Thiết kế tạo ra cách mạng hóa các sản phẩm và cách chúng được tạo ra. Dựa trên điện toán đám mây và trí tuệ nhân tạo (AI), Generative Design tạo ra các mô hình được tối ưu hóa khác với những gì các quy trình kỹ thuật tiêu chuẩn đưa ra. Làm thế nào chính xác? Đọc tiếp để tìm hiểu những điều cơ bản.
Generative Design là gì?
Thiết kế tạo là một công nghệ trong đó các mô hình 3D được tạo ra và tối ưu hóa bởi điện toán đám mây và AI. Người dùng thiết lập các yêu cầu cho mô hình, chẳng hạn như quy trình sản xuất, tải trọng và ràng buộc, sau đó phần mềm cung cấp các thiết kế đáp ứng các yêu cầu đó.
Hình ảnh: Thiết kế lại khung GE này nhẹ hơn 75% so với thiết kế ban đầu và được tối ưu hóa để duy trì căng thẳng năng suất vật liệu bằng cách sử dụng thiết kế tổng thể.
Điều đó không có nghĩa là nhà thiết kế không quan tâm đến việc thiết kế một sản phẩm. Con người trong kịch bản này vẫn cần phải suy nghĩ về giới hạn trọng lượng, hạn chế về thể chất, sự sẵn có của vật liệu, v.v. Trên thực tế, kỹ sư xác định các tiêu chí khác nhau này càng tốt, hệ thống càng có thể khám phá ra các giải pháp khả thi tốt hơn. Generative Design có thể mang lại nhiều giá trị cho công việc của các kỹ sư trong khi mất ít thời gian hơn đáng kể và giảm sự thiên vị của con người. Nó tạo ra nhiều giải pháp đồng thời, tất cả đều đáp ứng các yêu cầu nhất định, sử dụng sức mạnh của điện toán đám mây.
May mắn thay, đặc biệt là đối với người mới, phần mềm cũng có thể giúp họ khám phá các ràng buộc. Ví dụ: bạn có thể thiết lập thiết kế để in 3D và sau đó thử lại với phay 3 trục. Từ đó, bạn có thể quyết định kết quả nào phù hợp nhất với ngân sách, lịch trình thời gian, v.v. của mình và đặt đó là giải pháp tối ưu trong tương lai.
Generative Design giải quyết những vấn đề gì?
Thiết kế tạo ra mang lại hàng trăm tùy chọn thiết kế sáng tạo trong một thời gian ngắn — đặc biệt nếu phần mềm đang khai thác đám mây để tìm tài nguyên điện toán.
Sau đó, tùy thuộc vào nhà thiết kế để đánh giá sự đánh đổi. Ví dụ: mặc dù hai mô hình đáp ứng các thông số kỹ thuật, tùy chọn một có thể có trọng lượng nhẹ hơn, trong khi tùy chọn hai mạnh hơn một chút. Cả hai tùy chọn đều hoạt động, nhưng có nhiều lựa chọn hơn và khả năng ưu tiên các tính năng luôn được ưu tiên hơn.
Có lẽ lợi ích lớn nhất là Generative Design đưa các sản phẩm sáng tạo ra thị trường trong thời gian kỷ lục. Khi được sử dụng hiệu quả nhất, Generative Design sẽ giúp cải thiện các quy trình hiện tại và kết quả thiết kế của bạn trong thời gian ngắn hơn về tổng thể. Là một hoạt động cải tiến liên tục, Generative Design có thể giúp bạn thực hiện các thiết kế hiện có và tối ưu hóa chúng cho nhu cầu của bạn. Nó có thể phục vụ như một tài sản có giá trị trong quá trình thiết kế cho cả các bộ phận mới và hiện có, đổi mới công việc bạn đã làm.
