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Design generativo

O design generativo em engenharia permite a colaboração de design com inteligência artificial. Os algoritmos de computador exploram uma variedade de soluções de design possíveis com base em critérios e restrições especificados para gerar projetos potenciais para novos produtos ou melhorias no design atual do produto.

O que é design generativo?

Em um alto nível, o design generativo é relativamente simples. É um recurso dos aplicativos de engenharia generativa CAD que gera de forma autônoma várias alternativas de projeto, considerando um determinado número de restrições. Isso pode ser feito sem a orientação ou a interação de um engenheiro, liberando-o para outras tarefas. Depois de concluídos, os engenheiros podem escolher quais projetos desejam explorar de forma mais completa. Ao todo, isso acelera o processo de design sem a atenção detalhada do engenheiro.

Design generativo em design assistido por computador (CAD) é uma abordagem inovadora que envolve o uso de algoritmos e inteligência artificial (IA) para gerar várias opções de projeto com base em parâmetros e restrições especificados. Ele permite que projetistas e engenheiros explorem uma ampla gama de soluções potenciais e otimizem projetos para vários objetivos, como redução de peso, eficiência de materiais, minimização de custos e aprimoramento de desempenho. O design generativo em CAD é particularmente valioso para desafios complexos de engenharia, nos quais os métodos tradicionais de projeto podem ser limitados por tempo, recursos ou criatividade humana. Ao aproveitar o poder computacional e os algoritmos de engenharia generativa, o design generativo capacita os projetistas a criar soluções otimizadas e inovadoras que ultrapassam os limites do que é possível em design e engenharia de produtos.

Principais características da engenharia generativa em CAD

Otimização algorítmica em design generativo:

Os algoritmos de projeto generativo analisam parâmetros de entrada, como requisitos funcionais, propriedades do material, restrições de fabricação e critérios de desempenho para gerar soluções de projeto.

Exploração iterativa em design generativo:

Os designers podem explorar várias alternativas de design com rapidez e eficiência. As ferramentas de projeto generativo normalmente geram uma infinidade de opções de projeto, que podem então ser avaliadas com base em critérios específicos.

Geometria complexa em design generativo:

O design generativo geralmente produz formas e estruturas geométricas complexas que podem ser difíceis de conceber manualmente. Esses projetos podem aproveitar todo o potencial de técnicas avançadas de fabricação, como manufatura aditiva (impressão 3D).

Otimização multidisciplinar em design generativo:

O projeto generativo pode otimizar projetos em várias disciplinas, como análise estrutural, dinâmica de fluidos, gerenciamento térmico e simulações eletromagnéticas, para alcançar o desempenho ideal em vários critérios.

Human-in-the-loop em design generativo:

Enquanto os algoritmos de design generativo automatizam a criação de alternativas de design, os designers humanos desempenham um papel crucial na especificação dos requisitos do projeto, na avaliação das opções geradas e no refinamento do design final.

Exploração do espaço de design em design generativo:

O design generativo permite que os designers explorem todo o espaço de design, descobrindo soluções inovadoras que podem não ter sido consideradas por meio de métodos tradicionais de design.

Modelagem paramétrica em design generativo:

O design generativo geralmente utiliza técnicas de modelagem paramétrica, nas quais os parâmetros do projeto são definidos e manipulados para impulsionar a geração de alternativas de projeto.

Design generativo e otimização da topologia

O design generativo oferece suporte a recursos essenciais, como otimização de topologia, para realizar simulações estruturais e remover o peso da carga da área vazia dos materiais. O Siemens NX 12 é o único software de design generativo que incorpora otimização de topologia powered by tecnologia de modelagem convergente que permite a capacidade unificada de modelagem 3D em combinações de dados Facet e B-rep. Isso resulta em componentes mais leves sem sacrificar a intenção ou a integridade do projeto.

Capacitando engenheiros com design generativo e modelagem de facetas

O design generativo é um Software de engenharia CAD função na qual um designer colabora com algoritmos de inteligência artificial para gerar e avaliar centenas de projetos em potencial para uma ideia de produto. O processo de design generativo começa com a definição das metas e restrições do projeto. Eles incluem, mas não estão limitados a, parâmetros de design, como:

  • tamanho do produto ou dimensões geométricas
  • cargas admissíveis e condições operacionais
  • peso alvo
  • materiais
  • métodos de fabricação
  • custo por unidade

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Multiple design options generated from a generative design process.

Entenda os benefícios

Usando o design generativo, os engenheiros podem criar e simular milhares de projetos (muitos dos quais eles podem não ter imaginado sozinhos) em uma fração do tempo que normalmente levaria. O processo de design generativo pode gerar formas complexas altamente personalizadas como as melhores soluções

Otimização de design em design generativo

Os algoritmos de projeto generativo exploram inúmeras possibilidades de projeto com base em parâmetros definidos, como material, método de fabricação, requisitos de desempenho, resultando em projetos mais leves, mais fortes ou mais eficientes do que os designs tradicionais

Gerencie a complexidade com design generativo

O design generativo pode lidar com geometrias complexas que podem ser difíceis ou impossíveis para um designer humano conceber. Isso permite a criação de formas orgânicas complexas, otimizadas para funcionalidades específicas.

O design generativo proporciona economia de tempo e custo

Ao automatizar o processo de design, o projeto generativo pode reduzir significativamente o tempo necessário para gerar várias alternativas de projeto. Essa eficiência se traduz em economia de custos, especialmente quando a iteração de design é frequente

Outros benefícios das ferramentas de projeto generativo em CAD

  • Inovação e criatividade: O design generativo pode inspirar novas soluções de design ao explorar formas e configurações não convencionais que os designers humanos talvez não considerem. Isso promove a inovação e abre novas possibilidades no desenvolvimento de produtos.
  • Aprimoramento do desempenho: Os projetos gerados por meio desse método geralmente são personalizados para critérios de desempenho específicos, como resistência estrutural, aerodinâmica, dissipação de calor etc. Isso resulta em produtos com melhor desempenho em condições reais.
  • Sustainability: O design generativo pode levar a projetos mais sustentáveis, otimizando o uso de materiais e minimizando o desperdício. Ao criar estruturas mais leves e eficientes, ele reduz o impacto ambiental da fabricação e do transporte.
  • Personalização: O design generativo pode acomodar facilmente os requisitos de personalização. Ao ajustar os parâmetros de entrada, os designers podem gerar projetos personalizados para preferências individuais ou casos de uso específicos.
  • Melhoria iterativa: O design generativo facilita a rápida iteração e o aprimoramento. Os projetistas podem avaliar rapidamente várias alternativas de projeto, refinar seus critérios e gerar novas iterações até encontrarem a solução ideal.

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