2019年3月13日
先进的仿真技术可以更好地改变产品制造开云体育体育赛事
贡献:Rob古蒂
有一类东西把形式和表演融合成迷宫般的线条，没有人能创造出来。它们是由人工智能设计的，由人工智能推动实现由人类掌舵的目标。人机合作推出了先进的模拟，可以呈现出奇妙的形状，试图发明以从未见过的方式运行的部件和整个产品。
生成设计程序可能处于先进仿真软件的前沿。它是制造业领域的新产品，欧特克公司负责软件的开发。
欧特克设计与制造可持续发展战略经理Zoé Bezpalko表示:“如今，制造商可以利用技术来生产所需材料更少、成本效益更高的产品。”
欧特克生成设计软件的截图。
“设计师不是让计算机画出一个设计，而是陈述他们的标准，让计算机生成一个优化的部件。电脑成了设计过程中的一个伙伴，”贝兹帕尔科女士说。
作为一个类，这些东西看起来很奇怪。它们奇异美丽的形状看起来更有机，而不是人造的。汽车部件或喷气式飞机底盘，举两个例子，唤起科幻美学。但这种表面上的怪异表明了一种有意义的差异。当人类设计师对软件的目标包括减少制造产品所需的能源，或组成一个部件或一个部件系统所需的材料时，有时会出现一些有趣的形状，可以降低成本，对环境的损害更轻。
这就是一家软件公司如何在某一天对环境产生影响，波及数百万软件用户，并触及数十亿使用精简、高效制造产品的人的生活。通过节省能源、原材料和资金，这一工艺有可能改变产品的制造方式。从全球性大企业集团到社会企业，这种情况正在一些大大小小的公司中发生。通用汽车(General Motors)、空客(Airbus)，甚至多伦多欧特克(Autodesk)技术中心的建筑师们都采用了生成式设计。一家名为Biolite的社会企业利用其他先进的模拟工具为新兴市场和户外爱好者创造了手机充电炉灶。
通用汽车大幅削减轻量化汽车的材料
自2016年以来，通用汽车一直在减肥。通过新材料和技术进步，这家美国汽车制造商已经制造了14款车型，每款车型的平均重量都比之前的车型轻160公斤(350磅)。为了减轻更多重量，通用汽车的设计师们很早就采用了欧特克的生成设计程序。这两家公司合作开发了一种概念验证的汽车部件，一种用于紧固安全带的座椅支架。该软件在人类工程师设定的限制范围内工作，包括连接点、强度和质量。它提供了150多个选项，工程师们选择了图片上的那个。它比原来的重量轻40%，强度高20%。它出人意料的几何形状暗示着一个奇怪的新世界，汽车的设计是为了最小化重量和材料。
通用汽车全球汽车零部件和子系统副总裁Ken Kelzer在一份声明中表示:“这种颠覆性的技术为我们设计和开发未来汽车的零部件提供了巨大的进步，使它们更轻、更高效。“当我们将设计技术与3D打印等先进制造技术相结合时，我们的汽车开发方法将彻底转变，与我们以前无法想象的与计算机共同创造的方式完全不同。”
重量更轻的车辆可以更有效地燃烧燃料，为司机节省资金，但该软件可能实现的新设计也可以在制造过程中节省资金。
贝兹帕尔科女士说:“这些工具为汽车设计提供了不同的材料、不同的制造工艺、将多个部件整合为一个部件的设计等等。”“这不仅意味着更少的材料，还意味着更少的组装、更少的备件和更少的库存，这对利润产生了影响。”
空客使用工业金属3D打印“仿生”形状
生成式设计为飞机零部件提供了数千种选择，空客和欧特克的工程师合作在A320上设计了一种轻型隔板。新隔板将客舱与厨房隔开，比现有机型轻45%，但仍然足够坚固，可以在起飞和降落时支撑机组人员的座位。
完成的“仿生隔断”看起来像活组织中的膜。空客公司在一份声明中表示，它有意模仿生物体的细胞结构和骨骼生长。
该隔断由铝、镁和钪的专利合金3D打印而成，实现了从屏幕到现实的飞跃。空客称其为世界上最大的3d打印机舱部件。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。
该公司估计，如果将其纳入空客A320的积压订单中，仅这一部分的减重每年就可以减少46.5万吨二氧化碳排放。
Biolite首先构建虚拟炉灶，然后是真实世界的产品
Biolite的家用炉灶为LED灯供电，亮度足以供学习。图片来源: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燃木炉结合起来。燃烧的木材为风扇提供动力，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。它产生的剩余电量足以通过USB端口给手机充电。后来，炉具制造商意识到，他们的低排放炉具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•锡达和亚历克•德拉蒙德创立了Biolite, Inc.，向户外爱好者销售轻型炉灶，向发展中国家的厨师销售大型炉灶。
参见工程变革解决方案库中Biolite 's homestave的详细信息。开云全站app登录官网入口下载开云体育体育赛事
一开始，Cedar和Drummond构建了原型，并在现实世界中测试了性能。在与欧特克合作后，两人开始使用欧特克模拟计算机流体动力学软件建造虚拟炉灶。与生成式设计一样，CFD为测试创建模拟，并产生比构建真实对象更快、成本更低的结果。
“通过使用Autodesk Simulation 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，减少我们必须构建的物理原型的数量，并避免过度建造。这帮助我们节省了大量的时间和金钱，”BioLite公司创始人兼首席执行官Jonathan Cedar在一份声明中说。
Biolite公司用数字技术模拟了不同型号炉子的传热过程。欧特克的工具也有助于炉具的美学设计。设计可视化软件渲染的数字原型非常详细，它们可以被当作真实炉灶的照片。减去建造真正炉子的费用。
贝兹帕尔科女士说:“这是另一项有趣的技术，可以帮助他们减少能源损失，设计更高效的炉灶。”
绿色制造的未来
生成式设计和其他先进的自动化和仿真软件现在还处于起步阶段，但它有潜力改变任何行业的产品。开云体育体育赛事从装配线到产品性能，它都能让事情变得更环保。
“现在，我的设计目标可能是如何让部件尽可能轻。但是想象一下如果有很多其他的目标。如果你想让你的产品碳排放量最低，或者你想让它们模块化以减少浪费，或者它们应该进行再制造，并作为循环经济的一部分获得第二次生命。生成式设计可以以不可预知的方式改变我们的工作方式开云体育体育赛事。产品甚至建筑都可以更健康，促进健康，减少毒性，”贝兹帕尔科女士说。“我们正在展望未来，生产对人类和地球更有益的产品。”
实现这样的未来可能需要一群人的努力。Autodesk正在为其软件开发一个应用程序接口(API)平台，这意味着它为其他人提供了直接在软件制造商的基础上构建应用程序所需的工具。例如，公司可以构建一个插件来评估产品的生命周期，或事物的环境可持续性。有了一个开放的平台，许多人都可以构建工具来简化全球的流程和产品。
“这就是希望，成为主流，”贝兹帕尔科女士说。
