Ad alto livello, il design generativo è relativamente semplice. Si tratta di una funzionalità delle applicazioni di ingegneria generativa CAD che genera autonomamente una serie di alternative di progettazione in base a un determinato numero di vincoli. Ciò può essere realizzato senza la guida o l'interazione di un ingegnere, che può dedicarsi ad altre attività e scegliere i progetti da esaminare in maniera più approfondita, una volta completati. Nel complesso, questo permette di accelerare il processo di progettazione senza la supervisione costante di un ingegnere.
La progettazione generativa nella progettazione assistita da computer (CAD) è un approccio innovativo che prevede l'utilizzo di algoritmi e intelligenza artificiale (AI) per generare più opzioni di progettazione in base a parametri e vincoli specificati. Consente a progettisti e ingegneri di esplorare un'ampia gamma di potenziali soluzioni e ottimizzare i progetti per vari obiettivi come la riduzione del peso, l'efficienza dei materiali, la minimizzazione dei costi e il miglioramento delle prestazioni. La progettazione generativa in CAD è particolarmente utile per le sfide ingegneristiche complesse in cui i metodi di progettazione tradizionali possono essere limitati dal tempo, dalle risorse o dalla creatività umana. Sfruttando la potenza computazionale e gli algoritmi di ingegneria generativa, il design generativo consente ai progettisti di creare soluzioni ottimizzate e innovative che spingono i confini di ciò che è possibile nella progettazione e nell'ingegneria del prodotto.
Caratteristiche principali dell'ingegneria generativa nel CAD
Ottimizzazione algoritmica nella progettazione generativa:
Gli algoritmi di progettazione generativa analizzano i parametri di input come i requisiti funzionali, le proprietà dei materiali, i vincoli di produzione e i criteri di prestazione per generare soluzioni di progettazione.
Esplorazione iterativa nella progettazione generativa:
I progettisti possono esplorare numerose alternative di progettazione in modo rapido ed efficiente. Gli strumenti di progettazione generativa generano in genere una moltitudine di opzioni di progettazione, che possono quindi essere valutate in base a criteri specifici.
Geometria complessa nella progettazione generativa:
Il design generativo spesso produce forme geometriche complesse e strutture che possono essere difficili da concepire manualmente. Questi progetti possono sfruttare tutto il potenziale delle tecniche di produzione avanzate come la produzione additiva (stampa 3D).
Ottimizzazione multidisciplinare nel design generativo:
La progettazione generativa può ottimizzare i progetti in più discipline, come l'analisi strutturale, la fluidodinamica, la gestione termica e le simulazioni elettromagnetiche, per ottenere prestazioni ottimali in base a vari criteri.
Human-in-the-loop nella progettazione generativa:
Mentre gli algoritmi di progettazione generativa automatizzano la creazione di alternative di progettazione, i progettisti umani svolgono un ruolo cruciale nello specificare i requisiti di progettazione, valutare le opzioni generate e perfezionare il progetto finale.
Esplorazione dello spazio di progettazione nel design generativo:
Il design generativo consente ai designer di esplorare l'intero spazio di progettazione, scoprendo soluzioni innovative che potrebbero non essere state prese in considerazione attraverso i metodi di progettazione tradizionali.
Modellazione parametrica nella progettazione generativa:
La progettazione generativa utilizza spesso tecniche di modellazione parametrica, in cui i parametri di progettazione vengono definiti e manipolati per guidare la generazione di alternative di progettazione.
Progettazione generativa e ottimizzazione topologica
La progettazione generativa supporta funzionalità chiave come l'ottimizzazione topologica per l'esecuzione di simulazioni strutturali e la rimozione del carico-peso dall'area vuota nei materiali. Siemens NX 12 è l'unico software di progettazione generativa che incorpora l'ottimizzazione topologica basata sulla tecnologia di modellazione convergente che consente funzionalità di modellazione 3D unificate su combinazioni di dati Facet e B-rep. Ciò si traduce in componenti più leggeri senza sacrificare l'intento o l'integrità del progetto.
Potenziare gli ingegneri con la progettazione generativa e la modellazione delle faccette
La progettazione generativa è una funzione del software di ingegneria CAD in cui un progettista collabora con algoritmi di intelligenza artificiale per generare e valutare centinaia di potenziali progetti per un'idea di prodotto. Il processo di progettazione generativa inizia con la definizione degli obiettivi e dei vincoli del progetto. Questi includono, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, parametri di progettazione quali:
- Dimensioni del prodotto o dimensioni geometriche
- Carichi ammissibili e condizioni operative
- Peso target
- materiali
- Metodi di produzione
- Costo per unità
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