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CAD和人工智能:使设计更好、更快、更容易

通过Leslie Langnau.|2019年9月3日

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人工智能有可能让工程师在满足设计规范的同时,比以前更快地设计产品,有时以新的和独特的方式。

吉恩·蒂尔曼,高级编辑

可以说是人工智能成为新的热门流行语,因为它似乎正在进入所有类型的软件。

“我们在CAD环境中没有看到了很多AI,但即将到来的,”Castle Rock,Colo Cartle Rock,Carro Rock,Colo Rock的研究和设计公司,Andreas Vlahinos说。

AI是一个广泛的领域,专注于使用计算机来做需要人力级智能的事情。

他补充说,但CAD如何未来使用AI仍然是为了辩论。

基于云计算的CAD软件制造商Onshape的首席执行官乔恩•赫希蒂克(Jon Hirschtick)表示,虽然一些CAD制造商正在深入研究人工智能的功能,但人工智能和设计软件的结合仍处于早期阶段。他说:“人工智能有巨大的潜力,但到目前为止还没有人说明它将如何发展。”

达索Systèmes的首席执行官吉安•保罗•巴西表示,人工智能在任何行业都还没有一个放之四海而皆准的定义。“今天,关于人工智能是什么存在着巨大的争论。人们说人工智能是机器学习,或者他们说它与神经网络或神经科学有关。定义不同。”

该机器学习AI依赖于实际上已经存在于包括拓扑优化和生成设计能力的CAD系统中的一定程度。Vlahinos说:“CAD”内这些功能的主要功能是自动化设计的分析步骤。计算机从工程师的初步方向生成设计。“

AI在CAD的主要焦点现在是通过创建更智能的设计来实现的设计优化,更轻,更强大,更经济。而且,在某些情况下,更多的艺术,延续Vlahinos。

通常,设计人员逐步创建其设计,分析某些结符以获得有关性能的关键反馈。如果它不满足性能需求或客户规格,它们会调整设计。它掌握了AI的融合,允许设计人员跳过这些耗时的步骤,允许任务快速有效地越过。

例如,去年Autodesk向其Fusion 360 Ultimate产品开发软件的用户发布了生成式设计。设计概念允许工程师在开始设计之前确定设计参数,如材料、尺寸、重量、强度、制造方法和成本限制。拉维•阿凯拉(Ravi Akella)表示,然后,该软件利用基于人工智能的算法,提供一系列符合预定标准的设计选项。阿凯拉曾领导欧特克(Autodesk)的生产制造解决方案产品管理团队,于去年离职,成为Roblox的产品开发总监。他说,这一功能的重点是帮助设计师定义他们试图解决的问题。

“该软件询问用户初步问题。'你会考虑什么样的材料?它在哪里与组件的一部分与其他东西连接?负载是什么?什么是几何碎片?“”阿克拉说。

在短时间内,该软件随后向设计师和工程师提供一系列最佳符合其要求的设计选项。设计师选择最佳设计。或者,如果没有任何选项满足他们的需求,则可以再次开始生成过程,这次提供略有不同的输入。

与其他大名称CAD制造商一样,SolidWorks还包括其CAD软件中的拓扑优化功能。

“我们希望计算平台预测您的设计目标,”巴西说。

但是,Vlahinos添加了,这些系统中的AI用于模拟而不是设计。通过持续模拟设计设计。该工具允许工程师跳过所有逐步分析。人类仍然参与过程,必须验证CAD系统返回的模拟。

“生成过程可以让你加上15%的真实答案,但占努力的2%,”他说。“所以,你知道如何用这种方式制作热交换器 - 你已经隔离了设计替代品,你可以立即找到它们并验证。”

