Проектирование на основе моделирования

Опубликовано Январь 23, 2023

Недавно я задался вопросом, какие передовые решения в области САПР достигли прикладного применения. Так обнаружилась компания, которая громко заявляла о внедрении искусственного интеллекта в процесс проектирования и показывала осязаемые результаты - Hyperganic.

К сожалению, громкие слова об использовании ИИ оказались не более чем маркетинговой уловкой. Даже на своей странице в первую очередь упоминается о том, что продукт относится к алгоритмическому проектированию. Хотя в последующих разделах мелькает упоминание ИИ, на практике его следов в продукте Hyperganic Core я не обнаружил. По сути это программа, создающая по написанной в ней инструкции трёхмерные модели, дополненная различными фильтрами и во многом заточенная под изделия, создаваемые аддитивными методами.

Пример с созданием ещё одного двигателя начиная с 1:43.

Но на этом Hyperganic не остановились, и решили внедрить в свой продукт решение для симуляции. Для этого в начале 2022 года они приобрели компанию DirectFEM. Симуляция с помощью метода конечных элементов позволяет создвать обратную связь в процессе генерации объектов. На момент написания статьи для симуляции в Hyperganic Core доступны только простые случаи стационарной теплопроводности и упругой деформации. Но внедренная инновация уже позволяет писать программы для генерации не только красивых деталей, но и практичных. На текущей стадии это выглядит как переизобретение топологической оптимизации. Однако заложенный потенциал и подобный подход к проектированию вселяют надежду. Хочется верить, что разработчики создадут инструмент, превосходящий имеющиеся решения по топологической оптимизации в плане воздействия на объект не как его физическую модель, а на саму идею объекта.

Так продукты одного из лидеров в области компьютерной симуляции, Ansys, для проведения топологической оптимизации принимают на вход геометрию объекта и наложенные ограничения и не могут выходить за их рамки. В качестве ограничений можно, например, исключить некую область из оптимизации, чтобы не исчезли места крепления, так как для фиксации нужна определённая площадь контакта, при классическом проектировании это остаётся в голове инженера и машине знать об этом не нужно. Но, если при симуляции у машины есть полный доступ к алгоритму, по которому принимались решения, используя обратную связь можно влиять на геометрию настолько глубоко, насколько это раскрыто генерирующим алгоритмом.

Simulation-driven design подразумевает получение результатов симуляции одновременно с проектированием. Вопрос остаётся в том, как эти результаты применить. Тот же Ansys разработал “первый инструмент в своем роде” по идеологии simulation-driven design - Ansys Discovery. По сути он является более тесным слиянием CAD+CAE, но всё ещё с явной границей между ними - человеком. Ansys Discovery предлагает в одной среде проектировать, задавать воздействия с ограничениями и просматривать результаты.

Всё это без такой наглядности давно умеют и конкуренты, да и в самом Ansys Workbench давно это можно сделать. Просто теперь это более удобно, просто и местами быстрее. Радикально подход не изменился: пользователь что-то моделирует, запускает расчёт, получает результат и сам по нему делает выводы как же поступить с конструкцией. Безусловно это очень ускоряет процесс проектирования сложных узлов и систем, но говорить о качественном скачке производительности пока не приходится.

This work is licensed under a Creative Commons Attribuition-ShareAlike 4.0 International License .