Mae dylunio cynhyrchiol (dylunio cynhyrchiol) yn broses ddylunio sy'n cael ei gyrru gan gyfrifiadur ac AI sy'n creu cynhyrchion yn awtomatig yn seiliedig ar ofynion a chyfyngiadau a ddiffinnir gan ddefnyddwyr. Neu, yn fyr, mae'r meddalwedd yn dylunio rhan neu gynnyrch yn seiliedig ar briodoleddau cynnyrch a nodau dylunio a awgrymir gan y defnyddiwr. Mae gan argraffu 3D ddigon o fanteision i gynhyrchu rhannau a ddyluniwyd yn gynhyrchiol.
Po fwyaf o newidynnau sy'n cael eu rhoi i mewn i feddalwedd dylunio cynhyrchiol, fel defnydd arfaethedig, dull gweithgynhyrchu, deunyddiau sydd ar gael, ac ati, y gorau y bydd y dyluniad cyfrifiadurol yn ei gynhyrchu. Yn gyffredinol, mae gan gynhyrchion a ddyluniwyd gyda meddalwedd ymddangosiad cromliniol a strwythur sy'n debyg i siâp cangen coeden neu sgerbwd. Mae dylunio cynhyrchiol wedi'i gymharu â'r broses esblygiadol treial-a-gwall y mae natur yn mynd drwyddi i gyrraedd y strwythurau gorau posibl, ac ar gyfradd llawer cyflymach. Mae gan ddefnyddio dyluniad cynhyrchiol lawer o fanteision, megis arbed deunyddiau tra'n sicrhau cryfder uchel.
Er enghraifft, y braced isod, y braced ar y dde yw'r dyluniad gwreiddiol. Y brace ar y chwith yw'r rhan sydd wedi'i optimeiddio i leihau'r defnydd o ddeunydd wrth gynnal yr un cryfder a chydymffurfio â'r un dimensiynau. Gall y sgaffald terfynol gael ei fowldio â chwistrelliad, ei beiriannu neu ei argraffu 3D. Mae dyluniadau a gynhyrchir gan AI yn aml mor gymhleth fel mai dim ond trwy ddulliau argraffu 3D y gellir eu cynhyrchu.
Mor bwerus â'r dyluniad cynhyrchiol, ni fydd yn disodli dylunwyr na pheirianwyr. Meddalwedd dylunio cynhyrchiol yn unig yw'r offeryn y maent yn ei ddefnyddio i gyflymu'r dylunio a gwneud y gorau o rannau. Gall AI gynhyrchu amrywiaeth o ganlyniadau, cymharu'r gwahaniaethau rhwng gwahanol ganlyniadau, a dod o hyd i'r ateb gorau posibl, sy'n anodd i ddylunwyr ei wneud mewn cyfnod byr o amser.
Mae llawer o gynhyrchion meddalwedd yn cynnwys galluoedd dylunio cynhyrchiol sy'n defnyddio algorithmau i drosi gofynion rhan yn geometreg a dylunio cynnyrch. Fodd bynnag, yn lle cynhyrchu dwsinau neu gannoedd o opsiynau, maent yn gwella rhannau unigol (sy'n swnio'n debyg iawn i ddyluniad parametrig). Mae'r ddau gysyniad yn debyg, ond mae'r dyluniad cynhyrchiol yn aml yn gysylltiedig ag opsiynau lluosog ar gyfer dyluniad yn hytrach nag iteriadau lluosog.
Meddalwedd Dylunio Cynhyrchiol
Mae algorithmau optimeiddio siâp, neu optimeiddio topoleg, wedi mynd i'r afael ag un o'r problemau peirianneg mwyaf sylfaenol ers amser maith: sut i wneud rhannau digon cryf gyda chyn lleied o ddeunydd â phosibl. Mae dyluniad cynhyrchiol AI heddiw yn mynd gam ymhellach, gan gynnig llu o opsiynau. Yn bwysig, nid yw peirianwyr bellach yn cael eu cyfyngu gan eu lefel sgiliau, profiad neu greadigrwydd. Ar ddiwedd dadansoddiad dylunio cynhyrchiol, mae gan beirianwyr gysyniad y gellir ei archwilio a'i fireinio ymhellach neu ddatrysiad dylunio parod i'w weithgynhyrchu sy'n cwrdd yn llawn â holl ofynion y prosiect ar gyfer pwysau, llwythi, deunyddiau, ac ati.
