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Conception générative

La conception générative en ingénierie permet la collaboration de conception avec l'intelligence artificielle. Les algorithmes informatiques explorent une gamme de solutions de conception possibles basées sur des critères et des contraintes spécifiés pour générer des conceptions potentielles pour de nouveaux produits ou des améliorations de la conception actuelle des produits.

Qu'est-ce que la conception générative ?

À un niveau élevé, la conception générative est relativement simple. C'est une capacité des applications d'ingénierie générative CAO qui génère de manière autonome un certain nombre d'alternatives de conception compte tenu d'un nombre défini de contraintes. Cela peut être fait sans les conseils ou l'interaction d'un ingénieur, ce qui les libère pour d'autres tâches. Une fois terminé, les ingénieurs peuvent choisir les conceptions qu'ils veulent explorer de manière plus complète. En tout, cela accélère le processus de conception sans l'attention détaillée de l'ingénieur.

Conception générative en conception assistée par ordinateur (CAO) est une approche innovante qui implique l'utilisation d'algorithmes et de l'intelligence artificielle (IA) pour générer de multiples options de conception basées sur des paramètres et des contraintes spécifiés. Il permet aux concepteurs et aux ingénieurs d'explorer un large éventail de solutions potentielles et d'optimiser les conceptions pour divers objectifs tels que la réduction de poids, l'efficacité des matériaux, la minimisation des coûts et l'amélioration des performances. La conception générative en CAO est particulièrement précieuse pour les défis d'ingénierie complexes où les méthodes de conception traditionnelles peuvent être limitées par le temps, les ressources ou la créativité humaine. En tirant parti de la puissance de calcul et des algorithmes d'ingénierie générative, la conception générative permet aux concepteurs de créer des solutions optimisées et innovantes qui repoussent les limites de ce qui est possible dans la conception et l'ingénierie de produits.

Principales caractéristiques de l'ingénierie générative en CAO

Optimisation algorithmique en conception générative :

Les algorithmes de conception générative analysent les paramètres d'entrée tels que les exigences fonctionnelles, les propriétés des matériaux, les contraintes de fabrication et les critères de performance pour générer des solutions de conception.

Exploration itérative en conception générative:

Les concepteurs peuvent explorer de nombreuses alternatives de conception rapidement et efficacement. Les outils de conception générative génèrent généralement une multitude d'options de conception, qui peuvent ensuite être évaluées en fonction de critères spécifiques.

Géométrie complexe dans la conception générative:

La conception générative produit souvent des formes et des structures géométriques complexes qui peuvent être difficiles à concevoir manuellement. Ces conceptions peuvent exploiter tout le potentiel des techniques de fabrication avancées telles que la fabrication additive (impression 3D).

Optimisation multidisciplinaire en conception générative:

La conception générative peut optimiser les conceptions dans de multiples disciplines, telles que l'analyse structurelle, la dynamique des fluides, la gestion thermique et les simulations électromagnétiques, pour obtenir des performances optimales sur divers critères.

Human-in-the-Loop dans la conception générative:

Alors que les algorithmes de conception génératifs automatisent la création d'alternatives de conception, les concepteurs humains jouent un rôle crucial dans la spécification des exigences de conception, l'évaluation des options générées et l'affinage de la conception finale.

Exploration de l'espace de design en conception générative:

La conception générative permet aux concepteurs d'explorer l'ensemble de l'espace de conception, en découvrant des solutions innovantes qui n'ont peut-être pas été envisagées par les méthodes de conception traditionnelles.

Modélisation paramétrique en conception générative:

La conception générative utilise souvent des techniques de modélisation paramétrique, où les paramètres de conception sont définis et manipulés pour stimuler la génération d'alternatives de conception.

