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洞见 | 创成式设计:更快的设计方法

2023/2/9    来源:PTC    作者:Dave Martin      
关键字:创成式设计  Creo  
创成式设计案例可以变得越来越好,因为软件的目的是实现比人类更快的迭代,并且没有偏见。
       想象一下,您掌管着一家离散型制造公司,可能这家公司需要数周提前期来制造产品,或者发现自己面临新的客户需求而且竞争对手卷士重来。您明白必须要制定创新战略。

       但是问题随之而来:您需要怎么做才更有可能实现极其重要的创新?

       其中一个想法就是,利用创成式设计软件将人工智能(Al)引入到产品设计流程中,并且不仅将该软件视为一个工具,更要将其视为一种方法。

       产品设计师构造一个“研究”,也就是说,他们使用设计约束条件、载荷、材料和制造方法等用语,定义所要解决的问题。然后,软件研究该问题,执行无数次的迭代,并向产品设计师返回一组优化的解决方案,供设计师选择要进行完善的解决方案。请记住,这些解决方案中的每一个都符合要求,无数次的迭代可以产生设计团队无法在限定时间内设计出的解决方案,甚至可能是从未想到过的解决方案。

使用创成式设计之前(左)和之后(右)的办公椅支架设计

图1 使用创成式设计之前(左)和之后(右)的办公椅支架设计。最右侧的图显示该零件在椅子装配后的样子

       从战略的角度来看,创成式设计可以实现更好的高质量设计,更快地进入市场,有效地使用材料,并对销货成本(COGS)产生积极影响。

       Cummins是生产柴油、天然气发动机、发电设备及相关产品的全球一流企业,它使用创成式设计将零件材料减少了10-15%。这帮助他们实现了成本目标和可持续性目标。

       创成式设计案例可以变得越来越好,因为软件的目的是实现比人类更快的迭代,并且没有偏见。

哪些因素使得Creo中的创成式设计更可靠?

       众所周知,Creo的多个版本中提供了创成式设计和密切相关的拓扑优化工具。不过,四个方面使得创成式设计的工作流相比传统的CAD工作流更可靠。

       1.您将需求融入到设计中

       所有产品都始于需求。这些需求可以由与产品需求绑定的系统工程模型驱动,并在PLM中进行管理,就像在Creo中一样,或者,您也可以使用已经在前期的设计工作中亲自验证过的需求。关键在于,在创成式设计中,将需求应用到您的模型是开展研究的一部分。同样,研究返回的每个解决方案将满足这些需求。

       2.制造方法决定了设计

       通常您在设计零件后,会使用仿真和分析工具进行验证,可能需要进一步的设计工作,然后将零件交给工艺工程师,完成第一轮反馈。经过这样的几轮反馈,最终完成设计。

       使用创成式设计可以节省时间,因为您可以在研究中添加制造标准。这可以确保您在征求同事宝贵的专业知识建议之前,已经得到了尽可能合适的设计。

       其中包括:

       ●要进行3D打印的零件的构建方向。

       ●要进行铸造或模塑的零件的分型线。

       ●要进行挤出或加工的零件的线性挤出。

       3.您可以快速生成多个概念

       回想一下您如何处理初始设计阶段。可能有几个概念?您可能会像大多数专业人士一样,参考自己来之不易的经验,确定哪些概念可能是有效的。对于创成式设计,软件迭代的速度远超人工,而且没有偏见。现在您可以运用专业判断来设置这个精心设计的研究。

       4.您可在Creo设计环境中修改生成的模型

       采用创成式设计方法创建的零件模型会生成B-rep(边界表示)几何形状。应按照处理其他模型的方式在Creo中对其进行处理。

创成式设计工作流

       在数分钟内设置一项研究。常规流程如下:

       ●定义载荷工况。这些工况表示您的模型需要耐受的操作环境。

       ●指定设计目标。这可以是目标安全系数或最低基本频率。

       ●添加约束条件。这包括制造约束条件以及几何形状约束条件(例如对称性和系数),以创建更薄或更厚的区域并减少腹板。

       ●选择材料。Creo目前允许在每个设计标准中最多使用10种材料,而一项研究可以包含许多设计标准。

       ●先在桌面上运行优化,然后再将一系列研究数据推送到云。应用研究设置来控制所用的时间和资源。

       ●运行优化。

       ●查看结果。

       ●选择所需的设计并在Creo中继续处理创成式设计能否为您提供帮助?
责任编辑:程玥
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