A hagyományos rendszertől – magányos tervező egyetlen számítógépen a fenti munkamódszert alkalmazza – elmozdul a mérnöki tervezés egy kollaboratívabb módszere felé, amely nagyobb feldolgozási teljesítményt vet be a kényszereken és kritériumokon alapuló legjobb termék tervezéséhez: figyelembe veszi az anyagokat, a terhelést, a költséget és a gyárthatóságot.

A mérnöki tervezésnek ez az új paradigmája – a generatív tervezés – nemcsak átalakítja annak módját, ahogy a vállalatok megtervezik és legyártják termékeiket, hanem kulcsfontosságú részét képezi az Ipar 4.0-nak is.

A generatív tervezés kis- és nagyvállalatok számára egyaránt segíthet kitolni a tervezés határait, pénzt megtakarítani, csökkenteni a veszteséget és növelni a kreativitást. Azok közé az új digitális technológiák közé tartozik, amelyek szakítanak a jelenlegi üzleti modellekkel, valamint bátorítják és segítik az induló vállalkozásokat a mérnöki tervezés és a gépipar területén.

A generatív tervezés egy olyan új technológia, amely nagyban támaszkodik számítógépek számítási teljesítményére a tervezés során, és egy adott alkatrész kialakításánál pontosan annyi anyagot használ, amennyire ténylegesen szükség van, és csak ott, ahol arra szükség van, így maximális teljesítményt biztosít elhanyagolható veszteséggel.

A prototípusok felszerelhetők érzékelőkkel, amelyek rögzítik a tervezési folyamatba visszavezetett valós idejű teljesítmény-adatokat, ezáltal a termék maga is részévé válik saját tervezési folyamatának.

Ez a megközelítés valójában egy olyan módszert takar, amellyel több megoldás is található egy adott tervezési problémára, így jutva el „a legjobb tervhez, amely elméletben lehetséges”.

Az optimális terv keresése során a generatív tervezés komplex formákat hoz létre, amelyeket hagyományos gépipari módszerekkel lehetetlen volna megalkotni. Az ilyen formák legyártása azonban mára már az új anyagok kifejlesztésének és a 3D fémnyomtatásnak köszönhetően lehetségessé vált.

A generatív tervezés tehát egy olyan technológia, amely tökéletesen párosítható 3D nyomtatással – legyen szó fémekről vagy polimerekről –, illetve új, könnyű, erősebb és jobb anyagok fejlesztésével.

Reverse engineering

Képzelje el, hogy ahelyett, hogy az ügyfelek vélt kívánságai vagy a tervező fejében megfogalmazódott ötletek alapján készülne egy CAD-terv, „elmondhatná” a számítógépnek, hogy mit szeretne elérni, és az segítene létrehozni a tervet.

Tegyük fel, hogy egy széket tervez. Ahelyett, hogy rajzolna két, három vagy akár tíz változatot, betáplálhatná a számítógépbe, hogy egy olyan széket szeretne, amelynek 110 kg a teherbírása, darabja 30 dollárba kerül, és 12 kg anyagból készül. Ezután a számítógép – felhőalapú számítástechnikát használva a feldolgozási teljesítmény növeléséhez – több száz praktikus és legyártható tervváltozatot kínálna, amelyek mind megfelelnek a megadott feltételeknek.

Ezek között a tervek között néhány olyan is szerepelne, amelyet a tervező egyedül nem hozhatott volna létre, mert az algoritmus olyan, matematikán alapuló lehetőségeket is számba venne, amelyre egy tervező egyszerűen nem gondolna. És a számítógép képes lenne teljesen egyedül, egy ember rajzolási szakértelme nélkül létrehozni ezeket az ötleteket. Erre képes a generatív tervezés.

A generatív tervezés hozzávalói

A generatív tervezés kifinomult szoftver, sokkal erőteljesebb, mint a normál CAD, és ennek következtében hatalmas számítási teljesítményhez kell hozzáférnie.

