Generative design (generative design) er tölvu- og gervigreindardrifið hönnunarferli sem býr sjálfkrafa til vörur byggðar á notendaskilgreindum kröfum og takmörkunum. Eða í stuttu máli, hugbúnaðurinn hannar hluta eða vöru út frá vörueiginleikum og hönnunarmarkmiðum sem notandinn leggur til. 3D prentun hefur næga kosti til að framleiða hönnuð hluta.
Því fleiri breytur sem eru færðar inn í skapandi hönnunarhugbúnað, svo sem fyrirhugaða notkun, framleiðsluaðferð, tiltækt efni o.s.frv., því betri mun tölvuhönnunin framleiða. Vörur sem eru hannaðar með hugbúnaði hafa almennt króklínulegt útlit og uppbyggingu sem líkist lögun trjágreina eða beinagrind. Generative hönnun hefur verið líkt við þróunarfræðilega prufu-og-villu ferli sem náttúran fer í gegnum til að komast að ákjósanlegum mannvirkjum, og á mun hraðari hraða. Notkun skapandi hönnunar hefur marga kosti, svo sem að spara efni á meðan það tryggir mikinn styrk.
Til dæmis, krappin fyrir neðan, krappin til hægri er upprunalega hönnunin. Spelkan til vinstri er sá hluti sem er fínstilltur til að draga úr efnisnotkun á sama tíma og hún heldur sama styrk og samræmist sömu stærðum. Endanleg vinnupallinn getur verið sprautumótaður, vélaður eða þrívíddarprentaður. AI-mynduð hönnun er oft svo flókin að aðeins er hægt að framleiða hana með 3D prentunaraðferðum.
Eins öflug og kynslóða hönnunin er mun hún ekki koma í stað hönnuða eða verkfræðinga. Generative hönnunarhugbúnaður er bara tólið sem þeir nota til að flýta fyrir hönnun og fínstilla hluta. AI getur framleitt margvíslegar niðurstöður, borið saman muninn á mismunandi niðurstöðum og fundið bestu lausnina, sem er erfitt fyrir hönnuði að gera á stuttum tíma.
Margar hugbúnaðarvörur eru með skapandi hönnunarmöguleika sem nota reiknirit til að þýða hlutakröfur yfir í rúmfræði vöru og hönnun. Hins vegar, í stað þess að búa til tugi eða hundruð valkosta, bæta þeir einstaka hluta (sem hljómar mjög eins og parametrísk hönnun). Hugtökin tvö eru svipuð, en skapandi hönnunin er oft tengd mörgum möguleikum fyrir hönnun frekar en margar endurtekningar.
Generative hönnunarhugbúnaður
Reiknirit fyrir hagræðingu forms, eða fínstillingu svæðisfræði, hafa lengi tekist á við eitt af grundvallarverkfræðilegu vandamálunum: hvernig á að búa til nægilega sterka hluta með eins litlu efni og mögulegt er. Generative hönnun gervigreindar í dag gengur skrefinu lengra og býður upp á ofgnótt af valkostum. Mikilvægt er að verkfræðingar takmarkast ekki lengur af færnistigi, reynslu eða sköpunargáfu. Í lok generative hönnunargreiningar hafa verkfræðingar hugmynd sem hægt er að kanna frekar og betrumbæta eða tilbúna hönnunarlausn sem uppfyllir að fullu allar kröfur verkefnisins um þyngd, álag, efni o.s.frv.
