Jak začít s generativním navrhováním. Tipy a příklady

Tento nastupující fenomén je hybatelem ekonomického růstu a svým uživatelům poskytuje náskok před konkurencí. Jak zvládnout první návrh pomocí generativního designu?

Nejen aditivní výroba, ale také klasická průmyslová odvětví – výrobci průmyslových strojů, firmy z těžkého strojírenství nebo výrobci hi-tech zařízení – už přínosy generativního navrhování objevují. Dokáže totiž vygenerovat a vyhodnotit obrovské množství variant konstrukčních řešení v krátkém čase, a díky tomu mohou vývojáři a konstruktéři trávit mnohem méně času kreslením a zadáváním dat do počítače. Jak probíhají první kroky? 

Výpočet probíhá zdarma v cloudu

Na začátku procesu uživatel zformuluje cíle, omezení a další parametry – například 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. Ušetříte čas, ušetříte množství lidské práce i materiál, takže logicky přicházejí také úspory finanční. Společnosti, které zavedly generativní navrhování mezi prvními, už vědí, že optimalizuje náklady již ve fázi vzniku návrhu. A už si vyzkoušeli, že díky digitalizaci procesů a propojení konstrukce s dílnami mění svůj byznys k nepoznání.

Cesta k získání softwaru není nijak složitá ani zdlouhavá a nese s sebou nutnost počáteční, ale rozumné investice. Ta se však projeví v úsporách už v prvních fázích projektu. Konstruktéři používající balíček programů od Autodesku už pravděpodobně mají tuto technologii ve svých počítačích a mohou udělat první pokus prakticky ihned. 

Vyzkoušet se dá okamžitě, aniž by byla nutná speciální školení. Stačí nadefinovat konstrukční úlohu v programu Fusion 360, zdarma ji odeslat do cloudu a systém už sám nabídne varianty řešení. Z nich si stačí už jen vybrat. Cena cloudového výpočtu se hradí až při stažení zvolené varianty a pohybuje se kolem tří tisíc korun. Uživatelé Autodesk balíčku mohou navíc uplatnit na tuto úhradu své cloudové body, které zdarma získali s prvním předplatným. 

MJK Performance

 

Generativní design v praxi

Generativní design je důležitým pomocníkem třeba v globálním automobilovém průmyslu, který se snaží aklimatizovat na zpřísňující se požadavky emisních limitů, ale také přizpůsobovat se dynamickému technologickému rozvoji. Automobilky hledají cesty ke zvýšení ekologičnosti konvenčních motorů i k odlehčení vozidel. 

Například společnost Denso použila generativní navrhování pro vylepšení elektronické řídicí jednotky k malým dieselovým motorům používaným ve stavebních a zemědělských strojích. Cílem bylo jednotku odlehčit a zlepšit její tepelné vlastnosti. Díky této technologii se vývojářům podařilo dosáhnout vylepšení v krátkém čase a zároveň odhalit další cesty pro další inovaci.  

Pokroku dosáhly při výrobě s pomocí generativního navrhování také další světové značky, například General Motors. Nebo legendární francouzský Airbus, který touto technologií například optimalizoval bionickou přepážku do kabin svých letadel – a dosáhl tím úspor v hmotnosti. Stále častěji také nacházejí zalíbení v této technologii startupové společnosti napříč obory.

Foto: AUTODESK

 

Pomocník v tradiční výrobě

Generativní design však lze spojit i s tradiční výrobou těžké strojírenské techniky, jak dokázala například společnost Claudius Peters ze sousedního Německa. Ta vyrábí těžké stroje pro zpracování sypkých materiálů. Generativní navrhování je pro ni zcela průlomové, umožňuje totiž úplně jinak přistupovat k navrhování i optimalizaci. Při zavádění inovací byla pro Claudius Peters klíčová spolupráce s technologickými partnery, jako je Autodesk. Software firmy pro generativní design hledá nejlepší konstrukční řešení podle zadaných kritérií a cílů a velmi rychle generuje desítky možností, ze kterých lze následně vybírat. 

Firemní tým nejprve při workshopu experimentoval s několika generickými součástkami a poté se rozhodl zkusit optimalizovat díl, který patří do chladiče slínku – jednoho ze základních strojů, které firma dodává do cementáren. „S radostí jsem pozoroval, jak všichni konstruktéři obestoupili počítačovou obrazovku a sledovali, jak software pro generativní design vytváří optimalizovaný a pevný díl v podstatě na základě ničeho – stačilo jen pár zadaných kritérií. Software provede všechny iterace, které jsou potřeba k nalezení nejlepšího řešení,“ řekl konstruktér firmy Maxmilian Lerch. Již první výsledky tým překvapily – ukázalo se, jak velmi odlišně může díl vypadat oproti dílu navrženému klasickou metodou. Dalším překvapením byla úspora hmotnosti o 40 % při zachování tuhosti a ostatních parametrů. 

Generativní navrhování se stalo průlomovým také ve společnosti Matsuura, výrobci CNC obráběcích strojů, která ho využívá pro návrh upínacích přípravků pro speciální obrobky. Její konstruktéři často řeší velmi specifické požadavky zákazníků. Nová technologie jim kompletně změnila pohled na možnosti řešení a rychlost dodávek. 

V České republice již několik výrobních společností začalo s generativním navrhováním pracovat. Je tedy jen otázkou krátké doby, kdy se začnou na trhu objevovat jejich výrobky, které nás překvapí svými parametry i svým vzhledem. 

Příkladů, kdy se firmám napříč kontinenty i průmyslovými odvětvími podařilo s pomocí generativního designu dosáhnout pokroku, vyšší konkurenceschopnosti i časové a finanční úspory, dramaticky přibývá. Generativní navrhování osvobozuje konstruktéry od klasických postupů hledání nejlepší varianty návrhu a umožňuje jim využít neomezeného výpočetního výkonu cloudu pro rychlé nalezení všech dostupných variant a výběru té nejlepší. Ať už je cílem odlehčení, konsolidace několika dílů, lepší chování produktu nebo udržitelnost, software pro generativní navrhování konstruktérům pomůže kýženého výsledku dosáhnout. A v neposlední řadě jim otevře dveře do úspěšné budoucnosti.

Více o generativním navrhování a jak s ním začít naleznete na:

https://www.autodesk.cz/campaigns/generative-design/manufacturing