Thiết kế tạo ra cũng tạo ra sự khác biệt đáng kể cho các công ty muốn:
- Sự khác biệt của sản phẩm. Thành thật mà nói, hầu hết các thiết kế đều dựa trên các mô hình đã hoạt động trước đó. Chúng tôi thực hiện các thay đổi gia tăng và hy vọng nó hấp dẫn khách hàng. Thiết kế tạo cho phép bạn thoát ra khỏi lối mòn đó bằng cách tạo ra các bộ phận và sản phẩm mới có hiệu suất cao vượt quá yêu cầu. Thêm vào đó, chúng không dễ bị trùng lặp bởi các đối thủ cạnh tranh.
- Kết quả của chuyên gia (ngay cả từ các kỹ sư mới làm quen). Lo ngại về khoảng cách kỹ năng? Một kỹ sư cơ khí mới vào nghề giờ đây có thể tạo ra một bộ phận bằng cách sử dụng Generative Design mà không cần kiến thức sâu rộng. Và khi hệ thống trả về hàng trăm giải pháp phù hợp, trí tuệ nhân tạo, đi kèm với công nghệ thiết kế tổng thể, có thể nhanh chóng giúp lọc vô số tùy chọn thiết kế.
- Tối ưu hóa chi phí sản phẩm. Thiết kế tạo ra có thể tiết kiệm tiền bằng cách loại bỏ các bộ phận được thiết kế quá mức. Đây là những thiết kế, mặc dù đáng tin cậy, nhưng có thể sử dụng nhiều vật liệu hoặc phương pháp sản xuất phức tạp hơn mức cần thiết.
- Tối ưu hóa độ tin cậy. Thực hiện các phân tích căng thẳng về kết quả Generative Design để xác nhận chất lượng và độ bền của thiết kế. Điều này đảm bảo thiết kế của bạn hoạt động trong thế giới thực. (Nó cũng tiết kiệm chi phí trong sản xuất và hỗ trợ dịch vụ.)
Hình ảnh: Một bộ phận được tạo ra để phay, đúc và sản xuất phụ gia 3 trục.
Xem Generative Design trong thực tiễn
Nó trông như thế nào khi một Generative Design được tận dụng? Xem cách một nghiên cứu có thể được thiết lập và một phần được tối ưu hóa trong video này:
Tối ưu hóa cấu trúc liên kết khác với Generative Design như thế nào?
Sẽ rất hữu ích khi hiểu sự khác biệt giữa Generative Design và tối ưu hóa cấu trúc liên kết, bởi vì hai thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau. Từ quan điểm của PTC, tối ưu hóa cấu trúc liên kết hội tụ trên một giải pháp duy nhất chỉ dựa trên các mục tiêu chức năng, ràng buộc và tải trọng. Thiết kế phát triển đồng thời nhiều giải pháp để hội tụ trên bộ giải pháp tốt nhất có thể dựa trên các yêu cầu chức năng và phi kỹ thuật.
Generative Design có ý nghĩa gì đối với các kỹ sư ngày nay?
Chúng tôi đã đề cập rằng các kỹ sư mới bắt đầu có được sự thúc đẩy chuyên nghiệp với thiết kế tổng thể, vì họ có thể nhanh chóng bắt đầu sản xuất các mô hình tạo thành công. Generative Design cho phép các kỹ sư ở mọi cấp độ tạo ra công việc, cuộc họp hoặc vượt qua kỳ vọng ngày càng xuất sắc trong thời gian ngắn hơn. Lấy lại thời gian đó cung cấp cho các kỹ sư sự tự do để hiểu rõ hơn về cách cải tiến thiết kế và giải quyết các trường hợp sử dụng không phải bằng cách tập trung vào các bộ phận, mà bằng cách hiểu toàn bộ hệ thống và có thể xác định lại các yêu cầu của các bộ phận cụ thể để tối ưu hóa kết quả của toàn bộ.
Tiến về phía trước với Generative Design
Chúng tôi hy vọng điều này đã trả lời một số câu hỏi của bạn về Generative Design và các mô hình dường như xa lạ mà nó tạo ra. Nói tóm lại, nó chỉ đơn giản là một công nghệ mới, nhưng mạnh mẽ, để giúp các công ty cung cấp các thiết kế tốt nhất của họ trong thời gian ngắn hơn.
