Mirando hacia el camino de la ingeniería digital

A medida que nos acercamos a otro año nuevo. La perspectiva técnica desde la perspectiva del diseño de ingeniería nunca ha sido más apasionante. Las nuevas ideas, herramientas, enfoques y metodologías nunca han sido tan fáciles. está ganando impulso

El valor de nuevas herramientas como la simulación y el modelado. Inteligencia artificial (IA) y diseño creativo Reconocido por diseñadores y proveedores de herramientas de diseño. Ayudar a ingenieros y diseñadores a hacer grandes cosas superando obstáculos que no se pudieron superar en el pasado

Las perspectivas técnicas para el diseño de ingeniería son buenas. cuando estan Definitivamente ha «cambiado», con muchas tecnologías y enfoques interesantes e impactantes que las herramientas de diseño de ingeniería están integrando y aplicando.

Diseño generativo: un punto de inflexión, ¿verdad?

Mike Haley es vicepresidente senior de Autodesk Research en San Francisco. California Señala que Autodesk fue pionero en el desarrollo del diseño generativo cuando la empresa fue coautora del primer artículo de investigación sobre el tema en 2009.

“Desde el lanzamiento «Estamos muy contentos de ver el enfoque de optimización impulsado por algoritmos para el diseño exploratorio y las opciones que están explorando empresas como el equipo de diseño de Mercedes F1, Volkswagen, Hyundai y General Motors para crear piezas de un automóvil importante», dijo Haley.

“La NASA utiliza nuestro Diseño Generativo para aumentar enormemente su fuerza. al mismo tiempo que se reduce el peso de los componentes de las naves espaciales”, añadió Haley. “En arquitectura, ingeniería y construcción. Descubrimos que Airbus utiliza un diseño innovador para optimizar los planos de planta de sus fábricas. Y vemos empresas de cine y entretenimiento como Laika Studios que utilizan herramientas de diseño generativo para optimizar los cronogramas de producción”.

Haley considera que la tecnología de diseño generativo requiere técnicos especializados que comprendan los requisitos detallados de un diseño y las características que se pueden crear mediante la optimización.

“Los profesionales del diseño necesitan tiempo para definir y definir las necesidades de diseño generativo para poder ofrecer diseños efectivos. Y eso puede ser una barrera para la adopción para muchas personas», dijo Haley. «Por esta razón Por lo tanto, el porcentaje de profesionales que utilizan estas herramientas sigue siendo relativamente pequeño en comparación con la industria en general”.

El diseño creativo está cambiando la forma en que los diseñadores abordan nuevos problemas. En su trabajo diario, afirma Colin Swearingen, consultor de procesos industriales, modelado y simulación de Dassault Systèmes.

“Ya sea mejorando y mejorando el diseño existente. o rediseñar desde cero Los usuarios podrán crear un diseño óptimo en muy poco tiempo», dijo Swearingen. «He visto situaciones en las que el diseño del modelo mejorado requiere menos tiempo que incluso la pieza original. Esto muestra cuán efectiva se puede implementar esta tecnología.

“En términos de aceptación Cada vez vemos más usuarios. Especialmente considerando lo simplificado que parece el proceso. Comparado con varios métodos. «Eso se ha hecho en el pasado», añade Swearingen. «Las empresas pueden aprovechar fácilmente los beneficios de este tipo de tecnología. y disfrute del lujo de crear más repeticiones que nunca. con un nivel de eficiencia superior a los procesos de trabajo tradicionales”.

El surgimiento de la IA y el aprendizaje automático

Mes tras mes, año tras año, la IA sigue siendo fundamental para muchas industrias. (o la mayoría) del diseño de ingeniería no es una excepción. La influencia de la IA y el aprendizaje automático en las prácticas de diseño es considerable.

Las ventajas que la IA puede aportar al diseño y la fabricación dependen de la aplicación, afirma Ken Welch, ingeniero jefe de diseño de Altair, pero las ventajas tienden a dividirse en dos categorías.

