Генеративне планування: ступінь, в якому воно сприяє сталості?
Інженери та дизайнери постійно працюють над пошуком інноваційних рішень для потреб своїх клієнтів. Тим часом їм також потрібно переконатися, що вони тримають витрати під контролем, використовують менше ресурсів та відповідають дедалі жорсткішим екологічним стандартам та зростаючим очікуванням споживачів.
THE генеративний дизайн це дає багатьом можливість полегшити деталі, зібрати вузли в одну частину та експериментувати з різноманітними матеріалами та конструкціями. Кожен із цих варіантів приносить чіткі економічні вигоди, і це відповідає потребам клієнтів. Однак є ще одна перевага, на яку ми з меншою ймовірністю очікуємо: ці вдосконалення також допоможуть компаніям досягти своїх цілей у галузі сталого розвитку.
Деякі виробники, такі як General Motors (GM), Airbus, Stanley Black & Decker, Under Armour та Volkswagen Group, використовують генеральний дизайн для вирішення інженерних завдань та розробки інноваційних нових продуктів. Ці рішення призводять до зменшення негативного впливу на навколишнє середовище.
За допомогою генеративного дизайну користувачі можуть визначати цілі (наприклад, зменшення ваги) та обмеження (наприклад, прикладені сили чи способи виготовлення). Замість того, щоб складати плани за допомогою комп’ютера, комп’ютер використовує штучний інтелект та автоматизацію для автоматичного створення декількох варіацій дизайну для досягнення цілей та обмежень користувача. Комп’ютер стає партнером у процесі проектування, оскільки він може непередбачувано розвинути більше можливостей, ніж люди.
Зниження ваги для економії матеріалів та енергії
На найбільш ранніх і найвідоміших прикладах генерального проектування дизайнери прагнули зменшити кількість матеріалів, точніше, вагу деталей або вузлів. За умови, що матеріал, що використовується для виробу, не змінюється (наприклад: якщо алюміній залишається алюмінієм), можна досягти прямої економії. Завдяки загальній економії матеріалу, яку можна досягти за допомогою генерального проектування, можна досягти значної економії витрат, навіть якщо матеріал змінюється, наприклад, з алюмінію на нержавіючу сталь.
Наприклад, виробник літаків Airbus застосував генеральний дизайн для реконструкції внутрішньої перегородки літака A320. Нові перегородки зроблені із значно меншим витратою матеріалу та легшими на 45%. Клавдіус Петерс, який займається виробництвом промислових машин для обробки та переробки матеріалів, в даний час доопрацьовує план нового охолоджувача клінкеру та підрахував, що на кожному виробленому агрегаті можна заощадити тисячі євро завдяки зменшенню споживання матеріалу. Будь-яке зменшення кількості використовуваної сировини піде на користь нашій планеті.
На додаток до прямих переваг стійкості та економії коштів від масового скорочення, є й інші непрямі вигоди. Оскільки кількість використовуваного матеріалу зменшується, і вуглецевий слід, і споживання енергії будуть меншими: для роботи легшого компонента потрібно менше енергії. Наприклад, на автомобілі, який на 150 кг легший, ви можете посміятись із значно меншим споживанням енергії. Зниження споживання палива призводить до зниження викидів CO2, а це означає, що задіяна компанія здатна відповідати нормам на додаток до власних цілей. Airbus підрахував, що нова переборка у парку A320 зменшить викиди вуглецю на 465 000 тонн на рік, що еквівалентно виведенню 96 000 легкових автомобілів на рік.
"Ми прагнемо зменшити викиди парникових газів на нашу продукцію на 50% до 2050 року, і для цього нам потрібно розробити нові технології, які можуть значно зменшити вагу літаків", - сказав Бастіан Шефер, директор з інновацій Airbus. "Щоб зменшити вагу такого компонента, як біонічна перегородка, на 45%, потрібно було просто поєднати генеративний дизайн із 3D-друком".
Генеральний дизайн та виробництво добавок допомагають зменшити відходи
Хоча генеральний дизайн дозволяє користувачеві використовувати різні технологічні процеси від обробки з ЧПУ до лиття та лиття під тиском, з екологічної точки зору найкращі результати завжди забезпечують адитивні виробничі процеси. Наприклад, 3D-друк дозволяє друкувати майже до остаточної форми, яка вимагає лише запланованої кількості матеріалу, що призводить до значно менших відходів виробництва. Виготовлення добавок також забезпечує високий ступінь дизайнерської свободи під час операцій, що призводять до складних форм, таких як формування сітки, при створенні легших внутрішніх конструкцій з твердих тіл. Це рішення також може створити фігури, які раніше було б неможливо виготовити, і це значно сприяє інноваціям.
