Generativní design: Seznamte se s revolucí v možnostech výroby

První krok k široce dostupné automatizaci výroby, otevření se novým možnostem a šance posunout se mílovými kroky do budoucnosti. Generativní design je rostoucí fenomén, díky němuž lidé spojují síly s umělou inteligencí, a mohou tak objevovat dosud nevídaná konstrukční řešení. Příběhy společností, které díky generativnímu navrhování dosáhly dílčích úspěchů ve svém oboru, denně přibývají. Zavádějí ho světové značky, ale i start-upy či univerzity.

Vývojáři a konstruktéři mohou díky generativnímu designu trávit mnohem méně času kreslením a zadáváním věcí do počítače. Na začátku procesu uživatel zformuluje cíle, omezení a další parametry – např. požadavky na hmotnost, bezpečnost, materiál, výrobní metodu a náklady. Pak do hry vstoupí moderní technologie – umělá inteligence a výpočetní možnosti cloudu – a začnou zkoumat tisíce možností a hledat nejlepší řešení. Generativní design je mocný nástroj: i komplexní zadání počítač vyřeší mnohem rychleji než člověk a porovná nesrovnatelně větší množství alternativ.

Generativní design již proměňuje automobilový průmysl, svět designu či výrobu tradičními metodami. „Všichni průkopníci generativního designu mají jedno společné: touží změnit způsob, jakým dnes vyrábíme věci. A přitom také zlepšují život lidem kolem sebe. Přesně to nastupující generaci inženýrů i firem spojuje,“ říká senior viceprezident pro strojírenství, výrobu a cloud společnosti Autodesk, Scott Reese.

Cesta k lehčím autům a nižší spotřebě

Budoucnost s generativním designem si zvolila i automobilka General Motors. Pomocí dílů vytištěných na 3D tiskárnách chce zlepšovat výkon vozů a upravovat je zákazníkům na míru. „Generativní design nám umožňuje zkoumat různá konstrukční řešení dílů a součástí, které ve vozidlech používáme. Využívá přitom cloud a umělou inteligenci a spojuje mozek konstruktéra s možnostmi počítačů. Konstruktér ve spolupráci s počítačem přijde s řešením, které by jeden bez druhého nevymysleli,“ popisuje Kevin Quinn, ředitel pro aditivní design a výrobu.

Při tomto způsobu práce konstruktér zformuluje konstrukční cíle a další parametry, například výrobní metodu, rozpočet či materiál, a zadá je do softwaru pro generativní navrhování. Software zanalyzuje a vyhodnotí všechny myslitelné permutace a doporučí řešení, které se podle výpočtů jeví jako optimální. Generativní design a 3D tisk navíc s minimální investicí dovedou vyprodukovat nekonečné množství konstrukčních řešení.

Při nedávné spolupráci s Autodeskem konstruktéři zoptimalizovali konzoli sedadla – autodíl, který upevňuje zámek bezpečnostního pásu k sedadlu a sedadlo k podlaze. Použili funkce pro generativní design v programu Autodesk Fusion 360. Typická konzole sedadla je hranatý díl smontovaný z 8 součástí, software vygeneroval přes 150 návrhů, které připomínaly spíš kovový objekt z vesmíru. Nově navržená konzole sestává z jediného nerezového dílu a je o 40 % lehčí a 20 % pevnější než konzole původní. V General Motors už pracují na optimalizaci dalších autodílů. Když se pomocí generativního designu a 3D tisku podaří snížit spotřebu o čtvrt litru na 100 km nebo prodloužit dojezd elektromobilu o 15 km na jedno nabití, získá společnost obrovskou konkurenční výhodu.

Start-up pomáhá postiženým

Indický start-up Social Hardware si klade za cíl pomáhat postiženým lidem z venkova, kteří při práci v zemědělství nebo stavebnictví přišli o končetinu. Jak říká spoluzakladatel firmy Abhit Kumar, na trhu s protézami zeje v Indii obrovská díra a cílem společnosti je zaplnit ji.

„V plánu bylo vytvořit přídavné zařízení, které se vejde mezi bionickou ruku a lůžko – adaptér, do kterého půjde připevnit různé nástroje, například kladívko, zednickou lžíci nebo jiné nářadí,“ vysvětluje druhý spoluzakladatel firmy Cameron Norris. Na pomoc si vzali generativní design. Do programu Fusion 360 zadali údaje o rozměrech běžně vyráběných lůžek a v pěti fázích se jim postupně povedlo odlehčit zápěstní adaptér Avocado a zrychlit celý vývoj. „Kdybychom se k těmto výsledkům chtěli dobrat tradiční cestou, strávili bychom tím celé měsíce,“ pochvaluje si Kumar.

„Díky generativnímu designu jsme vytvořili lehké a prodyšné lůžko s unikátním vzhledem. Soustředíme se sice zejména na nízkopříjmové skupiny, přesto ale chceme dát klientům pocit, že nosí špičkovou moderní protézu,“ popisuje Norris. Firma nyní hodlá prototyp přetavit v koncový produkt nachystaný pro sériovou výrobu.

Generativní navrhování přináší diametrálně odlišný přístup k věci. Nebude trvat dlouho a díky digitalizaci procesů a propojení konstrukce s dílnami změníte svůj byznys k nepoznání. Strojírenskou výrobu totiž čeká zářná budoucnost.

Chcete se o výhodách a možnostech generativního designu dozvědět více? Kontaktujte odborníka společnosti Autodesk ZDE.

Zdroj: Autodesk, www.autodesk.cz