A generatív tervezés hozzávalói:

  • mérnök a kezeléshez,
  • mesterségesintelligencia-algoritmus,
  • felhőalapú számítási teljesítmény,
  • erős kapcsolat a gyártási folyamatokkal.

A generatív tervezés szorosan kapcsolódik a mesterséges intelligenciához (MI). Ez az a technológia, amely képessé teszi a gépeket egy helyzetre adott megfelelő válasz kiszámítására anélkül, hogy előtte beprogramoznák rá.

Ha egy tervet generatív módon hoznak létre, gyakran komplex: a terv alakja jobban hasonlít a természetben látható organikus formákra, mint a műszaki tanulmányok tipikus egyenes vonalaira – gondoljon csak a csontok szivacsos állományára vagy a penészgombatelepekre. Ezeknek a létrehozásához a generatív tervezési szoftver mesterséges intelligenciára épülő algoritmusokat használ. Ilyen algoritmusok nélkül a tervek sokkal inkább egyenes vonalakra és négyzetekre korlátozódnának.

Még a mesterséges intelligencia használata esetén is felhőalapú számítástechnika szükséges ahhoz, hogy olyan mennyiségű terv jöhessen létre, amelyből a tervező már ki tudja választani a munkájához leginkább megfelelőt. A technológia – mint az Autodesk Fusion 360 – szabad processzorok ezreit éri el és használja a felhőn keresztül, hogy végigpörgessen minden matematikai permutációt, és ellenőrizze a terméktervezés kényszereinek teljesülését. Felhőalapú számítástechnika nélkül a tervezőknek egy szuperszámítógépre volna szükségük, hogy ennyire sokféle lehetőséget generáljanak.

Amellett, hogy a generatív tervezés teljesen új megoldásokat hoz létre, abban a tekintetben is kiemelkedik a többi technológia közül, hogy számításba veszi a gyárthatósági szempontokat. Így jelentősen lerövidíti a termékek tesztelésének folyamatát, és nem kell újra és újra visszatérni a tervasztalhoz. A hagyományos optimalizálás egy már ismert megoldás finomítására összpontosít, és a felesleges anyagok eltávolítása is a részét képezi, tekintet nélkül az elkészítés vagy felhasználás módjaira.

A generatív tervezés jellemzői

  • a generatív tervezés olyan kényszereket vesz figyelembe, mint a terhelés, tömeg és költség,
  • emberek, számítási teljesítmény és érzékelők együttesen hozzák létre a termékeket,
  • a tervek fizikán alapulnak,
  • a számításokhoz mesterséges intelligenciát és felhőalapú számítástechnikát használ,
  • utánozza a természetet,
  • képes komplexebb problémák megoldására.

Folytatjuk…

Specialistákból álló csapatunk bármikor rendelkezésére áll, hogy segítsen Önnek a legtöbbet kihozni szoftveréből. Amennyiben szakmai ismereteit bővítené és elsőként szeretne hozzáférni a legfrissebb újdonságokról szóló hírekhez vagy cikkekhez, elég egyetlen lépés. Legyen tagja Facebook közösségünknek vagy iratkozzon fel Hírlevelünkre!


Látogasson el az Automotive Hungary 2019 kiállításon a VARINEX Zrt. A pavilon 208 standjára, ahol megismerheti azon innovatív tervezési és gyártási munkafolyamatokat, amelyek befolyásolják az autóipar jövőjét: additív gyártás a Stratasys és az EOS nyomtatási technológiái; virtuális valóság (VR); az Autodesk generatív tervezési megoldása és az OPEN MIND nagy hatékonyságú subtraktív technológiái. Mindezek együtt teszik egyre fejlettebbé a tervezési és gyártási munkafolyamatot.

További információ és regisztráció >>> https://cad.varinex.hu/automotive-2019/

Kapcsolattartó:

Sebők Róbert
CAD üzletág igazgató
+36 1 273 3413
+36 30 977 1824
sebok@varinex.hu