Mae dylunio cynhyrchiol yn offeryn creadigol, ac fel llawer o brosesau eraill gyda chymorth cyfrifiadur, mae angen bod dynol arno i'w yrru. Felly, mae llwyddiant yn gysylltiedig ag ansawdd y data a gofnodwyd gan y defnyddiwr. Yma gallwn fenthyg y cysyniad o GIGO o wyddoniaeth gyfrifiadurol ("sbwriel i mewn, sothach allan"), bydd data mewnbwn anghywir yn cynhyrchu canlyniadau anghywir. Er bod offer dylunio cynhyrchiol yn caniatáu i bron unrhyw un feistroli dyluniadau cymhleth, peidiwch â diystyru'r sgil sydd ei angen i ddiffinio'n gywir yr amodau cychwynnol ar gyfer y rhan a ddymunir. Yn gyffredinol, mae'r wybodaeth sydd ei hangen ar gyfer meddalwedd dylunio cynhyrchiol i ddatrys problem yn cynnwys:
● Cyfyngiadau ffisegol ar y gofod dylunio, gan gynnwys pob rhyngwyneb o'r rhan newydd yn y cynulliad mwy (fel tyllau mowntio) a'r gofod na all y rhan newydd ei feddiannu. Defnyddir dylunio cynhyrchiol yn aml i ailgynllunio rhannau i gymryd llai o le.
● Amodau terfyn ar gyfer grymoedd a llwythi, gan gynnwys pa feysydd sydd angen eu cryfhau neu eu symleiddio i wrthsefyll straen mudiant neu weithrediad.
● Meini prawf neu osod nodau, megis lleihau màs neu gost rhan, a diffinio'r ffactor diogelwch sydd ei angen ar gyfer y prosiect.
●Cyraeddadwyedd y broses weithgynhyrchu, dyma fantais gweithgynhyrchu argraffu 3D. Mae gan argraffu 3D ei hun hyblygrwydd uchel iawn, sy'n addas iawn ar gyfer gweithgynhyrchu rhan dylunio cynhyrchiol.
●Deunyddiau gweithgynhyrchu. Os dewisir mwy nag un deunydd, darperir atebion dylunio gwahanol ar gyfer pob deunydd i fodloni gofynion y prosiect.
Beth yw manteision dylunio cynhyrchiol?
Nawr ein bod yn deall beth yw dylunio cynhyrchiol mewn gwirionedd a beth y gall ei wneud, gadewch i ni nodi manteision ymarferol cymhwyso'r offer hyn mewn gweithgynhyrchu rhannol:
● Creadigrwydd. Mae'r dyluniad Generative yn dileu'r holl gyfyngiadau creadigol sy'n gysylltiedig â phrosesau dylunio traddodiadol, gan greu'r siapiau a'r ffurfiau anghonfensiynol gorau na ellir eu dychmygu gan fodau dynol.
● Blaenoriaethau cydbwyso. Gall archwilio atebion yn seiliedig ar yr agweddau perfformiad a galluoedd gweithgynhyrchu sydd eisoes ar gael ar safle penodol.
● Lleihau dadansoddi. Mae efelychiadau profi a chyfrifo wedi'u cynnwys yn lleihau unrhyw ddadansoddiad costus pellach rhith-beirianneg â chymorth cyfrifiadur (CAE).
● Lleihau llwyth gwaith. Mae'n rhyddhau gweithwyr proffesiynol o dasgau profi-a-gwall diflas ac yn cynyddu cynhyrchiant trwy ddarparu cannoedd o atebion dylunio posibl.
● Lleihau gwall dynol. Trwy awtomeiddio llawer o'r broses ddylunio, mae'r risg o gyflwyno gwall dynol i'r dyluniad yn cael ei leihau.
● Lleihau costau. Arbed arian trwy ddarparu dyluniadau perfformiad uchel gyda llai o ddefnydd o ddeunyddiau, a thrwy leihau amser datblygu ac amser i'r farchnad.
● Wedi'i uno'n rhannol. Yn enwedig wrth ddefnyddio prosesau gweithgynhyrchu ychwanegion, gall peirianwyr archwilio cyfleoedd i gydgrynhoi rhannau a disodli cynulliadau cyfan gydag un rhan. Gall hyn gael effaith economaidd gadarnhaol ar gadwyni cyflenwi a rhaglenni cynnal a chadw.
Algorithmau ac Estheteg: Dyfodol Dylunio Cynhyrchiol
Wrth i Rhyngrwyd Pethau a deallusrwydd artiffisial ddod yn fwy cyffredin yn ein bywydau bob dydd, gall dylunio cynhyrchiol ddod yn norm wrth ddylunio cynnyrch. Mae'r dechnoleg hon yn darparu dyluniadau a fydd nid yn unig yn cael effaith gadarnhaol ar y diwydiant ond hefyd ar yr amgylchedd Oherwydd bod angen llai o adnoddau i gynhyrchu cynhyrchion bob dydd. Ar hyn o bryd, mae datblygu meddalwedd cynhyrchiol hefyd yn gyflym iawn, gan gynnwys Fusion 360, Estyniad Dyluniad Creo Generative, Ansys Discovery, nTopology, Dassault Systèmes CATIA Generative Design Engineering, ac ati Gallwch ddefnyddio'r meddalwedd hwn ar y cyd â'r broses argraffu 3D i creu eich rhannau dylunio cynhyrchiol eich hun.