Skapandi hönnun er skapandi tól og eins og margir aðrir tölvustýrðir ferlar þarf mann til að knýja hana áfram. Þess vegna er árangur tengdur gæðum gagna sem notandinn slær inn. Hér getum við fengið hugmyndina um GIGO að láni frá tölvunarfræði ("sorp inn, sorp út"), röng inntaksgögn munu gefa rangar niðurstöður. Þó að skapandi hönnunarverkfæri leyfi næstum hverjum sem er að ná tökum á flókinni hönnun, ekki vanmeta þá kunnáttu sem þarf til að skilgreina rétt upphafsskilyrði fyrir viðkomandi hluta. Almennt séð innihalda upplýsingarnar sem þarf til að skapa hugbúnað til að leysa vandamál:
●Líkamlegar takmarkanir á hönnunarrýminu, þar með talið hvert viðmót nýja hlutans í stærri samsetningu (svo sem uppsetningargöt) og plássið sem nýi hlutinn getur ekki tekið upp. Generative hönnun er oft notuð til að endurhanna hluta til að taka minna pláss.
● Jaðarskilyrði fyrir krafta og álag, þar á meðal hvaða svæði þarf að styrkja eða einfalda til að standast álag sem fylgir hreyfingu eða aðgerð.
● Viðmið eða markmiðssetning, svo sem að lágmarka massa eða kostnað hluta, og skilgreina öryggisþáttinn sem þarf fyrir verkefnið.
●Aðhæfi framleiðsluferlisins, þetta er kosturinn við 3D prentunarframleiðslu. 3D prentun sjálf hefur afar mikinn sveigjanleika, sem hentar mjög vel fyrir hlutaframleiðslu kynslóðar hönnunar.
● Framleiðsluefni. Ef meira en eitt efni er valið verða mismunandi hönnunarlausnir fyrir hvert efni til að uppfylla kröfur verkefnisins.
Hver er ávinningurinn af skapandi hönnun?
Nú þegar við skiljum hvað skapandi hönnun er í raun og veru og hvað hún getur gert, skulum við bera kennsl á hagnýtan ávinning af því að beita þessum verkfærum í framleiðslu að hluta:
● Sköpunargleði. Generative hönnunin fjarlægir allar skapandi hömlur sem tengjast hefðbundnum hönnunarferlum og skapar bestu óhefðbundnu formin sem mönnum er óhugsandi.
● Jafnvægi forgangsraða. Það getur kannað lausnir byggðar á frammistöðuþáttum og framleiðslugetu sem þegar er fáanleg á tilteknum stað.
● Draga úr greiningu. Innbyggðar prófunar- og útreikningslíkingar draga úr frekari kostnaðarsamri sýndartölvutækni (CAE) greiningu.
● Draga úr vinnuálagi. Það losar fagfólk við leiðinleg prufu-og-villu verkefni og eykur framleiðni með því að bjóða upp á hundruð mögulegra hönnunarlausna.
● Draga úr mannlegum mistökum. Með því að gera mikið af hönnunarferlinu sjálfvirkt minnkar hættan á að mannleg mistök komi inn í hönnunina.
● Draga úr kostnaði. Sparaðu peninga með því að skila afkastamikilli hönnun með minni efnisnotkun og með því að draga úr þróunartíma og tíma á markað.
●Samenað að hluta. Sérstaklega þegar verið er að nota viðbótarframleiðsluferli, geta verkfræðingar kannað tækifæri til að sameina hluta og skipta út heilum samsetningum með einum hluta. Þetta getur haft jákvæð efnahagsleg áhrif á aðfangakeðjur og viðhaldsáætlanir.
Reiknirit og fagurfræði: Framtíð kynslóðar hönnunar
Eftir því sem Internet hlutanna og gervigreind verða algengari í daglegu lífi okkar, getur skapandi hönnun orðið norm í vöruhönnun. Þessi tækni veitir hönnun sem mun ekki aðeins hafa jákvæð áhrif á iðnaðinn heldur einnig á umhverfið vegna þess að minna fjármagn þarf til að framleiða hversdagsvörur. Eins og er er þróun kynslóðarhugbúnaðar einnig mjög hröð, þar á meðal Fusion 360, Creo Generative Design Extension, Ansys Discovery, nTopology, Dassault Systèmes CATIA Generative Design Engineering o.s.frv. Þú getur notað þennan hugbúnað ásamt þrívíddarprentunarferlinu til að búðu til þína eigin skapandi hönnunarhluta.