Técnicas como el diseño generativo permiten generar alternativas de diseño para realizar estudios de compensación. Cortesía de Altair

«Mejor diseño, más rápido: técnicas como el diseño generativo permiten crear alternativas de diseño que pueden estudiarse indistintamente», dijo Welch. Las técnicas incluidas en PhysicsAI de Altair ayudarán a acelerar el proceso de exploración del diseño al ofrecer predicciones físicas rápidas basadas en datos de simulación históricos”.

En segundo lugar, Welch dijo que técnicas como la agrupación y la clasificación permiten a los usuarios incorporar criterios de diseño subjetivos en el proceso de optimización.

«Un caso de uso clave para la IA en la fabricación es encontrar el diseño más apropiado para satisfacer las necesidades de una variedad de procesos de fabricación», afirmó Welch. (Gestión del ciclo de vida de las aplicaciones (ALM)) ¿Vale la pena reducir el peso de los componentes? ¿Vale la pena producir piezas más pesadas por el ahorro de costes que supone la fundición? El diseño creativo puede ayudar a responder estas preguntas. Utilizar un diseño creativo para cada paso del proceso de producción. Los ingenieros pueden realizar estudios hipotéticos para comparar el costo y el peso de sus aplicaciones”.

Bob Haubrock, vicepresidente de ingeniería de productos de software de Siemens Digital Industries Software, confía en la IA y afirma que utilizarla y un diseño innovador significa que los usuarios deben tener el control.

“El uso de enfoques de ingeniería generativa está creciendo. Pero depende mucho de la industria y el tipo de producto». —Bob Haubrock, Siemens Digital Industry Software Gracias por la foto de Siemens.

«Vemos un gran potencial para el uso de la IA», dijo Haubrock. «Introdujimos la IA por primera vez en la interacción del usuario con la capacidad de predecir comandos NX, lo que nos inició en el camino hacia el aprendizaje y la comprensión de los patrones de los usuarios. Solía ​​poder para predecir y sugerir el siguiente comando utilizado con más frecuencia en un flujo de trabajo. Lo hemos ampliado a áreas como «Buscar similares», que permite a los usuarios encontrar rápidamente patrones geométricos en diseños. Esto hace que la selección de objetos sea mucho más rápida. También utilizamos comandos de voz. Esto permite a los usuarios utilizar lenguaje natural para impulsar NX, todo ello centrándose en la productividad del usuario”.

Haubrock añadió que Siemens vio la oportunidad de ofrecer un copiloto digital.

“Una herramienta de inteligencia artificial que aprende y ayuda a recomendar cosas como el mejor ángulo de desmoldeo en una pieza fundida o mecanizada. «(Se puede utilizar como) sugerencias para cambiar parámetros para mejorar la calidad del diseño», dijo Haubrock. «Con la reciente incorporación de NX Moulded Part Designer, hemos incluido análisis dinámicos y capacidades de informes de idoneidad de piezas para moldeo por inyección. Identificar cosas como socavaduras o áreas donde la relación de aspecto de una pieza puede causar problemas con cosas como la deformación plástica. En el futuro, la IA nos ayudará a llevar esto más lejos. No solo identificar el problema Pero también ayuda a los usuarios sugiriendo soluciones”.

considerando el potencial Habrá una carrera para integrar y aplicar los beneficios de la IA y el aprendizaje automático en herramientas y procesos de ingeniería. Pero para el éxito de la adopción y la adopción es fundamental la confianza en las predicciones realizadas, dice Mark Hindsbo, director general y vicepresidente de Ansys.

“Cuando estas herramientas brindan la respuesta correcta, Es muy impresionante», dijo Hindsbo. «Cuando esas cosas van mal, Es muy difícil de detectar porque suena convincente y convincente. Los desarrolladores e integradores de estas tecnologías no deben limitarse a las predicciones. Pero aún es necesario incorporar opiniones y indicadores de sentimiento a la herramienta. así como integrarlo en los procesos de diseño existentes. para que los usuarios puedan consultar el pronóstico”.

Nuevas herramientas ayudan a optimizar el diseño de ingeniería

Bartosz Korec, diseñador industrial jefe de BlackHägen Design, destaca el importante papel que sigue desempeñando la simulación en la creación de mejores diseños.

