2019年3月13日
高级仿真可能会更好地改变产品制造
贡献者：抢劫转手
有一类将形式和性能合并到迷宫线路中，没有人可以创建。它们是由人工智能设计的，旨在朝着掌舵的人提供的目标。人机合作旋转出高级模拟，可以采取幻想的形状，以创办以前从未见过的方式执行的零件和整个产品。
生成设计程序可能位于高级仿真软件的前沿。它是制造领域的新型软件的Autodesk头部开发。
“今天，制造商可以利用技术来制造需要更少材料的产品，并且更具成本效益，”Autodesk的设计和制造可持续发展战略经理ZoéBezpalko说。
Autodesk生成设计软件的截图。
“而不是指导计算机绘制设计，而是设计人员说明他们的标准，并让计算机生成优化部分。电脑成为设计过程中的合作伙伴，“Bezpalko女士说。
作为一个班级，这些东西看起来很奇怪。他们奇怪的美丽形状可能比人工更多。汽车零件或喷气机底盘，命名两个例子，唤起科幻美学。但这种肤浅的奇怪意味着有意义的差异。When the human designer’s goals for the software include reductions in the energy needed to manufacture a product, or the material needed to make up a part or a system of parts, what emerges are sometimes interesting shapes that reduce costs and take a lighter toll on the environment.
这就是软件公司有一天可以有一定的环境影响，以满足数百万个软件用户的环境影响，并触及数十亿人的生活，这些人使用流线型，有效的制造产品。通过节省能源，原材料和金钱，该过程有可能改变制造的方式。它现在正在发生大小的公司，从全球集团到社会企业。通用汽车，空中客车甚至多伦多Autodesk的技术中心建筑师都采用了生成设计。而一个名为Biolite的社会企业采用其他先进的仿真工具，为新兴市场和户外粉丝创建其电话充电烹饪灶。
通用汽车的自由基材料切割较轻的车辆
通用汽车(General Motors)自2016年以来一直在减重。通过新材料和先进的技术，这家美国汽车制造商制造了14款车型，每一款都比之前的车型平均轻160公斤(350磅)。为了减少更多的重量，通用汽车的设计师是早期采纳Autodesk生成设计程序的人。这两家公司合作创造了一个概念验证的汽车部件，一个用于系安全带的座椅支架。该软件在人类工程师设定的范围内工作，包括连接点、强度和质量。它提供了150多个选项，工程师们选择了照片中的那一个。它比原来的部件轻40%，强度20%。它出乎意料的几何形状暗示了一个奇怪的新世界，车辆设计的重量和材料最小化。
“这种破坏性技术提供了巨大的进步，我们如何为未来的车辆设计和开发组件，以使其更轻，更高效，全球车辆组件和子系统的副总裁肯·克泽在一份声明中表示。“当我们将设计技术与3D打印等制造业进步配对时，我们的车辆发展方法完全转变，并与计算机的方式与计算机共同创建，我们以前无法想象。”
轻量级的车辆可以更有效地燃烧燃料并为司机省钱，但该软件可能的新设计也可以节省制造过程中的资金。
“这些工具开设车辆设计直到不同的材料，不同的制造过程，将多个部件整合到单个部分的设计，等等，”Bezpalko女士说。“这意味着不仅较少的材料，而且更少的装配，少量备件和更少的库存，这对底线产生了影响。”
空中客车3D打印使用工业金属的“仿生”形状
生成设计在空中客车和Autodesk的工程师合作时揭示了成千上万的飞机部件选项，以在A320中创建轻量级分区。将乘客舱与厨房分开的新隔板比当前型号轻45％，但仍然足够强大，以支撑在起飞和着陆过程中的机组人员的座位。
完成的“仿生分区”看起来像活组织中的膜。它故意模仿生物体中的细胞结构和骨骼生长，空中客车在一份声明中表示。
从屏幕到现实的飞跃，隔板是3D打印的专利合金铝，镁和钪。空客称其为世界上最大的3d打印机舱组件。空客公司表示，生成式设计可以制造出传统方法无法制造的形状，这使得3D打印成为必要。
如果将其纳入空客A320的积压订单中，该公司估计，仅这部分重量的减少每年就可以减少46.5万吨二氧化碳的排放。
Biolite首先建造虚拟炉灶，然后是真实世界的产品
Biolite的家用炉子为LED灯笼发出了足够的优势来学习。照片：Tory Williams / Biolite
两个住在美国纽约布鲁克林的背包客想出了一个好主意，把热电发电机和便携式烧木头的炉子结合起来。燃烧的木头驱动一个风扇，风扇吹进炉子的燃烧室，将气体和烟雾混合到火焰中。这意味着炉子燃烧时排放极低。而且它产生的剩余电量足够通过USB接口给手机充电。后来，炉灶制造商们意识到，他们的低排放炉灶可以减少世界各地服务不足社区厨房的室内空气污染。乔纳森•西达(Jonathan Cedar)和亚历克•德拉蒙德(Alec Drummond)创立了Biolite, Inc.，向其他户外爱好者销售他们生产的轻型炉灶，向发展中国家的厨师销售大尺寸炉灶。
查看变革解决方案库工程中Biolite在寄宿家庭的详细信息。
在开始，雪松和德拉蒙德建造了原型和在现实世界中的表现。在与Autodesk合作之后，两者使用Autodesk仿真计算机流体动力学软件开始构建虚拟机。与生成设计一样，CFD为测试创建模拟，并产生的结果比构建真实物对象更快，更昂贵的结果。
“通过使用Autodesk仿真CFD和Autodesk 3ds Max设计软件模拟产品设计和性能的许多阶段，我们能够评估不同设计方向的相对影响，减少我们必须构造的物理原型的数量，并避免过度建设。这让我们节省了相当的时间和金钱，“Biolite，Inc。的Jonathan Cedar，创始人兼首席执行官在一份声明中说。
生物石对不同炉具模型的传热过程进行了数值模拟。欧特克的工具也有助于炉具的美学设计。设计可视化软件将数字原型渲染得非常详细，它们可以作为真实火炉的照片。减去建造真正炉子的费用。
“这是另一个有趣的技术，帮助他们降低了他们的能量损失和设计更高效的厨师，”Bezpalko女士说。
更绿色制造的未来
生成设计和其他先进的自动化和仿真软件目前还处于起步阶段，但它有可能改变任何行业的产品。从装配线到产品性能，它都能让事情变得更环保。
“现在，我可能拥有的目标是如何尽可能地将零件制作。但是想象一下，如果那里有许多其他目标。如果您希望您的产品具有最低碳排放，或者如果您希望它们是模块化以减少浪费，或者应该建立重新制造，并作为循环经济的一部分。生成设计可以改变我们如何以不可预测的方式工作。产品甚至架构可能更健康，促进健康和减少毒性，“Bezpalko女士说。“我们正在寻找将未来制作更好的人和地球的产品。”
到达那种将来可能是一个团体努力。Autodesk正在为其软件开发一个应用程序接口（API）平台，这意味着它提供了其他人需要直接在软件制造商的基础上构建应用程序的工具。公司可以建立一个插件来评估产品的生命周期，例如，或者的环境可持续性。通过开放式平台，群众可以构建工具，以简化全球流程和产品。
“这就是成为主流的希望，”贝泽帕尔科女士说。
