Грег Феллон (Greg Fallon), вице-президент Autodesk по инженерному анализу
В компании Autodesk анонсировали появление инструментов генеративного дизайна (generative design) в линейке продуктов для аддитивного производства. О том, что это значит, размышляет автор данной статьи.
Из всех супергероев больше всего мне нравится Тони Старк. У него нет суперспособностей, появившихся в результате несчастного случая или за счет внеземного происхождения. Он — инженер, использующий для решения проблем свой ум и технологии. Я думаю, то же самое ПО Autodesk Netfabb 2018 может сделать для наших пользователей: дать им способность объединять человеческую изобретательность и искусственный интеллект.
Сначала я бы хотел рассказать о генеративном дизайне (generative design также иногда переводят как порождающее проектирование. — Прим. ред.) от Autodesk. Два года назад эта технология произвела на меня сильное впечатление. В течение последних лет наша исследовательская группа взращивала ее в качестве Project Dreamcatcher (https://autodeskresearch.com/projects/dreamcatcher). Первыми в своих проектах ее использовали Airbus и Under Armour. Наконец настало время преподнести наше решение всем клиентам.
Стул Элбо был спроектирован с помощью Dreamcatcher, а потом создан из дерева на станке с ЧПУ
Наш технический директор Джефф Ковальски (Jeff Kowalski) называет генеративный дизайн настоящим воплощением САПР. На протяжении большей части своей истории САПР в основном означал систему автоматизированной документации, а не систему автоматизированного проектирования. Инструменты САПР просто фиксировали линии, созданные инженером. Но с генеративным дизайном компьютер уже дает возможность создавать готовые варианты изделий для конкретно заданных целей. ПО для проектирования становится настоящим партнером. Так же как J.A.R.V.I.S. помогает развивать инженерные способности Тони Старка, генеративный дизайн от Autodesk дает нашим пользователям суперсилу.
Итак, как работает эта технология? Технология генеративного дизайна воспринимает параметры, заданные инженером, такие как размер, вес, прочность, стиль, материалы, стоимость и др., а потом, применяя облачные вычисления, выдает огромное количество готовых вариантов. В результате человек получает ответы в формате готовых решений.
Генеративный дизайн с помощью ограничений, установленных инженером или дизайнером, создает огромное количество дизайнерских решений
С помощью генеративного дизайна и аддитивного производства команде удалось снизить вес гидравлических обжимных щипцов на 60%
Используя интеллектуальные алгоритмы, основанные на машинном обучении и продвинутом инженерном анализе, технология генеративного дизайна предлагает понастоящему изящные дизайнерские и инженерные решения, которые зачастую сложно спроектировать стандартными средствами. Специалисту остается лишь выбрать и адаптировать самый подходящий вариант.
Генеративный дизайн от Autodesk — не просто способ оптимизации топологии или создания внутренней структуры изделия, это огромный шаг вперед. В то время как оптимизация предназначена для доработки уже существующего решения, генеративный дизайн предлагает инженеру весь спектр эффективных, функциональных и технологичных вариантов. Инженер может не только найти абсолютно новое решение, но и воплотить его в жизнь с помощью аддитивного производства.
Компания Stanley Black&Decker, популярный производитель оборудования и инструментов, недавно воспользовалась этой технологией. Отдел инноваций запустил пилотный проект по улучшению инструмента, которым каждый день пользуются работники линии электропередач, — гидравлические обжимные щипцы. В данном случае речь шла о снижении их веса. Обычные щипцы весят 7 кг и применяются сотни раз за рабочую смену. Более легкий материал использовать было нельзя — инструмент должен остаться таким же прочным и надежным.
Френк ДеСантис (Frank DeSantis), вицепрезидент команды по инновациям (Stanley Black&Decker), работал с нашей консалтинговой командой. Вместе они определили функциональные параметры изделия и ввели их в качестве желаемых критериев в ПО Autodesk для генеративного дизайна. После исследования тысяч возможных комбинаций материалов и процессов, ПО предложило множество решений. Исходя из них, инженеры смогли определить дальнейшие шаги. Они были довольны тем, что смогли изучить все существующие варианты, вместо тех трехчетырех (пусть даже десяти), которые придумали бы сами, если бы пользовались традиционными инструментами проектирования.
Получившийся дизайн оказался немного необычным, но он позволил снизить вес инструмента на 60%. Параллельно был проведен инженерный анализ, который показал, что инструмент сохранил прежние характеристики прочности. В результате c помощью ПО Autodesk Netfabb удалось выработать стратегию по аддитивному производству нового инструмента.
Когда я попросил Френка описать его впечатления от полученного результата, он буквально выразил мое мнение своими словами: «Возможности генеративного дизайна, к которым мы получили доступ в Netfabb, практически волшебные. Можно выявить проблему и получить набор решений, которые просто невозможно было бы предсказать. По результатам этого проекта мы точно знаем, что будем использовать генеративный дизайн и аддитивное производство, которые предлагает Netfabb, в работе над другими нашими продуктами. Это совершенно точно будущее, и это то, для чего нужен наш отдел инноваций».
Мы хотели не просто получить инновационные концептпроекты, но дать нашим пользователям уверенность в том, что можно произвести эти изделия. Уже сейчас, например, пользователям ПО Netfabb доступна возможность спрогнозировать вероятные искажения, возникающие в изделии непосредственно до запуска в производство. На основании этого инженер может скорректировать исходный дизайн таким образом, чтобы избежать неприятностей во время 3Dпечати. Пользователи могут быть уверены в том, что выпущенное на 3Dпринтере изделие соответствует модели на экране.
Кроме улучшений, описанных здесь, в Netfabb 2018 есть множество прекрасных дополнений, о которых можно узнать на Autodesk.com. Технология генеративного дизайна от Autodesk станет доступна нынешним и новым пользователям Netfabb Ultimate 2018 позже в этом году.
В заключение хотел бы поблагодарить наших партнеров из команды Autodesk Research, которые с нуля создавали эту технологию, и коллег из команды Netfabb — за их воодушевление и усердную работу. Я знаю многих клиентов, которые очень ждали эту технологию, и рад видеть наконец ее воплощение.