Поєднання деталей для економії матеріалів та ефективного виробництва
Генеральний дизайн дозволяє поєднувати багатокомпонентні вузли в цільний виріб. Окрім зменшення кількості використовуваного матеріалу, це рішення також спрощує виробничий процес, вимагаючи меншої кількості монтажних операцій. Поєднуючи деталі, менше деталей потрібно зберігати на складі, а ланцюжок поставок спрощується. General Motors перетворив просту консоль сидіння (деталь, яка кріпить ремінь безпеки до транспортного засобу) у 8-частинну збірку в єдину частину, використовуючи генеративний дизайн. Підбадьорений цим успіхом, GM вирішив поширити використання генеративного дизайну на інші компоненти у своїх сімействах автомобілів.
Експериментуйте з варіантами дизайну, щоб вибрати найкращу можливу сировину
Вибір матеріалу безпосередньо впливає на стійкість продукту. Генеральний дизайн дозволяє дизайнерам розглядати різні матеріали, оцінювати, який з них може бути найбільш придатним, а який забезпечує більш стійке рішення (наприклад, дерево або пластик), фільтрувати результати за різними критеріями (наприклад, за модулем пружності або типом матеріалу) та вони також можуть відображати схему версій, які здаються найбільш доцільними, щоб допомогти їм вибрати найкраще поєднання матеріалів та конструкцій. Команда дизайнерів може вибрати дешевший варіант із меншим вуглецевим відбитком, що є менш естетично привабливим, або вибрати більш естетично переконливе рішення - завдяки генеративному дизайну різні варіанти можна легко оцінити.
Швидше виготовлення прототипів для зменшення кількості утворених відходів та часу виведення на ринок
Генеральне проектування також сприяє спрощенню конструкторських та інженерних процесів за допомогою хмарних моделювань, які, серед іншого, можуть бути використані для аналізу втоми та випробувань навантаження. Таким чином, потрібно будувати менше фізичних зразків, що економить час і гроші та генерує менше відходів. Хоча ці заощадження зазвичай не вважаються екологічними, проблема відходів, що утворюються під час створення прототипів, є дуже реальною. Якщо ви робите кілька фізичних прототипів, особливо якщо ви замовляєте їх у віддаленого постачальника, кількість використаних матеріалів, часу та енергії зросте.
THE Fusion 360 завдяки своїм генеральним можливостям проектування дизайнери та виробники можуть одночасно досягти своїх цілей щодо стійкості та прибутковості. Вони можуть заощадити гроші та час на розробку нових продуктів, одночасно зменшуючи виробничі витрати та потреби у енергії, та завоювати симпатію своїх споживачів завдяки інноваційному дизайну.
Деякі заявляють, що застосування генерального дизайну до проекту схоже на приєднання висококваліфікованого члена до команди дизайнерів. З огляду на величезні виклики, які стійкість та зміна клімату ставлять перед дизайнерами, з якими ми маємо змогу відповідати відповідально, генеральний дизайн є величезною допомогою.
Ми сподіваємось, що наведений вище приклад надихне вас та вашу компанію скористатися новими та новішими технологіями дизайну, щоб підвищити їх ефективність проектування на новий рівень. Зверніться до команди CAD-CAM нашої компанії, щоб підтримати наших галузевих експертів у подальшому розвитку та перетворенні процесів проектування та розробки продуктів вашої компанії.
Ми працюємо над тим, щоб зробити Autodesk доступним ще більшій кількості наших клієнтів Fusion 360 запропонував новий підхід до дизайну і почав досліджувати та впроваджувати цю революційну технологію. Якщо ви теж хочете вдосконалитись, зараз ось тут спритність, залучити експертів від наших основ до генеративного дизайну та адитивного та субтрактивного виробництва на наших курсах, які ведуть наші колеги. Ви можете знайти більше інформації про наші майбутні курси ТУТ.
Не забудь: Знижка 50% Щось для Fusion 360, учасників команд Fusion 360, програмного забезпечення Fusion 360 Manufacturing Extension та Fusion 360 Generative Design Extension доступне лише у компанії Varinex-CADStudio Ltd. протягом періоду просування. безкоштовний інтерфейс англійської fusion 360 - - До 17 липня 2020 року. Інформація не є повною, запитайте у наших колег подробиці або попросіть пропозицію, сьогодні!
Якщо ви хочете розширити свої професійні знання та першим отримати доступ до останніх новин чи статей, досить лише одного кроку. Станьте членом спільноти Facebook або підпишіться на нашу розсилку!