Современные технологии, инновации, искусственный интеллект – всё это преподносится нам с самыми красочными эпитетами. Они, как супергерои, способны буквально на всё. Так говорят специалисты. Но хочется всё же составить о них собственное мнение. Однако стоит помнить, что у всякого волшебства есть границы возможностей, и их стоит учитывать при испытании технологий. В этой статье мы дадим несколько рекомендаций, при соблюдении которых вы сможете на 100% активировать магию генеративного дизайна для действительно впечатляющего результата.
ЧТО ТАКОЕ GENERATIVE DESIGN
Технологию генеративного дизайна нельзя назвать суперновинкой, про неё начали говорить еще в прошлом веке. Но реальное практическое применение она нашла только несколько лет назад. Теперь же эта технология проектирования доступная каждому – с 2018 года она входит в стандартный набор возможностей облачной САПР Autodesk Fusion 360. За это время множество крупных мировых компаний представили зрелищные проекты, выполненные с помощью искусственного интеллекта.
Суть Generative Design заключается в умении самостоятельно сформировать деталь или конструкцию, основываясь на заданных человеком условиях. Вы вводите определенные критерии, такие как способ производства, материал, нагрузки, а система проводит расчеты и предлагает от десятков до тысяч разнообразных видов одной детали, среди которых останется только выбрать подходящий. Сделать это так же просто, как и поставить задачу, потому что технология позволяет делать выборку из множества вариантов, основываясь на их весе, прочности и других условиях.
С помощью Generative Design можно как разрабатывать детали с нуля, так и оптимизировать уже готовые конструкции. Причем делать это так быстро, что, если зажмуриться, услышите свист ветра в ушах. Серьезно, искусственный интеллект делает за минуты то, на что у человека ушел бы не один день. Что же необходимо учесть, чтобы достичь wow-эффекта в реальном проекте? Начнем по порядку.
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА
Отличительной особенностью творений генеративного дизайна является особая форма. Этот вид искусственного интеллекта не равнодушен к красоте – как инженер он очень практичен, но его внутренний художник говорит, что прекрасным в детали должно быть всё: и физические качества, и внешний вид. Нестандартные линии влияют не только на презентабельность детали, но и на то, каким способом её можно будет изготовить.
Поэтому при испытании Generative Design учитывайте, что технология сможет спроектировать модели только для следующих типов производства:
- 3D-печать;
- 2D-контурная резка;
- 2,5D-фрезерование;
- 3D-фрезерование;
- 3+2/5D-фрезерование;
- в редких случаях металлическое литьё.
КАКИЕ ДЕТАЛИ
Исходя из этих ограничений и других факторов, стоит придирчиво выбирать и тип деталей для проектирования в Generative Design. Помните, что основной целью искусственного интеллекта будет уменьшение используемых материалов, а также снижение трудоемкости изготовления.
Вот несколько признаков, которые помогут понять, что ваша деталь идеальна для генеративного дизайна:
- детали со сложной топологией, требующие долгой обработки или применения множества разных инструментов;
- сборки, которые возможно представить в виде единой детали;
- соединительные детали, такие как кронштейны, опоры, рычаги, маятники и другие;
- детали, при транспортировке которых учитывается вес, а не объем;
- детали, для изготовления которых будут использованы изотропные материалы, широко распространенные в производстве;
- детали, планируемые для производства в небольшом количестве.
ГАБАРИТЫ
И снова вернемся к способу производства. Понимаете, почему мы отдали ему первое место – он влияет на многое. Например, на размер изготовляемой детали. Определитесь со способом и отталкивайтесь от параметров оборудования, которое есть у вас в распоряжении. Допустим, вы собираетесь использовать 3D-печать – важно, чтобы максимальный габарит детали был меньше рабочей платформы принтера. Иначе вы рискуете повредить оборудование и рассердиться на генеративный дизайн. А это не входит в наши планы!
Мы рекомендуем рассчитывать соотношение сторон детали с помощью простой формулы C<=A*10, где С – наименьший, а A – наибольший габарит. Исключением могут стать только плоские детали, изготовляемые способом резки.
НАГРУЗКИ И ВНУТРЕННИЕ КАНАЛЫ
Способность Generative Design формировать легкие, но прочные детали основана на глубоком инженерном анализе. И для того, чтобы деталь была максимально функциональной, во время постановки задачи необходимо указать статические нагрузки, действующие на неё. Уже после генерации финального результата вы сможете применить к детали динамические нагрузки, чтобы проверить её функциональность. Кроме этого вы сможете заложить наличие в детали внутренних каналов для протекания газов или жидкостей. Главное – предусмотреть все нюансы на начальном этапе общения с искусственным интеллектом.
КОЛИЧЕСТВО ДЕТАЛЕЙ В СБОРКЕ
Вот эта часть будет интересна многим, потому что она поистине волшебна. Чтобы уверовать в магию, попробуйте поручить генеративному дизайну оптимизацию уже существующей модели, состоящей из нескольких элементов. Если взамен вы получите единую деталь, способную справляться с той же задачей, что и сборка, вам удастся серьезно сэкономить на производстве. Единственное ограничение в данном случае – количество деталей в сборке. Для наилучшего результата стоит рассматривать сборки, число элементов в которых не превышает 50 штук. К счастью, сюда можно не включать крепежные элементы.
ПРЕПЯТСТВИЯ МЕЖДУ МЕСТАМИ СОЕДИНЕНИЯ
Generative Design могуч, но не всесилен. Если в исходной модели существуют явные препятствия между местами соединения, искусственный интеллект может не найти оптимального решения. Пожалуйста, постарайтесь избежать такой ситуации.
ПОДЫТОЖИМ ВЫШЕСКАЗАННОЕ ДЛЯ ТЕХ, КТО НЕ ЛЮБИТ МНОГО ЧИТАТЬ
Чтобы эксперимент с генеративным дизайном прошел успешно, необходимо:
- скачать Autodesk Fusion 360 с технологией Generative Design и установить его на свой компьютер;
- загрузить исходную 3D-модель для оптимизации или составить представление о детали и её граничных условиях для генерации с нуля;
- указать, какие механические нагрузки будут действовать на деталь;
- указать смежные детали сборки или условно обозначить, где в детали не должен появиться дополнительный объем;
- указать области, которые должны остаться неизменными;
- выбрать технологию производства и перечислить допустимые материалы;
- запустить генеративное проектирование и наслаждаться результатом.
Успехов в общении с искусственным интеллектом!