Conception générative et optimisation de la topologie

La conception générative prend en charge des capacités clés telles que l'optimisation de la topologie pour effectuer des simulations structurelles et éliminer le poids de charge de la zone vide dans les matériaux. Siemens NX 12 est le seul logiciel de conception générative qui intègre l'optimisation de la topologie powered by une technologie de modélisation convergente qui permet une capacité de modélisation 3D unifiée sur des combinaisons de données Facet et B-rep. Il en résulte des composants plus légers sans sacrifier l'intention ou l'intégrité de la conception.

Donner aux ingénieurs les moyens de la conception générative et de la modélisation facettique

La conception générative est un Logiciel d'ingénierie CAO fonction dans laquelle un concepteur collabore avec des algorithmes d'intelligence artificielle pour générer et évaluer des centaines de conceptions potentielles pour une idée de produit. Le processus de conception générative commence par la définition des objectifs et des contraintes du projet. Ceux-ci incluent, mais ne sont pas limités à, des paramètres de conception tels que :

  • taille du produit ou dimensions géométriques
  • charges et conditions de fonctionnement admissibles
  • poids cible
  • matériaux
  • méthodes de fabrication
  • coût par unité

Produits connexes : NX CAD

Multiple design options generated from a generative design process.

Comprendre les avantages

En utilisant la conception générative, les ingénieurs peuvent créer et simuler des milliers de conceptions (dont beaucoup n'ont peut-être pas été envisagées par eux-mêmes) en une fraction du temps que cela prendrait normalement. Le processus de conception générative peut donner des formes complexes hautement personnalisées comme les meilleures solutions

Optimisation de la conception en conception générative

Les algorithmes de conception générative explorent de nombreuses possibilités de conception basées sur des paramètres définis tels que le matériau, la méthode de fabrication, les exigences de performance, conduisant à des conceptions plus légères, plus solides ou plus efficaces que les conceptions traditionnelles

Gérer la complexité avec la conception générative

La conception générative peut gérer des géométries complexes qui peuvent être difficiles ou impossibles à concevoir pour un concepteur humain. Cela permet la création de formes organiques complexes optimisées pour des fonctionnalités spécifiques

La conception générative permet des économies de temps et d'argent

En automatisant le processus de conception, la conception générative peut réduire considérablement le temps nécessaire pour générer plusieurs alternatives de conception. Cette efficacité se traduit par des économies de coûts, surtout lorsque l'itération de conception est fréquente

Autres avantages des outils de conception générative en CAO

  • Innovation et créativité: La conception générative peut inspirer de nouvelles solutions de conception en explorant des formes et des configurations non conventionnelles que les concepteurs humains pourraient ne pas considérer. Cela favorise l'innovation et ouvre de nouvelles possibilités dans le développement de produits.
  • Amélioration des performances: Les conceptions générées par cette méthode sont souvent adaptées à des critères de performance spécifiques, tels que la résistance structurelle, l'aérodynamique, la dissipation thermique, etc. Il en résulte des produits qui fonctionnent mieux dans des conditions réelles.
  • Sustainability: La conception générative peut conduire à des conceptions plus durables en optimisant l'utilisation des matériaux et en minimisant les déchets. En créant des structures plus légères et plus efficaces, cela réduit l'impact environnemental de la fabrication et du transport.
  • Personnalisation: La conception générative peut facilement répondre aux exigences de personnalisation. En ajustant les paramètres d'entrée, les concepteurs peuvent générer des conceptions adaptées aux préférences individuelles ou aux cas d'utilisation spécifiques.
  • Amélioration itérative: La conception générative facilite l'itération et l'amélioration rapides. Les concepteurs peuvent rapidement évaluer plusieurs alternatives de conception, affiner leurs critères et générer de nouvelles itérations jusqu'à ce qu'ils trouvent la solution optimale.

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La conception générative permet aux concepteurs de créer des solutions optimisées et innovantes qui repoussent les limites de ce qui est possible dans la conception et l'ingénierie de produits.

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Produire une solution géométrique organique à masse réduite d'un matériau spécifique optimisée dans un espace défini, en tenant compte des charges et contraintes admissibles.

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