제너레이티브 디자인에 대해 알아야 할 사항

디지털 디자인의 발전

디지털 설계 및 시뮬레이션 도구는 엔지니어와 설계자의 작업 방식을 변화시켰습니다. 지난 수십 년 동안 이러한 도구는 컴퓨팅 성능이 저렴해지고 접근성이 높아짐에 따라 더 빠르고 기능이 풍부해졌습니다. 5~10년 전 슈퍼컴퓨터나 고성능 클러스터에서 실행되었던 대규모 문제를 이제 노트북에서도 실행할 수 있습니다.

동시에 컴퓨터 과학자들은 기계 학습 및 인공 지능과 같은 알고리즘과 최적화 체계를 구축하여 대규모 데이터 세트를 처리하고 수천에서 수백만 개의 변수로 복잡한 문제를 해결할 수 있습니다.

점점 더 많은 엔지니어링 소프트웨어 회사에서 생성 설계 기능을 기본 CAD 패키지에 구축하거나 단순한 추가 기능으로 제공하고 있습니다. 다른 경우에는 생성 설계 및 토폴로지 최적화 도구가 시뮬레이션 패키지에 내장되어 있습니다.

시뮬레이션 패키지는 일반적으로 CAD 애드온보다 더 많은 토글과 컨트롤을 제공하지만 유한 요소 패키지 실행과 함께 제공되는 특정 수준의 전문 지식도 필요합니다. 이러한 프로그램이 크게 개선되어 사용자가 피드백을 제공하여 더 좋고 유용하게 만들고 있습니다.

제너레이티브 디자인이란 무엇입니까?

많은 엔지니어가 제너레이티브 디자인 도구에 액세스할 수 있지만 제너레이티브 디자인이 무엇인지 또는 무엇에 사용해야 하는지 항상 알지 못합니다. 제너레이티브 설계는 설계, 시뮬레이션 및 최적화의 세 가지 분야를 결합하여 수천에서 수백만의 자유도를 고려하는 강력한 파라메트릭 시뮬레이션을 생성합니다.

실제로 디자이너는 열린 여백으로 시작하고 컴퓨터는 필요한 곳에만 재료를 채우는 작업을 합니다. 컴퓨터는 주어진 입력 집합에 대해 최적(절대적 최고) 모델이 아니라 최적(매우 우수한 솔루션 집합 중 하나)을 정의합니다.

제너레이티브 디자인은 최적화 계획이 다른 모든 가능한 디자인과 비교하여 특정 디자인의 품질에 대한 확실성을 제공할 수 없기 때문에 절대적인 최상의 솔루션을 생성할 수 없습니다.

제너레이티브 디자인의 이점

제너레이티브 디자인은 최적의 결과를 생성하지 못할 수도 있지만 새롭고 더 효율적인 작업 방식을 제공합니다. 이 기술을 사용하기 전에 몇 가지 매개변수를 선택하고 이러한 변수에 걸쳐 부품의 성능을 테스트하는 실험 계획(DOE)을 생성해야 했습니다. 이 접근 방식은 강력하지만 모델을 준비하고 결과를 추출하고 최상의 솔루션에 대한 결론을 내리는 데 많은 시간이 필요합니다.

또는 기존 설계를 조금씩 점진적으로 개선하여 일련의 기능을 최적화할 수 있습니다. 이것은 시간이 덜 걸릴 수 있지만 시작 설계가 이미 최적에 가깝다는 가정에 의존합니다.

여기에서 제너레이티브 디자인이 빛을 발합니다. 짧은 시간에 엔지니어를 위한 좋은 설계 후보를 생성합니다. 이 효율성 향상은 더 빠르게 작업하거나 디자인 공간을 조사하고 기존 엔지니어링 개념을 벗어난 솔루션을 찾는 데 사용할 수 있습니다.

정말 좋은 제너레이티브 디자인 부분을 보면 논리적인 디자인 요소를 여전히 유지하는 추상적인 모양이 인상적입니다.

제너레이티브 디자인 제한

제너레이티브 디자인이 할 수 없는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 제너레이티브 디자인은 결코 디자인 엔지니어를 대체하지 않습니다. 결과 디자인 모델은 최적화 계획만큼 우수하지만 개선되지만 완벽하지는 않습니다.

예를 들어, 지지대가 필요하여 부품을 대규모로 제조하기 어렵거나 심지어 비실용적일 수 있는 금속 레이저 분말 베드 퓨전(L-PBF)의 경우를 생각해 보십시오.

대부분의 제너레이티브 설계 프로그램은 부품 제조 방법을 고려하지 않으므로 엔지니어는 여전히 DFAM(Design for Additive Manufacturing) 원칙을 사용하여 지원의 필요성을 줄이거나 제거하는 더 나은 부품을 만드는 데 도움이 되어야 합니다. 제조 공정에 대한 이해. 제품 환경에서 이러한 고려 사항은 부품 비용과 수율에 영향을 미칩니다.

제너레이티브 디자인의 의미

제너레이티브 디자인의 인기가 높아짐에 따라 미래는 어떤 모습일까요? 우선, 제너레이티브 설계 도구는 설계 엔지니어가 80% 솔루션에 훨씬 더 빨리 도달할 수 있도록 도와줍니다. 더 나아가 이 기술은 동적 충격 및 접촉 부품과 같은 더 복잡한 시스템을 지원하므로 엔지니어에게 더 나은 서비스를 제공할 것입니다.

이러한 이점을 얻으려면 설계 엔지니어가 디지털 설계 도구를 능숙하게 사용하는 기술을 개발해야 합니다. 이러한 유형의 도구를 더 많이 사용할 수 있게 되고 제품 개발 주기를 주도함에 따라 설계 엔지니어와 분석/시뮬레이션 엔지니어 간의 경계가 계속 흐려질 것입니다.

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