生成设计被视为获得市场份额的最新工具。然而，采用它并不像它看起来的那样。以下是应用生成技术的技巧。
由Brian Thompson，部门副总裁兼总经理，CAD, PTC
生成性设计是一种从一组系统设计需求(如负载、约束、优选材料和制造工艺)中自主创建优化设计的方法。
为什么这项技术会有如此多的市场关注?
首先，根据定义，生成设计(generative design)承诺利用人工智能的力量释放出完全自主的设计。它甚至可能帮助你成为一个更好的工程师。谁不觉得这两者都很有趣呢?
其次，潜在的商业价值非常诱人。压力很大的制造商正在寻找在产品销售成本、上市时间或任何能让他们领先于竞争对手的方面的优势。
这是事实，我相信你可以也应该采用生成设计工具。领养过程并不像看起来那么简单。下面，根据我与PTC客户的合作，我提出了几点关于生成技术应用的建议。
•从小事做起。不要指望按下一个按钮就能重新设计你的整个组装或产品。
•请注意，您将需要尽可能完整地将设计要求编入代码，并使用生成系统能够理解的语言。
•为解决方案的探索设置合理的边界。
•准备好继续推进你的设计到生产准备。
•准备好调整你的期望，并将其应用于最有意义的地方和方式。
现在，我将更深入地考虑其中一些项目。
设计要求
空间需求,有些需求是简单而直接的，比如空间限制。空间限制是指系统可以放置几何图形的区域，不能放置几何图形的区域，以及设计中必须存在什么几何图形(例如，为了界面的目的)。设计空间的定义是至关重要的，因为每个设计解决方案都将遵循这一基本需求集。
人类工程师检查设计环境，几乎凭直觉就知道这些东西，并本能地围绕它们进行设计。然而，生成系统只知道它被明确告知的内容。这意味着你要去做模特了。
最好的方法是在您的设计上下文中建立这个设计空间——紧挨着组装中的所有其他部件。理想情况下，这样的设计空间甚至应该包括与周围部分的关键几何依赖关系。如果这些部分发生了变化，则可以就地更新生成设计的几何图形。
从这个意义上说，生成性设计的部件与人类设计的部件没有什么不同。这些部件仍然受到它们几何邻居的优先级和需求的约束，而部署生成技术的设计工具必须能够帮助工程师管理这些依赖关系。
管理其他需求,其他要求可能没有这么简单。您需要对每个可能的需求进行优先排序，而不是在计算资源上过度使用和超支。
这很容易发生。我想你会同意大多数工程师可能想要一个压力最小的设计。这看起来很简单:告诉系统最小化压力。那最小质量呢?如何最小化挠度或最大化刚度?如何使第一个固有频率最大化，或者使温度差保持最小?生成系统最终可以处理这些请求，但是您最好对这些需求进行优先排序。
以航空航天应用程序为例。最好是要求系统提供最小质量，同时将每种材料的应力保持在指定的值下，同时将第一固有频率保持在某个值以上，同时将温度差保持在某个值以下。通过这种方式，系统可以专注于最高优先级需求的“极端”答案，同时不违反设计的任何其他基本需求。采用这种方法的结果将是更有效地使用计算资源——因此您可以更快地探索您的设计选择。
这里是看风扇安装。
您还需要确保能够制造系统生成的设计替代方案。然而，在今天的衍生系统中，制造限制只能让你走到这里。幸运的是，控制它们的参数通常是“可调整的”，以更好地符合你公司的偏好。这是一个很好的开始。您的努力将节省您的时间，因为您的生成开发的几何体生产准备。
调节期望——并在最能帮助你的地方运用生成性
退一步,当你运行一个生成设计研究时，系统正在做一些你自己无法指望做的事情，它正在使用时间、金钱和计算资源来做这些事情。退后一步，在你使用这些资源的时候，在你的生成性研究的范围内，要谨慎。
如果你发现自己处于以下任何一种情况，你可能要重新考虑一下了:
•你会生成无法交付的设计方案。如果您没有时间去确认专门从事钛挤压的新供应商，请考虑从解决方案空间中排除该选项。
•您使用时间和计算资源生成数千个设计解决方案。你真的需要评估成千上万的解决方案吗?
•包括冗余的负载情况。注意你正在考虑的各种负载情况。看看是否可以将它们组合起来，这样系统就可以考虑更少的问题，但仍然可以交付满足您所有需求的候选解决方案。额外的设置时间对于整个生成研究的计算时间来说是值得的。
•你允许自己的偏见影响你如何建立生殖研究。不要低估那些你认为(但不确定)行不通的组合。同样，即使你的公司没有内部或外部的供应链专业知识，也要确保包含广泛使用的制造过程。
记得建模基础,它们仍然很重要——甚至对于生成设计空间的模型也是如此。确保生成设计空间在团队正在进行的整体设计的背景下被正确定义。生成设计和其他设计一样，需要遵守界面和空间的要求。在核心设计系统中使用生成式，而不是在外部。这将确保随着整体产品设计的发展，您的生成性设计部分可以在相同的背景下以相同的速度发展，就像所有其他部分一样。
考虑材料- - -将生成技术应用于通常由正确类型的建筑材料解决的问题。生成系统对某些类型的物质特征的理解是有限的。例如，今天，大型薄壁结构，如管材或成型钣金件，不是生成系统的理想候选人。为什么?生成系统不会遵守固定的壁厚金属板要求或固定的油管截面要求。这些都是暂时的限制，你可以选择许多其他类型的零件，这些是伟大的候选人，如那些机加工，铸造，挤压或锻造。
别忘了加法制造。如果你有正确的产量和正确的设备和工艺专业知识，你可以在生成技术的应用中获得更多的创造性。
进入生产准备阶段
即使在经过精心构思的生成性研究和最终设计的选择后，您仍有可能需要调整结果。当整个项目进入生产准备阶段时，您应该再次与您的制造工程同事一起推进设计的可制造性。
这意味着您需要一种方法来方便地将生成结果转换为传统的CAD brep(边界表示)形式。理想情况下，这个brep转换可以在相同的设计上下文中发生，与周围的设计具有相同的依赖关系和关系，这是由原始生成问题范围所定义的。
生成式设计在今天是如何运作的
生成设计使用的一个例子是沃尔沃开发过程。他们想用一个全新的全可变电动马达来取代皮带驱动的风扇离合器，这需要一个新的底座。支架的初步设计是一个三件组件，他们的目标是简化为一个单独的部件。
沃尔沃想用电动马达取代皮带驱动的风扇离合器。然而，这需要一个新的挂载。安装的第一个设计是一个三件组件组件。沃尔沃的工程师能够使用生成式设计将组装简化为一个整体部件。
利用生成技术，沃尔沃在发动机内部创造了一个设计空间，包括所有安装点和邻近部件，以及发动机本身;施加载荷和约束，设定不同的质量目标，目标在1公斤左右。
最终的结果比原来的轻，加工优化，并超过目标安全系数。
最后一个单词
你不必是一家工业集团，也能看到自己工作的成果。从小处着手，小心地设置你的学习，看看它会把你带到哪里。
PTC(列车自动控制系统)
www.ptc.com
了下:快速制造零件