“En las primeras etapas del proceso de diseño La evaluación de conceptos utilizando entornos virtuales está ganando popularidad. Esto se debe a la fuerza inherente de una implementación rápida y rentable en una variedad de entornos”. —Bartosz Korec, BlackHägen Design Cortesía de BlackHägen Design.

“En las primeras etapas del proceso de diseño La evaluación de conceptos utilizando entornos virtuales ha ganado popularidad debido a las ventajas inherentes de una implementación rápida y rentable en todos los entornos», afirmó Korec. «Desarrollos recientes en auriculares integrados La realidad virtual (VR) con capacidad de seguimiento de adentro hacia afuera (como Meta Quest 2 y 3) ofrece un uso especialmente conveniente para el transporte y el transporte entre ubicaciones. fácilmente al menor costo y Requisitos de configuración

“Como cualquier otra herramienta. Se requiere una comprensión profunda de sus fortalezas y limitaciones para implementar entornos educativos de realidad virtual de una manera efectiva que obtenga información útil», dijo Korec. «Por ejemplo, los entornos de realidad virtual simulados son herramientas excelentes para evaluar la línea de visión y las necesidades espaciales. También puede proporcionar experiencia. ‘Práctica’ para los observadores Comunica los desafíos para los usuarios en todo el espectro ergonómico extremo”.

Optimización de la topología de la herramienta de engarzado mediante restricciones de producción en Ansys Discovery Foto cortesía de Ansis.

Hindsbo de Ansys dice que ven clientes Cada vez más «moverse hacia la izquierda» Ayudar a todos los ingenieros a obtener información de las simulaciones desde el principio. en el proceso de diseño del producto Desde la perspectiva del mercado en general. Dijo que están en transición desde los primeros pioneros. al uso generalizado y un giro hacia la izquierda se convirtió en un imperativo estratégico en los niveles superiores de liderazgo. Esto incluye al comité.

“No existen soluciones mágicas. Pero hay varias formas. «En primer lugar, la facilidad de uso y la velocidad de la simulación han aumentado drásticamente a lo largo de los años con herramientas como Ansys Discovery y Creo Simulation Live. Vemos ingenieros con poca o ninguna experiencia en simulación. Obtenga Ansys Discovery con una formación mínima. Luego realice un análisis bastante complejo en unas pocas horas.

«Especialmente la próxima generación de ingenieros nativos digitales espera trabajar de esta manera y tener la capacidad de realizar sus propios análisis», afirmó Hindsbo. «Herramientas como Ansys Discovery y PTC Creo Simulation Live no han cambiado. ‘no ingenieros’ para ser ingenieros Hace que los buenos ingenieros sean mejores y más eficientes”.

El camino por delante

Parece que la sombra de los avances tecnológicos actuales en el diseño de ingeniería nunca se ha topado con la convergencia de tecnologías nuevas y disruptivas como las disponibles hoy en día. El Diseño Generativo está logrando avances notables. Y verdaderamente Varios aspectos están cambiando. Muchos de los resultados del diseño de ingeniería parecen ser reemplazados por la IA y el aprendizaje automático. Como muchos lugares La gente se preocupa por los peligros y (peligros) de demasiada IA ​​demasiado pronto. Luego está la simulación, el modelado y la tecnología de realidad virtual que permite a los diseñadores e ingenieros ser creativos como nunca antes.

Estamos en Es un «momento increíblemente emocionante» para la tecnología aplicada al diseño y la fabricación, afirmó Haley de Autodesk.

Aprendizaje automático para propiedades de materiales aditivos en Ansys Granta Foto cortesía de Ansis.

«Como investigador de IA, siempre he creído que tendremos acceso a este tipo de herramientas poderosas», dijo Haley. Se están convirtiendo en realidad mucho más rápido de lo que cualquiera de nosotros imaginó. Como toda nueva tecnología conlleva riesgos y problemas que deben superarse. Realmente creo que la IA generativa y las tecnologías relacionadas, como la simulación rápida y el diseño generativo, cambiarán fundamentalmente la forma en que diseñamos y construimos el mundo que nos rodea”.

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