即使工具函数通过仿真功能,“您也会获得惊人的设计洞察和设计创新,因此您可以看到如何完成某些事情,”他说。

但Vlahinos注意到依赖于当前的AI的CAD优化工具。

“他们不是模拟更换,”他说。“不要让供应商超越他们。它们是设计指导,就像你设计概念的拼写检查。但他们确实给了你更加惊人的结果。“

尽管如此,通过帮助工程师更快地满足其规定的设计规格,AI也可以释放时间工程师可以花费专注于其固有形状或其艺术优点的其他方面。

通过适当的验证,这些工具可以帮助确保零件满足制造规范,并允许比传统方法更快的设计。它还可以通过3D打印制造出非正统的、有时是从未见过的形状。

工程师作为艺术家

可制造性设计,因为它被称为,当然是一个重要的 - 有些人可能会说基克的必要性。AI技术在设计的其他方面发挥作用。Vlahinos说,它的一些用途可能没有被构思,因为CAD制造商专注于这些第一个AI实现。

“现在,这是'请告诉我什么最佳“塑造是实现我的工程目标”,“Vlahinos说。“我们可以看到AI在未来回答其他问题。”

虽然他的职业生涯都专注于快速产品开发 - Vlahinos认识到AI可以帮助工程师设计比以前更快 - 同时它为工程公司提供了新的和独特的方式来满足需求,他们甚至可能甚至都不知道它们。

例如,扩大超出可制造性的关注的视图,AI也可以为工程件或产品提供艺术价值。

“我们从未妥善重视设计的艺术性。但我们可以,“他说。

当然,产品的设计艺术是主观的,因此将货币价值置于该数字 - 而不是功能 - 一直难以捉摸。同样地,为在新的和意外方式创造漩涡和螺纹的能力,以新的和意外的方式为设计者带来大量满意度,或者头痛,根据他们的喜好为他们的工程工作带来创造力。

通过适当的验证 - AI工具可以帮助确保零件将满足制造规范,并且可以比传统方法更快地设计。它还可以通过3D打印制造出非正统的、有时是从未见过的形状。

如果CAD的发展,在不久的将来,日常用品喜欢你的搅拌机,电动牙刷,甚至在你的汽车引擎,将没有你曾经见过的形状,利普森说,哥伦比亚大学机械工程教授和学校的创意机器实验室主任。他是一名在人工智能和数字制造领域工作的机器人专家。

大多数3D打印机从3D CAD文件中获取其打印指令。由于3D打印机从CAD文件接收其指令,因此Lipson表示,打印机的形状是那些CAD系统生成的形状。他说,CAD软件只允许设计人员使用识别的几何形状,方块和矩形等,等等。

VLAHINOS增加了这种变化作为拓扑优化和生成设计能力,使其进入设计工具,VLAHINOS增加。

所以搅拌机扭曲的日子可能会比我们想象的更早到来。

超越模拟

具有多年的AI的一部分的特征和字符识别是SolidWorks系统的一部分。实际上,它们是如此标准,许多用户可能无法识别这些功能的AI组件 - 直到例如,他们开始键入他们经常使用的拼写错误的单词,并查看此单词自动纠正,Bassi说。

并且ai也在凸轮中发挥作用。例如,SolidWorks CaM在设计后自动生成零件的制造工具路径。CAM软件使用CAD模型生成驱动计算机数控制造机器的刀具路径。Bassi说,使用CAM的工程师和设计师可以在设计过程中评估设计,以确保它们可以制造。

AI在CAM和CAD中具有作用。例如,SolidWorks CaM在设计后自动生成零件的制造工具路径。CAM软件使用CAD模型生成驱动计算机数控制造机器的刀具路径。这样的功能有助于工程师在设计过程中提前评估设计,以确保它们可以制造。

“刀具路径捕获设计策略并识别材料的功能和类型,因此您可以拥有几乎完全自动化的凸轮解决方案,”Bassi说。AI驱动自动创建刀具路径的方式。

“你可以点击几下创建一个工具路径。智能制造不需要太多细节,”Bassi说。

弗拉希诺斯说,有一件事是肯定的。人工智能永远不会把人类工程师或设计师排除在外。

即使是智能机器也需要引导。他补充说,这意味着工程师在设计过程中始终是至关重要的。人类总是需要以与他人相同的方式来看待形状和设计。翻译一个部件的使用,包括它的形式和功能,同时考虑到其他人类使用者。


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